Оценка углеродного следа несущего каркаса высотного здания

Встроенный углерод включает выбросы, связанные с добычей сырья, производством и транспортировкой строительных материалов до начала эксплуатации здания. Российское нормативное регулирование пока преимущественно охватывает эксплуатационную фазу, включая энергопотребление объекта. Выбросы, возникающие на предшествующих этапах жизненного цикла, учитываются в меньшей степени, хотя на здания и строительство приходится около 37% мировых выбросов CO₂.

Расчет выполнен по международному стандарту EN 15978 для стадий A1–A3 жизненного цикла: добычи сырья, транспортировки и производства материалов. На основе BIM-модели сформирована ведомость материалов, входящих в состав несущего каркаса. Для каждого материала определен объем выбросов с использованием международной базы эмиссионных коэффициентов. Совокупный углеродный след каркаса составил 11 623 тонны CO₂-эквивалента. На бетон и арматуру пришлось более 80% этого объема, что определило их приоритетное значение для последующего снижения выбросов.

Научная новизна работы состоит в объединении информационного моделирования здания с поэлементной оценкой встроенного углерода несущего каркаса. Методика позволяет сопоставлять материалы по объему выбросов на ранних стадиях жизненного цикла наряду с их массой, стоимостью и конструктивными характеристиками. В рамках одного объекта проведено сравнение базового железобетонного каркаса с тремя альтернативными вариантами: стальным, деревянно-бетонным гибридным и каркасом из низкоуглеродных материалов.

Наибольшее снижение углеродного следа зафиксировано при использовании цемента с доменным шлаком и арматуры электродуговой выплавки. По расчетам, применение этих материалов уменьшает показатель на 39% без изменения конструктивной схемы здания. Следовательно, существенное сокращение выбросов в рассмотренном случае достигается посредством выбора материалов, а не перепроектирования несущей системы.

Методика применима в деятельности проектных организаций, девелоперских компаний и производителей строительных материалов. Ее использование позволяет включать углеродный след в систему критериев при сравнении проектных решений и учитывать воздействие материалов наряду с прочностью, массой, стоимостью и технологичностью конструкций. Оценка встроенного углерода рассматривается как часть анализа жизненного цикла здания, который охватывает период от производства материалов до эксплуатации и последующих стадий обращения с объектом.

Практическое применение методики в российском строительстве требует создания национальной базы эмиссионных коэффициентов. Единые исходные данные обеспечат сопоставимость расчетов, позволят определять вклад отдельных материалов в общий объем выбросов и обосновывать выбор конструктивных решений с учетом их углеродного следа. Предложенный подход объединяет BIM-моделирование и оценку жизненного цикла материалов в единую процедуру, пригодную для обоснования проектных решений и расчета углеродной нагрузки несущих конструкций.