Экологическая безопасность строительных материалов: Вестник МГСУ

Экологическая безопасность строительных и отделочных материалов

По утверждению специалистов, более половины всех материалов, которые предлагает рынок строительно-отделочных материалов, содержат вещества, наносящие непоправимый вред здоровью человека. К таким веществам относятся фенол, формальдегид, бензол, толуол, ксилол, диоксины и другие. При длительном воздействии они способны стать причиной серьезных заболеваний. Именно по этой причине ремонт в квартире порой может походить на экологическую катастрофу. Чтобы обезопасить себя, следует использовать для ремонта дома только экологически безопасные материалы. Критериям безопасности в первую очередь соответствуют материалы, которые человек использует на протяжении длительного времени.

Какие популярные материалы являются экологически безопасными?

 

Дерево и камень – одни из самых экологически чистых материалов для строительства и отделки, способные создать благоприятный климат в помещении. Сегодня эти материалы как никогда актуальны в отделке. К тому же дерево и камень являются возобновляемыми ресурсами, полностью восстанавливаемыми в природе. Однако древесина, покрытая лаком, может потерять свои полезные качества, превращаясь в источник угрозы здоровью, а гранит обладает высоким радиационным фоном.

Безопасны также строительные материалы, созданные на основе природных ресурсов – стекло, кирпич, бетон. Из современных материалов предпочтение стоит отдать керпену, зидариту, камышиту.

Обои – популярный материал для отделки стен. Как ни странно, максимально безопасными являются самые дешевые бумажные обои. Также из экологичных материалов можно выделить текстильные, жидкие, растительные, обои из пробки и стеклообои. Доступные и практичные виниловые (моющиеся) обои подойдут только для кухни: они не позволяют стенам «дышать» и содержат опасный поливинилхлорид (ПВХ).

Популярные сегодня для отделки пола ламинат и паркет – конкуренты на рынке. Паркет – натуральный материал, имеющий множество неоспоримых достоинств. Качественный паркет стоит дорого, он – символ определенного статуса. Ламинат же является ненатуральным покрытием, вызывающим у многих сомнения по поводу своей экологичности. Абсолютно безвредным можно назвать ламинат с маркировкой Е0 и E1. А вот материал с маркировкой Е2 и Е3 стелить в жилом помещении нежелательно и даже опасно.
Если приобретается линолеум, то предпочтение стоит отдавать натуральному материалу, а не его аналогу на основе ПВХ. Хотя натуральный линолеум (или мармолеум) может обойтись в несколько раз дороже.

Краска и пропитки для дерева, сегодня очень востребованы при ремонте. Нужно отметить, что большинство красок токсичны, поэтому свой выбор останавливать стоит на безвредных водоэмульсионных и казеиновых красок.

Популярны в последние годы натяжные потолки. Поскольку они содержат поливинилхлорид, скептики ведут многочисленные споры относительно их экологичности. Нежелательно устанавливать натяжные потолки в помещениях, где присутствуют высокие температуры, поскольку под их воздействием происходит выделение опасных веществ (хлора, толуола, фенола).

В детскую комнату лучше приобрести тканевый натяжной потолок. 
Установка деревянных или металлических окон – бесспорно лучшая альтернатива окнам ПВХ.
Должна настораживать слишком заниженная цена и отсутствие сертификатов качества на строительные и отделочные материалы. Часто они оказываются низкокачественной подделкой.

Следует помнить: безопасные для здоровья материалы нередко стоят дорого, однако экономия на собственном здоровье может обернуться ошибкой.

GREEN BOOK – достоверная информация об экологической безопасности стройматериалов

Экологическая безопасность объектов недвижимости закладывается при их проектировании и строительстве. В зависимости от того, насколько ответственно строители подходят к вопросу выбора материалов, определяется общая безопасность дома для здоровья проживающих в нем людей и окружающей среды. В настоящее время на российском рынке появились эффективные инструменты оценки экологической безопасности строительных материалов – сертификация по стандарту EcoMaterial и включение в каталог GREEN BOOK.

Неправильно подобранные материалы, без учета их экологических характеристик, могут стать источниками выделения в воздух вредных химических соединений, в том числе фенола, формальдегида, аммиака, в тех помещениях, где они используются. Какие параметры стоит учитывать, как сделать верный выбор – это сложная задача не только для обычных людей, но и для профессионалов, ведь в настоящее время качество строительных и отделочных материалов определяется лишь СНиПами, ГОСТами и ТУ, где в основном оцениваются технологические и технические характеристики, а экологические показатели полностью не раскрываются.

С ростом технического прогресса и развитием химического производства назрела необходимость в создании инструментов оценки экологической безопасности строительных материалов, которые с успехом можно применять на российском рынке.

Строительные материалы можно классифицировать по ряду признаков: характеру сырья и его структуре, внешнему виду и форме, теплопроводности, средней плотности, модулю упругости, долговечности, экологичности, горючести и огнестойкости, теплопроводности, водопоглощению, цене и т.

п. Также необходимо понимать, что каждый материал подходит для своей области применения.

Но кроме общих представлений, эти классификации мало что дают простому потребителю. Для одного потребителя в приоритете стоит цена, для другого – долговечность, для третьего – основным критерием являются минимальные энергопотери, для четвертого – экологическая безопасность.

С полным содержанием этого номера Вы можете ознакомиться здесь

Полную версию статьи Вы можете прочитать в нашем печатном издании или подписавшись на электронную версию нашего журнала.

Текст: Николай Кривозерцев, генеральный директор EcoStandard group

Экологическая безопасность архитектурно-строительных материалов в ЮРГПУ, профиль бакалавриата 

Экзамены, минимальные баллы, бюджетные места, проходные баллы, стоимость обучения на программе Экологическая безопасность архитектурно-строительных материалов, Южно-Российский государственный политехнический университет им.

М.И. Платова

Сводная информация

2021

Проходной балл 2020: от 120

Мест: 17

Комбинация ЕГЭ 1

ЕГЭ – мин. баллы 2021

Математика (профиль) – 39

Русский язык – 40

Предмет по выбору абитуриента (или)

Физика – 39

Химия – 39

Посмотрите варианты

Сводная информация

2021

Минимальный балл 2021: от 118

Мест: 0

Стоимость: от ⃏

Комбинация ЕГЭ 1

ЕГЭ – мин. баллы 2021

Математика (профиль) – 39

Русский язык – 40

Предмет по выбору абитуриента (или)

Физика – 39

Химия – 39

Посмотрите варианты

Параметры программы

Квалификация:  Бакалавриат;

Форма обучения:   Очная;

Язык обучения:  Русский;

На базе:  11 классов;

Срок обучения:  4 года;

Курс:  Полный курс;

Военная кафедра:  есть;

Общежитие:  есть;

По учредителю:  государственный;

Город:  Ростов-на-Дону;

Варианты программы

Статистика изменения проходного балла по годам

Проходные баллы на бюджет

2020: 120

Проходные баллы на платное

2020: 118

О программе

Программа направлена на подготовку высококвалифицированных специалистов по экологической безопасности архитектурно-строительных материалов

Дисциплины, изучаемые в рамках программы:

• Гидрогазодинамика
• Теория горения и взрыва
• Технология строительных процессов
• Ноксология
• Надежность технических систем и техногенный риск
• Производственная санитария и гигиена труда
• Производственная безопасность
• Профессиональный риск и его оценка
• Безопасность в чрезвычайных ситуациях
• Экономика безопасности труда
• Оценка условий труда
• Безопасность зданий, сооружений и инженерных коммуникаций
• Мониторинг и экспертиза строительных объектов на их безопасность
• Промышленная экология
• Источники загрязнения и охрана окружающей среды
• Управление техносферной безопасностью
• Системы безопасности труда
• Расследование и учет несчастных случаев на производстве
• Расследование аварий на производстве

Дополнительные баллы к ЕГЭ от вуза

Золотой значок ГТО — 5

Аттестат с отличием — 10

Диплом СПО с отличием — 10

Портфолио/олимпиады — до 7

Волонтерство — до 10

Экологическая оценка строительных материалов

Навигация:
Главная → Все категории → Строительная экология

Экологическая оценка строительных материалов Экологическая оценка строительных материалов
В строительстве экологическая оценка проекта, участка земли, применяемых материалов стала неотъемлемой частью технологического процесса возведения любого здания. Поэтому, чтобы подчеркнуть хорошее качество материала или изделия, применяют термин «экологически чистый», не задумываясь о том, что материал может быть и грязный. То, что подразумевают под этим термином, в действительности является эколого-гигиенической характеристикой материала. В основу такой оценки положено наличие или отсутствие вредного воздействия материала на человека, находящегося в здании, в конструкциях которого использован этот материал. К веществам, опасным для человека, относятся металлы: хром, свинец, ртуть, кадмий и др. Они могут находиться в виде солей и других соединений в красках, цементе и особенно в материалах, производство которых налажено из отходов (в этом один из парадоксов использования отходов: это полезно с экологической точки зрения, потому что отходы использованы, но может быть опасно для человека). Соединения тяжелых металлов вместе с воздухом могут оказаться в рабочих помещениях и поступить в организм человека или, растворяясь в воде, воздействовать на кожу и слизистые оболочки. Наиболее полно изучены санитарно-гигиенические свойства у полимерных строительных материалов. Практически не проводится такая работа и оценка конструкций и теплоизоляционных материалов на основе неорганического сырья. Эти материалы могут содержать неблагоприятные для человека и окружающей среды компоненты. Другая составляющая эколого-гигиенической оценки — радиационно-гигиеническая, которая введена в действие ГОСТ 30108 — 94. Такому анализу в обязательном порядке должны подвергаться искусственные и природные каменные материалы, в особенности материалы из отходов производства и побочных продуктов. Сущность анализа состоит в определении суммарной удельной активности естественных радионуклидов (Аэфф) в Бк/кг. Основные природные радионуклиды, встречающиеся в строительных материалах — это радий (226 Ra), торий (232 Тп), калий (40 К). Суммарная удельная активность радионуклидов рассчитывается с учетом их биологического воздействия на организм человека. В зависимости от ее значения определяется возможная область применения данного материала. Так, при Аэфф 1350 Бк/кг вопрос об использовании материала требует согласования с Госкомсанэпи-демнадзором. При производстве строительных материалов наибольшую опасность для здоровья людей представляет природный радиоактивный газ радон, являющийся продуктом, полученным из горных пород и материалов из них. Каждый строительный материал, содержащий в своем составе полимеры, отходы промышленности, должен получить сертификат качества и экологической безопасности для применения его на территории России в том или ином виде сооружения. В нормативно-методической документации и со-ответственно в сертификате на строительный материал указывается область его применения: для строительства жилых зданий, детских и школьных зданий, лечебно-профилактических учреждений и других зданий группы А; нежилых зданий и сооружений группы Б, В и Г; вспомогательных сооружений: подземных переходов, перронов и т.п. Радиационно-гигиеническая и санитарно-гигиеническая оценка строительных материалов характеризует безопасность материала, примененного для разных групп зданий. Однако подход к экологической оценке строительных материалов должен быть иным. При оценке следует учитывать влияние на окружающую среду не только самого материала, но и всего комплекса процессов, сопровождающих материал по его жизненному циклу1 от «рождения» — изготовления или добычи до самой его «смерти», т.е. до полного уничтожения, захоронения или, что более предпочтительно, повторного использования для получения новых материалов или изделий. Последнее позволяет замкнуть жизненный цикл материала, сократить количество отходов и количество добываемого сырья, т. е. жизненный цикл при его глубочайшей оценке с позиции экологии способствует ресурсосбережению. Ни один материал, используемый в строительстве, не может быть назван экологически чистым, так как ни один материал не может быть изготовлен без затрат материальных ресурсов и энергии, которые могут нести отрицательные качества для окружающей среды. Рассматривая жизненный цикл любого материала, можно для каждого вида строительных работ выделить нежелательные с экологической точки зрения материалы или вещества, использования которых следует избегать (например, бетон и бетонные изделия). Само производство не сопровождается выбросами вредных веществ для окружающей среды (в том числе и для человека). При эксплуатации таких изделий они не будут выделять вредных веществ. Долговечность и надежность их не могут вызывать сомнений, а утилизация отслужившего материала должна вписываться в природные экосистемы. Такой материал должен использоваться в качестве сырья для других материалов или использоваться повторно (рисайклинг). Примером рисайклинга служит использование стеклобоя и отслужившей стеклотары для получения новых стеклоизделий. В этом случае отпадает нужда в добыче, транспортировке и подготовке сырья, а также исключается энергоемкий и сопровождающийся вредными выбросами процесс стекловарения. Для широкого внедрения рисайклинга необходима прежде всего организованная система сбора стеклоотходов. То же самое касается материалов, бумаги и многих других бытовых и хозяйственных отходов, в том числе и производства. Промышленные отходы и отслужившие материалы и изделия могут использоваться для производства строительных материалов, например, использование компонентов отслуживших свой век железобетонных конструкций. Такие конструкции дробятся и из них выбирается арматура, щебень и мелкий заполнитель. Арматура используется как металлолом, а заполнители идут для приготовления нового бетона. В этом отношении строительство с его огромной материалоемкостью может сыграть важнейшую роль в деле защиты окружающей среды. К экологически чистым и экономичным строительным материалам можно отнести кирпич типа «геокор», сделанный из местного сырья — торфа. Это принципиально новый, впервые изобретенный в России теплоизоляционный материал. Торф — самое дешевое и самовозобновляющееся сырье. На «геокор» получены сертификаты; и материал внесен в нормативы. Внедрение торфо-блоков позволит на 80% сократить расход кирпича, блок размером в четыре кирпича весит не более 4 кг. «Геокор» можно использовать не только как утеплитель, он способен в течение 24 ч. убивать бактерии туберкулеза. Появилась возможность использовать его в лечебных целях, облицовывая им стены и потолки больниц и других учреждений. По прочности он не имеет себе равных, выдерживает нагрузку 8. .. 12 кг/см2. По долговечности «геокор» сродни каменным и бетонным конструкциям. Он не только прочен, легок, но является и прекрасным адсорбентом, например, уровень радиации в помещении из торфа снижается в пять раз. Кроме того, в здании сохраняются нужная влажность, постоянная температура.

Похожие статьи:
Перечень правовых и нормативных документов по экологии строительства

Навигация:
Главная → Все категории → Строительная экология

Статьи по теме:

Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум

Экологическая характеристика строительных материалов: токсичность, радиоактивность и биоповреждения

И.А. Литвенкова
Экология городской среды: урбоэкология
Курс лекций. – Витебск: Издательство УО «ВГУ им. П.М.Машерова», 2005 – 163 с.

3. Экологическая характеристика строительных материалов: токсичность, радиоактивность и биоповреждения

Все строительные материалы делятся на естественные и искусственные. Естественные материалы: дерево, гранит, базальт, диабаз и др. К искусственным относят различные виды кирпича, термоблоки, искусственные вяжущие вещества (гипс, известь, магнезит). Особую группу составляют  синтетические полимерные материалы (пластмассы). Одно из средств оптимизации и создания оптимальной экологической обстановки внутренней среды здания – правильный выбор материалов. Основные требования к которым: 1.низкая теплопроводность; 2. хорошая воздухопроницаемость; 3. отсутствие гигроскопичности; 4. низкая звукопроводность; 5. стройматериалы не должны выделять в окружающую среду летучие вещества; 6. не должны стимулировать развитие микрофлоры, роста грибов.

Экологическая чистота строительных материалов и изделий определяется содержанием, выделением или концентрацией в них вредных веществ. При оценке степени экологической чистоты строительных материалов в первую очередь учитывают их токсичность, радиоактивность и микробиологические повреждения.

Токсичность строительных материалов оценивают путем сравнения их состава с ПДК выделяющихся токсичных веществ и элементов. Первостепенное значение имеет класс опасности, состав вредных веществ и их количественное содержание. С точки зрения токсичности основным источником экологической опасности в жилых зданиях являются полимерные строительные материалы.

В настоящее время насчитывается свыше 100 наименований полимерных материалов. Полимеры — высокомолекулярные соединения, важнейшая составная часть пластмасс. Исходным сырьем для получения полимеров служит природный газ, а также «попутный» газ, сопровождающий выходы нефти и каменноугольный деготь, получаемый при коксовании угля. Состоят они в основном из трех групп химических соединений: 1) связующего (различные смолы, полистирол, фенолоформальдегидные соединения и др.), 2) пластификатора и 3) наполнителя. В качестве вспомогательных веществ в их состав входят также пигменты (красители), стабилизаторы и др.

Крупномасштабное производство полимерных материалов и широкое их использование в строительстве началось в 60-е гг. В настоящее время в мире производится более 100 млн. т полимеров, значительная часть их используется в строительстве. Спектр применения полимеров в строительстве весьма широк. Они повсеместно используются для: покрытия полов (линолеум, поливинилхлоридные плитки и др.), внутренней отделки стен и потолков, гидроизоляции и герметизации зданий, изготовления тепло- и звукоизоляционных материалов (поропласты, пенопласты, сотопласты), кровельных и антикоррозионных материалов и покрытий, оконных блоков и дверей, конструкционно-отделочных и ограждающих элементов зданий, лаков, красок, эмалей, клеев, мастик и для многих других целей.

При оценке экологической чистоты полимерных строительных материалов руководствуются следующими основными требованиями к ним (В.О.Шефтель и др., 1988):

–       полимерные материалы не должны создавать в помещении стойкого специфического запаха;

–  выделять в воздух летучие вещества в опасных для человека концентрациях;

–  стимулировать развитие патогенной микрофлоры на своей поверхности;

–  ухудшать микроклимат помещений;

–  должны быть доступными влажной дезинфекции;

–  напряженность поля статического электричества на поверхности полимерных материалов не должна быть больше 150 В/см (при относительной влажности воздуха в помещении 60—70%).

         Приведем характеристику некоторых полимерных строительных и отделочных материалов, способных выделять токсичные субстанции.

Материалы на основе карбамидных смол. Древесностружечные плиты (ДСП) выделяют формальдегида в 2,5—3 раза больше допустимого уровня. В свободном состоянии формальдегид представляет собой раздражающий газ, обладающий общей токсичностью. Он подавляет действие ряда жизненно важных ферментов в организме, приводит к заболеваниям дыхательной системы и центральной нервной системы.

Материалы на основе фенолформальдегидных смол (ФФС) -древесноволокнистые (ДВП), древесностружечные (ДСП) и древеснослоистые (ДСП). Выделяют в воздушную среду помещений фенол и формальдегид. Концентрация формальдегида в жилых помещениях, оборудованных мебелью и строительными конструкциями, содержащими ДСП, может превышать ПДК в 5—10 раз. Особенно высокое превышение допустимого уровня отмечается в сборнощитовых домах. Токсичность выделяющихся веществ во многом зависит от марки смолы.

Материалы на основе эпоксидных смол. Как и другие виды смол: карбамидные, фенольные, фурановые и полиуретановые, эпоксидные смолы содержат летучие токсичные вещества: формальдегид, дибутилфтолат, эрихлоргидин и др. Например, полимербетон на основе эпоксидной смолы ЭД-6 с введением в его состав пластификатора МГФ-9 снижает выделение ЭХГ и может быть рекомендован только для промышленных и общественных зданий.

Поливинилхлоридные материалы (ПВХ). ПВХ — линолеумы обладают общей токсичностью, в процессе эксплуатации могут создавать на своей поверхности статическое электрическое поле напряженностью до 2000—3000 В/см. При использовании поливинилхлоридных плиток в воздушной среде помещений обнаруживают фталаты и бромирующие вещества. Весьма отрицательное свойство плиток – низкие теплозащитные свойства, что приводит к простудным заболеваниям. Рекомендуются только во вспомогательных помещениях и коридорах.

Резиновый линолеум (релин). Независимо от длительности нахождения в помещении выделяет неприятный специфический запах. Стиролосодержащие резиновые линолеумы выделяют стирол. На своей поверхности релин, как и все пластмассы, накапливает значительные заряды статического электричества. В жилых комнатах покрывать пол релином не рекомендуется.

Нитролинолеум. Выделяет дибутилфталат и фенол в количествах, превышающих допустимый уровень.

Поливинилацетатцые покрытия (ПВА) при недостаточном проветривании выделяют в воздушную среду помещений формальдегид и метанол в количестве, превышающем ПДК в 2 раза и более.

Лакокрасочные материалы. Наиболее опасны растворители и пигменты (свинцовые, медные и др.). Кроме того, лакокрасочные покрытия загрязняют воздушную среду жилых помещений толуолом, ксилолом, бутилметакрилатом и др. Токсичные битумные мастики, изготовленные на основе синтетических веществ, содержат низкомолекулярные и другие летучие токсичные соединения.

Полимерные материалы характеризуются рядом экологически неблагоприятных свойств, к которым относятся:

1) Выделение в атмосферу жилища химических веществ, наиболее опасные из которых: изоцианты, кадмий и антипирены. Изоцианты — опасные токсичные соединения, проникающие в жилые помещения из полиуретановых материалов (уплотнителей, соединений и др.). Вредное воздействие изоциантов, приводящих к астме, аллергии и к другим заболеваниям, усиливается при нагревании полиуретановых материалов солнечными лучами или теплом от отопительных батарей. Весьма опасен кадмий — тяжелый металл, содержащийся в лакокрасочных материалах, пластиковых трубах, напольных покрытиях и т. д. Попадая в организм человека, он вызывает необратимые изменения скелета, приводит к заболеваниям почек и малокровию.

2) Еще одна экологическая угроза, исходящая из полимерных строительных материалов — противопожарные вещества — антипирены, содержащиеся в негорючих пластиках. Установлена связь вредных веществ, выделяющихся из них, и заболеванием населения аллергией, бронхиальной астмой и др.

3) Проведенные в последние годы детальные исследования показали, что полимерные строительные материалы могут оказаться источником выделения и таких вредных веществ, как бензол, толуол, ксилол, амины, акрилаты и др. Миграция этих и других токсичных веществ из полимерных материалов происходит вследствие их химической деструкции, т.е. старения как под действием химических и физических факторов (окисления, перепадов температуры, инсоляции и др.), так и в связи с недостаточной экологической чистотой исходного сырья, нарушением технологии их производства или использованием не по назначению. Уровень выделения газообразных токсичных веществ заметно увеличивается при повышении температуры на поверхности полимерных материалов и относительной влажности воздуха в помещении.

4) Еще один из возможных источников ухудшения экологического состояния жилых помещений – расселение по поверхности полимерных материалов микрофлоры. Некоторые из пластмасс действуют на микроорганизмы губительно, другие же, наоборот, оказывают на них стимулирующее воздействие, способствуя интенсивному размножению. Насколько опасно это их свойство, можно судить по времени сохранности на поверхности полов из полимерных материалов возбудителей: дифтерии — 150 дней, брюшного тифа и дизентерии — более 120 дней.

5) Не менее опасна и способность полимерных строительных материалов накапливать на своей поверхности заряды статического электричества. В частности, установлено, что электризуемость полимеров оказывает стимулирующее воздействие на развитие патогенной микрофлоры, а также способствует более легкому проникновению летучих токсичных веществ, получивших электрический заряд, в организм.

6) Выделение газообразных токсичных веществ в результате горения полимерных строительных материалов еще одна весьма серьезная опасность, связанная с их использованием. Продуктами горения полимерных материалов являются такие токсичные вещества, как формальдегид, хлористый водород, оксид углерода и др. При горении пенопластов выделяется весьма опасный газ — фосген (в первую мировую войну он применялся как отравляющее вещество удушающего действия), при термическом разложении пенополистирола — цианистый водород, газообразный стирол и другие не менее опасные продукты.

Радиоактивность строительных материалов.      Одним из параметров экологической безопасности строительных материалов является показатель радиационного качества. Критерием для принятия решения о возможности применения строительных материалов и изделий служит показатель «удельной эффективной активности естественных радионуклидов», определяемый по формуле:

 Бк/кг,

где A_Ra, A_Th и А_к  – удельная эффективная активность соответственно радия, тория и калия.

Уровень фона гамма-излучения внутри здания зависит в основном от радиоактивности строительных материалов, используемых в качестве ограждающих конструкций. В природных условиях повышенной концентрацией радионуклидов U, Th и К обладают калиевые полевые шпаты, калийные соли, слюды, глауконит, минералы глин: монтмориллонит (бентонит), каолинит, гидрослюда и др., а также акцессорные минералы: циркон, монацит, сфен и др. Наибольшей радиоактивностью обладают магматические породы кислого и щелочного состава (гранит, кварцевый диорит и др. ), наименьшей – основные и ультраосновные породы (габбро, перидотит и др.). Среди осадочных пород максимальной радиоактивностью обладают глины (причем глубоководные морские глинистые осадки более радиоактивны, нежели континентальные), глинистые и битуминозные сланцы.

Биоповреждения строительных материалов. Строительные материалы могут ухудшать экологическую ситуацию в зданиях и сооружениях не только при выделении токсичных и радиоактивных веществ, но и способствуя росту микроорганизмов и других представителей биоты. Повреждения (нарушения) строительных материалов, протекающие под действием организмов, в основном микроорганизмов, называются биоповреждениями (биодеструкцией). Биоповреждения снижают уровень экологической безопасности строительных материалов, ухудшают их качество, приносят значительный экологический и экономический ущерб.

Наибольший объем биоповреждений строительных материалов связан с деятельностью микроорганизмов (бактерий, грибов, актиномицет, или лучистых грибков). Практически все виды микроорганизмов, особенно в условиях, благоприятных для их роста, т.е. при повышенной влажности и затрудненном водообмене, вызывают биоповреждения строительных материалов. Внешне эти воздействия проявляются в виде грибковых налетов на отштукатуренных и окрашенных стенах, иногда непосредственно на бетонной поверхности, пигментных пятнах, обесцвечивании и т.д. И если на наружных стенах зданий в основном преобладают микроводоросли, лишайники и другие фотосинтезирующие организмы, а также некоторые виды бактерий, то внутри помещений под синтетическими обоями и на клеевой шпаклевке стен в основном развиваются плесневые грибы.

В отличие от микроскопических грибов и других микроорганизмов воздействие бактерий внешне может не проявляться, однако влияние их на физические свойства и химический состав не менее значителен, что может приводить к развитию биокоррозии. Биокоррозионному разрушению подвержены металлы, бетон, древесина, полимерные материалы с низкой биостойкостью пластификаторов и накопителей и т.д. На поверхности корродируемого материала (металлические и неметаллические конструкции) под воздействием продуктов метаболизма микробов, а именно различных органических и неорганических кислот, СО₂, Н S и NH₃, происходят электрохимические реакции и строительный материал деградирует, вплоть до полного разрушения.

Выделяют два вида биокоррозии: анаэробную, которая протекает без доступа кислорода, т.е. в восстановительных условиях, и аэробную (в присутствии кислорода). Тионовые бактерии в аэробных условиях могут вызывать коррозию подземных сооружений. Железобактерии нередко выводят из строя систему стальных дренажных труб, закупоривая отверстия микробными клетками и образующимися оксидами железа. Сульфатовосстанавливающие бактерии коррозируют металлические конструкции в сырых помещениях.

По В.Д. Ильичеву (1984), анализ и обобщение накопленного опыта позволили выдвинуть эколого-технологическую концепцию биоповреждений, согласно которой биоповреждения рассматриваются как реакция окружающей среды, биосферы на то новое, что вносит в нее деятельность человека. Строительные материалы и изделия, подвергаемые «нападению» микроорганизмов, рассматриваются как составная часть естественных биоценозов, вовлекаемых в общий круговорот веществ. Наиболее приемлемыми считаются химические средства защиты – биоциды. В качестве указанных средств применяют:

фунгициды для защиты от различных видов грибков, повреждающих строительные материалы;

бактерициды для защиты от различных видов бактерий;

альгициды и моллюскоциды для защиты от обрастания в водной среде соответственно водорослями и моллюсками трубопроводов, гидротехнических сооружений, систем водоснабжения и др.;

инсектициды для защиты древесины, полимерных и других материалов от древоточцев, термитов и других насекомых;

акарициды для борьбы с акарофауной.

Экология строительства: материалы и среда

Экологическая проблема в наши дни остро стоит перед всем человечеством, ее частью является экология строительства. Весь спектр данных проблем сегодня условно можно разделить на две большие группы. Первая связана с экологией применяемых при создании зданий материалов и решений, вторая – с выбором места, на котором будет стоять дом, предприятие или офис.

Экология строительных материалов

Значительная часть жилой площади в РФ находится в многоквартирных жилых домах, а это, как правило, панельные, кирпичные, монолитный здания с минимальным присутствием натуральных материалов. Тем не менее каждый из нас стремится при обустройстве внутреннего пространства, по возможности, использовать природные материалы, такие как: декоративные покрытия из бамбука и ротанга, напольное покрытие из пробки и джута, паркетная доска и стеновые панели из экзотических пород деревьев. Все эти материалы отличаются великолепными эстетическими свойствами, несмотря на кажущуюся простоту, они наполняют дом атмосферой роскоши. Особой популярностью пользуется продукция из дерева, которая наполняет дом здоровой энергетикой и создает хорошее настроение.

Экологическая угроза новому строительству

 

Экология строительства это еще и ответственность за выбор места, где будет расположено здание. Здесь стоит выделить два аспекта: как окружающая среда повлияет на человека и как человек повлияет на нее своим вмешательством. Экологические обследования обычно проводятся наряду с инженерными изысканиями. Очень важно определить, не несет ли район, выбранный для строительства, угрозы для здоровья и жизни людей. Помимо строгого соблюдения определенного уровня экологической безопасности жилья, экология окружающей среды будущего дома также влияет на стоимость квадратного метра.

Влияние строительства на окружающую среду

Гораздо более серьезные вопросы экология строительства затрагивает в том случае, когда речь идет о возможном вреде, который человек может нанести природе возведением зданий. Даже если строится не химический комбинат, а типовой многоэтажный дом, надо сделать все, чтобы оставить нашим детям в целости и сохранности уникальные луга, леса и поля. Это позволит сохранить ареал обитания птиц и зверей, которых так мало осталось в окрестностях наших городов. Все это можно предотвратить с помощью экологических изысканий, которые уже не выглядят простой формальностью.

Экологическая характеристика и оценка современных строительных материалов: экологически чистые (безопасные) и вредные

В последнее время в строительстве наблюдается заметная тенденция к использованию экологических технологий, которые не наносят вреда окружающей среде. К предприятиям, занимающимся производством строительных материалов, предъявляются суровые требования по соблюдению экологической безопасности. И это не дань моде, а необходимость, продиктованная самой жизнью. Отдавая предпочтение экологически чистым строительным материалам, мы одновременно заботимся о своем здоровье и о здоровье наших потомков.

Несмотря на то, что информации о степени экологичности тех или иных строительных материалов явно недостаточно, все мы знаем, что одни материалы являются безвредными, а другие, наоборот, в той или иной степени загрязняют окружающую среду.

Вредные или неэкологичные строительные материалы — это такие материалы, для производства которых используются синтетические материалы, пагубно влияющие на окружающую среду. Кроме того, такое производство требует большего расхода энергии. О естественном саморазложении или рециклировании полученных стройматериалов не может быть и речи. После использования они выбрасываются на свалки, где продолжают загрязнять воздух и почву.

Неэкологичные строительные материалы:

• Пенопласт — выделяет токсическое вещество стирол, которое провоцирует возникновение инфаркта миокарда и тромбоз вен.
• В утеплители (экструдированый полистерол и пенополистерол) с учетом технологии для уменьшения их горючести добавляется ГБЦДД (гексабромиоциклододекан). Не так давно Европейское химическое агентство объявило ГБЦДД одним из наиболее опасных среди известных 14 токсических веществ.
• Теплоизоляционные плиты производятся на основе полиуретана. В них содержатся токсические вещества изоцианты.
• Линолеум, виниловые обои и декоративная пленка — широко применяемые материалы в строительстве, которые ответственны за содержание в вохдухе тяжелых металлов. Эти вещества, накапливаясь со временем в организме человека, могут вызывать развитие опухолей.
• Краски, лаки, мастики низкого качества считаются наиболеее опасными для здоровья, так как содержат в своем составе свинец, медь, а также толуол, ксилол и крезол, которые являются наркотическими веществами.
• Бетон, как известно, отличается плотностью и прочностью. К сожалению, именно плотность бетона препятствуют свободному проникновению воздуха и способствуют усилению электромагнитных волн.
• Железобетон имеет те же недостатки, что и бетон, но дополнительно еще и экранирует электромагнитные излучения. В результате люди, живущие или работающие в построенных из таких материалов домах и офисах, часто страдают от быстрой утомляемости.
• Поливинхлорид входит в состав многих лаков и красок. В контакте с воздухом при содействии солнечного света он разлагается, выделяя гидрохлорид, который в свою очередь провоцирует болезни печени и кровеносных сосудов.
• Пенополиуретан в составе пыли плохо действует на кожу, глаза и легкие.

Покупая для строительства своего дома материалы, требуйте, чтобы вам выдали на них санитарно-эпидемическое заключение. Это заключение даст вам представление о степени токсичности выбранного вами строительного материала.

К счастью, существуют и другие материалы, присутствие которых в помещении не только не оказывает вреда, но наоборот, положительно влияет на физическое и духовное состояние человека — экологичные строительные материалы.

Экологичные строительные материалы

Экологичные (экологически безопасные) строительные материалы — это материалы, в процессе изготовления и эксплуатации которых не страдает окружающая среда. Они подразделяются на два типа: абсолютно экологичные и условно экологичные.

Абсолютно экологичные стройматериалы щедро преподносит нам сама природа. К ним относятся дерево, камень, натуральные клея, каучук, пробка, шелк, войлок, хлопок, натуральная кожа, натуральная олифа, солома, бамбук и др. Все эти материалы использовались человеком для строительства домов испокон веков. Их недостатком является то, что они не всегда отвечают техническим требованиям (недостаточно выносливы и огнеупорны, тяжелы в транспортировке и т.д.).

В связи с этим в настоящее время в троительстве широко используются условно экологичные материалы, которые тоже изготавливаются из природных ресурсов, безопасны для окружающей среды, но обладают более высокими техническими показателями.

К условно экологическим стройматериалам относятся:

• кирпич
• плитка
• кровельная черепица
• пенобетонные блоки
• материалы, изготовленные из алюминия, кремния

Кирпич изготавливается из глины без использования химических добавок и красителей. Стены из этого материала прочны, долговечны, устойчивы к вредным воздействиям окружающей среды. Наименее энергоемким видом кирпича считается тот, который изготавливается из глины с добавлением армирующей её соломы. После высушивания на солнце такой кирпич готов к применению. В домах, выстроеных из такого рода кирпича живет более четверти населения всей планеты. В районах с сухим климатом они особенно долговечны.

Каждому из нас под силу сделать уровень своей жизни лучше. По статистике человек проводит большую часть времени в помещении (на работе, либо дома) примерно 75% всего времени. Поэтому имеет огромное значение, из чего построено это помещение. Строя свой дом из экологических материалов или используя их во внутренней отделке помещения, мы создаем неповторимую и одновременно здоровую атмосферу.

Советы: для внутренней отделки стен помещения лучше всего подходит дерево или циновки из соломы, джута, бамбука. В крайнем случае, штукатурка и бумажные обои. Если для отделки пола вы решили использовать паркет или ламинат, то обязательно обратите внимание, есть ли на нем знак СЕ (означает, что материал изготовлен с учетом европейских стандартов).

Строительные материалы и их влияние на окружающую среду

Вы все еще пользуетесь строительными материалами из «красного списка»? Многие люди не знают о возможном вредном характере определенных строительных материалов и их воздействии на окружающую среду. В Benchmark Environmental Engineering из Сан-Хосе, Калифорния, мы можем помочь вам протестировать и избежать этих компонентов.

Строительные материалы в Красном списке

Многие обычные химические вещества и компоненты помечены как токсичные для живых существ или окружающей среды в красном списке строительных материалов.Некоторые из них были запрещены, например, свинцовая краска, но их все еще можно найти в старых зданиях и вызывать проблемы при ремонте.

Избегайте использования опасных или вредных строительных компонентов

Другие материалы не запрещены полностью, но все же связаны с риском для здоровья человека и загрязнением. Поэтому часто рекомендуется избегать их или как можно скорее отказываться от них. Вот некоторые примеры этих потенциально опасных строительных материалов:

• Галогенированные антипирены
• Свинцовая краска
• Асбест
• ЛОС
• Кремнезем
• Печатные платы

Высокая стоимость экономии денег

Хотя у строителей может возникнуть соблазн по-прежнему использовать эти строительные материалы для экономии денег, долгосрочные затраты могут быть высокими.Никто не хочет быстро заменять расходные материалы после запрета или сознательно увеличивать риски для здоровья людей.

Защитите себя с помощью испытаний на воздействие окружающей среды

При планировании реконструкции, расширения или модернизации вы можете избежать потенциальных опасностей, предварительно проверив на наличие этих загрязняющих веществ. Свинцовая краска опасна, например, когда она отслаивается. Асбест можно безопасно удалить до того, как рабочие потенциально его вдохнут.

Избегайте загрязнения рабочего места

В Benchmark Environmental Engineering мы можем проводить испытания качества воздуха на содержание ЛОС.Мы также можем проверить такие материалы, как полы, на наличие асбеста и других химических токсинов, прежде чем они будут разорваны и загрязнение распространится по всей вашей строительной площадке.

Безопасное обнаружение невидимых опасностей

Проверяя на наличие вредных примесей перед реконструкцией, можно избежать невидимых экологических опасностей и проблем со здоровьем. Большинство из этих продуктов являются известными канцерогенами, накапливаются в биосфере на токсичных для людей уровнях или вызывают загрязнение окружающей среды, когда они производятся, используются или утилизируются.

Профессиональные испытания безопасности строительных материалов сертифицированными и лицензированными профессионалами помогают защитить людей от этих невидимых и, возможно, токсичных компонентов. Эти услуги могут обезопасить вашу семью, арендаторов или сотрудников.

Думаете о зеленом строительстве? Еще одно преимущество тестирования – выяснить, использует ли ваш подрядчик одобренные материалы или срезать углы, чтобы сэкономить деньги за счет вашего здоровья.

График испытаний строительных материалов в Сан-Хосе

Обратитесь в Benchmark Environmental Engineering сегодня, чтобы настроить тестирование перед реконструкцией или модернизацией вашего текущего пространства.Наш опыт и приверженность безопасности не имеют себе равных. Позвольте нам помочь вам избежать опасности для окружающей среды и ущерба здоровью от воздействия вредных строительных материалов.

Выявление проблем безопасности в «зеленых» строительных материалах, начало

Обломки свисают с частично разрушенного здания в Серфсайде к северу от Майами-Бич, 24 июня 2021 года. … [+] (Фото ЧАНДАН КХАННА / AFP через Getty Images)

AFP через Getty Images

Страшно думать о том, что произошло в Surfside, потому что правда в том, что это может повториться где угодно.Это особенно актуально по мере того, как на рынке появляются новые «зеленые» строительные технологии и материалы, которые сокращают огромное воздействие зданий на климат. Этот рынок переживает бум, и, по оценкам, к 2024 году он вырастет до 433 миллиардов долларов, поэтому мы лучше знаем, что они делают. Наша жизнь в буквальном смысле зависит от этого.

По данным Агентства по охране окружающей среды и Агентства энергетической информации, на здания

приходится около 40% выбросов углекислого газа в стране и используется около 40% энергии страны. изменение климата.

Но поскольку мы все с ужасом наблюдали, как недавно рухнули башни Шамплейн в Серфсайде, Флорида, мы должны задаться вопросом о безопасности и структурной целостности этих новых материалов.

При ответе на этот вопрос необходимо решить множество вопросов, включая то, как они проверяются на структурную целостность, их состав и как они взаимодействуют с другими материалами в строительном проекте.

Логотип USGBC на окне здания на Купер-сквер, 41. (Автор фото: Джеффри… [+] Гринберг / Universal Images Group через Getty Images)

Universal Images Group через Getty Images

Элизабет Томпсон, архитектор и вице-президент Совета по экологическому строительству США, который разработал сертификаты LEED, которые считаются золотым стандартом для экологически чистых зданий, заявила, что все здания и материалы проходят ряд испытаний, так что проблема возможно, пропущенный одним тестом будет выявлен в другом тесте. Она также сказала, что это поддерживает комплексный подход к строительству зданий, при котором все участвующие в нем стороны часто и открыто общаются для своевременного решения любых проблем, включая региональные климатические проблемы.

Одним из возможных сбоев может быть плохое взаимодействие материалов.

Инженер-конструктор Фрэнсис Янг из глобальной инженерной, архитектурной и консалтинговой фирмы Arup сказала, что многие отказы – это «очень локальное явление», которое начинается с малого в одной части конструкции, а затем «распространяется и приводит к некоторому типу неисправностей». коллапс, который мы видели ». Они не могут просочиться и вызвать потенциально опасные проблемы за счет избыточных систем в структуре, так что любой сбой будет предотвращен на раннем этапе.

Один из этих потенциальных локальных сбоев, объяснил Ян, может быть связан с материалами, которые плохо взаимодействуют друг с другом, подобно тому, как ваш врач меняет ваши лекарства, потому что они могут плохо взаимодействовать, когда вы принимаете их одновременно. Итак, как мы узнаем, что в этих продуктах?

Как строители могут знать заранее?

Около 700 производителей публично сообщают о составе своих строительных материалов через Открытый стандарт Совместной декларации продуктов здравоохранения (HPDC), который был разработан около 12 лет назад в ответ на растущие требования строителей, архитекторов и инженеров к большей прозрачности в отношении этих продуктов.

Венди Виттори, исполнительный директор, Совместная декларация продуктов здравоохранения

Декларация о продуктах здравоохранения Совместная

«Любой продукт, который используется для строительства здания, отделки здания или отделки здания, рассматривается в рамках нашего стандарта», – объяснила Венди Виттори, исполнительный директор HPDC в моем подкасте Green Connections Radio, включая информацию о химических веществах и возможностях его воздействие на здоровье и окружающую среду ». Это «стандарт для всех продуктов», и у них есть более 8600 продуктов, или того, что она называет «HPD».«Открытый стандарт декларации продуктов медицинского назначения, или мы для краткости используем термин HPD, представляет собой довольно подробную спецификацию. Он делает две вещи. В нем говорится, какая информация нам нужна? А во-вторых, в нем точно указано, как производитель должен сообщать об этом? »

Эти критерии разработаны с использованием того, что Виттори назвал «методом консенсуса заинтересованных сторон», с использованием опыта 300 организаций-членов HPDC и его ежегодного обновления, чтобы быть в курсе новых разработок.Она объяснила их процесс так: «У нас есть технические комитеты и технические подгруппы. Итак, первая основа действительности – это сам стандарт. И тот факт, что он был рассмотрен широким кругом людей в строительной отрасли, которые имеют опыт в строительных изделиях, в химии, токсикологии и промышленной гигиене, во всех этих дисциплинах, а затем согласовали этот стандарт », – и он один и тот же стандарт «независимо от типа продукта». Это позволяет строителям и инженерам сравнивать строительные продукты так же, как если бы вы сравнивали обувь или компьютеры на сайте электронной коммерции.

Образец открытого стандарта из Совместной декларации продуктов медицинского назначения

Декларация о продуктах здравоохранения Совместная

«Стандарт содержит информацию о типах различных продуктов, и если и если что-то требуется для понимания продукта, то в стандарте это будет», – сказала она, в том числе «там, где существуют разные потребности в отчетности по определенным видам продуктов. ” Эта информация включает количество и вид переработанного содержимого.

Информация также проверяется независимыми организациями в рамках того, что Виттори назвал своей «программой утвержденных верификаторов», где они проходят обучение, чтобы убедиться, помимо понимания химических, токсикологических и других элементов, что они полностью способны понять, как применять HPD открытый стандарт к этим данным.”

Важная информация для здоровья и безопасности лиц, оказывающих первую помощь, а также изменения в постановлениях города

Это раскрытие также может помочь службам быстрого реагирования понять потенциально токсичные материалы, которым они могут подвергнуться при просеивании и уборке мусора, что, например, было причиной стольких вторичных заболеваний у лиц, оказывающих первую помощь 9-11.

Будем надеяться, что первые респонденты, которые ликвидировали обрушение Surfside, имели доступ к этой информации для собственной защиты.

Это также может сыграть роль, поскольку города по всей стране, а может и по всему миру, пересматривают свои городские постановления и строительные нормы в свете катастрофического, внезапного и трагического краха Surfside.

Слушайте мое полное интервью с Венди Виттори, сотрудница Совместной декларации продуктов для здоровья, в моем подкасте, Green Connections Radio .

Роль экологически чистых строительных материалов в снижении воздействия на окружающую среду и здоровье человека

Abstract

Обычные строительные материалы (МУП), изготовленные из невозобновляемых ресурсов, являются основным источником загрязнителей воздуха внутри помещений, воздействие которых может распространяться как внутри помещения, так и снаружи.Учитывая перспективу устойчивого развития (УР), зеленые строительные материалы (ГБМ) с нетоксичными, природными и органическими соединениями могут снизить их общее воздействие на окружающую среду и здоровье человека. В этом отношении биокомпозиты, такие как GBM, являются экологически чистыми, безопасными и пригодными для вторичной переработки материалами, а их замена CBM снижает воздействие на окружающую среду и проблемы для здоровья человека. Это исследование направлено на разработку модели полностью гибридного биокомпозита на биологической основе как неструктурных ГБМ и сравнение ее с композитом на полностью нефтяной основе с точки зрения выбросов летучих органических соединений (ЛОС) и воздействия на здоровье человека.Использование теста в небольшой камере (Американское общество испытаний и материалов (ASTM) -D5116) для исследования ЛОС и программного моделирования SimaPro с методом ReCiPe для оценки воздействия на здоровье человека. Используется методология оценки жизненного цикла (ОЖЦ), и результаты показывают, что замена полностью гибридного биокомпозита на основе нефти композитом на полностью нефтяной основе может снизить более чем на 50% воздействие на здоровье человека в помещениях и на открытом воздухе. Наши результаты показывают, что использование биокомпозита в качестве ГБМ может быть экологически безопасным решением для снижения общего внутреннего и внешнего воздействия на здоровье человека.

Ключевые слова: устойчивое развитие, зеленые строительные материалы, биокомпозит, оценка жизненного цикла, здоровье человека, летучие органические соединения

1. Введение

Строительная промышленность (CI) является одним из самых устойчивых секторов в стремительной урбанизации из-за рост населения в городских районах [1]. Это городское население в мире быстро выросло с 751 миллиона (1950 г.) до 4,2 миллиарда (2018 г.) [2]. Изобилие этой урбанизации делает эту отрасль самым удивительным потребителем материалов, большинство из которых из невозобновляемых ресурсов, нуждающихся в пополнении [3].Перспектива устойчивого развития (УР) для строительных материалов – это эффективный способ использования ресурсов для удовлетворения требований и предварительных условий нынешнего и будущих поколений при одновременном снижении деградации окружающей среды [4,5]. Существует глобальная озабоченность и осведомленность об опасностях, связанных с обычными строительными материалами (CBM), которые имеют как социальное, так и экологическое воздействие [6]. Количественная оценка этого общего воздействия на окружающую среду и здоровье человека сложна и в настоящее время не учитывается. Например, токсичные материалы, которые влияют на качество воздуха в помещении (IAQ), создают токсичное загрязнение для окружающей среды и человека на этапе производства [7].Снижение различных характеристик строительных материалов, таких как физическая энергия [8], потребление энергии [9], выбросы CO ₂ [10] и возможность вторичной переработки [11], могут одновременно влиять как на окружающую среду, так и на здоровье человека. Для решения этих проблем в строительной отрасли срочно необходимы новые материалы и технологии [12].

МУП, помимо прочего, являются основными источниками выбросов летучих органических соединений (ЛОС) внутри помещений, которые могут ухудшить качество воздуха в помещении [13].Что касается качества воздуха в помещении, большинство программ по оценке материалов, таких как рейтинговая система Совета по экологическому строительству США по лидерству в области энергетики и экологического проектирования (LEED), сосредоточены на предотвращении образования летучих органических соединений. В связи с этим существует несколько стандартных тестов, таких как испытание в небольшой камере (Американское общество испытаний и материалов (ASTM) -D5116) для оценки выбросов ЛОС внутри помещений. Это опасение относительно воздействия CBM на здоровье может распространяться не только внутри помещений, но и на улице. Экологическое бремя и воздействие на здоровье человека существуют на протяжении всего срока эксплуатации МУП за счет невозобновляемых ресурсов [14,15].Важно осознать и упростить сложные эффекты реальности CBM в жизненном цикле, особенно влияние на здоровье человека, что имеет решающее значение. Оценка жизненного цикла (LCA) – это распространенная методология измерения экологического веса материалов и оценки ущерба здоровью человека с использованием «лет жизни с поправкой на инвалидность» (DALY) [16].

Зеленый строительный материал (GBM) – это экологичный, здоровый, переработанный или высокоэффективный материал, который позволяет минимизировать его воздействие на окружающую среду и здоровье человека на протяжении всего его жизненного цикла (LC) (включая использование ресурсов, производство, использование , эксплуатация, утилизация и переработка) [17,18].Он специально изготовлен из нетоксичных, натуральных и органических веществ и может снизить уровень загрязнения воздуха в помещении [19]. Фактически, измерение воздуха в помещении – один из основных способов, используемых в схемах зеленого строительства для управления качеством воздуха в помещении. Качество воздуха в помещении относится к качеству воздуха в помещении, которое, как было показано, с помощью загрязнителей и тепловых условий влияет на здоровье, комфорт и работоспособность людей [20]. GBM могут помочь предотвратить иски об ответственности за качество воздуха в помещении и удовлетворить потребности потребителей и нормативные требования [19].

Кроме того, использование полимерных продуктов, таких как МУП, полученных из невозобновляемых ресурсов, является важной причиной выбросов ЛОС внутри помещений [21].Совет по экологическому строительству США признал содержание хлора в строительных материалах из поливинилхлорида (ПВХ), а выбросы диоксинов неизменно помещают ПВХ в число худших материалов для здоровья человека. Чтобы решить эту проблему, замена CBM на биокомпозиты приводит к снижению воздействия на окружающую среду и проблем со здоровьем человека. Предыдущие исследования показали, что биокомпозиты в качестве возобновляемых ресурсов заменяют невозобновляемые материалы, такие как композит на нефтяной основе из LC Insight [22,23], в основном из-за загрязнителей воздуха внутри помещений, особенно выбросов ЛОС [24].Биокомпозит, такой как GBM, изготовлен из биополимера и натуральных волокон [25,26], которые могут уменьшить загрязнение воздуха в помещении и общее воздействие на окружающую среду и здоровье человека [19,20]. Однако до сих пор не проводилась работа по изучению роли полных биокомпозитов как ГБМ в снижении воздействия на окружающую среду и здоровье человека [27,28]. Таким образом, исследование было направлено на разработку модели полностью гибридного биокомпозита на биологической основе как GBM и сравнение ее с обычным композитом на полностью нефтяной основе как CBM. Таким образом, цели данного исследования заключаются в следующем:

• ❖ разработать и определить биокомпозит в качестве GBM и обычный композит на нефтяной основе в качестве CBM,
• ❖ оценить и сопоставить их воздействие на здоровье человека с помощью программного обеспечения Simapro,
• ❖ измерять и сравнивать свои выбросы ЛОС с помощью теста в небольшой камере.

Для достижения этих целей метод LCA был смоделирован с использованием программного обеспечения Simapro, а для измерения количества выбросов ЛОС использовалась небольшая камера. Следующий раздел посвящен обзору литературы, который его определяет.

2. Обзор литературы

2.1. Биокомпозит как ГБМ для снижения выбросов ЛОС

Устойчивое развитие состоит из нескольких целей, которые объединяются в 3P, а именно экологической, экономической и социальной составляющих. Это уникальное развитие в направлении устойчивости было введено Барбье (1987), который подчеркивает перспективу компромисса между бесчисленными экономическими, экологическими и социальными целями с положительным или отрицательным предпочтением [29,30].

Зеленые или биокомпозитные материалы – это конструкционные материалы, изготовленные из возобновляемых ресурсов, которые являются биоразлагаемыми [31]. На них воздействуют бактерии, превращающие их в мелкие вещества без вреда для окружающей среды [32]. Биокомпозитные материалы исследуются и разрабатываются для замены неэкологичных и менее экологически чистых материалов, используемых в строительной индустрии в качестве потенциальных кандидатов для следующего поколения GBM. Потенциальные области применения биокомпозита в зданиях включают обрамление, стены и стеновые панели, оконные рамы, двери, полы, декоративные панели, стены кабин и потолочные панели.Компонентами биокомпозита являются натуральные волокна в качестве армирования и биополимеры в качестве матриц, которые в волокнах прочнее и жестче, чем полимерная матрица [32,33]. В целом, поведение биокомпозитов зависит от определенных факторов, включая типы волокон, матрицу, распределение волокон на матрице и т. Д. В этом исследовании рассматривается гибридный биокомпозит с натуральным волокном (NF) и кратко освещаются компоненты биокомпозита.

Биополимеры – это полимеры, полученные из живых организмов, таких как растения и микробы.Основные источники биополимеров – возобновляемые, в отличие от нефти [34]. Полигидроксибутират (ПОБ) – наиболее распространенный биополимер, который в данном исследовании рассматривается как матрица для биокомпозитов. Сообщается, что механические свойства равны или даже лучше традиционных термопластов [35]. ПОБ – это органический и биоразлагаемый полимер [36]. Основные преимущества ПОБ: биоразлагаемость, производимая из недорогого возобновляемого источника углерода, меньшая стоимость производства из сахара или кукурузного крахмала, производимая с меньшими энергозатратами, а также более низкие выбросы парниковых газов в течение своего жизненного цикла по сравнению с нефтехимическими пластиковыми материалами. , и ключ к истинному циклу углерода от колыбели до колыбели [37].

Использование натуральных волокон (НВ) в биокомпозитах привлекло внимание из-за их относительно низкой цены [38]. Более того, они пригодны для вторичной переработки и обладают большей прочностью [39]. Фактически, основные причины растущей популярности ЯО связаны с постоянным качеством и безопасностью для окружающей среды [40]. НФ обладают умеренно высокой удельной прочностью и жесткостью, что позволяет использовать их в качестве армирующих материалов в биокомпозитах для создания практичного конструкционного композиционного материала. Кенаф – это лубяное волокно, которое имеет большой потенциал в качестве армирующего волокна в композитах из-за его превосходной прочности и высокого коэффициента формы по сравнению с другими волокнами.Он имеет самое высокое поглощение углекислого газа среди всех растений (одна тонна кенафа поглощает 1,5 тонны атмосферного CO ₂ ), что является ценным инструментом в предотвращении глобального потепления и приоритетом для выбора в качестве экологически чистых материалов [41]. Кроме того, исследование волокон лигноцеллюлозы показало, что свойства волокон можно лучше использовать в гибридных композитах, чтобы использовать их в качестве альтернативы композитам из синтетических волокон [42,43]. Среди всех NF волокна масличной пальмы (OPF) твердые и прочные и, как было обнаружено, могут быть усилены в композитных приложениях [44].В данном исследовании гибридный армированный биокомпозит ПОБ кенаф / ОБТК рассматривался в качестве экологически чистого строительного материала (ГБМ).

Большинство исследований и разработок биокомпозитов были нацелены на упаковку, автомобилестроение, медицину и дизайн интерьера [45,46]. Однако некоторые важные исследования рассматривали возможность использования биокомпозитов в строительстве [40,47]. показывает наиболее важные исследования биокомпозитов в строительстве, исследуя характер и роль лубяных волокон в композитах и ​​биокомпозитах, которые показали, что эти полностью биологические материалы могут быть подходящими для использования в строительной отрасли ().

Таблица 1

Биокомпозиты из луба, армированные волокнами, рекомендуемые в качестве строительных материалов.

морфологические, термические и термические характеристики основы и

№	Биокомпозит	Результаты	Ссылки
1	Композиты волокна конопли / ацетат целлюлозы	Изучены 48186
2	Композиты из конопляного волокна и ацетата целлюлозы	Исследованная основа на предмет физико-механических и термомеханических свойств	[49]
3	Биокомпозиты, армированные коноплей, с сопоставимыми свойствами древесины и древесины. в строительной промышленности	[48,49,50]
4	Биокомпозиты из ацетата целлюлозы из конопли / PHB	Обладают механическими свойствами, аналогичными строительной древесине	[50]
5	PHB и другие -полимеры ПГБ в сочетании с конопляным волокном	Перспективны для использования в строительстве ции за счет хороших механических характеристик.Они подчеркнули, что биокомпозиты могут быть использованы для строительных лесов, опалубки, полов, стен и для многих других применений внутри зданий, а также для временного строительства.	[51,52]
6	ПГБ и различные сополимеры ПГБ в сочетании с льняным волокном		[53,54]
7	ПГБ и различные сополимеры ПГБ в сочетании с джутовое волокно		[55,56]
8	PHB и различные сополимеры PHB в сочетании с волокном кенафа		[57]

GBM – экологически чистый, здоровый, переработанный или высокоэффективный – строительный материал с высокими эксплуатационными характеристиками, который способен эффективно минимизировать воздействие на окружающую среду Земли и ущерб здоровью человека в течение всего ее жизненного цикла.

Итак, GBM напрямую влияют на общее качество жизни из-за снижения воздействия на окружающую среду и здоровье человека. IAQ как критерий GBM – это термин, который относится к качеству воздуха внутри и вокруг зданий и сооружений, особенно в том, что касается здоровья и комфорта людей, находящихся в здании. Ухудшение качества воздуха в помещении является результатом различных источников загрязнения и во многом связано с деятельностью жителей и работой вентиляции. На него могут влиять газы (включая окись углерода, радон и летучие органические соединения), твердые частицы, микробные загрязнители (плесень, бактерии) или любые факторы массового или энергетического стресса, которые могут вызвать неблагоприятные условия для здоровья (Калифорнийская программа качества воздуха в помещениях).Среди выбросов от материалов внутренней отделки формальдегид (HCHO) и летучие органические соединения (ЛОС) являются основными веществами, подлежащими оценке всеми организациями по сертификации качества воздуха в помещении [58].

Существуют различные несогласованные критерии и переменные с точки зрения выбора материала, включая доступность натуральных материалов на местном уровне, высокую производительность с различными терминами, такими как термическая прочность и прочность, стоимость, низкое энергопотребление, экологичность и эстетика. Люди проводят более 80% своего времени в помещении [59], а загрязняющие вещества от внутренней отделки или неструктурных строительных материалов имеют большое влияние на качество воздуха и могут повлиять на здоровье людей [60,61,62].Отделочные строительные материалы могут вызвать проблемы со здоровьем из-за некоторого ухудшения качества воздуха в помещении, например, вызванного летучими органическими соединениями [60,63]. Следовательно, тщательный выбор материалов может улучшить качество воздуха, улучшить здоровье и комфорт в помещении [64]. В этом отношении предыдущие исследования были проведены для различных частей неструктурных строительных материалов, включая пол [65,66], обои [67,68], изоляцию [69,70], клей [71], краску [72], и древесные плиты [73]. Тем не менее, текущие исследования были сосредоточены на конкретном биокомпозите, таком как GBM, специально изготовленном из нетоксичных, природных и органических материалов, которые могут снизить уровень загрязнения воздуха в помещении, а также сопутствующие жалобы и претензии.GBM могут помочь отклонить иски об ответственности за качество воздуха в помещении, удовлетворить потребительский спрос и обеспечить соблюдение определенных нормативных требований [63]. Однако идеального GBM не существует из-за недостатков как на уровне принципа, так и на уровне разработки продукта [4].

2.2. Оценка жизненного цикла (LCA): программное обеспечение и здоровье человека

Воздействие CBM на окружающую среду и здоровье человека складывается из использования сырья во время строительства, технического обслуживания и ремонта до выбросов вредных веществ в течение их жизненного цикла [ 74].Метод LCA предоставляет руководящие принципы для выбора материалов, которые количественно определяют и сравнивают приток входов, выходов, а также потенциальные воздействия на окружающую среду продуктовой системы на протяжении ее жизненного цикла [75]. Этот подход является единственным подходящим методом для сравнения МУП с альтернативой, которая может привести к снижению общей нагрузки на окружающую среду и воздействия на здоровье человека со стороны строительной отрасли [76,77], который используется в строительном подразделении с 1990 года. Хотя LCA – сложная и дорогостоящая методология, развитие программного обеспечения LCA приводит к разрешению сложности этого метода в материаловедении.

Общество экологической токсикологии и химии разработало методологию оценки жизненного цикла (LCA) ранее с целью снижения потребления ресурсов и снижения нагрузки на окружающую среду продуктов [78,79,80]. В принципе, существует четыре основных этапа ОЖЦ, которые включают: цель и объем, инвентаризационный анализ (ИАЖЦ), оценку воздействия (ОВЖЦ) и интерпретацию [81]. Метод LCA предоставляет руководящие указания по выбору материалов, которые количественно определяют и сравнивают приток материалов и энергии и отток выбросов материалов с точки зрения ЖЦ с точки зрения возможностей улучшения.показывает ЛК изделий от колыбели до могилы.

Жизненный цикл (ЖЦ) продукции от колыбели до могилы.

LC включает в себя все этапы жизни продукта от колыбели до могилы (т.е. от добычи сырья до обработки материалов, производства, распределения, использования, ремонта и технического обслуживания, а также утилизации или переработки). Кроме того, LC частичного продукта от добычи ресурсов (колыбель) до ворот фабрики называется LC от колыбели до ворот. LCA – это реальная реализация для оценки воздействия материалов и продуктов на окружающую среду.Существуют различные методы оценки воздействия жизненного цикла (LCIA), такие как CML 2000, ReCiPe и EPS 2000. Эти методы были разработаны для определения воздействия выбросов вредных компонентов на здоровье человека, которые, как считается, учитывают внешние источники. загрязнения, а не в помещении.

В последнее время LCA рассматривается больше, чем раньше, и это привело к разработке методов, программного обеспечения и баз данных для выполнения LCA [82]. Существует около или более 40 программ LCA, которые можно разделить в зависимости от их использования как образовательные или коммерческие.Стандартные программные инструменты бренда включают OpenLCA и GaBi из Германии, SimaPro из Нидерландов, TEAM из Франции и т. Д., И они обеспечивают основу для улучшения и обеспечения выбора материалов [83]. SimaPro – это наиболее широко используемое программное обеспечение LCA, которое предлагает стандартизацию, а также максимальную гибкость, обеспечивая обзор потенциального воздействия, которое любая конструкция будет иметь в реальных условиях [84]. Это исследование рассматривало его как основное программное обеспечение для анализа LCA, поскольку оно содержит ряд методов оценки воздействия для расчета воздействия на окружающую среду и здоровье человека.Метод ReCiPe рассматривается в этом исследовании благодаря сочетанию преимуществ двух методов, включая «проблемно-ориентированный подход на среднем уровне» из метода CML-IA и «ориентированный на ущерб подход на уровне конечных точек» из Eco- индикатор 99 метод (). определяет взаимосвязь между параметрами инвентаризации жизненного цикла (LCI) (слева), индикатором средней точки (в центре) и индикатором конечной точки (справа) в методе ReCiPe [85]. Неоднозначность сложных результатов метода CML-IA с 18 категориями в средней точке относительно невысока.Однако ориентированный на ущерб подход Эко-индикатора 99 в конечной точке упрощает интерпретацию результатов с учетом только трех категорий воздействия.

Общая структура методологии ReCiPe [85]. LCI: инвентаризация жизненного цикла; DALY: год жизни с поправкой на инвалидность.

ReCiPe охватывает эти две группы категорий воздействия. На уровне конечной точки большинство категорий воздействия средней точки воспроизводятся факторами ущерба и объединяются в три категории конечных точек: здоровье человека, экосистема и стоимость ресурсов.Три категории конечных точек нормализованы, взвешены и объединены в единую оценку.

Концепция оценки ущерба здоровью человека в процедуре LCA основана на «годах жизни с поправкой на инвалидность» (DALY), которая была введена Хофстеттером в 1998 году [86]. Значения DALY были указаны для широкого круга заболеваний, включая различные виды рака, трансмиссивные болезни и неинфекционные заболевания [87,88,89]. В ReCiPe концепция DALYs включает потерянные годы жизни и годы жизни без учета возраста без взвешивания и дисконтирования в качестве настройки по умолчанию для количественной оценки ущерба, вносимого в область защиты здоровья человека в рамках LCA.

2.3. Выбросы ЛОС

ЛОС – это большая группа химических веществ на основе углерода, которые легко испаряются при комнатной температуре. В то время как большинство людей могут чувствовать запах некоторых ЛОС в больших количествах, другие ЛОС не имеют запаха. Запах не указывает на уровень риска от вдыхания этой группы химикатов. В нашей повседневной жизни производятся тысячи различных летучих органических соединений [90]. Вдыхание низкого уровня ЛОС в течение длительного времени может повысить риск возникновения проблем со здоровьем у некоторых людей [91,92]. Общие симптомы воздействия ЛОС включают:

• ❖ Кратковременное (острое) воздействие высоких уровней ЛОС: раздражение глаз, носа и горла, головные боли, – тошнота / рвота, головокружение, ухудшение симптомов астмы,
• ❖ Длительный Кратковременное (хроническое) воздействие высоких уровней ЛОС: повышенный риск рака, поражения печени, почек и поражения центральной нервной системы.

Существуют различные стандарты агентств, касающиеся демонстрации общих загрязнителей внутри помещений, и их стандарты, перечисленные в. показывает иллюстрацию основных загрязнителей воздуха внутри помещений и их негативного воздействия [81,93,94].

Таблица 2

Международные организации, занимающиеся стандартами качества воздуха.

Таблица 3

Основные загрязнители воздуха внутри помещений и их негативные последствия. ЛОС: летучие органические соединения.

, ментальный шторм: сильнейшая токсичность

Загрязняющие вещества		Негативное воздействие загрязняющих веществ
ЛОС	Бензол	Повреждение костного мозга, тромбопения, лейкопения, отравление печени, анемия
	Ксилол	Чрезвычайно токсичен для нервной системы
	Этилбензол	Высокий уровень токсичности для нервной системы
	Стирол	Острая токсичность, раздражение слизистой оболочки глазное яблоко, сморщивание центральной нервной системы
	HCHO		Раздражение глаз, носа, горла, кашель, диарея, головокружение, тошнота, кожные заболевания, ринит, эмоциональная нестабильность, потеря памяти, повреждение нервной системы, канцерогенез

Системы сертификации на основе выбросов для внутренней отделки ма Термины подразделяются на сертификацию класса или определение пригодности в зависимости от того, превышают ли объемы выбросов определенные критерии.Стандартная программа некоторых стран устанавливает стандарты LCA для воздействия на окружающую среду на протяжении всего жизненного цикла, включая выбросы загрязняющих веществ и производство, распространение, переработку и утилизацию материалов внутренней отделки, таких как Green Guard в США, программа экологической маркировки в Южной Корее и т. Д.

Летучие органические соединения представляют собой значительный класс загрязнителей воздуха внутри помещений, при этом в помещении обычно уделяется больше внимания, чем на открытом воздухе. Кроме того, формальдегид является одним из приоритетных ЛОС из-за его частого присутствия в воздухе помещений и серьезных последствий для здоровья в результате воздействия [19].В последнее время внимание к рискам для здоровья, связанным с опасными загрязнителями воздуха внутри помещений, активизировало растущую озабоченность общественного здравоохранения. Кроме того, широко сообщалось о выбросах строительных материалов [95]. Böhm et al. (2012) изучали мониторинг выбросов формальдегида (FE) из различных производимых изделий из массивной древесины, фанеры, столярных плит и напольных покрытий, которые используются для изготовления строительных и отделочных материалов [96]. Они сообщили о различиях в значениях FE для различных изделий из дерева.По результатам, в первую неделю после изготовления КЭ был высоким; однако снижение FE было заметно при двухнедельных измерениях для всех материалов, особенно для окрашенных столярных плит [96].

Также были проведены многочисленные крупномасштабные исследования существующих домов для количественной оценки внимания к загрязнителям. В некоторых случаях одновременно собиралась информация о потенциальных источниках загрязнения. Согласно исследованиям, продукты для влажного строительства, такие как краски и клеи, вносят более значительный вклад в уровни ЛОС, измеряемые внутри помещений [97,98].Чак и Деррик (1998) рассмотрели выбросы ЛОС из полимерных материалов, используемых в зданиях [99]. В исследовании подчеркивается, что полимерные материалы, такие как виниловые полы, ковры и подложки, клеи, материалы для облицовки стен, герметики, герметики, теплоизоляционные материалы, краски, покрытия и лаки, а также гидроизоляционные мембраны и битумные эмульсии являются важными источниками выбросов ЛОС в зданиях. [99].

Kim et al. (2006) оценили выбросы ЛОС из строительных отделочных материалов с помощью небольшой камеры и анализатора ЛОС [58].Исследование показало, что выбросы ЛОС из древесных композитов могут отрицательно повлиять на качество воздуха в помещениях. Они одобрили метод эксикатора и камеры для анализа ЛОС как хорошую альтернативу традиционному камерному методу для определения уровней выбросов ЛОС из строительных материалов. Ли и др. (2012) сосредоточились на системах управления отделочными материалами для контроля качества воздуха внутри многоквартирных домов и стремились провести исследование системы выбора отделочных материалов для многоквартирных домов на основе оценки качества воздуха в помещении [100].Результат показал, что очень важно контролировать и оценивать образование загрязняющих веществ через выбранные отделочные материалы в зданиях для предотвращения ухудшения качества внутреннего воздуха в помещении. Ayrilmis et al. (2016) попытались исследовать эмиссию формальдегида и общие летучие органические соединения (TVOC), выделяемые из клееного бруса (LVL), производимого в качестве строительных материалов с использованием карбамидоформальдегидных смол (UF) различного сорта, которые были модифицированы различными количествами микрокомпонентов. -фибриллированная целлюлоза (MFC) с использованием термического экстрактора [101].Они столкнулись с самыми высокими выбросами ЛОС из LVL, которые, как было установлено, представляют собой толуол, за которым следуют ксилол, бензол и этилбензол, соответственно. TVOC из LVL значительно снизился с увеличением содержания MFC, а использование MFC в UF-смоле было выделено как экологически безопасное решение для снижения TVOC в древесных панелях.

Что касается зеленых или биокомпозитных материалов, Lee et al. (2008) исследовали эмиссию формальдегида и TVOC биокомпозитов [24].Исходя из результата, уровень эмиссии TVOC очень низкий во всех образцах биокомпозитов, за исключением уровня эмиссии формальдегида и TVOC биокомпозитов с прикрепленным шпоном. Cheng et al. (2015) сравнили традиционные и экологически чистые строительные материалы с точки зрения выбросов ЛОС и карбонила [63]. Результат исследования показал, что у GBM было меньше выбросов, чем у обычных строительных материалов, особенно у деревянных полов и гипсокартона.

Следовательно, строительные материалы необходимо оценивать с точки зрения их воздействия на здоровье человека и выбросов ЛОС.Основываясь на приведенном выше обзоре литературы предыдущих исследований с точки зрения воздействия внешних и внутренних воздействий на неструктурные строительные материалы, это исследование выдвинуло гипотезу о том, что образцы биокомпозитов в качестве ГБМ обладают потенциалом для снижения воздействия на здоровье человека и выбросов ЛОС.

4. Результаты и обсуждение

4.1. Результаты и обсуждение воздействия на здоровье человека на открытом воздухе

Цель этой части исследования была сосредоточена на условиях здоровья человека при сравнении ОВЖЦ композитов на биологической основе и на нефтяной основе.Результат SimaPro для ОВЖЦ включает два уровня категорий воздействия: средний и конечный уровень. Наибольшая из срединных групп и индикаторов ударов воспроизводится срединными индикаторами по факторам повреждения. Оценка ущерба преобразует средние показатели в три категории конечных точек: экосистема, здоровье человека и ресурсы с различными единицами измерения. Кроме того, существует три различных показателя (оценка ущерба, нормализация и взвешивание) на уровне конечных точек оценки воздействий с помощью программного обеспечения SimaPro с методом ReCiPe.

Оценка ущерба была добавлена ​​с использованием «методов конечных точек», таких как Эко-индикатор 99 и EPS2000. Оценка ущерба направлена ​​на объединение ряда показателей категории воздействия в категорию ущерба. Категория ущерба называется зоной защиты (AoP) и включает экосистемы, ресурсы и здоровье человека. В ReCiPe AoP здоровья человека был представлен категорией конечной точки «ущерб здоровью человека», которая сочетает в себе смертность и заболеваемость. AoP естественной среды представлял собой потерю видов, а увеличившийся набор будущих извлечений представлял AoP природных ресурсов.

показывает результат индикатора оценки ущерба на основе характеристических факторов конечной точки, используемых в методе ReCiPe. Они отображаются и отображаются в масштабе 100%. Категория ущерба называется областью защиты, которая включает экосистему, ресурсы и здоровье человека с другими единицами измерения. Единица ущерба здоровью человека называется DALY, что означает (годы жизни с поправкой на инвалидность). Фактически, ущерб здоровью человека выражается количеством потерянных лет жизни и количеством лет, прожитых инвалидом.

Индикатор оценки повреждений.

Таким образом, эти конечные результаты могут помочь расширить обсуждение с точки зрения воздействия на здоровье человека. Концепция DALY оказалась полезной метрикой при оценке ущерба здоровью человека в LCA [113]. Исходя из этого, количество ущерба для здоровья человека снизилось при замене композита на биологической основе композитом на нефтяной основе (GFPP и GFPE) со 100% до 44%.

Индикатор оценки ущерба здоровью человека.

Дополнительными индикаторами оценки воздействия на основе оценок, ориентированных на ущерб, являются нормализация и взвешивание, которые упрощают сложную интерпретацию результатов на уровне средней точки и постоянно учитываются на основе характеристики конечной точки.Нормализация – это метод демонстрации того, на каком уровне категория воздействия способствует общим проблемам окружающей среды и здоровья человека. Нормализация также решает проблему несовместимости единиц. Он показывает, в какой степени последствия индикатора категории воздействия имеют довольно высокое или низкое значение по сравнению с эталонным. Нормализация дает понятные результаты для сравнения воздействия двух продуктов на одну и ту же единицу. Во время процедуры нормализации, когда используются выбросы за год, точной единицей нормированного значения является год.

По результатам нормализации () категория воздействия на здоровье человека заметно снизилась с 0,0015 до 0,00065 при замене композитов на нефтяной основе (GFPP и GFPE) полностью биокомпозитными материалами.

Взвешивание – это величайший провокационный и сложный шаг в оценке воздействия жизненного цикла, особенно для подходов средней точки, которые достаточно широко используются для внутреннего принятия решений. Значение взвешивания – mPt. Один балл эквивалентен 1/1000 воздействия на окружающую среду среднего европейца за один год, а 1 мПт (милпойнт) равен 1/1000 балла.В целом, взвешивание представляет результаты ОЖЦ в виде единой оценки, что позволяет легко сравнивать влияние двух разных продуктов на здоровье человека.

показывает весовой показатель, который определяет значительный эффект этой исследовательской стратегии для измерения здоровья человека. Воздействие на здоровье человека снижается с 600 до 270 мПт за счет замены композита на нефтяной основе биокомпозитом. Таким образом, анализ SimaPro показывает, что общее воздействие на здоровье человека снизилось примерно наполовину с заменой биокомпозита композитом на нефтяной основе (GFPP и GFPE).

4.2. Результаты и обсуждение испытаний в небольшой камере на воздействие на здоровье человека в помещении

Метод испытания в камере объемом 20 л обычно используется для оценки летучих органических соединений и выбросов формальдегида на основе стандартов ASTM. Результаты этого процесса подчеркнули, что оценки небольших камер используются для определения уровней выбросов из источников для сравнения композитов на нефтяной основе с биокомпозитами. Эти показатели затем используются в моделях качества воздуха в помещении для прогнозирования концентрации в помещении соединений, выделяемых из тестируемых образцов.

Прибор для газовой хроматографии / масс-спектрометрии (ГХ / МС) разделяет химические смеси (компонент ГХ) и идентифицирует компоненты на молекулярном уровне (компонент МС). Это один из самых точных инструментов для анализа проб окружающей среды. ГХ работает по принципу разделения смеси на отдельные вещества при нагревании. Нагретые газы проходят через колонну с инертным газом. Когда отделенные вещества выходят из отверстия колонки, они перетекают в МС.Масс-спектрометрия идентифицирует соединения по массе анализируемой молекулы.

Программное обеспечение автоматизированной системы массовой деконволюции и идентификации (AMDIS) поставляется Национальным институтом науки и технологий (NIST) вместе с пакетом библиотеки. Программное обеспечение распаковывает спектры перекрывающихся хроматографических пиков и извлекает «чистые целевые спектры» из перекрывающихся пиков. Значение TVOC образца определяется путем интегрирования площади хроматографического пика между C6 – C16.

показывает выбросы TVOC, которые были обнаружены через 1, 3, 5 и 7 дней после подготовки пробы. Согласно этим результатам, выбросы TVOC во всех пробах снизились за семь дней мониторинга. Биокомпозит имеет более низкую эмиссию TVOC по сравнению с другими материалами. Более того, разница в эмиссии ЛОС между биокомпозитом и композитом на нефтяной основе была очень высокой. Количество ТВОК биокомпозитного монитора от 0,78 (мг / м ² ч) в первые сутки и постепенно снижалось до 0.11 (мг / м ² ч) через семь дней. Однако выбросы TVOCs GFPP были выше, чем у GFPE; количество ЛОС от обоих резко снизилось за семь дней мониторинга. Выбросы TVOC с более высокими показателями приходились на GFPP в первый день (около 4,3 (мг / м ² ч)), а его выбросы резко снизились примерно на 50% за семь дней до 2,4 (мг / м ² ч).

Общий коэффициент выбросов летучих органических соединений (TVOC) (мг / м ² ч) из различных проб в течение семи дней мониторинга.

Согласно обзору литературы о различных стандартах, относящихся к TVOC, существует разница между общим стандартом характеристик камеры во время испытания и рейтингом для оценки уровня выбросов TVOC для строительных изделий. Например, европейские методы испытаний основаны на ISO 16000 [110], такие как AgBB (Германия) [114] и AFSSET (Франция) [115], а в США – калифорнийская спецификация CHPS [116], также известная как Раздел 01350. , который основан на ASTM-D5116 [117]. Таким образом, существует другая скорость рассмотрения в качестве ограниченных значений для сравнения уровней выбросов.Общее ограничение выбросов ЛОС отличается от допустимого для здания: AFSSET и AgBB: 1250 (мкг / м ² ч) и CHPS: около 1000 (мкг / м ² ч). Каждый миллиграмм / литр (мг / м ² ч) равен 1000 микрограмм / литр (мкг / м ² ч).

Исходя из этого, скорость эмиссии TVOC за семь дней составляет 2400 мкг / м ² ч для GFPP, 2100 мкг / м ² ч для GFPE и 110 мкг / м ² ч для биокомпозита. Выбросы TVOC для обоих нефтяных композитов (GFPP и GFPE) были выше, чем допустимый уровень выбросов, основанный на стандартах AFSSET, AgBB и CHPS.Таким образом, резкое различие выбросов TVOCs между биокомпозитом и нефтяным композитом при приемлемых стандартах может подчеркнуть функцию биокомпозита с точки зрения качества воздуха в помещениях.

5. Выводы

Воздействие строительных материалов на здоровье человека неизбежно. Однако переход от традиционных строительных материалов к экологически чистым материалам попытался уменьшить общее воздействие на здоровье человека как внутри, так и снаружи помещений. Зеленые строительные материалы (GBM) с нетоксичными, натуральными и органическими соединениями могут снизить ухудшение качества воздуха в помещении (IAQ) и общее воздействие на здоровье человека.Зеленые композиты или биокомпозиты, такие как GBM, являются биологически безопасными и пригодными для вторичной переработки, что улучшает общее качество жизни. Используя тест в небольшой камере (ASTM-D5116) для исследования ЛОС и программное моделирование SimaPro с методом ReCiPe для оценки воздействия на здоровье человека на основе методологии оценки жизненного цикла (LCA), в этом исследовании была предпринята попытка разработать модель полностью гибридной био- основал биокомпозит как неструктурный ГБМ и сравнил его с композитом на нефтяной основе с точки зрения выбросов летучих органических соединений (ЛОС) и воздействия на здоровье человека.Результаты рекомендуют заменить композит полностью на нефтяной основе полностью гибридным биокомпозитом на биологической основе, что может значительно снизить степень воздействия на здоровье человека как внутри, так и снаружи помещений.

Основываясь на результатах, зеленый или биокомпозит в виде ГБМ с нетоксичными, природными и органическими соединениями значительно снизил ухудшение качества воздуха в помещении (IAQ) и общее воздействие на здоровье человека, в то время как для композитов на нефтяной основе этого не наблюдалось. Что касается воздействия окружающей среды на здоровье человека, результат изменил инвентарь жизненного цикла этих композитов с помощью программного обеспечения SimaPro, чтобы создать определенный уровень ущерба с единым баллом.Результаты показали, что общее внешнее воздействие на здоровье человека снижается примерно на треть при замене композитов на нефтяной основе на биокомпозиты на основе LCIA. Что касается воздействия на здоровье человека в помещениях, результат был разработан на основе выбросов ЛОС из композитов и биокомпозитов на нефтяной основе с использованием метода испытаний в камере объемом 20 л (ASTM-D5116). Полученный результат показал, что общее воздействие TVOC в помещениях на здоровье человека невероятно снижается с заменой композитов на нефтяной основе биокомпозитами.Уровень выбросов TVOC из биокомпозитов приемлем в соответствии с другим стандартом (таким как AgBB, AFSSET и CHPS), но это не относится к композитам на нефтяной основе.

Это исследование обеспечивает значительную координацию между разработкой принципов биокомпозитов как GBMs и уровнем разработки продукта с точки зрения VOCs. Кроме того, это исследование представляет собой важную ориентацию и является первым этапом будущих исследований для обсуждения роли различных биокомпозитов в снижении воздействия на окружающую среду и здоровье человека.

Вклад авторов

Концептуализация, S.M.K. и Д.Ш .; data curation, R.R., R.M.Z., A.M. и M.I .; формальный анализ, S.M.K., R.R., and D.S .; привлечение финансирования, Д.Ш. и M.I .; расследование, R.M.Z., A.M., and M.I .; администрация проекта, Р.Р .; ресурсы, R.R., R.M.Z. и D.S .; программное обеспечение, A.M .; надзор, С.М.К .; проверка, A.M .; визуализация, М.И.; письменность – черновик, С.М.К .; написание – просмотр и редактирование, R.M.Z. и А. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Оценка воздействия строительных материалов на окружающую среду путем вымывания потенциально опасных веществ | Науки об окружающей среде Европа

1.

Fent K (2013) Ökotoxikologie, 4-е изд. Georg Thieme Verlag KG, Штутгарт

Google ученый

2.

Райли К.М., Визнер С.Дж., Эрнст В.Р. (1989) Нецелевое осаждение и дрейф сельскохозяйственных опрыскивателей, применяемых с воздуха. Pestic Sci 26 (2): 159–166. https://doi.org/10.1002 / л.с. 2780260207

Артикул Google ученый

3.

Ganzelmeier H, Rautmann D, Spangenberg R, Streloke M, Herrmann M, Wenzelburger HJ, Walter HF (1995) Исследования сноса распыления средств защиты растений. Biologische Bundesanstalt für Land-und Forstwirtschaft Berlin-Dahlem, Берлин

Google ученый

4.

Bucheli TD, Müller SR, Voegelin A, Schwarzenbach RP (1998) Битумные кровельные герметизирующие мембраны как основные источники гербицида ( R , S ) -мекопроп в сточных водах крыш: потенциальное загрязнение грунтовых вод и поверхностные воды.Environ Sci Technol 32 (22): 3465–3471. https://doi.org/10.1021/es980318f

CAS Статья Google ученый

5.

Boller M (1997) Отслеживание тяжелых металлов выявляет дефицит устойчивости городских дренажных систем. Water Sci Technol 35 (9): 77–87. https://doi.org/10.1016/S0273-1223(97)00186-8

CAS Статья Google ученый

6.

Burkhardt MZ, Zuleeg S, Schmid P, Hean S, Lamani X, Bester K, Boller M (2011) Выщелачивание добавок из строительных материалов в городские ливневые стоки. Water Sci Technol 63 (9): 1974–1982

CAS Статья Google ученый

7.

Правило KL, Comber SDW, Росс Д., Торнтон А., Макропулос К.К., Раутиу Р. (2006) Источники приоритетных веществ, попадающих в водосбор городских сточных вод – следы органических химикатов. Chemosphere 63 (4): 581–591.https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2005.08.016

CAS Статья Google ученый

8.

Бьёрклунд К., Казинс А.П., Стрёмвалл А.М., Мальмквист П.А. (2009) Фталаты и нонилфенолы в городских стоках: наличие, распределение и коэффициенты выбросов по площади. Sci Total Environ 407 (16): 4665–4672. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2009.04.040

CAS Статья Google ученый

9.

Zgheib S, Moilleron R, Chebbo G (2012) Приоритетные загрязнители в городских ливневых водах: часть 1 – случай отдельных ливневых коллекторов. Water Res 46 (20): 6683–6692. https://doi.org/10.1016/j.watres.2011.12.012

CAS Статья Google ученый

10.

Birch H, Mikkelsen PS, Jensen JK, Lützhøft HCH (2011) Микрозагрязняющие вещества в ливневых стоках и комбинированном переливе сточных вод в районе Копенгагена, Дания. Water Sci Technol 64 (2): 485–493.https://doi.org/10.2166/wst.2011.687

CAS Статья Google ученый

11.

Сяо Ф., Симчик М.Ф., Гулливер Дж.С. (2012) Перфторалкиловые кислоты в городских ливневых стоках: влияние землепользования. Water Res 46 (20): 6601–6608. https://doi.org/10.1016/j.watres.2011.11.029

CAS Статья Google ученый

12.

Lundy L, Ellis JB, Revitt DM (2012) Приоритизация рисков источников загрязнения ливневыми водами. Water Res 46 (20): 6589–6600. https://doi.org/10.1016/j.watres.2011.10.039

CAS Статья Google ученый

13.

Skark C, Zullei-Seibert N, Willme U, Gatzemann U, Schlett C (2004) Вклад несельскохозяйственных пестицидов в пестицидную нагрузку в поверхностных водах. Pest Manag Sci 60 (6): 525–530. https: // doi.org / 10.1002 / ps.844

CAS Статья Google ученый

14.

Гаспери Дж., Згейб С., Кладьер М., Роше В., Мойлерон Р., Чеббо Г. (2012) Приоритетные загрязнители в городских ливневых водах: часть 2 – случай комбинированной канализации. Water Res 46 (20): 6693–6703. https://doi.org/10.1016/j.watres.2011.09.041

CAS Статья Google ученый

15.

Виттмер И.К., Бадер Х.П., Шайдеггер Р., Сингер Х., Люк А., Ханке И., Карлссон С., Штамм С. (2010) Значение использования городских и сельскохозяйственных земель для динамики биоцидов и пестицидов в поверхностных водах. Water Res 44 (9): 2850–2862. https://doi.org/10.1016/j.watres.2010.01.030

CAS Статья Google ученый

16.

Bollmann UE, Vollertsen J, Carmeliet J, Bester K (2014) Динамика выбросов биоцидов из зданий в пригородном водосборе ливневых вод – концентрации, массовые нагрузки и процессы выбросов.Вода Res 56: 66–76. https://doi.org/10.1016/j.watres.2014.02.033

CAS Статья Google ученый

17.

Гаспери Дж., Себастьян К., Рубан В., Деламен М, Перкот С., Вист Л., Миранд С., Каупос Е, Демар Д., Кессоо М., Саад М., Шварц Дж. Дж., Дюбуа П., Фратта С., Вольф Х. , Moilleron R, Chebbo G, Cren C, Millet M, Baraud S, Gromaire MC (2014) Микрозагрязнители в городских ливневых водах: наличие, концентрации и вклад в атмосферу широкого спектра загрязнителей в трех французских водосборах.Environ Sci Pollut Res 21 (8): 5267–5281. https://doi.org/10.1007/s11356-013-2396-0

CAS Статья Google ученый

18.

Wicke D, Matzinger A, Rouault P (2017) Relevanz Organischer Spurenstoffe im Regenwasserabfluss Berlins — OgRe. Kompetenzzentrum Wasser Berlin GmbH, Берлин

Google ученый

19.

Отчет комиссии для Европейского парламента и Совета о выполнении Регламента (ЕС) № 305/2011 Европейского парламента и Совета от 9 марта, устанавливающего согласованные условия для маркетинга строительной продукции и отменяющую Директиву Совета 97/106 / EEC, (2016)

20.

CEN / TS 16637-2 (2014-11) Строительные изделия – оценка выбросов опасных веществ – часть 2: испытание на горизонтальное динамическое выщелачивание поверхности. Брюссельский Европейский комитет по стандартизации

21.

Eikelboom RT, Ruwiel E, Goumans JJJM (2001) Постановление о строительных материалах: пример голландского постановления, основанного на потенциальном воздействии материалов на окружающую среду. Управление отходами 21 (3): 295–302. https://doi.org/10.1016/S0956-053X(00)00103-3

CAS Статья Google ученый

22.

Suer P, Wik O, Erlandsson M (2014) Повторное использование и переработка с учетом почвы под конструкциями. Sci Total Environ 485–486: 792–797. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.03.044

CAS Статья Google ученый

23.

Дюстер Л., Варендорф Д.С., Бринкманн С., Фабрициус А.Л., Меерманн Б., Пельцер Дж. И др. (2017) Основа для оценки воздействия армированных камней на химическое качество поверхностных вод.PLoS ONE 12 (1): e0168926. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0168926

Артикул Google ученый

24.

CEN / TS 16637-3 (2016-12) Строительные изделия – оценка выбросов опасных веществ – часть 3: горизонтальный восходящий перколяционный тест Брюссель Европейский комитет по стандартизации

25.

Небель Х, Spanka G (2013) Гармонизация методов испытаний на соответствие Европейской директиве по строительной продукции (CPD).Подтверждение европейских испытаний строительных материалов на выщелачивание. Отходы биомассы Valoriz 4 (4): 759–767. https://doi.org/10.1007/s12649-013-9215-1

CAS Статья Google ученый

26.

Hartwich P, Vollpracht A (2017) Влияние состава фильтрата на поведение бетона при выщелачивании. Цементный бетон Res 100 (Приложение C): 423–434. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2017.07.002

CAS Статья Google ученый

27.

Märkl V, Pflugmacher S, Stephan DA (2017) Выщелачивание суперпластификатора на основе PCE из тонкодисперсного цемента: химическая и экотоксикологическая точка зрения. Загрязнение почвы водой и воздухом 228 (6): 217. https://doi.org/10.1007/s11270-017-3373-x

CAS Статья Google ученый

28.

Gartiser S, Heisterkamp I, Schoknecht U, Bandow N, Burkhardt NM, Ratte M. et al (2017) Рекомендации по тестовой батарее для экотоксикологической оценки экологической безопасности строительной продукции.Chemosphere 171: 580–587. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2016.12.115

CAS Статья Google ученый

29.

Gartiser S, Heisterkamp I, Schoknecht U, Bandow N, Burkhardt M, Ratte M, Ilvonen O (2017) Результаты кругового теста для экотоксикологической оценки строительных изделий с использованием двух тестов на выщелачивание и теста в воде аккумулятор. Химия 175: 138–146. https://doi.org/10.1016 / j.chemosphere.2017.01.146

CAS Статья Google ученый

30.

Heisterkamp I, Gartiser S, Kalbe U, Bandow N (2016) Ökotoxikologische Bewertung reaktiver Brandschutzbeschichtungen: Fraunhofer IRB Verlag. Отчет № 978-3-8167-9836-1

31.

Кобетичова К., Черны Р. (2017) Экотоксикология строительных материалов: критический обзор последних исследований. J Clean Prod 165 (Приложение C): 500–508.https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.07.161

CAS Статья Google ученый

32.

ОЭСР № 23 (2000) Серия ОЭСР по испытаниям и оценке: руководящий документ по испытаниям сложных веществ и смесей на водную токсичность. Серия ОЭСР по тестированию и оценке. Издательство ОЭСР, Париж

Google ученый

33.

OECD № 107 (2009) Руководство ОЭСР по оценке выбросов в окружающую среду от древесины, обработанной консервантами, для древесины, хранящейся на складе после обработки, и для деревянных товаров, которые не покрыты и не контактируют с грунтовыми водами. .Серия ОЭСР по тестированию и оценке. Издательство ОЭСР, Париж

Google ученый

34.

EN 16105 (2011) Краски и лаки – лабораторный метод определения выделения веществ из покрытия при периодическом контакте с водой

35.

Burkhardt M, Zuleeg S, Vonbank R, Bester K, Carmeliet J , Боллер М., Ванглер Т. (2012) Выщелачивание биоцидов с фасадов в естественных погодных условиях. Environ Sci Technol 46 (10): 5497–5503.https://doi.org/10.1021/es2040009

CAS Статья Google ученый

36.

Schoknecht U, Gruycheva J, Mathies H, Bergmann H, Burkhardt M (2009) Выщелачивание биоцидов, используемых в покрытиях фасадов, в условиях лабораторных испытаний. Environ Sci Technol 43 (24): 9321–9328. https://doi.org/10.1021/es32

CAS Статья Google ученый

37.

Буркхардт М., Куппер Т., Хеан С., Хааг Р., Шмид П., Колер М., Боллер М. (2007) Биоциды, используемые в строительных материалах, и их поведение при выщелачивании в канализационные системы. Water Sci Technol 56 (12): 63–67. https://doi.org/10.2166/wst.2007.807

CAS Статья Google ученый

38.

Schoknecht U, Mathies H, Wegner R (2016) Выщелачивание биоцидов во время полевых экспериментов с обработанными изделиями. Environ Sci Eur 28 (1): 1–10.https://doi.org/10.1186/s12302-016-0074-9

CAS Статья Google ученый

39.

Bollmann UE, Minelgaite G, Schlüsener M, Ternes T, Vollertsen J, Bester K (2016) Выщелачивание тербутрина и продуктов его фотодеградации из искусственных стен в естественных погодных условиях. Environ Sci Technol 50 (8): 4289–4295. https://doi.org/10.1021/acs.est.5b05825

CAS Статья Google ученый

40.

Фоллпрахт А., Брамешубер В. (2010) Исследования выщелачивания орошаемых строительных элементов. Environ Sci Pollut Res 17 (5): 1177–1182. https://doi.org/10.1007/s11356-009-0264-8

Артикул Google ученый

41.

Кариус В., Хамер К. (2001) Изменение pH и размера зерен в испытаниях на выщелачивание кирпичей, изготовленных из отложений гавани, по сравнению с коммерческими кирпичами. Sci Total Environ 278 (1–3): 73–85.https://doi.org/10.1016/S0048-9697(00)00889-5

CAS Статья Google ученый

42.

Кларк С.Е., Стил К.А., Спичер Дж., Сиу К.Й., Лалор М.М., Питт Р., Кирби Дж. Т. (2008) Вклад кровельных материалов в загрязнение ливневых стоков. Дж. Дренаж иррига, Eng 134 (5): 638–645. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9437(2008)134:5(638)

Артикул Google ученый

43.

Шмукат А., Дестер Л., Горюнова Е., Эккер Д., Хейнингер П., Тернес Т. А. (2016) Влияние параметров окружающей среды и их взаимодействия на высвобождение металлов (лоидов) из строительных материалов в гидротехнике. J Hazard Mater 304 (Приложение C): 58–65. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2015.10.026

CAS Статья Google ученый

44.

Vermeirssen ELM, Dietschweiler C, Werner I, Burkhardt M (2017) Средства защиты от коррозии как источник бисфенола A и токсичности для водной среды.Water Res 123: 586–593. https://doi.org/10.1016/j.watres.2017.07.006

CAS Статья Google ученый

45.

Togerö Å (2005) Выщелачивание опасных веществ из добавок и добавок в бетон. Environ Eng Sci 23 (1): 102–117. https://doi.org/10.1089/ees.2006.23.102

Артикул Google ученый

46.

Кастнер Дж., Купер Д.Г., Марич М., Додд П., Ярго В. (2012) Водное выщелачивание ди-2-этилгексилфталата и «зеленых» пластификаторов из поливинилхлорида. Sci Total Environ. 432 (Дополнение C): 357–364. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2012.06.014

CAS Статья Google ученый

47.

Vollpracht A, Brameshuber W (2013) Экологическая совместимость битумной гидроизоляции. Mater Struct 46 (8): 1257–1264.https://doi.org/10.1617/s11527-012-9969-0

CAS Статья Google ученый

48.

Hjelmar O, Hyks J, Wahlström M, Laine-Ylijoki J, van Zomeren A., Comans R, Kalbe U, Schoknecht U, Krueger O, Grathwohl P, Wendel T., Abdelghafour M, Méhu N, Schiohu J , Lupsea M (2013) Проверка устойчивости TS-2 и TS-3, разработанная CEN / TC351 / WG1 для оценки выбросов из продуктов в почву, поверхностные и подземные воды, заключительный отчет 2013

49.

United Nations (2011) Согласованная на глобальном уровне система классификации и маркировки химических веществ (GHS). Организация Объединенных Наций, Нью-Йорк

Google ученый

50.

Европейская комиссия (2012) Ориентировочный список регулируемых опасных веществ, которые могут быть связаны со строительной продукцией, подпадающей под cpd. Генеральное управление EaI. Брюссель, Европейская комиссия

Google ученый

51.

Hollender J, Schymanski EL, Singer HP, Ferguson PL (2017) Нецелевой скрининг с масс-спектрометрией высокого разрешения в окружающей среде: готовы к работе? Environ Sci Technol 51 (20): 11505–11512. https://doi.org/10.1021/acs.est.7b02184

CAS Статья Google ученый

52.

Schymanski EL, Meinert C, Meringer M, Brack W. (2008) Использование классификаторов MS и генерации структур для помощи в идентификации неизвестных в анализе, ориентированном на эффект.Анальный Чим Acta 615 (2): 136–147. https://doi.org/10.1016/j.aca.2008.03.060

CAS Статья Google ученый

53.

Schymanski EL, Meringer M, Brack W (2009) Сопоставление структур с масс-спектрами с использованием моделей фрагментации: так ли хороши результаты, как они выглядят? Anal Chem 81 (9): 3608-3617. https://doi.org/10.1021/ac802715e

CAS Статья Google ученый

54.

Holcapek M, Jirasko R, Lisa M (2010) Основные правила интерпретации масс-спектров ионизации при атмосферном давлении малых молекул. J Chromatogr A 1217 (25): 3908–3921. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2010.02.049

CAS Статья Google ученый

55.

Schymanski EL, Singer HP, Slobodnik J, Ipolyi IM, Oswald P, Krauss M. et al (2015) Нецелевой скрининг с масс-спектрометрией высокого разрешения: критический обзор с использованием совместного испытания по анализу воды.Anal Bioanal Chem 407 (21): 6237-6255. https://doi.org/10.1007/s00216-015-8681-7

CAS Статья Google ученый

56.

Краусс М., Сингер Х., Холлендер Дж. (2010) ЖХ-МС высокого разрешения в анализе окружающей среды: от скрининга цели до выявления неизвестных. Anal Bioanal Chem 397 (3): 943–951. https://doi.org/10.1007/s00216-010-3608-9

CAS Статья Google ученый

57.

Регламент Совета (ЕС) (2017) 2017/997 о внесении поправок в Приложение III к Директиве 2008/98 / EC в отношении опасного имущества HP 14 «Ecotoxic»

58.

Rodrigues P, Silvestre J, Flores-Colen I, Viegas C, de Brito J, Kurad R, Demertzi M (2017) Методология оценки экотоксикологического потенциала строительных материалов. Материалы 10 (6): 649

Артикул Google ученый

59.

Burkhardt M, Junghans M, Zuleeg S, Boller M, Schoknecht U, Lamani X, Bester K, Vonbank R, Simmler H (2009) Biozide in Gebäudefassaden — ökotoxikologische Effekte und Beläswaschungs.Umweltwiss Schadst Forsch 21 (1): 36–47

CAS Статья Google ученый

60.

Heijerick DG, Janssen CR, Karlèn C, Odnevall Wallinder I, Leygraf C (2002) Биодоступность цинка в сточных водах с кровельных материалов. Chemosphere 47 (10): 1073–1080. https://doi.org/10.1016/S0045-6535(02)00014-0

CAS Статья Google ученый

61.

Sudár A, López MJ, Keledi G, Vargas-García MC, Suárez-Estrella F, Moreno J, Burgstaller C, Pukánszky B (2013) Экотоксичность и грибковое разрушение композитов переработанного полипропилена / древесины: влияние содержания древесины и сцепления. Chemosphere 93 (2): 408–414. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2013.05.019

CAS Статья Google ученый

62.

Krüger O, Kalbe U, Richter E, Egeler P, Römbke J, Berger W (2013) Новый подход к оценке экотоксикологического риска искусственных открытых спортивных площадок.Environ Pollut 175 (Приложение C): 69–74. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2012.12.024

CAS Статья Google ученый

63.

Wagner R (2011) Laborvergleichsuntersuchungen und ökotoxikologische Bewertung am Beispiel von Polyacrylaten / Acrylatgleinjektionen. Диссертация, Freie Universität Berlin, Берлин

64.

Terytze K, Giese E, Wagner R (2005) Ermittlung der Eignung des Ammoniumoxidations-und Bodenatmungstests zur Bewertung der ökotoxikologischen Auswirkrodupungen von auswirkrodukungen von.Stuttgart Fraunhofer-IRB-Verl, Штутгарт

Google ученый

65.

Terytze K, Giese E, Wagner R (2007) Validierung des Ammoniumoxiations-und Bodenatmungstest als Bestandteil einer ökotoxikologischen Testbatterie zur Bewertung der ökotoxikologischen auswirödenen v. Штутгарт

66.

Moser H, Römbke J (eds) (2009) Экотоксикологическая характеристика отходов – результаты и опыт международного кольцевого испытания.Спрингер, Нью-Йорк

Google ученый

67.

CEN / TR 16110 (2010) Характеристика отходов – руководство по использованию тестов на экотоксичность, применяемых к отходам Брюссель. Европейский комитет по стандартизации

68.

Teil A (2009) Grundsätze zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser. DIBt Mitteilungen 40 (4): 116–134. https://doi.org/10.1002/dibt.200930029

Артикул Google ученый

69.

Deutsches Institut für Bautechnik (2011) Grundsätze zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser. DIBt Mitteilungen 42 (6): 196–212. https://doi.org/10.1002/dibt.201130042

Артикул Google ученый

70.

EN 12457-1 (2002-04) Характеристика отходов – выщелачивание; Испытание на соответствие выщелачиванию гранул и шламов – часть 1: одностадийное испытание партии при соотношении жидкость-твердое вещество 2 л / кг с размером частиц менее 4 мм (без или с измельчением).CEN Comité Européen de Normalization: Европейский комитет по стандартизации

71.

CEN / TR 17105 (2017) Строительная продукция – оценка выбросов опасных веществ. Руководства по использованию тестов на экотоксичность, применяемые к строительной продукции. Брюссельский Европейский комитет по стандартизации

72.

EN 14735 (2005) Характеристика отходов – подготовка образцов отходов для испытаний на экотоксичность. Европейский комитет по стандартизации

73.

Pandard P, Römbke J (2013) Предложение по «согласованной» стратегии оценки собственности HP 14. Integr Environ Assess Manag 9 (4): 665–672. https://doi.org/10.1002/ieam.1447

Артикул Google ученый

74.

Литнер Д., Дамберг Дж., Дэйв Дж., Ларссон Å (2009) Выщелачивание пластиковых потребительских товаров – проверка на токсичность с помощью Daphnia magna. Chemosphere 74 (9): 1195–1200. https://doi.org/10.1016 / j.chemosphere.2008.11.022

CAS Статья Google ученый

75.

Burkhardt M, Dietschweiler C, Campiche S, Junghans M, Schifferli A, Baumberger D, Kienle C, Vermeirssen E, Werner I (2013) Экотоксикологическая оценка иммерсионных образцов фасадной штукатурки. Отчет для Швейцарского федерального управления по окружающей среде FOEN, Bern

Google ученый

Безопасное, экологичное и устойчивое строительство | NIOSH

Обзор

Строители и дизайнеры, заинтересованные в создании безопасных, экологичных и устойчивых коммерческих и жилых зданий, сталкиваются в США со многими проблемами.NIOSH Construction и программы сотрудничают в усилиях по увеличению использования строительных конструкций и методов строительства, направленных на устранение опасностей для безопасности и здоровья на всех этапах строительства: предварительное проектирование; дизайн; строительство; размещение и обслуживание; и снос.

Управление по безопасности и охране труда NIOSH совместно с Советом по экологическому строительству США разработало пилотный проект под названием «Профилактика посредством проектирования (PtD)». Есть два вебинара, которые описывают пилотный кредит, и NIOSH предоставил контент и повествует обоим.Ссылки на веб-семинары, а также ссылка на пилотный кредит PtD включены в раздел «Где я могу узнать больше…» на этой странице.

Что такое профилактика с помощью дизайна?

Целью «Профилактика посредством проектирования» является предотвращение производственных травм, заболеваний, смертельных случаев и вредных воздействий путем устранения опасностей и сведения к минимуму рисков для рабочих при проектировании и перепроектировании объектов; методы работы; процессы; оборудование и инструменты; и продукты. Целью является устранение опасностей и контроль рисков для работников «у источника» или как можно раньше в жизненном цикле предметов или рабочих мест.Это включает в себя проектирование, перепроектирование и модернизацию рабочих помещений, конструкций, инструментов, сооружений, оборудования, машин, продуктов, веществ, рабочих процессов и организацию работы.

Что такое зеленое строительство?

Агентство по охране окружающей среды США (EPA) определяет зеленое строительство как «практику создания структур и использования экологически ответственных и ресурсоэффективных процессов на протяжении всего жизненного цикла здания от размещения до проектирования, строительства, эксплуатации, технического обслуживания, ремонта и демонтажа. .Эта практика расширяет и дополняет классические аспекты проектирования зданий, связанные с экономичностью, полезностью, долговечностью и комфортом. Зеленое строительство также известно как устойчивое или высокоэффективное здание ».

Почему «зеленое» строительство важно для безопасности и гигиены труда?

• В 2011 году 71% строительных предприятий сообщили об использовании хотя бы одной «зеленой» технологии или практики, и более половины участвовали в повышении энергоэффективности на своих предприятиях или сокращении образования отходов
• Большинство рейтинговых систем для строительства экологического, энергетического и / или устойчивого качества затрагивают некоторые аспекты профессиональной гигиены, но то, что они рассматривают, ограничено и конкретно не касается безопасности.
• Ни одна из рейтинговых систем для категорий экологического, энергетического и / или устойчивого качества зданий не упоминает напрямую безопасность рабочих при строительстве, эксплуатации или техническом обслуживании.
• У нас есть возможность интегрировать вопросы охраны труда и техники безопасности в дизайн, чтобы рабочие, занимающиеся строительством и ремонтом, жители зданий и специалисты по сносу, могли быть в безопасности и здоровы.
• Гигиена труда и гигиена окружающей среды могут приносить пользу друг другу, работая совместно.

Где я могу узнать больше о том, что делает NIOSH для поддержки и улучшения зеленого строительства?

Совет по экологическому строительству США (USGBC) опубликовал новый пилотный кредит под названием «Профилактика через дизайн» в своей пилотной кредитной библиотеке LEED (Лидерство в энергетическом и экологическом проектировании)!

Перспективы NIOSH в отношении устойчивых зданий: экологичность… и БЕЗОПАСНОСТЬpdf icon
Белая книга «Перспективы NIOSH в отношении устойчивых зданий: экологичность… и БЕЗОПАСНОСТЬ» была написана в рамках подготовки встречи между директором NIOSH и его Управлением по безопасности и охране труда в строительстве (CSH) , а также президент и главный исполнительный директор U.S. Совет по экологическому строительству (USGBC) в феврале 2011 года. Эта первая встреча положила начало взаимоотношениям, благодаря которым мы обменялись информацией и выработали понимание нашей роли и ответственности в экологическом и устойчивом строительстве. Поскольку мы верим, что белая книга проложила путь к тому, что стало между нами эффективными рабочими отношениями, она предназначена для исторического контекста, чтобы подчеркнуть приверженность NIOSH работе с USGBC и другими заинтересованными сторонами, занимающимися безопасностью строительства.Важным результатом нашей совместной работы является скоро опубликованный пилотный зачет в рейтинговой системе USGBC Leadership in Environmental and Energy Design (LEED), которая объединяет концепции безопасности и гигиены труда. Содержание, выводы и мнения, содержащиеся в официальном документе, были разработаны для начала работы с важным партнером; однако они не предназначены для представления окончательной программы или заявления о политике NIOSH. Читатели должны понимать, что технический документ был разработан несколько лет назад, и никакая научная информация, цитаты или заявления о позиции не обновлялись с момента его написания.

Безопасность жизненного цикла – что это означает и почему это важно? Pdf icon
Термин «Безопасность жизненного цикла» описывает необходимость всестороннего рассмотрения связанных со зданием рисков для безопасности и здоровья на рабочем месте для всех затронутых групп работников на всех этапах жизненного цикла.

Интеграция вопросов безопасности и гигиены труда в экологическое строительство Совета США LEED Новые строительные кредиты: предварительный отчетpdf icon
NIOSH и его заинтересованные стороны в строительной отрасли определили интеграцию безопасности и гигиены труда в экологичное и устойчивое строительство в качестве приоритетной проблемы.В этом предварительном отчете приводятся конкретные примеры того, как кредиты LEED могут помочь в обеспечении безопасности и здоровья строительных и ремонтных рабочих.

Другие ресурсы:

[ii] CPWR: Центр строительных исследований и обучения [2013]. Строительная диаграмма. 5 ^-е изд. Сильвер Спринг, Мэриленд: Публикации CPWR, стр. 9

Экологичное здание: Самый популярный новый материал – это дерево

Архитекторы, строители и защитники устойчивого развития все озабочены новым строительным материалом, который, по их словам, может существенно снизить выбросы парниковых газов (ПГ) в строительном секторе, сократить количество отходов, загрязнение и затраты, связанные со строительством, а также создать более физически, психологически и эстетически здоровая искусственная среда.

Этот материал известен как дерево.

Деревья использовались для строительства сооружений с доисторических времен, но особенно после бедствий, таких как Великий чикагский пожар 1871 года, древесина стала рассматриваться как небезопасная и нестабильная по сравнению с двумя материалами, которые с тех пор стали основными продуктами строительной индустрии во всем мире: бетон и сталь.

Однако новый способ использования дерева снова привлек внимание к этому материалу. Шумиха сосредоточена на конструкционной древесине или, как ее чаще называют, «массивной древесине» (сокращенно от «массивной древесины»).Вкратце, он заключается в склеивании кусков мягкой древесины – обычно хвойных, таких как сосна, ель или пихта, но также иногда и лиственных пород, таких как береза, ясень и бук, – вместе для образования более крупных кусков.

Да, самая популярная вещь в архитектуре этого века – это «дерево, но как Лего».

Массивная древесина – это общий термин, который охватывает изделия различных размеров и функций, такие как клееный брус (клееный брус), клееный брус (LVL), клееный брус с гвоздями (NLT) и брус, клееный дюбелями (DLT).Но наиболее распространенная и наиболее известная форма массивной древесины, открывшая самые новые архитектурные возможности, – это поперечно-клееная древесина (CLT).

Arch Daily

Для создания CLT обрезанные и высушенные в печи пиломатериалы приклеиваются друг на друга слоями, крест-накрест, при этом волокна каждого слоя обращены к волокнам соседнего слоя. Складывая доски вместе таким образом, можно получить большие плиты, толщиной до фута и размером от 18 футов в длину на 98 футов в ширину, хотя в среднем это примерно 10 на 40.(На данный момент размер плит ограничен не столько производственными ограничениями, сколько ограничениями транспортировки.)

Деревянные плиты такого размера могут соответствовать характеристикам бетона и стали или превосходить их. Из CLT можно делать полы, стены, потолки – целые здания. Самое высокое массивное деревянное сооружение в мире, высотой 18 этажей и более 280 футов, было недавно построено в Норвегии; для Чикаго предлагается 80-этажная деревянная башня.

Я разговаривал со множеством людей, которые чрезвычайно воодушевлены массовым лесом, как из-за его архитектурных качеств, так и из-за его потенциала для обезуглероживания строительного сектора, и некоторые из них высказали важные предостережения.Мы сразу же рассмотрим все преимущества и недостатки. Но сначала давайте кратко рассмотрим историю массового производства древесины и ее нынешнее положение.

Haut, самое высокое деревянное жилое здание в Нидерландах. Arup

Массовая древесина (наконец) приходит в Америку

CLT был впервые разработан в начале 1990-х годов в Австрии, где лесоводство хвойных пород чрезвычайно распространено. Ее поддержал исследователь Герхард Шикхофер, который все еще активен и в прошлом году получил престижную награду в области лесоводства за свою работу по стандартизации и обеспечению общественной поддержки нового материала.

В Австрии и в Европе в целом, где он распространился в 2000-х годах, CLT был разработан для использования в жилищном строительстве. Европейцам не нравится хрупкая конструкция деревянного каркаса, используемая для строительства многих домов в США; они предпочитают более прочные материалы, такие как бетон или кирпич. CLT был призван сделать жилищное строительство более устойчивым.

Но в США CLT (пока) не может конкурировать с конструкцией со стержневой рамой, которая является дешевой и широко распространенной. Только когда у североамериканских архитекторов появилась идея использовать CLT в больших зданиях в качестве замены бетона и стали, он начал появляться в Северной Америке в 2010-х годах.

В 2015 году CLT был включен в Международный строительный кодекс (IBC), который в юрисдикциях США принят по умолчанию. Принят ряд новых изменений, которые позволят создавать массовые деревянные конструкции высотой до 18 этажей, и ожидается, что они будут формализованы в новейшем кодексе IBC в 2021 году.

Некоторые юрисдикции в США агрессивно поддерживают массовую заготовку древесины, в том числе Вашингтон и Орегон (которые заблаговременно приняли новые изменения в IBC; Орегон включил CLT в качестве «альтернативного метода для всего штата» в 2018 году).

Кондоминиумы Carbon 12 в Портленде, штат Орегон. Хотеть. Углерод 12

Тихоокеанский Северо-Запад по понятным причинам взволнован возможным переходом на деревянные строительные материалы, так как здесь есть густые леса и простаивающие лесопилки.

«Заготовка древесины на [северо-западном тихоокеанском регионе] значительно снизилась в результате слабого внутреннего спроса во время жилищного кризиса, который имел разрушительные последствия для лесной промышленности», – говорится в недавнем исследовании выбросов CLT в течение всего жизненного цикла.«В штате Вашингтон объем производства пиломатериалов снизился на 17% в период с 2014 по 2016 год, и по сравнению с 10 годами назад лесопилки (крупнейший сектор по потреблению древесины) производили на треть меньше досок».

В масштабах страны леса настолько переполнены, что Департамент лесного хозяйства выделяет 9 миллионов долларов в виде грантов на новые идеи по использованию древесины. Многие местные сообщества приветствовали бы новый спрос.

В то время как CLT продолжает бурно развиваться в Европе и ускоряется в Канаде, в США ему по-прежнему мешают анахроничные и чрезмерно предписывающие строительные нормы, ограниченное внутреннее предложение и консервативное мышление строительной отрасли.

Что касается поставок, Vaagen Brothers, известная вашингтонская лесопилка, уже выделила вторую компанию, специализирующуюся на CLT; ожидается, что другие заводы последуют этому примеру. Компания под названием Katerra недавно открыла крупнейший в Северной Америке завод по производству CLT в Спокане, штат Вашингтон, и законодатели штата готовы отметить это событие. Это может помочь в массовом производстве древесины в регионе.

На данный момент существует ряд ярких разовых проектов CLT в США: инновационный центр Catalyst в Спокане, офисное здание T3 в Миннеаполисе, кондоминиумы Carbon 12 в Портленде, штат Орегон, начальная школа Франклина в Западной Вирджинии и более.Но поскольку они разовые, они требуют много дополнительной работы по тестированию, проектированию и получению разрешений. И не хватает как подходящих материалов, так и знакомых с ними подрядчиков и строителей. «Это еще не развитая отрасль», – говорит архитектор Майкл Грин, чье основополагающее выступление на TED Talk 2013 года о массовом производстве древесины помогло поднять интерес в США. (Примечание: Катерра недавно приобрела Michael Green Architecture.)

Тем не менее, растущий энтузиазм строителей и защитников, похоже, ослабляет сопротивление.Почему они так настроены?

Преимущества массового бруса

1. Хорошо работает в условиях пожара

Особенно в США люди ассоциируют дерево в зданиях с конструкцией стержневого каркаса, 2X4 и фанеру, которые являются легковоспламеняющимися AF. Ничего не помогает и то, что в последнее время средства массовой информации пестрят изображениями горящих домов и жилых кварталов в Калифорнии. О массовых лесах это первый вопрос: а как насчет огня?

Дело в том, что большие, твердые, сжатые куски дерева на самом деле довольно трудно поджечь.(Поднесите спичку к большому бревну какое-то время.) В случае пожара внешний слой массивной древесины будет иметь тенденцию обугливаться предсказуемым образом, что эффективно самозатухает и защищает внутреннюю часть, позволяя ей сохранять структурную целостность в течение длительного времени. несколько часов даже при сильном огне.

Отчеты об испытаниях CLT на огнестойкость поступают от Лесной службы США, Совета по международным кодексам и Фонда исследований противопожарной защиты. (Лесная служба также провела обширные взрывные испытания CLT, которые она успешно прошла, открыв дверь для его использования на военных объектах.Суть в том, что все строительные материалы должны соответствовать нормам, а CLT – нормам пожарной безопасности.

Интересное замечание: большинство людей не осознают, что «сталь ужасна в огне», – говорит Грин. «Когда он достигает умеренной температуры, это становится очень непредсказуемым, и дело сделано. Ваше здание должно быть снесено ». Когда Грин использует сталь, он часто окружает ее CLT, чтобы защитить ее в случае пожара.

2. Снижает выбросы углерода

Примерно 11 процентов мировых выбросов парниковых газов приходится на строительные материалы и строительство; еще 28 процентов приходится на строительные работы, которые в основном связаны с использованием энергии.По мере того как в ближайшие годы энергия станет чище, материалы и конструкции будут представлять все большую долю углеродного воздействия на здания. Именно на это и направлена ​​масса древесины.

Определение воздействия массивной древесины на выбросы углерода в течение всего жизненного цикла – непростая задача. Необходимо подсчитать не менее трех углеродных эффектов.

Во-первых, некоторые выбросы парниковых газов производятся цепочкой поставок, начиная с лесного хозяйства. При лесозаготовках нарушается и высвобождается почвенный углерод, образуются растительные и древесные отходы, которые в конечном итоге гниют и выделяют углерод, а выбросы производятся транспортными средствами и механизмами, необходимыми для распиловки древесины, транспортировки ее на комбинат и обработки.Примечательно, что в большинстве традиционных анализов жизненного цикла поставки древесины считаются углеродно-нейтральными, если предполагается, что они поступают из устойчиво управляемых лесов; как мы увидим позже, это не всегда надежное предположение.

Во-вторых, некоторое количество углерода содержится в самой древесине, где он удерживается в зданиях, которые могут прослужить от 50 до сотен лет. Хотя точное количество будет зависеть от породы деревьев, методов ведения лесного хозяйства, транспортных расходов и ряда других факторов, Грин говорит, что хорошее практическое правило (подтвержденное этим исследованием) заключается в том, что один кубический метр древесины CLT связывает примерно одну тонну (1 .1 тонна США) CO2.

(Опять же, как мы увидим позже, это зависит от некоторых предположений о лесном хозяйстве.)

Это имеет значение. Shutterstock

В-третьих, что наиболее важно, замена бетона и стали массивной древесиной позволяет избежать включения углерода в эти материалы, что является существенным. На производство цемента и бетона приходится около 8 процентов мировых выбросов парниковых газов, больше, чем любая другая страна, кроме США и Китая.На долю мировой черной металлургии приходится еще 5 процентов. Примерно полтонны CO2 выбрасывается для производства тонны бетона; При производстве тонны стали выбрасывается 2 тонны CO2. Все эти воплощенные выбросы избегаются при замене CLT.

Точный баланс этих трех углеродных эффектов будет зависеть от индивидуальных случаев, но исследования показывают, что для всех, кроме самых плохо управляемых лесов, общим воздействием использования CLT вместо бетона и стали будет сокращение парниковых газов.В исследовании 2014 года, опубликованном в Journal of Sustainable Forestry, был подробно рассмотрен вопрос о влиянии углерода на крупномасштабную замену древесных материалов на альтернативные продукты и сделан вывод: «В глобальном масштабе можно устойчиво заготавливать как достаточное количество дополнительной древесины, так и потребность в достаточной инфраструктуре зданий и мостов. будут построены так, чтобы сократить годовые выбросы CO2 на 14–31% и потребление FF на 12–19%, если часть этой инфраструктуры будет сделана из дерева ». По его словам, наибольшее сокращение выбросов CO2 произошло за счет «отказа от избыточной энергии [ископаемого топлива], используемой для изготовления стальных и бетонных конструкций.”

Совсем недавно группа из Вашингтонского университета попыталась провести полный комплексный анализ жизненного цикла, сравнивая «гибридное, среднеэтажное коммерческое здание из кросс-клееной древесины (CLT)» с «железобетонным зданием с аналогичными функциями. характеристики.” Подсчитав все факторы, они пришли к выводу, что здание CLT представляет «26,5% -ное снижение потенциала глобального потепления».

Это, вероятно, неплохая оценка, основанная на практическом опыте, хотя, опять же, эта цифра может быть увеличена в любом направлении за счет лучших или худших методов ведения лесного хозяйства, транспорта, фрезерования, строительства и утилизации.

3. Позволяет строить здания быстрее, с меньшими затратами на рабочую силу и меньшими отходами

Вместо того, чтобы заказывать материалы в массовых количествах, разрезать по размеру на месте и собирать, как при традиционном строительстве, большая часть труда и изготовления зданий из CLT выполняется на заводе, часто с использованием станков с числовым программным управлением (ЧПУ). для точных разрезов.

Если архитекторы и дизайнеры предоставят подробные планы, фабрика может изготовить, e.g., стена CLT точно по спецификации, с дверными и оконными проемами в нужных местах и ​​с местом для водопровода и электричества. Это практически исключает отходы материала – нет вырезов в дверях и окнах, которые можно было бы выбросить, потому что древесина никогда не закладывалась в них. При производстве с компьютерным управлением древесина укладывается только там, где это необходимо.

Поскольку эти сборные элементы могут быть собраны по несколько за раз, последовательно, с относительно небольшими трудозатратами, их можно доставить на строительную площадку точно в срок, что позволяет избежать массовых запасов на месте и минимизировать затраты на месте. срыв.Строительные проекты можно втиснуть в тесные, своеобразные городские пространства.

Даже высокие башни можно построить за несколько недель с низкими затратами на рабочую силу. По данным производителей пиломатериалов из хвойных пород, «массивные деревянные дома строятся примерно на 25% быстрее, чем бетонные, и требуют на 90% меньше строительных перевозок».

Заводское производство «создаст высокий уровень повторяемости, который приведет к сокращению отходов и потраченных впустую затрат» обычного строительства, говорит Грин, что в конечном итоге сделает что-то вроде набора запчастей для дома невероятно дешевым.

Действительно, в статье для National Geographic журналист Сол Элбейн пишет о Джоне Кляйне, архитекторе из Массачусетского технологического института, который считает, что «его фирма могла бы предложить многолюдным городам 2020-х годов линейку стандартизированных, настраиваемых квартир средней этажности и офисных зданий. , по большей части изготовленные из модульной массивной древесины, которую разработчики могли заказать в спецификациях, как диваны IKEA ».

Прямо сейчас, говорит Кляйн, «каждое здание – это прототип», спроектированный и построенный один раз. Массовая древесина поможет это изменить.

4.Это фантастика при землетрясениях

Эффективность массивной древесины при землетрясениях была многократно проверена (и проверена и проверена) и оказалась чрезвычайно хорошей.

В то время как бетон просто трескается при землетрясениях, что означает, что бетонные здания необходимо сносить и заменять, деревянные здания можно ремонтировать после землетрясений.

Массивная древесина также легче и может быть построена на городских землях, например. заброшенные поля, не подходящие для тяжелого бетонного строительства.

5. Это эстетически и даже духовно привлекательно

Древесина часто остается открытой в массовых деревянных зданиях – ее не нужно обертывать или укреплять, чтобы соответствовать нормам – и нет ничего более красивого, чем большие участки открытой древесины. Это привлекательно на первичном уровне, это связь с природой. По словам Грин, дерево – это «отпечаток пальца природы в зданиях», который оказывает глубокое успокаивающее действие.

Архитектор Сьюзан Джонс из Atelierjones LLC руководила строительством одной из первых односемейных резиденций CLT – ее дома в Сиэтле, построенного пять лет в соответствии с суперэффективными стандартами пассивных домов.(Об этом было рассказано в журнале Dwell Magazine.) «Нам нравится там жить», – говорит она. Интерьер полностью отделан деревом, а «акустика невероятно богатая, есть красивый тон, в воздухе все еще чувствуется легкий запах сосны, а то, как он улавливает свет, просто волшебно». Джонс говорит, что, учитывая все обстоятельства, строительство ее дома с использованием CLT добавило около 8 процентов к общим затратам.

Внутри дома CLT Сьюзан Джонс. Ателье Джонс

(См. Также этот очень крутой дом CLT в Атланте, который вы можете арендовать через Airbnb.)

Массивная древесина также является хорошим естественным изолятором: «Хвойная древесина в целом имеет примерно одну треть теплоизоляционной способности сопоставимой толщины стекловолоконной изоляции, но примерно в 10 раз больше, чем у бетона и кирпичной кладки, и в 400 раз больше, чем цельная сталь. ” Это делает его особенно подходящим для окон и дверей.

6. Это может помочь заплатить за хорошее управление лесным хозяйством на государственной земле

Леса на Западе превратились в пороховые бочки отчасти из-за изменения климата, а отчасти из-за многих лет плохого управления.Они засыпаны мертвыми или ослабленными от нашествия сосновыми жуками деревьями. Десятилетия чрезмерно усердной противопожарной защиты заставили их задыхаться от густых деревьев небольшого диаметра. В последнее время, когда вокруг все это возжигание, «так много топлива, что интенсивность огня стирает все с лица земли», – говорит Хилари Франц, уполномоченный по делам общественных земель в штате Вашингтон. Земля постоянно покрыта шрамами.

Леса на государственных землях остро нуждаются в прореживании, но финансирования всегда не хватает. Это натолкнуло Франца на мысль: использовать слабые и маленькие деревья, для которых нет другого рынка, для массового производства древесины.(Подойдут бревна с вершиной всего 4,5 дюйма.) Достаточно большой рынок массивной древесины создаст финансирование для прореживания этих деревьев. В качестве бонуса Франц хочет использовать массивную древесину для строительства недорогого доступного жилья на государственной земле.

7. Он может создать рабочие места в неблагополучных сельских районах

Хвойные (в основном сосновые, еловые или пихтовые) леса в США в основном встречаются на северо-западе и юго-востоке, и общины, которые живут и работают в них, испытывают трудности, особенно после жилищного кризиса и большой рецессии.

Новый спрос на древесину хвойных пород может помочь открыть некоторые из закрытых заводов и возродить некоторые из этих сообществ, согласовав их интересы с программой национального возрождения в стиле Green New Deal.

8. Другого выбора нет

В своем выступлении на TED Грин отмечает, что миллиарды людей во всем мире не имеют дома – полмиллиона в Северной Америке – и в грядущем столетии им придется поселиться в основном в городах. Если все это городское жилье будет выполнено из бетона и стали, климат будет в шланге.

«В течение следующих 20 лет будет построено более половины новых зданий, ожидаемых к 2060 году», – сообщает Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП). «Что еще более тревожно, две трети этих дополнений, как ожидается, произойдут в странах, которые в настоящее время не имеют обязательных строительных норм в области энергетики».

Необходимо найти более устойчивую альтернативу. А древесина – единственный материал, в достаточном количестве и возобновляемый, чтобы выполнять эту работу. Нам нужно выяснить, как заставить его работать.«У нас нет выбора, – сказал мне Грин. «Это единственный вариант».

«Улыбка», общественный павильон из CLT, спроектированный и построенный в Лондоне в 2016 году архитектором Элисон Брукс. Архитекторы Элисон Брукс

Оговорки о массовой древесине

Из всего, что я читал и среди всех, с кем я говорил о массовом дереве, я не встречал ничего, кроме энтузиазма по поводу его архитектурных свойств. Единственным исключением может быть коалиция Build With Strength, которая выступила против массового включения древесины в IBC, охарактеризовав ее как шаткую, легковоспламеняющуюся и экологически неустойчивую.Но Build With Strength, кхм, спонсируется бетонной промышленностью.

В целом, архитекторы и строители в восторге от массового производства древесины, равно как и лесозаготовительные предприятия и сообщества, политики лесных штатов, ястребы, занимающиеся вопросами климата, обеспокоенные углеродным воздействием зданий, а городские власти ищут способы ускорить декарбонизацию (и добиться хороших результатов). PR).

Не все шло гладко – несколько панелей CLT треснули и рухнули во время строительства здания Университета штата Орегон в марте 2018 г .; планы строительства деревянной башни в Портленде, штат Орегон, провалились, но попутный ветер, стоящий за массивной древесиной, очень силен.Материал, который можно выращивать в изобилии, создает рабочие места в сельской местности, снижает строительные отходы и затраты на рабочую силу, а также замедляет рост бетона и стали, кажется беспроигрышным вариантом.

Существующие добросовестные оговорки касаются цепочки поставок, и они бывают двух форм.

Во-первых, защита и правильное управление лесами – это огромная часть борьбы с изменением климата и сохранения пригодного для жизни мира. Нетронутые лесные экосистемы обеспечивают не только связывание углерода, но и экосистемные услуги, среду обитания диких животных, отдых и красоту.

Сплошная рубка в Орегоне. Shutterstock

Экологи опасаются, что леса Северной Америки недостаточно защищены, чтобы выдержать резкий скачок спроса. Совет по защите природных ресурсов опубликовал ужасающий отчет о (систематически заниженном) количестве парниковых газов, выбрасываемых в результате сплошных рубок в бореальных лесах Канады, поскольку нетронутые экосистемы заменяются управляемыми лесными монокультурами. (Подробнее о повреждении бореальной зоны в этом отчете.В Oregon Wild есть аналогичный отчет об устаревших правилах лесного хозяйства в этом штате, которые являются одними из самых слабых в стране.

Существует два конкурирующих стандарта сертификации заготавливаемой древесины: Инициатива устойчивого лесного хозяйства (SFI), спонсируемая отраслью, и Лесной попечительский совет (FSC), независимый орган, созданный защитниками окружающей среды. Неудивительно, что стандарты FSC значительно строже в отношении сплошных рубок, использования пестицидов и многого другого. Хотя у SFI есть свои защитники и недавно были проведены реформы, на экологов это не произвело впечатления, и несколько архитекторов и строителей, с которыми я разговаривал, решительно предпочли использовать древесину FSC.(Джонс сказала, что предлагает это клиентам, но это добавляет 10-процентную надбавку, поэтому они не всегда идут на это.)

Во-вторых, некоторые защитники окружающей среды обеспокоены тем, что преимущества древесины как строительного материала в отношении секвестрации переоцениваются.

Международный институт устойчивого развития опубликовал в прошлом году отчет, в котором рассматриваются пробелы и недостатки в анализе жизненного цикла применительно к строительным материалам, в частности к дереву. Они обнаружили, что «существующие LCA дают сильно различающиеся результаты даже для аналогичных зданий», что существуют широкие региональные различия в характеристиках зданий, и, что особенно важно, что LCA имеет тенденцию преувеличивать важность «воплощенного углерода» в древесине, игнорируя или недооценка выбросов в других частях жизненного цикла.

В частности, говорится в сообщении, наиболее неопределенные части большинства ОЖЦ связаны с углеродом, секвестрированным в древесине. , и углеродом, высвобождающимся в конце срока службы – двумя вопросами, имеющими центральное значение для массового производства древесины.

Многочисленные экологические группы, возглавляемые Sierra Club, подписали в 2018 году открытое письмо официальным лицам штата Калифорния, призывая проявлять осторожность в отношении массовой древесины. Примечательно, что они не возражали категорически. Они утверждали, что благодаря современным методам ведения лесного хозяйства его климатические преимущества преувеличены.«CLT не может быть экологически безопасным, если он не исходит из экологически безопасного лесного хозяйства», – заявили они.

В письме приводится краткий список принципов, которыми следует руководствоваться в экологически безопасном лесном хозяйстве, в том числе: «Необходимо прекратить вырубку оставшихся в мире спелых и девственных лесов, а также непроходимых / неосвоенных и других нетронутых лесных ландшафтов». И: «Посадки деревьев не должны создаваться за счет естественных лесов».

Хотя это и не идеально, они пришли к выводу, что «FSC-сертификация частных лесных угодий может способствовать прогрессу в правильном направлении.”

«Нет никаких сомнений в том, что [FSC] является золотым стандартом, – говорит Джонс, – но все это лучше, чем ничего не делать».

Массовая древесина должна сочетаться с устойчивым лесным хозяйством

Что мы должны сделать из всего этого?

Есть много способов уменьшить воздействие строительного сектора на окружающую среду и климат, некоторые из которых, возможно, более важны, по крайней мере на данный момент, чем воплощенный углерод материалов. К ним относятся плотные городские засыпки и мультимодальные перевозки, более устойчивые цепочки поставок и методы строительства, электрификация систем отопления и охлаждения, а также улучшение характеристик зданий (эффективное тепло, свет и циркуляция воздуха).

Но, тем не менее, математика ясна: это будет катастрофа, если мы попытаемся приспособить растущее, урбанизирующееся население 21-го века зданиями из бетона и стали, точно так же, как это будет катастрофой, если мы попытаемся сделать это с помощью генерируемой энергии. из ископаемого топлива.

Массовая древесина представляется единственной жизнеспособной альтернативой. И это круто! Это сокращает отходы и затраты, открывает возможность массового производства недорогого жилья на заводе и пробуждает интерес и творческий потенциал строительного сообщества.”Это так весело!” Джонс говорит.

T3 Bayside в Торонто – после завершения строительства в 2021 году, самая высокая офисная башня из дерева в Северной Америке. 3XN

Как бы круто это ни было, было бы катастрофой, если бы переход на массовую древесину привел к дальнейшей потере зрелых лесов и усилению сплошных рубок. Воздействие неустойчивого лесного хозяйства может свести на нет остальные выгоды.

Для меня моральные, экономические и стратегические аргументы указывают на одно и то же: массовое производство древесины заслуживает признания и поддержки, но оно всегда и везде должно идти рука об руку с новым акцентом на экологически безопасное лесное хозяйство.По крайней мере, все, кто выступает за массовую древесину или участвует в ней, должны добиваться того, чтобы стандарты сертификации FSC стали нормативным уровнем, а не добровольным потолком.

Дров достаточно; По оценкам Грина, 20 лесам Северной Америки требуется около 13 минут, чтобы в совокупности вырастить достаточно древесины для 20-этажного здания. Но если мы хотим, чтобы леса сделали для нас больше, чтобы обеспечить все наши квартиры, офисы и дома, мы должны заботиться о них, чтобы они могли делать то же самое для будущих поколений.

---

Дополнительная литература

Некоторые подробные ресурсы для людей, которые хотят заняться массовым лесным хозяйством:

• Отраслевая группа Think Wood имеет руководство по CLT, которое охватывает «производство, конструктивное проектирование, соединения, пожарные и экологические характеристики, а также подъем и перемещение элементов CLT». Он также предлагает множество страниц по конкретным темам, связанным с таймером массы, например, CLT.
• Фирма Fast + Epp, занимающаяся проектированием строительных конструкций, имеет «Руководство разработчика по массивной древесине», «краткий обзор различных типов массивной древесины, примеры недавних массовых деревянных башен, маркетинговые возможности, а также преимущества и риски строительства.”
В журнале «
• Canadian Architect» есть чрезвычайно подробный учебник по массивной древесине с точки зрения строительной инженерии.
У
• Central City Association of Los Angeles есть красивый технический документ, обобщающий массовый таймер.
У
• Utility Dive есть интервью с архитектором Эндрю Цэем Джейкобсом, которое он называет «массовой древесиной 101».

Несколько хорошо сделанных и доступных для СМИ знакомств с массовой древесиной:

И не пропустите выступление Майкла Грина на TED Talk.

4 причины выбрать экологически чистые строительные материалы

05.11.2019

По данным Агентства по охране окружающей среды (EPA), американцы проводят 90 процентов своего времени в помещении, в среде, полной загрязняющих веществ.К сожалению, обычные строительные материалы, системы центрального отопления и охлаждения, а также бытовые приборы могут быть источниками загрязняющих веществ и токсинов в доме, поэтому так важен выбор экологически чистых материалов.

Для домовладельцев, стремящихся создать здоровую среду в помещении, при этом минимально воздействуя на окружающую среду, популярность экологически чистых строительных материалов (иногда называемых «зелеными») не должна вызывать удивления. Фактически, глобальное зеленое строительство продолжает удваиваться каждые три года.

В широком смысле экологически чистые продукты – это продукты, не наносящие вреда окружающей среде. При использовании в строительстве экологически чистые строительные материалы предлагают домовладельцам многочисленные преимущества, которых нет у обычных строительных материалов. Хотите узнать больше о преимуществах экологически чистых строительных материалов? Читайте ниже, чтобы узнать больше.

Что такое экологически чистые строительные материалы?

По сравнению с продуктами или материалами, производимыми традиционным способом, экологически чистые продукты предназначены для улучшения жизненного пространства человека с уважением к окружающей среде.Чтобы считаться экологически чистым, продукт обычно соответствует нескольким из следующих критериев:

• Возобновляемые ресурсы
• Снижение загрязнения воздуха, земли или воды
• Продемонстрировать высокую износостойкость или срок службы
• Изготовлен из вторсырья
• Повышение энергоэффективности

Общие экологически чистые строительные материалы

Зеленые строительные материалы широко распространены благодаря растущему спросу на экологичное и устойчивое строительство.Существует множество различных вариантов улучшения вашей жилой среды, поэтому вот несколько распространенных экологически чистых вариантов, которые стоит рассмотреть.

Земляные материалы

Земляные материалы – это материалы, которые встречаются в земле в естественных условиях, например минералы, глина и почва. Земляные материалы также могут включать металлы и драгоценные камни. Из-за их прочности и долговечности земляные материалы, такие как кирпич, камень и песок, обычно используются для строительства стен и производства изоляционных материалов.

Бамбук

Бамбук – это быстрорастущий восстанавливающий вид травы, который веками использовался в строительстве. Бамбук не требует орошения, пестицидов или химической обработки для роста, что делает его обильным устойчивым ресурсом. Гибкость и прочные натуральные волокна делают его хорошим материалом для полов и стен. В зависимости от породы и цвета он может быть более прочным, чем древесина твердых пород.

Стекловолокно

Стекловолокно известно своими изоляционными свойствами, а также является отличным экологически чистым вариантом.Многие изоляционные продукты производятся без вредных химических веществ, таких как фенол / формальдегид (PF), и из переработанных стеклянных бутылок и песка. Стекловолокно – это экономичный, переработанный изоляционный материал, который является идеальным решением для создания тепловых и акустических барьеров, особенно для жилых домов.

Почему следует выбирать экологически чистые строительные материалы

Выбор экологически чистых строительных материалов помогает снизить воздействие на окружающую среду, обеспечивая при этом, что ваш дом построен с учетом устойчивости и оптимальной производительности.Но преимущества использования экологически чистых строительных материалов в вашем строительстве не ограничиваются защитой окружающей среды. Зеленые здания и связанные с ними материалы могут улучшить общее самочувствие и могут положительно повлиять на качество жизни вас и ваших близких.

1. Улучшение качества воздуха в помещении

EPA сообщило, что воздух в помещении может быть в два-пять раз более загрязненным, чем воздух на улице, из-за естественных источников и факторов окружающей среды, таких как растения, животные и химические побочные продукты.Вот почему так важно делать правильный выбор при выборе строительных материалов для дома.

Выбор нетоксичных продуктов, изготовленных из переработанных материалов и не содержащих вредных химикатов, обеспечивает циркуляцию меньшего количества загрязняющих веществ в воздухе.

2. Снижение воздействия токсинов

Многие обычные строительные материалы содержат вредные токсины. Некоторые из наиболее распространенных виновников домашнего хозяйства – поливинилхлорид (ПВХ), материал, обычно используемый в трубах для водоснабжения и канализации, изоляции электрических кабелей, желобов и оконных рам.

Еще одно химическое вещество, обычно содержащееся в строительных материалах, – это формальдегид. Формальдегид часто содержится в изделиях из прессованной древесины или в клеящих материалах и красках. К счастью, по мере роста осведомленности потребителей производители обращаются к альтернативным источникам строительных материалов, таким как изоляция без формальдегида.

3. Улучшение самочувствия

Исследование Совета по экологическому строительству Великобритании показало, что 30 процентов домовладельцев готовы платить больше за дом, который способствует их здоровью и благополучию.Эти домовладельцы являются частью растущей популярности биофильного дизайна. Биофильный дизайн – это идея создания естественной среды в помещении, которая, как было доказано, положительно влияет на здоровье человека.

Улучшение психического здоровья выходит за рамки естественного внешнего вида пространства, но также и его конструкции. Было доказано, что здания со свежим чистым воздухом, сниженным уровнем звукового загрязнения и естественным освещением повышают производительность и общее благополучие.

4.Сэкономьте деньги

Долгосрочная экономия средств за счет использования экологически чистых строительных материалов – одно из главных преимуществ выбора строительства из них. По данным Совета по экологическому строительству США, зеленые дома потребляют на 40 процентов меньше энергии. Помимо ежемесячной экономии на альтернативных строительных материалах и эффективных приспособлениях, такие льготы, как налоговые льготы и страховые скидки, могут увеличить долгосрочную отдачу.

Использование экологически чистых строительных материалов в жилищном строительстве становится все более распространенным явлением и может иметь значительное положительное влияние на здоровье и счастье вашей семьи.Земляные материалы, бамбук, волокна на растительной основе и изоляция из переработанных материалов – это лишь некоторые из продуктов, которые можно использовать для улучшения жилого пространства.

Knauf Insulation – ваш экологичный ресурс

Компания Knauf Insulation считает, что улучшение мира начинается с пространства, в котором мы живем, работаем и отдыхаем. Наши продукты производятся из натуральных, более экологически безопасных органических ресурсов, таких как песок и переработанное стекло, и мы с гордостью представляем ECOSE® Technology и продукты на основе биоматериалов.