Полный текст книги хокен П., Ловинс э-, Ловинс X


Поощрение, в котором мы нуждаемся



бет9/24
Дата15.06.2016
өлшемі2.66 Mb.
түріКнига
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   24

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\


непочтительно описывает эту стандартную процедуру выполнения проектно-конструкторских работ, типичную для проектирования инженерного оборудования крупных зданий, следующим образом:

• 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\


Очевидный способ устранения этого - создать положительные стимулы для достижения эффективности. Пробные проекты, начатые Институтом Рокки Маунтин в 1996-1997 гг., сейчас показывают, насколько эффективнее могут стать здания, если их проектировщики получают вознаграждение за то, что они сохраняют, а не за то, что расходуют. С помощью простых дополнительных контрактов проектировщики могли бы получить в качестве премии часть средств, сэкономленных за несколько лет [181]. Награды можно также сбалансировать штрафами за плохие характеристики. Премия может выплачиваться частично сразу и частично - через несколько лет, по мере накопления сбережений, так, чтобы проектировщики смогли увидеть, что их замыслы полностью реализованы при строительстве, вводе в эксплуатацию, обучении и эксплуатации. Подобно китайскому "доброму доктору", они могли бы даже получать небольшую зарплату за постоянную поддержку и улучшение характеристик здания в течение всего срока его службы.

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\


нительной арендной платы (за капитальные затраты на инженерные системы в новом здании), которые им придется оплачивать, если они сделают непродуманный выбор, или скидок, которые они смогут получить, если их проектировщики будут сотрудничать с землевладельцем, чтобы минимизировать общую стоимость строительных работ. Подобная "щель" разделяет изготовителей и потребителей всех видов оборудования, используемого в зданиях и фабриках.

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\


нии [см. www.usgbc.org], которая послужит национальным стандартом для оценки и сравнения зеленых характеристик зданий.

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.



Преобразуя коммерческие здания

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\


Не менее внушительно выглядит региональный офис Автомобильной ассоциации штата Калифорния площадью 1500 кв. м в Антиохии [см. www.pge.com/pec/act2/acsaasum.html]. Эта постройка 1994 г. сочетает в себе улучшенную теплоизоляцию, солнечные батареи, современные окна, дневное освещение, дополненное эффективным искусственным освещением, что сохраняет 63% от уровни энергии, допускаемого строгим и возможно оптимальным Кодексом 24 штата Калифорния. Это также самое дешевое ш когда-либо построенных сооружений Автомобильной ассоциации, обеспечивающее ежегодно трехкратную экономию расходов на энергию.

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-



2 В здании в Антиохии экономия составила 38%, а стоимость работ оказалась на одну шестую меньше достигнутой экономии.

\138\


стые объемы комнаты. Современные источники света свободны от мерцания, шума и ослепительного блеска и дают приятный и точный цвет, потому что лампы настроены с учетом ощущений, которые испытывает глаз при виде красного, зеленого и синего цветов. Направленные настольные лампы на перестраиваемых кронштейнах в сочетании с разнообразным окружающим освещением обеспечивают приемлемую контрастность и украшают помещение. Такое освещение облегчает визуальную работу и делает её менее утомительной. Все осветительные приборы и большинство вариантов естественного освещения можно с пользой модифицировать; доступное оборудование позволяет решать почти любые задачи. Типичные сбережения энергии, расходуемой на освещение в новых зданиях, лежат в диапазоне от 80 до 90% при той же самой или более низкой стоимости или 70-90% при окупаемости большинства вариантов обновления за один-три года. Лучшее осветительное устройство часто более чем окупает себя, поскольку его эксплуатация обходится дешевле без учета экономии электроэнергии [361, 452]. Даже начальные расходы на его покупку и установку могут оказаться ниже. Технология улучшается настолько быстро, что имеет смысл повторно модифицировать системы освещения каждые несколько лет. В 1998 г. обновление склада "Мейден Миллс" сэкономило 93% энергии освещения, значительно улучшило видимость и окупилось через восемь месяцев (шесть после скидки со стороны коммунальных служб), даже несмотря на то, что замене подверглась система на металлогалоидных соединениях, которая обычно считалась очень эффективной и поэтому традиционно приходила на смену устаревшим лампам накаливания и ртутно-дуговым лампам [Частные сообщения 5 февраля и 6 октября 1998 г. Jim Rogers (jimrogers(5) mediaone.net. 508/256-1345, fax-2226, 1 Blacksmith Rd., Chelmsford,'MA 01824].

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.



Радикальные усовершенствования возможны также в корпусе здания, т.е. в оболочке, которая отделяет людей от погодных условий. Улучшенная теплоизоляция и герметичность - важные факторы, но ключевое новшество в этой области - "суперокна". Они появились на рынке в начале 80-х годов и постепенно становились псе более совершенными, разнообразными и широко доступными [202]. Суперокна, которые сохраняют для людей тепло зимой и прохладу летом, обычно содержат два или три невидимых тонких покрытия (которые пропускают свет, но отражают тепловое излучение) и заполнены тяжелым газом типа криптона, чтобы предотвратить шум и утечку тепла. Производимые серийно версии конкурентоспособны. Они стоят приблизительно на 10-15% выше окон с двойным остеклением, но обеспечивают в 4,5 раза лучшую теплоизоляцию, т.е. заменяют восемь листов стекла. Наиболее эффективные конструкции эквивалентны двенадцати листам стекла, но выглядят как двойные рамы и стоят меньше, чем тройное остекление. Суперокна обеспечивали в экспериментальных сверхизолиропанных зданиях 80-х и 90-х годов поддержание комфортных условий без оборудования для обогрева или охлаждения при температурах наружного воздуха в диапазоне от -45 до +45 °С. Суперокна часто "настроены" так, что на различных сторонах здания они выглядят одинаково, но обладают различными характеристиками для инфракрасного излучения. Это позволяет независимо оптимизировать потоки тепла и света внутри здания в каждом направлении. Такая методика может сделать здание настолько пассивным, что ему совсем не нужны или нужны лишь немногие из сложных и ненадежных активных систем управления. На языке маркетинга такое здание называют "интеллектуальным". Истинно интеллектуальное здание поддерживает комфортные условия без всяких регулировок.

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\


лик сооружения. Он должен также содержать теплоизоляцию, обладать тепловой массой (часто включенной в стеновые материалы) и функциями "пассивного" управления. А новейшие сооружения, такие как дом К° 4 на Тайме Сквер в Нью-Йорке и многие лучшие из зданий Европы, имеют еще одну дополнительную функцию: они служат силовыми установками. Фотогальванические энергетические системы уже имеются в продаже по всё более приемлемым ценам. Такие системы имеют вид матового или прозрачного стекла, асфальте подобного покрытия, комбинированной металлической кровли или других элементов, которые непосредственно заменяют обычные части остова здания. Они выглядят и работают так же как обычные стройматериалы, но генерируют электричество всякий раз, когда на них падает спет, даже через облака. Здание, покрытое такими материалами, может в дневное время производить больше электричества, чем потребляет. Именно так работают лучшие из имеющихся в мире полумиллиона домов с использованием солнечной энергии [556].

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\


ратор переменного тока функционирует подобно любому электроприбору, за исключением того, что когда вы его включаете и освещаете солнечным светом, он генерирует электрический ток для здания, а не потребляет его из сети. Генерируемая мощность может составлять 250 ватт для панели размером 120 х 180 см. Это новшество делает использование солнечной энергии прямо на месте удобным и всё более доступным для рядовых пользователей, для арендаторов, которые предпочитают брать солнечные панели с собой при переезде на другое место, и для 2 млрд человек, всё еще не имеющих возможности пользоваться электричеством. Как сказано в газете "Экономист", "деревни, которые никогда не видели телефонных столбов, теперь никогда не увидят их благодаря появлению мобильных телефонов. Точно так же деревни, которые никогда не видели опор линии электропередачи., могут обойтись без них благодаря солнечным панелям." [174].

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\


стояние между этажами, так что шестиэтажное здание, а не обычное пятиэтажное, укладывается в рамки нормативов, устанавливающих предельную высоту в 23 м. Комфорт, красота и внешний вид значительно улучшены. Общая стоимость монтажных работ не изменяется и может даже немного снизиться. Стоимость энергии снижается наполовину или примерно на три четверти, если арендаторы грамотны и имеют достаточно стимулов, чтобы выбрать эффективное оборудование. Самую большую выгоду могут извлечь динамичные предприниматели, которые склонны проводить реорганизацию персонала каждые 6-8 месяцев. Стоимость такой реорганизации значительно уменьшается. Нет необходимости перестраивать освещение или вентиляцию, вся электропроводка для приборов и сигнализации доступна немедленно - достаточно лишь поднять ковровое покрытие пола. Эта гибкость настолько ценна, что за первый год эксплуатации сохранила компании '"Оуэнс-Корнинг" по 300 долл. при перепланировке каждого рабочего места, или по 14,5 долл. за 1 кв. м в год. что эквивалентно трем четвертым полной стоимости энергии для среднего офисного здания.

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.



В особенно тяжелых климатических условиях, где некоторый обогрев или охлаждение (чаще просто осушение) все же требуются, эти функции будут всё шире реализовываться с существенно большей эффективностью (возможный диапазон сбережения энергии составляет от 65 до 100%), но также без непосредственного использования электричества или топлива. Скорее всего эти функции будут осуществляться побочным теплом, получаемым от местных топливных элементов, микротурбин или всепогодных солнечных батарей. Например, в настоящее время планируется обновление университетского городка площадью в сотни тысяч квадратных метров, где в качестве генераторов электроэнергии будут использоваться модульные миниатюрные газовые турбины. Отходящее тепло турбин обеспечит обогрев, охлаждение и осушение. Система будет выгодна при ценах на электроэнергию, близких к средним ценам по стране.

Регенерируемые здания, материалы и земля

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.



Сегодня здания часто "рождаются заново", становясь новым элементом жизни общины и получая: промышленную ценность. Стюарт Бранд высказал в 1994 г. в книге "Как научиться строить" следующее положение: "Каждое здание - прогноз. Каждый прогноз неправилен". Уже появляются такие новшества, расширяющие гибкость конструкции, как легко поддающиеся замене стены, трубы и другие элементы интерьера. Некоторые из недавно построенных выдающихся зеленых зданий типа здания компании "Одубон" и штаб-квартиры Совета защиты природных богатств в Нью-Йорке или гостиницы "Анасази" в Сайта Фе - это реконструированные здания. При этом сохранены энергия и место на свалках строительных материалов, составляющих 40% от всех потоков материалов и в основном заканчивающих свое существование в виде отходов, доставка которых на свалки обычно обходится в 2-5% бюджета строительства. В зависимости от региона от 15 до 40% американских свалок — это строительный мусор: 7 т на типичный дом площадью 170 кв. м [495, 5041.

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



5 Из десяти недавно проанализированных случаен переработки строительного мусора в шести случаях стоимость строительства не изменилась, а в четырех -уменьшилась [184].

\145\


корпорацией "Британская Колумбия" в 1991 г. обошлась на 264 дешевле и уменьшила отправку отходов на свалку на 95%, потому что продажа высвобожденных материалов позволила оплатить работу бригады на демонтаже в течение шести дополнительных недель.

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\


Строительство домов включается в революцию

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.



Такое здание обеспечивает его обитателям также более подвижную радостную и здоровую жизнь. Для него характерны закругленные формы, дневной свет и звуки водопада. Здесь нет механического шума (потому что нет никаких механических систем) и большинства электромагнитных полей. Здесь низкая температура воздуха, высокая лучистая температура, вполне достаточная зимняя влажность для климата пустыни, хорошее качество воздуха в помещениях и полутропический сад с его запахами, ионами, кислородом, а иногда и вкусом тропических фруктов. Бугонвиль цветет в водоеме, где прыгают лягушки, а в глубине кружат черепахи, карпы и зубатки. Вы можете из снежной вьюги нырнуть в аромат жасмина, цветущего в ночи, и увидеть неясную тень миниатюрного дикобраза, бесшумно крадущегося на поиски съедобных насекомых. В декабре 1997 г. ИРМ собрал спой двадцать шестой урожай бананов в закрытом помещении -возможно, это мировой рекорд для бананов, выращиваемых при пассивном солнечном освещении.

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].



Капитальные затраты могут даже понизиться. Тихоокеанская газовая и электрическая компания в порядке эксперимента убрала оборудование для охлаждения из двух нормально выглядящих зданий. Первое из них в Дэвисе, Калифорния, где пиковые температуры могут достигать 45°С, представляло собой дом средней стоимости (249 500 долл.) площадью 154 кв. м, законченный в 1993 г. В течение трехдневной "горячей бури", когда столбик термометра поднимался выше 40 °С, комнатная температура не превышала 28 °С, и соседи заходили в дом без кондиционера, чтобы передохнуть от своих собственных неэффективных домов, где большие кондиционеры не справлялись со своей работой. Однако если говорить не о разовом эксперименте, а о типовом строительстве, сооружение дома в Дэвисе стоило бы приблизительно на 1800 долл. меньше, а эксплуатация в течение срока службы - на 1600 долл. меньше по сравнению с близким по размерам, но обычно неэффективным домом, потому что дом п Дэвисе не нуждается в покупке и эксплуатации оборудования для обогрева или охлаждения. Более поздняя модель имела еще лучшие показатели [см. www.pge.com/pec/act2/acsaasum.html].

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



6В Гетеборге и Мальмо. согласно сообщении) Svenska Dagbladet от 30 июля 19ЧКг.

\149\


вне единых регулирующих нормативов, устаревшие строительные кодексы и другие стандарты, неинформированность строительных инспекторов, покупателей домов, оценщиков, агентов по недвижимому имуществу, которые не приписывают никакой рыночной стоимости энергетической эффективности, различие интересов землевладельцев и арендаторов и несметное число других форм рыночных ошибок. Однако эти препятствия преодолимы, и пассивный солнечный обогрев уже становится обычным в некоторых регионах.

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.



Но эти шаги представляют только начало революционного перехода к эффективным электроприборам. Новый тип стиральной машины имеет датчики грязи и масел, управляющие процессором с нечеткой логикой, который добавляет свежую воду и мыло, пока вытекающая вода не станет чистой. Новая индукционная плита сохраняет энергию и не содержит никакого горячего элемента, который мог бы обжечь любознательного ребенка. Появляются шкафы для сушки одежды с тепловыми насосами. Двадцать с лишним новшеств могут сохранять две трети энергии типичного дома с водяным отоплением, причем затраты на эти новшества окупаются в течение года [37]. Электроприборы также станут более интегрированными друг с другом. Стиральная машина, использующая новый вид интеллектуального двигателя, может совершать очень быстрое вращение, выжимая почти всю воду, затем вытряхивает воду из складок, используя для этой формы сушки лишь несколько процентов энергии, которая обычно требуется для сушки горячим воздухом. Кроме того, поскольку стиральная машина сделана из полимеров, она может превратиться в микроволновую печь для сушки - быстро, без ущерба для одежды и эффективно [322, см. также www.kcpl.com/about/microwave.htmj.

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.



Но и в этом случае недавние усовершенствования конструкции кардинальным образом улучшили энергетический КПД охлаждающих устройств. Если средняя модель, продававшаяся в Соединенных Штатах в 1972 г. и содержавшая холодильную камеру и морозильник, потребляла 100 условных единиц электроэнергии для охлаждения заданного объема, то [217, 586J:

• 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 процессе приготовления пищи также можно сочетать эффективные чайники и кастрюли, которые сохраняют третью часть времени и энергии при нагревании продуктов или воды, с эффективными методами нагрева, например индукционным методом, и микропроцессорным управлением для достижения и поддержания желательной температуры. Таким образом, десерт на основе молока, который прежде требовалось постоянно помешивать в течение часа, чтобы предотвратить подгорание, можно просто поместить в управляемую микропроцессором печь и получить готовый продукт без всякого вмешательства. Эти технологии, объединяющие эффективность с удобством и более высоким качеством приготовления пищи, также уже существуют.

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.



Перестраивая микрорайоны

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.



Новые планировки типа деревни с "бабушкиными квартирами" могут также поощрять возвращение к семействам, состоящим из трех и даже четырех поколений. Действительно, некоторые специалист!,] по социальной истории полагают, что, несмотря на значительное изменение условий жизни современной семьи, многие аспекты высших ценностей и ориентации первой половины XX столетия могут вернуться к нам с помощью вездесущих средств информации и систем передачи данных, которые способствуют домашнему образованию в течение всей жизни человека.

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\


заменены, общенациональная экономия на кондиционировании может составить 4 млрд долл. в год, при этом ежегодные выбросы углерода уменьшатся на 7 млн т, и будут исключены многочисленные смертные случаи из-за загрязнения воздуха и тепловых ударов [505]. Дерево в городе поглощает из воздуха приблизительно в 9 раз больше углерода, чем то же самое дерево, растущее в лесу, и это также уменьшает расход энергии на кондиционирование, давая людям и зданиям тень и прохладу [505]. Если сделать улицы в жаркой Центральной долине Калифорнии более узкими и тенистыми, это может понизить летние температуры в больших районах на 10-15 градусов и значительно уменьшить стоимость энергии, расходуемой на кондиционирование воздуха [402].

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\


участка" примерно на 35%, или на 4600 долл. (1987) в расчете на один дом. Принятие плана "Нового горожанина" вместо разбросанной застройки для Хеймаунта, нового города в Вирджинии, уменьшило проектируемые затраты на инфраструктуру на 40% [W.D. Browning, частное сообщение 6 января 1999 г.].

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



8 Включая улицы (шириной 6 м вместо 9), деревья на улицах, стоки, водоснабжение и дренаж.

\156\


и общины. Куда приведут эти недавно возникшие тенденции - пока не ясно. Но очевидно то, что изоляция, автомобильная зависимость и социальные патологии, которые знаменовали собой конец XX столетия в американских пригородах, далеки от нормы.

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\


Глава 6. Преодоление финансового барьера

Улучшение менталитета - Оптимизм без компромисса - Большее стоит дешевле - Увидеть очевидное - Большие трубы, маленькие насосы - Оптимизация системы - Как съесть омара - Вернуться назад -Делать дела в правильном порядке - Создание образа

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.



Однако многие архитекторы, инженеры и проектировщики других специальностей не получают хорошего образования. Дж. Болдуин, в течение длительного времени работавший редактором раздела технологии издания "Вся Земля", услышал на первой лекции в школе проектирования, что "проектирование является искусством компромисса". Его учили, что проектирование -это средство выбрать наименее неудовлетворительный компромисс между многими желательными, но несовместимыми целями. Он полагал, что такая формулировка - это "политика, замаскированная под процесс проектирования", но убедился, что это не гак., К нему пришла идея, когда он выглянул из окна классной комнаты и увидел пеликана, ловящего рыбу. В течение прошедших 3,8 млрд лет природа представляла собой лабораторию успешного проектирования, в которой всё непрерывно улучшалось и подвергалось тщательным проверкам. Результатом этого процесса стала жизнь. Всё, что не работает, отзывается назад Изготовителем. Каждый натуралист знает из наблюдения, что природа не идет на компромиссы; природа выбирает оптимальный ва-

\159\


риант. Пеликан, приблизившийся к совершенству (на данный момент времени) после приблизительно 90 млн лет развития, - это не компромисс между чайкой и вороной. Это - лучший из возможных пеликанов.

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.



Туннелирование через финансовый барьер*

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.


нижнего конца кривой вправо), стоимость экономии следующей единицы энергии сначала повышается всё более круто. Это носит название "уменьшения доходов". Когда вы доходите до предела рентабельности, вам приходится отказаться от дополнительных издержек, потому что они болЕ>ше не оправдываются получаемыми результатами. Эта часть кривой поясняет общий принцип, что лучшее обычно стоит больше, принцип, который мертвой хваткой пленил наше сознание.

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\



Каталог: resurs -> conspcts -> all2014
all2014 -> Наши в зарубежном авиастроении doc
all2014 -> Lubishvk doc Конспект книги
all2014 -> Чирков Юрий Георгиевич. Дарвин в мире машин. Изд. 2-е, испр и доп. М.: Ленанд, 2012. 288с
all2014 -> Книга посвящена обоснованию природы языкового знака. Не раскрыв сущность языкового знака, не познать и механизм взаимодействия языка с мышлением, речью, текстом, действительностью
all2014 -> В. Г. Шухов выдающийся инженер и ученый
all2014 -> Посвящается
all2014 -> Концептуальный анализ и проектирование Введение в аппарат ступеней и его применение Концепт Москва 2010 Серия «Концептуальный анализ и проектирование»
all2014 -> Чаянов Б. А. Воспоминания о Физтехе


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   24




©dereksiz.org 2020
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет