Потенциал снижения углерода и стратегии выбора новых технологий на стадии строительства

Почему чистые стройплощадки важны

На долю зданий приходится большая часть глобальных выбросов, приводящих к изменению климата, но общественное внимание чаще всего сосредоточено на потреблении энергии после ввода в эксплуатацию. Это исследование рассматривает более короткий, но интенсивный период жизни здания — стадию строительства. Проанализировав 25 новых строительных технологий, авторы показывают, как более разумные методы и материалы могут резко сократить загрязнение углеродом на стройплощадке, и предлагают практические рекомендации о том, какие инструменты эффективны для разных типов проектов.

От суеты на площадке до скрытых углеродных затрат

Когда мы представляем строительство, видим краны, бетоновозы и стеллажи со сталью. За этой активностью скрываются три основных источника выбросов углерода на площадке: топлива и электричество, приводящие в действие машины и освещение; газы и материалы, потребляемые при сварке и других процессах; а также перевозка отходов — лом стали, использованная опалубка и прочее. Эти выбросы могут приходиться всего на год-два, но они крайне сконцентрированы. По мере того как города быстро строятся и перестраиваются, эти «углеродные» выбросы на стадии строительства становятся значительной, но часто недооценённой частью климатического следа строительного сектора.

Четыре группы чистых строительных инструментов

Авторы сгруппировали 25 перспективных технологий в четыре понятные семьи. Первая — более прочные и эффективные материалы, такие как высокопрочный бетон и сталь, которые позволяют использовать меньше материала при той же прочности. Вторая — методы, упрощающие процессы, устраняющие или сокращающие «грязные» этапы на площадке, например специальные настильные системы, не требующие дополнительного выравнивающего слоя, или отделки стен без штукатурки. Третья — технологии, использующие возобновляемые ресурсы и уменьшающие отходы: сбор дождевой воды, солнечная или теплоизвлекающая энергия для питания площадки, системы сокращения и переработки строительного мусора. Наконец, технология сборки и предварительной фабрикации переносит большую часть работ на заводы, превращая стройплощадку главным образом в место монтажа, а не тяжёлой обработки.

Какие варианты сокращают наибольшее количество углерода

Не все инновации одинаково эффективны. Исследование показывает, что технологии, основанные на возобновляемых ресурсах и сокращении отходов, на самой площадке способны устранить почти все прямые выбросы, связанные с водоснабжением, потреблением электроэнергии и вывозом мусора, поскольку они опираются на чистую энергию и избегают перевозки отходов на свалки. На втором месте —_prefabrication_: для большинства изученных сборных систем выбросы на площадке сокращаются более чем на 90% по сравнению с заливкой бетона и раскроем стали на месте. Методы, упрощающие процессы, дают широкий диапазон преимуществ; некоторые, например одноразовая опалубка для бетонных полов и стены без штукатурки, полностью устраняют определённые операции и связанные с ними выбросы, тогда как другие обеспечивают умерённую экономию. Высокопрочные и высокоэффективные материалы дают наименьшее снижение на площадке, как правило менее 30%, поскольку они в основном уменьшают объёмы материалов, а не энергию и отходы, связанные со строительными работами.

Выбор правильного набора для каждого проекта

Поскольку проекты различаются по высоте, конструкции и назначению, авторы утверждают, что ни одна технология не подходит повсеместно. Вместо этого они предлагают стратегию выбора, основанную на местоположении здания, его назначении и местных климатических и политических целях. Для сверхвысоких башен и мостов с большими пролётами более прочный бетон, сталь и арматура могут сократить расход материалов и сократить время работ. Для стандартизированных жилых блоков и офисных комплексов упрощённые процессы и сборные стены или плиты пола могут резко уменьшить энергопотребление и объём отходов на площадке. Для кампусов с зелёной сертификацией, школ и больниц наибольший эффект даст сочетание солнечной энергии, систем дождевого водосбора и строгой политики по сокращению отходов. Чтобы проверить подход, команда применила восемь из 25 технологий к крупному промышленному парку в Синьяне, Китай. Комплексная совокупность снизила выбросы на площадке примерно на 28%, что авторы сравнивают с объёмом углерода, который поглотил бы небольшой лес из нескольких тысяч деревьев за тот же период.

Что это значит для будущего строительства

Исследование делает вывод, что стройплощадки могут стать гораздо чище без ожидания далёких прорывов. Поняв, как каждая технология сокращает углерод — за счёт экономии энергии, уменьшения отходов или переноса работ в более эффективные фабрики — застройщики и политики могут выбирать подходящие сочетания для каждого проекта. Хотя перенос процессов на заводы создаёт новые выбросы в производственных условиях, такие контролируемые среды в целом легче сделать более чистыми, чем разбросанные стройплощадки. При наличии лучших данных, интеллектуальных цифровых инструментов планирования и поддерживающих правил и стимулов авторы считают, что города смогут быстро масштабировать эти новые практики, превращая сегодняшние высокоэмитирующие стройплощадки в гораздо менее углеродоёмкие центры активности.

Цитирование: Liu, Z., Xia, Z., Li, J. et al. Carbon reduction potential and selection strategies of emerging construction-phase technologies. Sci Rep 16, 7863 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39122-1

Ключевые слова: углеродные выбросы при строительстве, сборные здания, зелёные строительные технологии, возобновляемая энергия на стройплощадках, сокращение строительных отходов