Поощрение, в котором мы нуждаемся

Обычные здания, как правило, проектируются таким образом, что каждый специалист "перебрасывает чертежи" следующему специалисту. В конечном счете все рекомендации специалистов объединяются, иногда просто с помощью степлера. Строители зеленых зданий, напротив, настаивают на высокой степени интеграции в процессе проектирования, как это было при проектировании амстердамского банка, процессе сведения разнообразных квалификаций и взглядов в единое целое, которое больше, чем сумма его составных частей. Один из лучших способов гарантировать, что это действительно произойдет, - собрать вместе архитекторов, инженеров, ландшафтных архитекторов, гидрологов, художников, строителей, специальных уполномоченных (специалистов, задача которых — обеспечить нормальное функционирование здания от строительства до заселения), жителей, обслуживающий персонал и всех остальных, кто имеет отношение к данному конкретному зданию. Все они участвуют в процессе обсуждения - коротком, напряженном, коллективном, мульти-дисциплинарном круглом столе, чтобы гарантировать, что между отдельными компонентами будет достигнута синергия и что все компоненты будут работать совместно и обеспечат значительную экономию энергии и ресурсов при минимальной возможной стоимости.

Одна из причин того, что здания неэффективны, — то, что оплата труда архитекторов и инженеров часто базируется прямо или косвенно на проценте от стоимости самого здания или оборудования для него. Следовательно, проектировщики, которые пытаются исключить дорогостоящее оборудование, получают более низкую зарплату или в лучшем случае ту же зарплату, но за большее количество работы. Инженер-энергетик Ли Энглок

\133\

• Возьмите старый комплект чертежей.

• Измените название проекта.

• Представьте чертежи клиенту.

• Здание построено.

• Клиент жалуется на неудобства.

• Подождите, пока клиент перестанет жаловаться.

• Повторяйте этот процесс.

Эта безопасная, но халтурная процедура делает механическое оборудование громоздким, сложным и дорогостоящим. Оборудование будет как-то работать, и скорее всего никто не предъявит иск, потому что не предусмотрено никакой ответственности за неэффективность - только за недостаточность. Инженер не будет признан ответственным за перерасход капитала или производительных сил, даже если оборудование возможно в несколько раз более громоздкое и менее эффективное, чем должно быть. Услуги инженера представляются дешевыми владельцу; действительно, разовая оплата труда инженера составляет меньше одной тысячной от зарплаты, которую организация арендаторов платит служащим, чья производительность, как было отмечено выше, значительно зависит от комфорта, обеспеченного трудом этого инженера. Таким образом, не уделяя внимания проектированию, владелец получает более дорогостоящее оборудование, более высокие затраты на энергию и менее конкурентоспособное и удобное здание; арендаторы получают более низкую производительность и более высокие арендную плату и эксплуатационные расходы. Начиная с Второй мировой войны такие вывернутые наизнанку приоритеты и стимулы побудили Соединенные Штаты израсходовать впустую приблизительно 1 трлн долл. на создание приблизительно 200 млн т¹ оборудования для кондиционирования воздуха плюс генерирующих установок мощностью 200 000 Мвт для их питания (две пятых от общенациональной пиковой нагрузки) - всё это оказалось бы излишним, если бы здания были оптимально спроектированы и обеспечивали тот же самый или лучший комфорт с меньшими затратами [262, 341].

¹ Тоннами в США измеряют производительность кондиционера или аналогичной охлаждающей системы. Американская тонна эквивалентна 12 000 британских тепловых единиц, или 3,52 тепловых квт, и соответствует скорости охлаждения при плавлении одной американской тонны (2000 фунтов или 907 кг) льда за 24 часа. Этот способ охлаждения применялся в XIX в.

\134\

Но неправильные стимулы для профессиональных проектировщиков - лишь одно проявление значительно более глубокой проблемы. В типичной крупной сделке с недвижимостью участвуют не менее 25 сторон, которые разрабатывают концепцию, одобряют, финансируют, проектируют, строят, передают полномочия, эксплуатируют, поддерживают, продают, сдают в аренду, арендуют, модернизируют и распоряжаются собственностью. Большинство из этих участников, если не все, систематически вознаграждаются за неэффективность и штрафуются за эффективность [341]. Необходим пересмотр побудительных факторов для всех участников сделок с недвижимым имуществом, их профессиональных обществ, других рыночных структур, политических органов [341].

К счастью, продуктивные методы начинают появляться. Например, дополнительные статьи арендного договора могут обусловливать справедливое разделение доходов между владельцами и арендаторами так, чтобы обе стороны имели стимул преодолеть проблему "щели", при которой одна сторона выбирает технологию, а другая оплачивает стоимость энергии. Сбережения обычно относят к площадям, находящимся в собственности, и часто не учитывают их в стоимости арендуемых площадей. Арендаторы традиционно обращают мало внимания на эффективность офисного оборудования, освещения и оборудования для кондиционирования воздуха, установленного на арендуемых площадях. Они подходили бы более сознательно к покупке или заключению арендного договора, если бы владелец показал им схему дополнительных счетов за коммунальные услуги и допол-

\135\

Значительная часть этого оборудования неэффективна и разработана лишь исходя из низкой первоначальной стоимости, так как проектировщики, строители и продавцы не несут ответственности за эксплуатационные расходы, а большинство покупателей относятся к сделкам без должного внимания. Действительно, для большей части оборудования эффективные модели просто недоступны - по крайней мере до тех пор, пока "крупный" клиент не потребует их реализации, как это с успехом сделала фирма "Уол-Март" по отношению к дневному освещению и системам кондиционирования воздуха. Замечательно, как быстро ответ: "Жаль, но мы не делаем этого" меняется на: "Когда Вам это нужно?", если клиент предлагает огромный заказ.

Поскольку оценщики тоже редко хвалят эффективные здания за экономию энергии, стоимость эффективности невозможно капитализировать, что затрудняет финансирование и оценку. (Немногие оценщики начинают сейчас учитывать сбережения в чистом доходе от операций.) Лизинговые брокеры обычно базируются на средних предполагаемых эксплуатационных расходах, а не на фактических. Немногие здания имеют документацию об эффективности, и немногие арендаторы имеют доступ к прошлым счетам за энергию, позволяющим прогнозировать издержки. Поэтому некоторые органы законодательно вводят "право на информацию", в то время как другие достигают подобных результатов, обучая съемщиков и покупателей быть любознательнее. Некоторые лизинговые брокеры начали совершенствовать свои услуги, предлагая советы относительно уменьшения затрат на аренду площадей. Появляются системы учета энергии для жилых домов и коммерческих построек. Более прозрачный и точный рынок начинает распознавать, что энергетическая эффективность зданий - важная составная часть их финансовой ценности. Возможность модернизировать семейство неэффективных зданий Америки зависит в значительной степени от наличия более широкой рыночной информации и точных стимулов как для арендаторов, так и для владельцев. В США важным шагом является выпуск в 2000 г. Советом по зеленому строительству Системы учета лидерства в энергетике и экологическом проектирова-

\136\

Другой способ улучшить эффективность новостроек, в том числе даже структур, принадлежащих многим владельцам или имеющим много арендаторов, состоит во введении коммунальными поставщиками энергии "штрафов-скидок" за подключение к энергии, как это уже делается для эффективных автомобилей. В рамках системы штрафов-скидок вы или платите штраф, или получаете скидку, когда подключаетесь к газовой или электрической сети. Какой из вариантов будет реализован и насколько велики окажутся штраф или скидка, зависит от эффективности вашего здания. В среднем за год штрафы покрывают скидки, что делает эту модель нейтральной в финансовом отношении и потому политически привлекательной. В отличие от законодательства по строительству и стандартов на оборудование, которые лучше чем ничего, но быстро устаревают и не предлагают никаких стимулов для совершенствования, штрафы-скидки обеспечивают непрерывное улучшение: чем эффективнее вы действуете, тем большую скидку получаете. К тому же вы получаете её сразу, очень близко по времени к моменту принятия решения по проекту, так что её воздействие на проект более вероятно, чем влияние долговременных эксплуатационных расходов, которое вы испытаете позже [586]. Штрафы-скидки как средство экономии энергии были опробованы в США только в незначительных по масштабам экспериментах, но успешно используются некоторыми поставщиками воды и услуг по канализации сточных вод.

По мере того как стандарты на проектирование продолжают ужесточаться, многие успешные проекты доказывают, что современная строительная индустрия в состоянии создавать коммерческие здания, которые благодаря синергетическому подходу достигают сразу нескольких целей.

Например, построенное С.С. Джонсоном в 1997 г. в Рейсине, штат Висконсин, здание штаб-квартиры Для Всемирной организации работников умственного труда площадью 23 000 кв. м потребляет вдвое меньше энергии, предотвращает загрязнение, уменьшает риск аварий и отходы, почти не использует водопроводную воду и восстанавливает биоразнообразие в близлежащей местности. К тому же в здании приятно работать и приятно пообедать, так как ресторан снабжается фруктами и овощами из местных садов и огородов.

\137\

Характеристики, которые обеспечивают превосходство этих зданий, очевидны. Прежде всего хорошо спроектированное офисное здание должно иметь соответствующую физическую форму и оптимальную ориентацию в пространстве, которая позволяет максимально использовать солнечное излучение и противостоять нежелательным потокам тепла или ветра. Даже эти простые соображения обычно сохраняют около третьей части энергии, потребляемой зданием, без всяких дополнительных расходов-. Фактически тщательно спроектированное здание использует не только ориентацию и форму, но также и тепловую массу, затенение, качество обработки поверхности, элементы ландшафтной архитектуры и другие архитектурные компоненты, чтобы оптимизировать пассивный обогрев за счет солнечной радиации и пассивное охлаждение.

Правильная ориентация здания также обеспечивает свободное от бликов естественное освещение во всех помещениях с помощью таких методов как изогнутые светлые полки, светлые трубы, окрашенные в светлые тона поверхности и стеклянные перегородки. При любой погоде в дневное время искусственное освещение требуется редко. Электрические осветительные приборы будут автоматически снижать яркость или полностью выключаться в зависимости от уровня дневного освещения, если не задан другой режим. Меньшее количество осветительных приборов означает и снижение количества излучаемого тепла в здании, что уменьшает потребность в кондиционировании. Даже студенты лучше учатся в школах с естественным освещением, их физическое здоровье, рост и экзаменационные отметки существенно повышаются [Частное сообщение 29 мая 1999 г. Kerry Tremain (ktremain@earthlink.net)!.

Современные электрические системы освещения сконструированы так, чтобы направлять свет на потолки и стены, а не в пу-

\138\

Хорошее освещение дополняется разработанным с учетом рекомендаций эргономики сперхэффективным офисным оборудованием. Например, плоский экран на жидких кристаллах с его высокой контрастностью, отсутствием бликов и мерцания перенесен с портативного на настольные компьютеры, что оправдывается сегодня любым из пяти его преимуществ - лучшей видно-стью, надежностью, сохранением энергии, экономией рабочего места и предотвращением потенциального ущерба здоровью от электромагнитных полей. С учетом всех этих пяти преимуществ экраны на жидких кристаллах - лучший выбор, несмотря на их более высокую цену. Новые разновидности высокоэффективного конторского оборудования, включая принтеры, факсы и копировальные аппараты, снижают тепловую нагрузку до 2 ватт/кв. м.

\139\

что составляет примерно одну треть нормы [308, 355]. Сравнимая экономия может быть достигнута благодаря тщательному выбору всего оборудования - от охладителя воды до кофеварки.

Скоро на рынке появятся еще лучшие окна. Близко к коммерциализации застекление с применением аэрогеля. Его почти невидимая, легче воздуха, кварцевая пена обеспечивает в несколько раз большую изоляцию, чем лучшие сегодняшние суперокна. На выходе из лабораторий застекление, снабженное микропроцессорами и датчиками, которые будут питаться солнечной энергией и непрерывно изменять пропускание света и тепла, чтобы максимизировать комфорт без внешних регуляторов или какого-либо вмешательства.

Наружный корпус здания не просто защищает нас от погодных условий и шума, впускает спет и образует архитектурный об-

\140\

Таким образом, наиболее эффективные здания середины 90-х годов, которые сохраняют от 99 до 100% энергии обогрева и от 97 [262, 586]³ до 100%⁴ энергии кондиционирования, могут стать еще лучше, превратившие], в поставщиков энергии в сеть. Например, Олимпийская деревня в Сиднее (Австралия) - самый большой в мире жилой комплекс с использованием энергии Солнца - имеет на крыше каждого здания солнечные элементы с генерируемой мощностью, равной 1 квт. Однако благодаря хорошему "пассивному" проекту, эти здания обеспечивают комфорт без кондиционирования, освободив значительную часть солнечной энергии для других нужд. В 1998 г. гостиница "Мауна Лани" с 350 номерами на Гавайях покрыла крышу площадью 900 кв. м панелями солнечных элементов и превратила её в силовую установку мощностью в 100 квт - самую мощную из установок во всех гостиницах мира.

Меньшие здания могут использовать фотоэлементы для генерирования переменного тока. Ток будет доступен из обычной стенной розетки, но он будет более высокого качества и не будет загрязнять окружающую среду. Такой фотоэлектрический гене-

³ Для тех же зданий лучшие проекты, выполненные группой ENSAR в PG&E's Design Challenge, моичи бы сэкономить 87% всей потребляемой энергии. Другие здания, описанные ниже, позволяли совсем отказаться от затрат энергии на охлаждение в условиях жаркого климата.

⁴ Даже в очень больших зданиях в условиях жаркого климата это возможно, особенно если самые жаркие дни являются также сухими и проект включает принудительную вентиляцию с подачей внешнего воздуха - эти особенности обладают и другими преимуществами,

\141\

В зданиях много энергии используется для вентиляции. Эти расходы можно уменьшить, используя нетоксичные материалы в строительстае и при уборке помещений и осуществляя вентиляцию в процессе строительства. Поскольку конструкция нетоксична, зеленые здания обычно позволяют жителям открывать окна или форточки. Кроме того, свежий воздух, если необходимо, можно тихо и без помех впустить на уровне пола, откуда он будет подниматься, вытесняя спертый воздух. Управление такой вентиляцией может осуществляться индивидуально каждым пользователем или автоматически, или обоими способами. По мере пассивного подъема и удаления потоков отработанного воздуха воздух в помещении можно подогреть или охладить, сделать его более влажным или более сухим. Во многих подобных проектах используется 100%-ный свежий воздух, без рециркуляции. В любом случае преимущества современных проектов вентиляции способствуют лучшему здоровью, благословенной тишине и значительным сбережениям энергии.

Другие жизненно важные выгоды возникают в результате объединения многих характеристик зеленых зданий. Например, Институт Рокки Маунтин помог многим фирмам создать новый вид административного здания для теоретических исследований, которое включает междуэтажную вентиляцию методом вытеснения спертого воздуха, междуэтажную электропроводку, суперокна, естественное освещение, сверхэффективное искусственное освещение, рассеиваемое от потолка, и ряд конструктивных новшеств. Дорогостоящие трубы и необходимый для их размещения подвесной почолок устранены. Это увеличивает высоту помещений, помогает распределить свет и в то же время уменьшает рас-

\142\

В некоторые современные здания воздух подается высокоэффективными вентиляторами по трубам с низким трением, которые сокращают энергию вентилятора в 10 раз по сравнению с промышленными нормами и в то же время уменьшают шум и капитальные затраты. Но наиболее новаторские здания вообще не имеют вентиляторов. Вместо этого они спроектированы на основе методов вычислительной гидродинамики, т.е. моделирования на супер-ЭВМ воздушного потока с учетом естественной плавучести, что позволяет перемещать воздух пассивно и бесшумно. С использованием этой методики Здание Королевы площадью 10 000 кв. м, построенное в 1993 г. для инженерного факультета с лабораторными помещениями Университета Де Монфора в Лестере, Англия, обошлось вообще без холодильных установок и вентиляторов, при этом без ущерба для комфорта. Стоимость строительных работ сократилась на 1,4 млн долл. 60% поверхности здания составляют управляемые окна или форточки. Студенты машиностроительных специальностей изучают механическое оборудование с помощью схем, потому что школа не имеет такого оборудования. Студенты электротехнических специальностей знакомятся с конструкциями осветительных приборов в помещениях с естественным освещением, где эти приборы обычно выключены. По данным архитектора, здание характеризуется самой низкой стоимостью строительных работ (1184 долл. за 1 кв. м площади без отделки или 1981 долл. за 1 кв. м отделанной и полностью оборудованной площади) по сравнению с любой не-

\143\

давней постройкой, предназначенной для аналогичных целей. Следующий проект, как ожидается, устранит охлаждение, кондиционирование воздуха и, возможно, энергию обогрева для нового Центра исследований в области науки о материалах Университета штата Монтана в Боземане. Также ожидается сокращение капитальных затрат.

Инновационные проекты не ограничиваются строительством новых зданий. Зеленые проекты постепенно заменят или обновят почти все старые постройки. Например, в 1992 г. национальное общество "Одубон" обновило столетнее здание площадью 9000 кв. м, причем затраты составили приблизительно на 27% меньше, чем потребовалось бы на строительство нового, самого дешевого здания. Однако обновление обеспечило не только экономию двух третей энергии, но также и создание высококачественной производственной среды с превосходным естественным освещением и повышением доступа свежего воздуха на 30%. Были установлены мощности для эффективной переработки 70% офисных отходов и значительно уменьшены, если не устранены, токсичные выбросы. Расходы на всё это окупились через пять лет. а с учетом скидок коммунальных служб - через три года. Точно так же в 1996 г., когда город Сан Диего реконструировал построенное 13 лет назад муниципальное административное здание площадью 6800 кв. м, чтобы превратить его в наиболее эффективную коммерческую структуру в городе, уменьшение стоимости энергии на 60% обеспечило четырехлетнюю окупае-

\144\

мость. При реконструкции также использовались слабо токсичные или нетоксичные материалы с повышенным сроком службы, поддающиеся переработке для повторного использования. Более 40 т строительного мусора было утилизировано. Улучшено качество воздуха в помещениях [208, Froeschle, частное сообщение 14 января 1998 г.]. Сочетание технических и финансовых инноваций может дать еще более внушительные результаты.

Если всё здание нельзя утилизировать, лучшим выходом часто является повторное использование древесины, кирпичей и других материалов бывшего строения. Зачем же производить их заново? Энергия, необходимая для производства новых материалов (древесина, строительный камень, проволочная арматура, сантехника, бетон и др.), для здания с низким энергопотреблением может превышать энергию, которая будет использована в нем для обогрева и охлаждения за половину столетия [183]. Повторное использование воплощенной в материалах энергии сохраняет и энергию, и капитальные затраты. Строительство Центра энергетических ресурсов Газовой компании Южной Калифорнии обошлось приблизительно на 31% дешевле благодаря утилизации старого здания и использованию 80% регенерируемых материалов [495]. Разборка зданий и продажа их материалов могут также быть выгодными⁵. Разборка здания тюрьмы строительной

\145\

Региональные и местные рынки развернули широкую кампанию в Интернете, приглашая поставщиков и пользователей регенерируемых стройматериалов, как обычных, так и предполагаемых. (В здании компании "Одубон" отслужившие лампы накаливания были спрессованы и превращены в плитки для полов, препятствующие скольжению.) Самая большая строительная фирма штата Вермонт при перестройке офисного комплекса IBM должна была убрать 5500 листов сухой штукатурки размером 120 х 300 см. Их отправка на свалку обошлась бы приблизительно в 20 000 долл. Поскольку поблизости не оказалось завода по переработке сухой штукатурки, была опубликована реклама, предлагающая получить её бесплатно, и её быстро расхватали 1184]. При сооружении арены ''Сад роз" в Портленде, штат Орегон, строительная фирма "Тернер" отправила на переработку 45 000 т бетона, стали, гипса, бумаги и другого строительного мусора, уменьшив объем отходов на 95%, и вместо затрат на их отправку на свалку получила доход 190 000 долл.

Земельные участки можно регенерировать так же эффективно, как и материалы. Многие военные базы, такие крупные площадки как бывший аэропорт Стэплтон в Денвере и многочисленные участки для свалок, можно творчески использовать повторно. Управление по охране окружающей среды США помогает частным застройщикам уменьшить токсичность любых остаточных материалов, что позволит использовать почти полмиллиона заброшенных или не эксплуатируемых в полной мере индустриальных "коричневых полей" на территории Соединенных Штатов. Например, Портленд, штат Орегон, регенерировал промышленную зону площадью 4 га в шумную и финансово процветающую многоцелевую площадку под названием "Риверп-лейс". Это стало результатом общественно-частного партнерства, которое оценило расходы, а застройщики оплатили очистку площадки от токсичных отходов. Главное препятствие для такой перепланировки - опасение ответственности, но и Агентство по охране окружающей среды, и некоторые штаты изменяют правила, чтобы поощрить безопасное повторное использование этих, обычно городских, участков, поскольку хороший доступ транспорта к ним, наличие инфраструктуры и рабочей силы даст им рыночное преимущество по сравнению с совершенно не освоенными участками.

\146\

Большинство американцев возвращаются домой в здания, столь же неэффективные и неудобные, как и те, в которых они работают и совершают покупки. Большинство жилых домов в США, если сравнить их с теми, которые построены в соответствии с сегодняшней лучшей практикой, - это подверженные сквознякам, плохо изолированные ящики, спроектированные с большинством тех же самых недостатков, что и офисные здания, и еще с некоторыми новыми недостатками. Например, типичные дома на Тихоокеанском Северо-Западе снабжены настолько негерметичными трубопроводами для горячего воздуха, что 25-30% энергии газового отопления или 40-50% и более энергии электрического отопления теряются прежде, чем достигают комнат. Это приводит к потере энергии и денег, делает температуру неустойчивой и может даже угрожать жителям ядовитыми печными газами [442. см. также www.etbl.lbl.gov/aerosol-commercialaps]. Точно так же типичный калифорнийский 3-киловаттный центральный кондиционер поставляет только 2 квт прохладного воздуха; остальное улетучивается из труб [505]. Такие дефекты легко устранить. Самый последний метод основан на впрыскивании в трубы аэрозоля, представляющего собой своего рода нетоксичную распыленную жевательную резинку под названием "аэропломба", который автоматически осаждается в трещинах (размером до 10-центовой монеты) и пломбирует их. Это снижает утечки из труб более чем на 90%. Это может дать типичную годовую экономию около 30%, в целом по США - более I млрд долл. в год, и позволяет отказаться от многих силовых установок, часто гигантских [252, 505]. Вообще говоря, трубы не должны иметь утечек, но многие из них небрежно установлены.

Хотя строительство домов - чрезвычайно раздробленный сектор экономики США, где рабочей лошадкой часто служит пикап, всё же и здесь достигнут обнадеживающий прогресс. Как и при строительстве коммерческих зданий, этот прогресс охватывает процессы совместного проектирования, новые технологии и большее биологическое и адаптивное понимание человеческих потребностей.

Образцы сегодняшних наиболее эффективных зданий для климатических условий от субарктических до тропических появились в 80-х годах, а некоторые - намного раньше |79]. Американские методы суперизоляции восприняли и адаптировали к местным условиям лучший скандинавский и канадский опыт. Супер-окна, появившиеся в продаже уже в 1983 г., помогали сохранять

\147\

высокую температуру в помещениях зимой, даже в северных условиях. Например, здание Института Рокки Маунтин площадью 370 кв. м [339] располагается на высоте 2160 м на западе штата Колорадо, где иногда температура опускается до -44 °С. Типичный вегетационный период продолжается здесь только 52 дня между сильными морозами, а в середине зимы небо покрыто облаками 39 дней. Однако здание не имеет никакой системы отопления кроме двух маленьких дровяных печек. Экономия 99% энергии, предназначенной для отопления помещений, позволила построить это здание в 1982-1984 годах дешевле обычного потому, что суперизоляция, суперокна и эффективные вентиляторы, возвращающие 92% тепла обратно в здание, обошлись дешевле, чем оценивалась экономия средств за счет отказа от печей и системы трубопроводов. Более того, здание позволяет в 2 раза уменьшить потребление воды, сэкономить приблизительно 99% энергии, расходуемой на водяное отопление, и 90% электроэнергии. Если бы здание было просто жилым домом, то счет на оплату электроэнергии составлял бы приблизительно 5 долл. л месяц, не считая кредита на во много раз более мощные фотоэлектрические генераторы. Сбережение энергии за десять месяцев возместило все затраты на повышение эффективности. Это было достигнуто на основе технологий 1983 г.; сегодня это можно сделать лучше и дешевле.

Сравнимые результаты были достигнуты в самых различных климатических условиях. В облачном Дармштадте, Германия, "Пассивный дом" доктора Вольфганга Файста, в котором нет никаких печей, потребляет меньше 10% нормального количества

\148\

тепла (от водонагревателя) и 25% обычного количества электричества. Здание расходует на все свои потребности столько энергии, сколько типичный немецкий дом расходует только для питания маленьких электроприборов. В 1996 г. один из архитекторов этого дома. Фолкмер Раш, разработал столь же эффективный многоквартирный дом по конкурентоспособным ценам. На выставке Экспо-2000 в Ганновере был построен целый город под названием Кронсберг с четырехкратной энергетической эффективностью, но без всяких дополнительных расходов. Сорок домов с подобной гиперизоляцией, не нуждающихся е каком-либо обогреве, построены в 1999 г. в двух холодных и облачных шведских городах⁶. И наоборот, в душном Бангкоке, Таиланд, где люди чувствуют себя комфортно на открытом воздухе в течение только 15% времени года, архитектор профессор Сунторн Буни-атикарн построил изящный и удобный трехэтажный дом площадью 350 кв. м. Его суперокна, эркеры и другие особенности проекта снижают потребности в системе кондиционирования воздуха на 90%. Система оказалась настолько маленькой, что он не мог найти инженера, готового взяться за этот проект. Стоимость строительства дома не выше, чем для стандартной модели [52].

Доказать, что такие эффективные здания возможны - это только первый шаг. Строители должны еще преодолеть отсутст-

\149\

Новшество может даже превратиться в рыночное преимущество. Некоторые строители-новаторы предлагают гарантированный максимум оплаты за отопление, скажем, 100-200 долл. в год - метод, использованный строителем Перри Бигелоу из Па-латайна, штат Иллинойс, при продаже более тысячи удобных домов без печей в течение десяти с лишним лет. В этих домах водонагреватель обеспечивает в случае необходимости всё отопление помещений, даже без суперокон. (Конечно, вы не называете это домом без печи; вместо этого вы предлагаете на рынке современную систему обогрева на основе достижений гидроники.)

Большинство американских домов, которые будут существовать несколько десятилетий, считая с данного времени, уже построено. Но, к счастью, возможны серьезные усовершенствования, направленные на ликвидацию утечек воздуха в тепла из оболочек этих построек. Благодаря пионерским работам канадских и скандинавских инженеров, начатым в 70-х годах, входят в жизнь новаторские методы обновления суперизоляции и наружной изоляции в существующих домах, ликвидации утечек воздуха, а также нанесения селективных покрытий и добавления селективных стекол, чтобы превратить каждое окно почти в супер-окно. Их широкое распространение может сочетаться с нормальной реконструкцией фасадов или печей, или заменой кондиционеров, чтобы сократить издержки, или может даже быть объединено с полным восстановлением заброшенных домов из необожженного кирпича [586J.

Электроприборы

Дома с качественной теплоизоляцией могут быть дополнены разнообразными эффективными электроприборами. Управление но охране окружающей среды работает с сотнями добровольных партнеров-изготовителей, чтобы обеспечить выпуск более эффективных электроприборов со специальным обозначением "Звезда энергии". Эти модели могут сэкономить типич-

\150\

ной американской семье приблизительно 30% средств на оплату энергии с 3%-ным коэффициентом окупаемости затрат. Повсеместное использование электроприборов с маркой "Звезда энергии" может в течение 15 лет сэкономить американским домашним хозяйствам целых 100 млрд долл. [17]. (Подобные усилия в настоящее время предпринимаются на рынке США по отношению к офисному оборудованию.) Другая добровольная инициатива Агентства по охране окружающей среды и промышленности устранит потребность приблизительно в десяти гигантских силовых установках и сохранит домашним хозяйствам США 3 млрд долл. в год благодаря экономии большей части энергии, используемой оборудованием, которое считается выключенным, по на самом деле находится в "дежурном" режиме.

Холодильники потребляют шестую часть электроэнергии в домашних хозяйствах США - она производится приблизительно тридцатью гигантскими электростанциями. Большинство нынешних холодильников - это плохо изолированные ящики с неэффективным компрессором, установленным внизу, так что выделяемое им тепло поднимается в камеру для пищевых продуктов. Они обычно имеют слишком маленький, запыленный и потому охлаждаемый вентилятором конденсатор на задней стенке, негерметичные уплотнения, внутренние нагреватели, чтобы предотвратить "отпотевание", вызванное топкой изоляцией, и неэффективные лампочки, вентиляторы и спирали размораживателя,

\151\

которые генерируют внутри холодильника еще большее количество тепла. Каждый такой холодильник потребляет так много электроэнергии, что сжигаемый для её производства в течение года каменный уголь заполнил бы весь холодильник.

• К 1987 г., когда Калифорния ввела стандарты эффективности, средний новый холодильник потреблял только 56 единиц.

• В 1990 г. новый федеральный стандарт запретил продажу холодильников, потребляющих более 45 единиц. Лучший производимый серийно агрегат потреблял только 39 единиц, но был не дороже предыдущей менее эффективной модели.

• В 1993 г. федеральный стандарт был ужесточен до 35 единиц, а в 1997 г. - до 25 единиц, чтобы стимулировать введение новых экономичных технологий⁷.

• В 1994 г. компания "Вирлпул" выиграла шведский конкурс, представив модель с 32 единицами, которую главные изготовители США согласились довести до 26 единиц к 19УЙ г.

• Начиная с 1988 г., датская фирма "Гр'ам" начала массовое производство модели с 13 единицами, которую легко довести до 8 единиц, а с лучшими в 1997 г. суперизоляцией, компрессором и другими технологическими достижениями - до 1-2 единиц [538, 555].

Таким образом, доступные в настоящее время холодильники могут сэкономить приблизительно 87%, а с применением лучших современных технологий - 98-99% количества энергии, которое расходовалось холодильниками выпуска 1972 г. В то же время они хранят продукты при столь же низких температурах; более того, благодаря лучшим регуляторам продукты дольше сохраняют свежесть. Новые холодильники смотрятся не хуже, создают меньше шума, более надежны, а при массовом производстве будут стоить столько же или меньше, чем нынешние.

⁷ Действовал до 2001 г., хотя н апреле 1997 г. Министерство энергетики снизило эти требования до 29 единиц. Тем не менее, по сравнению с уровнем эффективности, преобладавшим в 1974 г. (но без учета ожидавшегося тогда ежегодного прироста потребления энергии одним холодильником на 6%, что было связано с увеличением объема и качества холодильником), эти стандарты, как предполагают, позволили США сэкономить количество энергии, достаточное, чтобы отказаться от строительства 45 новых электростанций ко 1000 МВт 1505].

\152\

В Техническом университете Дании подсчитали, что если объединить все усовершенствования бытовых электроприборов, которые были предложены до 1989 г., можно сэкономить три четверти всей электроэнергии, потребляемой в быту, при том же или более высоком качестве услуг. Дополнительные расходы окупились бы меньше чем за четыре года, что эквивалентно банковскому счету с годовым доходом около 22%, освобожденному от налогов [431, 586]. А через десять лет технологии стали еще более совершенными.

Новый подход к проектированию состоит не только в улучшении оборудования, но и в осмыслении и учете всех условий, в которых мы живем и работаем каждый день. Например, программа "Новый горожанин" учитывает удобства жилища и уроки землепользования таким образом, чтобы жилые дома и земельные участки находились на расстоянии пешей прогулки друг от друга в компактных микрорайонах. Это может вскоре привести к демографическим изменениям, более гибкой планировке и быстрой смене ориентации на рынке недвижимого имущества, что повлечет за собой дальнейшие новшества. Например, группировка домов вокруг минискверов сохраняет уединенность и в то же время предлагает каждому свою часть карманного парка или сада и способствует установлению добрососедских отношений. Это в свою очередь делает более привлекательной идею совместного владения дорогими изделиями. Совместное использование оборудования в сочетании с повышением долговечности изделий, возможностью их возврата и заводской модернизации, конструированием изделий с минимальными затратами материалов и труда могло бы значительно уменьшить результирующий поток материалов через

\153\

домашнее хозяйство. Общедоступные стиральные машины в многоквартирных жилых домах могут заменить менее эффективные, не полностью загруженные и менее долговечные индивидуальные домашние стиральные машины, что улучшит энергетический КПД примерно в 4 раза и эффективность использования материалов примерно в 10 раз [586]. Могут возникнуть новые виды предприятий, например экспериментальный центра микрорайона, зимний сад, центр по уходу за детьми, прачечная и Интернет-кафе.

Как и в коммерческом секторе, прогрессивные проектировщики и инженеры обнаруживают много новых путей улучшения качества жизни общины. В 1996-1997 гг. историки открыли, почему стандартные американские улицы обычно чрезвычайно широки: планировщики систем защиты гражданского населения в 50-х годах полагали, что необходимо пространство для тяжелого оборудования, которое будет применяться для расчистки завалов после ядерной атаки [96]. Возвращение к разумной ширине улиц, уже реализуемое планировщиками и законодателями [416, 417, 590], делает улицы тенистыми и приятными для пешеходов, поощряет более безопасное вождение автомобилей (вероятность погибнуть под колесами автомобиля в предместьях выше, чем от рук преступников в центре города) [167], улучшает микроклимат. Это также создает оживление на улицах, возникают своего рода "третьи места" [438] (как английские пивные - это и не дом, и не работа) для дружеского общения, настоящие веранды, и здания теперь обращены к улице лицом, а не безучастными каменными стенами - нее это может снизить преступность.

Лучшее понимание городских островов жары и возможностей затенения кронами растений поощряет усилия городских лесоводов и использование светлых материалов для мощения улиц и стен зданий. Преграды на пути солнечного тепла могли бы снизить температуру в Лос-Анджелесе примерно на 6 градусов. Такое снижение температуры сократило бы городские затраты энергии на охлаждение примерно на 20% и уменьшило бы смог примерно на 12%, что давало бы ежегодную экономию более 0,5 млрд долл. [507]. К 2015 г., когда деревья подрастут, а крыши домов будут

\154\

Городская гидрология тем временем начинает восстановление пористой поверхности почвы, которая обеспечивает быстрое поглощение дождевой воды и её медленное освобождение. Эта важная методика помогает выращивать растения на крышах зданий, а не только рядом с ними. "Зеленые" крыши, на которых растут трава, мох или цветы, теперь столь популярны, совершенны и конкурентоспособны в немецко-говорящих странах Центральной Европы, что трудно получить разрешение на здание с плоской крышей в Штутгарте без того, чтобы сделать эту крышу зеленой. Даже на крыше главного здания международного аэропорта в Амстердаме растет трава. Эти системы поощряются и даже субсидируются, потому что они снижают риск наводнений и потребности в охлаждении [601]. Следуя примеру Деревенских домов, такие города как Скотсдейл, штат Аризона, заменяют традиционные в гражданском строительстве дорогостоящие бетонные ливневые стоки на естественный дренаж в виде болотистых низин. Они позволяют дождевой воде течь естественными путями по артериям почвы.

Эти гидрологические преобразования - часть более широкого движения в проектировании, которое изымает ненужные инфраструктурные доллары из земли и вкладывает их в здания, системы поддержки добрососедства и ландшафты [495. 604]. В 1974 г. при федеральной поддержке было проведено промышленное исследование под названием Цена разбросанности [201, 478], которое показало, что на заданном участке земли высокая плотность планировки может высвободить более половины территории и значительно снизить дорожные и сервисные расходы по сравнению с традиционной застройкой пригородов. Уменьшение замощенных площадей также уменьшает ливневые стоки. Более короткие расстояния обеспечивают экономию автомобильного топлива и более чистый воздух. Группировка и смежное расположение некоторых домов уменьшают поверхность внешних стен, что также полезно. Такой ансамбль может уменьшить стоимость подготовки

\155\

Недавно разработчики опробовали эти подходы и обнаружили, что они могут обеспечить более низкие затраты и более высокую рыночную стоимость застройки. В 1994 г. "Перекресток в прерии", участок жилой застройки площадью 270 гектаров вблизи Чикаго, продемонстрировал новый подход к разработке инфраструктуры с целью минимизировать вред, наносимый окружающей среде. Проектировщик сделал улицы на 2,5-3,5 м уже, чем предписывается пригородными нормами, минимизировал площади водонепроницаемых тротуаров и включил в проект влажные низменности и пруды для стока дождевой воды вместо ливневых коллекторов. Эти меры сэкономили 4400 долл. на каждый участок, которые были вложены в общественные площади и другие удобства, увеличив стоимость собственности. Проект "Западная лагуна" в штате Сакраменто площадью 400 га был начат в 1991 г. при вложении капитала в создание озера и посадки уличных деревьев из расчета 1500 долл. на один дом. Это повысило стоимость собственности в микрорайоне на 15 000 долл. в расчете на каждый дом. Еще более поразительно, что в штате Алабама (г. Таннин, Оранж Бич) участки, расположенные вдоль береговой линии со стандартной пригородной планировкой, недавно продавались по 75 долл. за 1 кв. м, в то время как участки на противоположной стороне улицы, спланированные в традициях добрососедства, продавались по 237 долл. за 1 кв. м, хотя они не имели выхода к берегу [95, 405, 418, 591].

Такие неотрадиционные подходы начинают оспаривать американскую привычку отдавать предпочтение проектированию дорожного движения в ущерб планировке микрорайонов. Их популярность и благоприятная экономика показывают, что возможности, которые они создают для "негаавтомобилей" и "нега-поездок", для добрососедства и для более приемлемых и безопасных условий воспитания детей, могут быть притягательными для тех, кто живет в этих микрорайонах и кто их проектирует.

Непредвиденный и поразительный успех таких интегрированных проектов на рынках недвижимости заставляет разработчиков переосмыслить многие из их основных представлений и начать относиться к проекту как к инструменту для воссоединения природы

\156\

Большие и малые города также начинают предотвращать ненужные утечки долларов из местной экономики и более производительно использовать местные ресурсы. Они понимают, что наиболее выгодная форма местного экономического развития соответствует высказыванию Малколма МакЭвана по Би-би-си о том, что если ванна подтекает, то нужно думать не об увеличении мощности водонагревателя, а о хорошей пробке. "Пробки", предлагаемые современными системами эффективного использования ресурсов, - это более дешевое, простое и мощное средство для создания устойчивых местных экономик [303].

Проектирование больших зданий - это не просто способ получить прибыль. Это проблема создания мест, в которых мы живем, растем и учимся. Уинстон Черчилль сказал, что сначала мы придаем форму нашим зданиям, а затем наши здания формируют наши жизни. Эта высокая цель требует проектов, которые отдают предпочтение жизни перед стерильностью, экономии перед расточительностью, красоте перед мишурой. Зеленые здания не отравляют воздух испарениями, а душу - искусственностью. Вместо этого они восхищают с первого взгляда, дают покой и здоровье тем, кто в них живет, и сожаление, когда приходится их покидать. Они органически врастают в окружающую местность, связывая людей с остальной частью естественного мира; они не приносят никакого вреда их жителям или Земле; способствуют более разнообразной и изобильной жизни; берут меньше, чем отдают обратно. Достижение всех этих результатов вместе с функциональными возможностями и рентабельностью требует уровня интеграции проекта, который представляет собой не просто техническую, но эстетическую и духовную задачу.

У этого вызова есть имя. Много лет назад биолог Билл Мак-Ларни разрабатывал усовершенствованную аквакультуру в Институте новой алхимии в Коста-Рике. Однажды, когда он размешивал водоросли в сосуде, вошла бесцеремонная дама из Северной Америки и воскликнула: "Зачем Вы стоите здесь и размешиваете это зеленое дерьмо, когда действительно имеет значение в мире только любовъ'Т'

Билл подумал немного и ответил: "Хорошо, есть теоретическая любовь; но ведь есть и прикладная любовь", - и продолжал размешивать. Сегодняшние лучшие достижения в области недвижимого имущества и причины, по которым мы создаем их, и представляют собой такое приложение.

\157\

Примеры типов автомобиля, современных материалов, промышленных технологий и зеленых зданий демонстрируют, что проектирование является в действительности просто прикладным предвидением. Что вам нужно сейчас - это тщательно и ответственно продумать, что вам потребуется позже.

Ко времени, когда проект практически любого, разработанного человеком, изделия закончен (но оно еще не изготовлено), приблизительно 80-90% экономических и экологических затрат, которые потребуются в течение срока службы изделия, уже оказываются неизбежными [154]. Как поясняет эксперт по эффективности Джозеф Ромм, "в типичном здании затраты на проектирование и строительство могут составлять лишь часть стоимости эксплуатации здания в течение его срока службы, но если хотя бы \% от стоимости проекта потрачен на подготовительные работы, до 70% от затрат на весь жизненный цикл уже можно считать предопределенными. Когда потрачено 7% от стоимости проекта, предопределены до 85% от затрат на жизненный цикл" [499]. Этот 1% имеет решающее значение, потому что, как говорит известная в среде проектировщиков пословица, "все по-настоящему важные ошибки делаются в первый день". Эта глава предлагает иное мышление, новый менталитет в проектировании - по отношению к тот самому первому дню.

Мы не можем сделать более выгодных инвестиций в будущее, чем улучшение "мыслительных способностей" проектировщиков - ценного качества, которое в отличие от физических данных не ослабевает, а, наоборот, совершенствуется с возрастом и опытом. Старший инженер-механик Ли Энглок предлагает следующий пример. Его коллега может за год составить спецификацию на оборудование для обогрева, вентиляции и кондициониро-

\158\

вания стоимостью почти 3 млн долл., этого достаточно, чтобы поднять летнюю пиковую нагрузку на 1 МВт. Выработка и поставка этого дополнительного мегаватта обычно требует от коммунальной службы вложения нескольких миллионов долларов в инфраструктуру. Если бы улучшение технического образо-иания было направлено в конечном счете на повышение эффективности оборудования на 20-50%' (вполне приемлемая и обычно достижимая цель), то в течение 30-лстнсй карьеры инженера коммунальная служба сэкономила бы приблизительно 6-15 млн долл. в текущих ценах в расчете на один мозг, без учета экономии по управлению энергетической системой или уменьшения загрязнений. Таким образом, стоимость лучшего образования окупается по крайней мере в 100 или 1000 раз. Этой экономии можно было бы добиться даже с меньшими затратами, если бы хорошие практики делились своим опытом на профессиональных семинарах, курсах или конкурсах, так, чтобы обучение только одного инженера могло приносить намного большую пользу. Кроме того, проекты хорошего инженера, выполненные в течение его рабочей карьеры, могут повысить комфорт для примерно 65 000 офисных рабочих, суммарная зарплата которых за 30 лет работы в текущих ценах составляет приблизительно 36 млрд долл. Если повышение комфорта увеличит их производительность труда, что подтверждается данными, приведенными в главе 5 [500], общество сможет получить прибыль, в 1 млн раз превышающую дополнительную стоимость лучшего инженерного образования.

\159\

Пеликан, однако, достиг оптимума не в вакууме. Он существует в экосистеме, и каждая часть этой экосистемы в свою очередь оптимизируется в результате совместной эволюции с пеликаном. Изменение в пеликане или в любом другом звене экосистемы могло бы вызвать возникновение широкого разветвления системы, потому что все элементы в ней эволюционируют совместно, чтобы вместе приблизиться к оптимуму. По той же самой причине инженер не может спроектировать оптимальный вентилятор, не рассматривая его как неотъемлемую часть системы охлаждения окружающего пространства; оптимальную систему охлаждения без интеграции её в здание, для которого она предназначена; оптимальное здание без его привязки к участку, окружающей местности, климату и культуре. Чем выше степень, до которой компоненты системы оптимизированы совместно, тем больше сделок и компромиссов, которые кажутся неизбежными на индивидуальном подуровне, становятся ненужными. Эти процессы обеспечивают синергизм и благосостояние для всей системы. А это в свою очередь показывает, лто основная экономическая концепция является мифом.

Экономическая догма гласит, что чем большее количество ресурсов вы сберегаете, тем больше вам придется заплатить за каждое приращение в экономии. Это может быть истиной, если каждое новое приращение достигается таким же образом, как и предыдущее. Однако, если всё делать правильно, экономия большого количества энергии или ресурсов часто стоит меньше, чем экономия малого количества [344, 346]. Это утверждение выглядит неправдоподобно, и действительно, многие экономисты-теоретики могут "доказать", что оно не будет работать. Однако знающие инженеры в блаженном неведении экономической теории реализуют его на практике каждый рабочий день как часть подхода, называемого системотехникой.

Если вы строите дом, вам скажут, что более толстая изоляция, лучшие окна и более эффективные электроприборы - всё

* Имеется в виду туннельный эффект в квантовой механике, т.е. преодоление частицей потенциального барьера, невозможное в рамках классической фишки. - Прим, переводчика.

\160\

будет стоить больше, чем нормальные, менее эффективные варианты. Если вы создаете автомобиль, вам скажут, что более легкие материалы и более эффективные двигательные установки стоят дороже. Эти утверждения часто правомерны, но на уровне отдельных компонентов, рассматриваемых в изоляции друг от друга. На графике зависимости стоимость-сбережения, показанном на рис. 2, видно, что когда вы сохраняете большее количество энергии (т.е. когда вы двигаетесь от левого

Рис.2.

Однако фактическая инженерная практика предоставляет другую возможность. Лишь недавно обнаружена дополнительная часть кривой в правой части графика (см. рис. 3). Здесь дополнительное увеличение экономии энергии может часто "совершить туннельный переход через финансовый барьер", при котором стоимость снижается, а доходы возрастают. Когда за работу берутся знающие инженеры и конструктора, большие сбережения часто стоят даже меньше, чем малые или нулевые сбережения. Достаточно толстая изоляция и достаточно качественные окна могут устранить потребность в печи, изготовление которой требует больших затрат, чем стоимость мер по повышению эффективности. Усовершенствованные электроприборы позволяют отказаться от системы охлаждения, что также означает экономию более значительных капитальных затрат. Точно так же более легкий автомобиль с улучшенными аэродинамическими характеристиками и более эффективная система двигателя работают вместе, запуская спираль уменьшения веса, упрощения конструкции и снижения стоимости. Умеренное повышение эффек-

\161\