Применение подходов экономики замкнутого цикла в строительстве. Монография
- -
- 100%
- +
Взаимосвязь циркулярной экономики и цифровой трансформации строительной отрасли представляет собой самостоятельную исследовательскую проблему. Технологии Интернета вещей (IoT) позволяют размещать датчики в конструктивных элементах зданий и отслеживать их техническое состояние в режиме реального времени, что продлевает срок эксплуатации и предотвращает преждевременный снос. Технология блокчейна рассматривается как инструмент создания неизменяемых записей о происхождении и свойствах строительных материалов, формируя доверие покупателей к вторичному сырью [89]. Технологии машинного обучения применяются для автоматической классификации строительных отходов на основе изображений, что ускоряет сортировку и снижает ее стоимость. Боловинос и Маркоу в 2023 году провели обзор применения искусственного интеллекта в управлении строительными отходами и отходами сноса и выделили три категории решений: прогнозирование объемов отходов на стадии проекта, оптимизация логистики отходов на строительной площадке и автоматизированная идентификация фракций при сортировке [90].
Социальные измерения циркулярной экономики в строительстве исследованы значительно менее полно, чем экологические и экономические. Создание перерабатывающих предприятий и развитие методы работы повторного использования материалов генерируют рабочие места, впрочем характер этой занятости нуждается в критическом рассмотрении. Исследование Европейского бюро по окружающей среде (EEB) 2022 года оценило, что полная реализация потенциала циркулярного строительства в ЕС может создать до 500 тыс. дополнительных рабочих мест [91]. Вместе с тем ряд операций (ручная разборка, сортировка, обработка загрязненных материалов) связан с профессиональными рисками: воздействие пыли, содержащей кремнезем, контакт с асбестосодержащими материалами в зданиях, построенных до 1990-х годов, шумовые и вибрационные нагрузки. Обеспечение охраны труда при операциях с вторичными строительными материалами является обязательным условием социально ответственного перехода к циркулярной модели.
Проблема загрязненных материалов занимает особое место в дискуссии о циркулярном строительстве. Здания, построенные в 1950-1980-х годах, могут содержать асбест, полихлорированные бифенилы (ПХБ), тяжелые металлы в красках, радиоактивные элементы в некоторых видах силикатного кирпича. Вовлечение таких материалов во вторичный оборот без надлежащей идентификации и обезвреживания создает риск распространения вредных веществ. В странах ЕС обязательное предпроектное обследование зданий перед сносом включает проверку на наличие опасных веществ, и загрязненные фракции исключаются из переработки [92]. В Российской Федерации подобное обследование не является обязательным, за исключением зданий с подтвержденным наличием асбеста. Отсутствие систематического контроля повышает вероятность попадания загрязненных материалов в продукцию перерабатывающих предприятий, что представляет как экологическую, так и репутационную угрозу для отрасли.
Региональная специфика Российской Федерации вносит дополнительные коррективы в применимость зарубежного опыта. Обширная территория и неравномерное распределение населения означают, что логистические издержки на перевозку строительных отходов к месту переработки в ряде регионов превышают стоимость первичного сырья. Климатические условия – длительные периоды отрицательных температур в большинстве субъектов федерации – ограничивают сезон работ по сносу и переработки на открытых площадках. Различия в градостроительной структуре (преобладание крупнопанельного домостроения в городах и индивидуального деревянного строительства в сельской местности) определяют принципиально разный состав строительных отходов и отходов сноса. Программа реновации жилищного фонда, реализуемая в Москве и обсуждаемая в ряде других крупных городов, генерирует значительные объемы строительных отходов, которые при грамотной организации могут стать ресурсной базой для перерабатывающей индустрии [93].
Подводя итог рассмотрению теоретических основ циркулярной экономики и ее приложения к строительной отрасли, необходимо отметить следующее. Концептуальный аппарат, накопленный за полвека научных исследований, предоставляет достаточную теоретическую базу для проектирования и обоснования практических решений. Зарубежный опыт (прежде всего Нидерландов, Японии, Дании, Финляндии) демонстрирует, что высокий уровень переработки строительных отходов достижим при сочетании нормативных требований, экономического стимулирования и технологической инфраструктуры. Российская ситуация характеризуется существенным разрывом между имеющимся теоретическим знанием и его практическим воплощением. Сокращение этого разрыва требует не только технологических разработок, но и системной методологии внедрения циркулярных принципов, разработке которой посвящена вторая глава настоящей монографии.
Вопрос о соотношении затрат и выгод циркулярного строительства на уровне отдельного проекта изучен фрагментарно. Йехейис и Тафессе в 2021 году проанализировали 34 случая применения вторичных строительных материалов и установили, что экономический эффект варьируется от 8% экономии до 12% удорожания по сравнению с использованием первичного сырья, при этом решающее влияние оказывают три переменных: расстояние до источника вторичного сырья, местная цена захоронения отходов и наличие сертификатов качества на вторичный материал [94]. Эти данные свидетельствуют о том, что циркулярное строительство экономически выгодно далеко не всегда и не везде; его жизнеспособность зависит от конкретных условий рынка и регуляторной среды.
Вопрос правовой неопределенности статуса вторичных строительных материалов остается нерешенным в большинстве юрисдикций. Суд ЕС в нескольких решениях (дело C-9/00, дело C-457/02) сформулировал критерии разграничения между «отходом» и «побочным продуктом», однако применение этих критериев к строительным отходам затруднено многообразием фракций и условий их образования [95]. В Российской Федерации переработанный строительный отход формально остается отходом до тех пор, пока не будет сертифицирован как товарная продукция в соответствии с действующими техническими регламентами. Эта юридическая неопределенность создает практические затруднения для перерабатывающих предприятий: они вынуждены одновременно получать лицензию на обращение с отходами и сертификат соответствия на выпускаемую продукцию, что увеличивает административные издержки.
Методология учета вторичных материалов в проектной документации нуждается в развитии. Действующие российские строительные нормы (СП, ГОСТ) содержат требования к первичным материалам, а специфика вторичных (более высокая дисперсия свойств, необходимость дополнительного входного контроля, ограничения по области применения) отражена лишь фрагментарно. В Европейском союзе стандарт EN 206 допускает применение вторичных заполнителей в бетоне при соблюдении требований EN 12620, между тем максимальная доля замещения варьируется от страны к стране: от 20% в Германии до 100% в Нидерландах (для определенных классов бетона) [96]. Гармонизация российских норм с передовой международной практикой, учитывающая при этом климатическую и сейсмическую специфику отечественного строительства, представляет самостоятельную исследовательскую и нормотворческую задачу.
Страховой аспект применения вторичных строительных материалов исследован крайне скудно. Страховые компании, как правило, не располагают статистикой отказов конструкций из вторичных материалов, достаточной для актуарных расчетов, и вынуждены применять повышающие коэффициенты или отказывать в страховании. Формирование базы данных эксплуатационных характеристик конструкций, изготовленных с применением вторичного сырья, является одной из предпосылок для массового внедрения циркулярных методов работы в коммерческом строительстве.
Необходимо обратить внимание на вопрос о влиянии циркулярных методов работы на рыночную стоимость зданий. Предварительные данные из Нидерландов указывают на то, что здания с высоким рейтингом устойчивости (включая циркулярные характеристики) демонстрируют премию к арендным ставкам в размере 4—8% и премию к капитализации в размере 6—14% по сравнению с аналогичными объектами без экологической сертификации [97]. Однако выделить вклад именно циркулярных характеристик (в отличие от энергоэффективности, качества микроклимата и иных параметров устойчивости) методологически затруднительно. В Российской Федерации подобные исследования отсутствуют, хотя по мере развития рынка зеленого строительства они приобретут практическую значимость для девелоперов и инвесторов.
Энергетический баланс переработки строительных отходов составляет предмет отдельных расчетов. Дробление бетонного лома потребляет от 5 до 15 кВт-ч на тонну продукции в зависимости от крупности исходного материала и требуемой фракции; для сравнения, добыча и переработка природного щебня потребляет от 8 до 20 кВт-ч на тонну с учетом взрывных работ, транспортировки и дробления [98]. Транспортировка на расстояние свыше 30—40 км существенно ухудшает энергетический баланс вторичных заполнителей. Логистическая оптимизация – размещение перерабатывающих мощностей вблизи основных источников строительных отходов (промышленных зон, территорий реновации, крупных строительных площадок) – является необходимым условием энергетической и экономической жизнеспособности переработки. Московский опыт организации временных площадок дробления непосредственно на территориях сноса пятиэтажных домов показал возможность снижения транспортных расходов на 35—40% по сравнению со схемой вывоза отходов на стационарные полигоны [99].
Международные финансовые институты все активнее включают критерии циркулярной экономики в свои инвестиционные политики. Европейский инвестиционный банк (ЕИБ) в 2020 году утвердил «Руководство по циркулярной экономике», согласно которому проекты, претендующие на финансирование, должны демонстрировать соответствие принципам ресурсоэффективности и минимизации отходов [100]. Всемирный банк при реализации программы EDGE (Excellence in Design for Greater Efficiencies) включил показатели управления строительными отходами в критерии сертификации зданий в развивающихся странах. Европейский банк реконструкции и развития (ЕБРР) с 2022 года требует от заемщиков в строительном секторе представления плана управления отходами на стадии проектирования. Эти тенденции означают, что доступ к международному финансированию все теснее увязывается с циркулярными характеристиками строительных проектов, что создает дополнительные факторы для внедрения соответствующих практик, в том числе в странах, где внутреннее регулирование пока недостаточно развито.
Вовлечение малого и среднего бизнеса в циркулярное строительство представляет отдельную задачу. Крупные строительные компании располагают ресурсами для организации собственных перерабатывающих мощностей, получения необходимых лицензий и проведения исследований свойств вторичных материалов. Малые и средние подрядчики, формирующие основную массу участников строительного рынка (в Российской Федерации – более 95% по числу организаций), такой возможности лишены. Для них переход к циркулярным практикам требует доступных сервисов: приемных пунктов строительных отходов в пределах экономически приемлемого расстояния, каталогов сертифицированных вторичных материалов, типовых проектных решений с использованием вторичного сырья. Формирование подобной инфраструктуры должно стать предметом целенаправленной государственной политики, а не результатом стихийной рыночной инициативы.
1.2. Зарубежный и отечественный опыт внедрения циркулярных подходов в строительстве
Если в предыдущей подглаве рассматривались теоретические концепции и нормативные основания циркулярной экономики, то настоящий раздел посвящен конкретному опыту их реализации в строительной практике различных стран. Анализ построен по географическому принципу: от стран Европейского союза, располагающих наиболее зрелыми подходами, через опыт стран Азиатско-Тихоокеанского региона к российской ситуации. Для каждой юрисдикции рассмотрены не только общие параметры нормативной среды, но и конкретные проекты, организационные модели и количественные результаты, которые могут служить ориентирами для отечественной строительной отрасли.
Нидерланды к середине 2020-х годов располагают, по-видимому, наиболее развитой экосистемой циркулярного строительства в Европе. Помимо правительственной программы «Нидерланды циркулярные к 2050 году», упомянутой в подглаве 1.1, практический интерес представляют конкретные реализованные объекты. Павильон «Circl» в Амстердаме, построенный по заказу банка ABN AMRO в 2017 году, проектировался как полностью разбираемое здание: 98% материалов могут быть извлечены и повторно использованы после завершения эксплуатации. Фасад выполнен из переработанных алюминиевых рам, внутренняя отделка – из вторичной древесины, теплоизоляция – из переработанной джинсовой ткани. При проектировании использовалась платформа Madaster, зафиксировавшая материальный состав здания с точностью до отдельного элемента [101]. Проект стал образцом для целого ряда последующих построек в Нидерландах и за их пределами.
Другой примечательный нидерландский проект – временный Дворец правосудия в Амстердаме (2016), спроектированный бюро cepezed. Здание возведено из сборно-разборных конструкций на арендованном земельном участке сроком на 20 лет; по истечении этого срока оно будет демонтировано и перемещено на новую площадку. Несущие стальные конструкции соединены болтами без сварки, фасадные панели крепятся на болтовых и винтовых замках, все инженерные коммуникации проложены в доступных каналах [102]. Этот проект продемонстрировал, что даже здание общественного назначения с высокими функциональными требованиями может быть спроектировано как полностью разбираемое, хотя стоимость строительства оказалась на 8—12% выше по сравнению с традиционным аналогом.
Нидерландская компания New Horizon Urban Mining специализируется на «городском минировании» – извлечении ценных материалов из зданий, подлежащих сносу. Вместо сплошного разрушения здания компания проводит селективную разборку с раздельным извлечением бетона, кирпича, древесины, металла, стекла и инженерного оборудования. Каждая фракция направляется на соответствующую переработку или продается для повторного использования. По данным компании, при селективном подходе удается вовлечь в повторное использование или переработку до 95% массы здания, тогда как при сплошном сносе этот показатель обычно не превышает 70% (поскольку смешанный лом пригоден лишь для засыпки) [103]. Экономическая модель New Horizon основана на том, что выручка от продажи вторичных материалов и экономия на оплате захоронения покрывают повышенные затраты на селективную разборку.
Платформа Madaster, запущенная в 2017 году, требует подробного рассмотрения как инфраструктурный элемент циркулярного строительства. Madaster служит онлайн-реестр материалов, содержащихся в зданиях: владелец или проектировщик загружает BIM-модель или перечень материалов, а платформа формирует «материальный паспорт» здания с указанием массы, стоимости и циркулярного потенциала каждого компонента [104]. К 2024 году на платформе зарегистрировано более 15 000 объектов недвижимости, преимущественно в Нидерландах, Бельгии и Германии. Платформа рассчитывает два ключевых показателя: индекс циркулярности (Madaster Circularity Indicator, MCI) и остаточную материальную стоимость здания. MCI оценивает, какая доля материалов поступила из вторичных источников и какая доля может быть извлечена при демонтаже; остаточная стоимость показывает, сколько «стоят» заключенные в здании материалы на рынке вторичного сырья. Для собственников зданий эта информация имеет практическое значение: здание с высоким MCI и значительной остаточной стоимостью может рассматриваться как финансовый актив, стоимость которого возрастает по мере удорожания первичного сырья.
Датская практика циркулярного строительства опирается на многолетнюю традицию раздельного обращения с отходами и высокие ставки налога на захоронение, о которых говорилось в подглаве 1.1. Конкретный интерес представляет проект «Resource Rows» в Копенгагене (Oerestad, 2019) – жилой комплекс на 92 квартиры, при строительстве которого использованы материалы, извлеченные из снесенных зданий. Фасад выполнен из кирпича, полученного при разборке школы 1970-х годов; внутренние перегородки – из бетонных элементов вторичного происхождения; оконные рамы переработаны из алюминиевых конструкций снесенного офисного здания [105]. Архитектурное бюро Lendager Group, реализовавшее проект, разработало собственную методику оценки экологического следа строительства и показало, что применение вторичных материалов снизило углеродный след объекта на 40% по сравнению с традиционным строительством.
Датская некоммерческая организация GXN (Green Transition), входящая в архитектурную группу 3XN, с 2016 года ведет исследовательский проект «Circle House», направленный на создание прототипа полностью циркулярного жилого дома. Первая очередь проекта (60 квартир социального жилья в городе Лисбьерг близ Орхуса) завершена в 2023 году. Конструктивное решение основано на сборно-разборном железобетонном остове с сухими соединениями: панели крепятся к остову стальными болтами, что позволяет демонтировать их без разрушения. Проектировщики утверждают, что 90% элементов здания могут быть повторно использованы по завершении 50-летнего срока эксплуатации [106]. Экономический анализ проекта показал, что удорожание строительства составило около 5% по сравнению с традиционным аналогом, тем не менее расчетная остаточная стоимость материалов компенсирует это удорожание менее чем за 15 лет.
Координационная платформа датского циркулярного строительства – организация VCOB (Videncenter for Cirkulaert Byggeri), основанная в 2020 году при поддержке Фонда Реалданиа. VCOB выполняет несколько функций: ведет базу данных вторичных строительных материалов, доступных на датском рынке; публикует руководства по проектированию разбираемых конструкций; организует обучение проектировщиков и подрядчиков; сопровождает пилотные проекты [107]. По данным VCOB, к 2024 году на датском рынке действуют 27 предприятий, специализирующихся на переработке строительных отходов, и 14 площадок продажи вторичных строительных материалов. Общий объем переработанных строительных отходов и отходов сноса в Дании составляет около 4,5 млн тонн в год при общем объеме образования порядка 5,2 млн тонн.
Германия занимает ведущее положение в Европе по абсолютным объемам переработки строительных отходов. По данным Федерального статистического ведомства (Destatis), в 2020 году объем строительных отходов и отходов сноса составил 228 млн тонн, из которых 90% было направлено на переработку или повторное использование [108]. Между тем за высоким общим показателем скрывается неоднородная картина: грунт (крупнейшая фракция по массе) преимущественно используется для засыпки выработанных карьеров и котлованов, что формально учитывается как переработка, но по существу представляет собой захоронение. Строительные отходы в узком смысле (бетонный лом, кирпичный бой, смешанный строительный мусор) перерабатываются на уровне 70—75%, преимущественно в дорожное основание и подсыпку [109].
Немецкий стандарт DIN 4226—100 «Заполнители для бетона – Часть 100: Заполнители из переработанных строительных материалов» устанавливает четыре класса вторичных заполнителей в зависимости от содержания различных компонентов (бетон, кирпич, асфальт, прочие) и допускает их применение для бетонов прочностью до C30/37 при замещении до 45% крупного заполнителя [110]. На практике вторичные заполнители используются преимущественно в дорожном строительстве и для неответственных конструкций, тогда как в жилищном строительстве их применение остается ограниченным из-за предубеждения проектировщиков и заказчиков.
Германский опыт примечателен также развитием института «ресурсного аудита» зданий перед сносом. С 2024 года по решению Бундестага предпроектное обследование зданий перед сносом с составлением перечня материалов и плана селективной разборки стало обязательным для всех зданий площадью свыше 2000 кв. м [111]. Аудит проводится сертифицированным специалистом и включает: идентификацию всех конструктивных и отделочных материалов, оценку их пригодности для повторного использования или переработки, выявление опасных материалов (асбест, ПХБ, тяжелые металлы), составление плана последовательности разборки. Результаты аудита включаются в проектную документацию на снос и передаются в региональную информационную систему обращения с отходами.
Великобритания развивает собственный подход к циркулярному строительству, опирающийся на добровольные предложения отрасли. Организация WRAP (Waste and Resources Action Programme) с 2004 года реализует программу Courtauld Commitment и ряд отраслевых программ, направленных на сокращение отходов в строительстве. В 2023 году WRAP опубликовала обновленное руководство по проектированию с учетом разборки, адресованное архитекторам и конструкторам [112]. Британская система экологической сертификации BREEAM, получившая широкое международное распространение (более 600 000 сертифицированных зданий в 90 странах), включает критерии управления строительными отходами и проектирования с учетом разборки, хотя их вес в общей оценке пока невелик.
Биржа вторичных строительных материалов Enviromate, запущенная в Великобритании в 2018 году, представляет модель рыночной инфраструктуры для циркулярного строительства. Платформа связывает поставщиков вторичных материалов (строительные площадки, генерирующие отходы, или предприятия по переработке) с потребителями (проектировщиками и подрядчиками, заинтересованными в приобретении вторичного сырья). Каждый лот сопровождается описанием происхождения материала, его свойств и документами о соответствии применимым стандартам [113]. К 2024 году на платформе зарегистрировано более 2000 организаций, а суммарный объем проданных материалов превысил 800 тыс. тонн. Экономический анализ показал, что покупатели вторичных материалов через Enviromate экономят в среднем 20—30% по сравнению с приобретением первичного сырья, тогда как поставщики экономят на оплате захоронения.
Французский опыт требует отдельного рассмотрения в связи с принятием закона AGEC (Loi relative a la lutte contre le gaspillage et a l’economie circulaire) в феврале 2020 года. Статья 62 закона ввела обязательную диагностику материальных ресурсов здания (diagnostic produits-materiaux-dechets, PMD) перед любым сносом или значительной реконструкцией зданий площадью свыше 1000 кв. м [114]. Диагностика включает инвентаризацию всех материалов, оценку их пригодности для повторного использования и переработки, выявление опасных веществ и составление плана управления отходами. С 2022 года закон дополнен системой расширенной ответственности производителей строительных изделий (REP PMCB), предусматривающей уплату экосбора производителями и импортерами строительных материалов [115]. Собранные средства направляются на финансирование сбора, сортировки и переработки строительных отходов через аккредитованных экооператоров.
Конкретным примером французской методы работы служит реконструкция комплекса Grand Parc в Бордо (архитекторы Lacaton & Vassal, 2017 – проект, удостоенный Притцкеровской премии). Вместо сноса трех жилых домов 1960-х годов архитекторы предложили их расширение путем пристройки балконов и зимних садов к существующим фасадам, сохранив несущие конструкции и квартиры. Это решение позволило обойтись без генерации демонтажных отходов, сократить расход новых материалов на 60% по сравнению с полной заменой зданий и одновременно улучшить жилищные условия 530 семей [116]. Проект Grand Parc иллюстрирует верхнюю ступень R-иерархии: отказ от сноса и продление жизненного цикла предпочтительнее любой переработки.
Китайский опыт циркулярного строительства определяется прежде всего масштабом проблемы. По оценкам Министерства жилищного строительства и городского-сельского развития КНР, ежегодный объем образования строительных отходов и отходов сноса составляет около 2,0 млрд тонн, что связано с беспрецедентными темпами урбанизации и обновления жилого фонда [117]. Правительство КНР в 2020 году установило целевой показатель переработки строительных отходов в крупных городах на уровне 35% к 2025 году, что, учитывая исходный уровень порядка 5—10%, представляет амбициозную задачу [118].
Город Шэньчжэнь стал пилотной площадкой для реализации системы управления строительными отходами. Муниципальное правительство в 2015 году ввело запрет на несанкционированный вывоз строительных отходов за пределы города и одновременно создало сеть перерабатывающих предприятий общей мощностью 15 млн тонн в год. Каждый объект строительства или сноса обязан получить разрешение на обращение с отходами и заключить договор с лицензированным перевозчиком и переработчиком. Транспортировка строительных отходов отслеживается с помощью GPS-датчиков на каждом грузовом автомобиле. К 2023 году уровень переработки строительных отходов в Шэньчжэне достиг 40%, что существенно превышает средний показатель по стране [119]. Основная продукция переработки – вторичный щебень и кирпич из прессованного бетонного лома, применяемые в дорожном строительстве и для малоэтажных сооружений.