Обновяването на сградите с цел подобряване на енергийната им ефективност е решаваща стъпка към постигането на целите на Швейцария в областта на климата. Изследователите от университета ETH Zurich вече могат да разкрият най-ефективните стратегии за обновяване за намаляване на емисиите на парникови газове: да заменят отоплителните системи с изкопаеми горива и да използват потенциала на строителни материали на биологична основа като слама и коноп.

Накратко

• Със строителни материали на биологична основа като слама или коноп могат да се спестят значително повече емисии на парникови газове в изолацията в сравнение с днес.
• Екип от изследователи на ETH и изследователи от други университети ясно потвърждава, че топлоизолацията и подмяната на отоплението трябва да бъдат ключови елементи на енергийно ефективното обновяване.
• Те разработиха модел, който използва AI за изчисляване на емисиите и разходите за парникови газове и също така взема предвид несигурности като бъдещото развитие на климата и цените.

 

Отчитане на жизнения цикъл на сградата

Традиционните реновации са насочени към потреблението на енергия и включват две основни мерки: изолиране на корпуса на сградата за намаляване на потреблението на енергия и подмяна на отоплителните системи с изкопаеми горива за насърчаване на използването на възобновяеми енергийни източници. В светлината на изменението на климата се обръща повече внимание на въпроса как да се обнови една сграда, за да се гарантира, че нейните емисии на парникови газове са възможно най-ниски през целия й жизнен цикъл.

ETH Цюрих

В ETH Zurich катедрата по гражданско, екологично и геоматично инженерство е прекарала години в изследване на тази тема. Скорошно проучване на Гийом Абер, професор по устойчиво строителство, и Бруно Судре, професор по количествено определяне на риска, безопасността и несигурността, дава някои нови отговори. Това проучване е направено в сътрудничество с Университета за приложни науки и изкуства в Западна Швейцария (Ивердон) и Технологичния университет Чалмърс (Гьотеборг). Публикувана е на 13 март 2024 г. в списание Nature Communications.

Подмяна на отопление и изолация

Проучването се фокусира върху шест сгради, които са останали до голяма степен нереновирани, откакто са построени за първи път между 1911 и 1988 г. Тези специфични сгради бяха избрани, за да осигурят представителна извадка от всички швейцарски сгради. За всеки от тези имоти изследователите изчисляват обема на емисиите на парникови газове, които биха били резултат от различни мерки за обновяване в хода на 60-годишен жизнен цикъл на сградата (от момента на обновяването). Един аспект, който изследователите изследват, е замяната на съществуващата отоплителна система с такава, захранвана от газ, дървесни пелети или термопомпа. Друга беше поставянето на слоеве изолация с различна дебелина – както с конвенционални изолационни материали (EPS, фибростъкло, минерална вата, целулозни влакна), така и изолационни материали от бързорастящи растения (слама, коноп).

Отчитането на строителния материал е важно, тъй като различните производствени процеси се различават значително по отношение на енергийните им нужди и следователно и по количеството емисии на парникови газове, които причиняват. "Емисиите на CO₂ от производството на конвенционални изолационни материали могат да бъдат много високи, понякога достатъчно високи, за да неутрализират положителните ефекти, които имат върху потреблението на енергия, когато се използват при обновяване на сграда", казва Хаберт. Строителните материали, произведени от възобновяеми суровини, са отговорни за много по-ниски емисии на парникови газове. Освен това те предлагат допълнителния бонус за абсорбиране на CO₂ от атмосферата, докато растат и го съхраняват дългосрочно в сградата.

87% спад на парниковите газове

Изчисленията за емисиите на парникови газове от сграда за 60-годишен жизнен цикъл показват, че най-евтиният и ефективен начин за намаляване на тези емисии е да се заменят петролните и газовите отоплителни системи. Освен това използването на изолационни материали на биологична основа също е основен приоритет. "Нашите резултати показват, въз основа на нашите предположения, че сградите в Швейцария могат да намалят емисиите си на парникови газове с до 87 процента, главно чрез преминаване към термопомпи или дървесни пелети, но също така и чрез използване на строителни материали на биологична основа като бали слама, конопени рогозки и коноп", казва Алина Галимшина, описвайки едно от основните открития на проучването. която се основава до голяма степен на докторската дисертация, която тя пише в ETH Цюрих.

Прилагане на резултатите на практика

Днес всички говорят за необходимостта от подмяна на отоплителните системи с изкопаеми горива, но използването на строителни материали на биологична основа като слама и коноп все още е в начален стадий. Тези материали се посрещат със скептицизъм в строителната индустрия, тъй като понякога се нуждаят от по-дебела изолация и повдигат въпроси за влагата и пожарната безопасност. Друга гореща тема е високата цена на ремонти, при които се използва изолация на биологична основа, въпреки че критиците пренебрегват съответното намаляване на оперативните разходи.

Имайки предвид тези аспекти, изследователският екип си е поставил за цел да сподели резултатите от работата си с проектанти, архитекти и други строителни експерти. Тези усилия, които са част от текущ проект, подкрепен от програмата Agora на Швейцарската национална научна фондация, включват дискусионни форуми и проучване на експерти от строителната индустрия. В същото време се създава уебсайт, който предоставя софтуерен инструмент за сравняване на това колко благоприятни за климата са различните стратегии за саниране.