Кліматичні зміни вимагають нових правил будівництва. Що відбувається

Різкі температурні коливання, тривалі періоди спеки й посухи поступово руйнують будівельні матеріали, знижують міцність конструкцій і скорочують їхній термін служби не менше, аніж стихійні лиха, як-от шторми й повені, що давно визнані серйозною загрозою для будівель. Кліматичні зміни створюють нові виклики для архітектури й інженерії, змушують шукати інноваційні рішення для будівництва. LIGA.Life пояснює, як саме кліматичні фактори впливають на житлові й інші споруди у світі та в Україні та що з цим можна робити.

Аномальна спека та тріщини в будинках

Невдовзі після відкриття у 2001 році в межах масштабної забудови набережної Науковий центр Глазго у Шотландії став головною визначною пам'яткою міста. Королева Єлизавета відкрила витончений комплекс у формі півмісяця, який вміщав титановий кінотеатр IMAX та експонати, що обіцяли розкрити таємниці науки й перспективи нових технологій. Але майбутнє — у вигляді мінливого клімату — швидко наздогнало цю споруду, пише видання Bloomberg.

У найспекотніший за всю історію шотландського міста червневий день 2018 року дах будівлі з неіржавної сталі почав просочуватися чорним слизом, оскільки герметик, призначений для прохолодної погоди, розріджувався при температурі 32°C. Руйнація Наукового центру стала особливо наочною ілюстрацією того, як зміна клімату може завдати непомітної, але невідворотної шкоди будівлям. Це не лише грубий вплив вітру, повені та граду, але й підступна, повільна шкода, спричинена погодою, що більше не відповідає умовам, для яких було споруджено будівлю.

Триваліші й сильніші хвилі спеки руйнують дахи та навантажують системи кондиціонування, опалення й вентиляції. Різкі перепади температури спричиняють термічну циклічність, що розширює і стискає бетон та цегляні стіни, прискорюючи появу тріщин і проникнення води.

Наприклад, асфальтова черепиця деформується під невблаганним сонцем, тоді як тротуар прогинається, а сталеві рейки викривляються. Також фундаменти можуть зміщуватися під час посухи або високих температур, що призводить до проривів труб і серйозних структурних деформацій.

Будівлі, побудовані для одного кліматичного сценарію, швидко опиняються в умовах іншого, а витрати на адаптацію несуть власники нерухомості, орендарі та платники податків. Хоча щорічні кліматичні збитки від лісових пожеж, ураганів та інших руйнівних інцидентів незабаром сягнуть сотень мільярдів доларів на рік, згідно з Національною оцінкою клімату, майже неможливо визначити, скільки ще втрачається через додаткову шкоду, спричинену зміною клімату.

Компанія Trepp, що займається аналізом ринку нерухомості, виявила, що минулого року витрати на ремонт і обслуговування зросли на 30% на багатьох великих ринках США. Дослідження компанії Atlas Real Estate показало, що середня вартість ремонту в орендованій нерухомості, зумовлена матеріальними витратами, інфляцією та витратами на оплату праці, зросла з $290 за інцидент у 2018 році до $501 у 2024 році. І, на відміну від повеней чи ураганів, ці проблеми часто не покриваються страховкою.

Хронічний вплив екстремальних погодних умов – це ефект доміно, зазначає Bloomberg. Системи, призначені для обігріву й охолодження будівель, що працюють на основі десятиліттями застарілих припущень щодо температури, споживають більше енергії й швидше виходять з ладу. Коли двигуни й конденсатори нагріваються і виходять з ладу, навантаження на мережу може призвести до відключень електроенергії. Крім того, як пише The New York Times, сильна спека та збільшення повеней, пов’язані зі зміною клімату, прискорюють розпад мостів, по суті, спричиняючи їх передчасне "старіння".

Спека і вологість не лише вимагають більших операційних і капітальних витрат, але й знижують доходи від використання будівлі, коли, наприклад, скасовуються заходи через екстремальні погодні умови. Однією з найбільших проблем є планування витрат на технічне обслуговування: потрібно провести системний аналіз, щоб зрозуміти, який склад будівельних матеріалів готовий або не готовий до кліматичних прогнозів: такого потенціалу не існує в більшості організацій.

Приклад цього – Греція, яка останніми роками страждає від рекордної спеки. За даними Національного банку Греції, середній термін житлового фонду становить 40 років, причому більш ніж половина житлових споруд були зведені до 1980-х років. Ці будівлі, здебільшого з бетону, зазнають більшого зносу від коливань температури, особливо прибережні готелі й помешкання для оренди, які становлять величезну частину туристичної індустрії країни. Багато будівельних матеріалів до Греції надходять із північних європейських країн зі значно м'якшими кліматичними умовами, а покрівельні системи часто виходять з ладу через ультрафіолетове випромінювання. Наразі триває модернізація старих будівель кондиціонерами, але цей процес часто пошкоджує їхні стіни та перевантажує місцеві електромережі.

Дорожні покриття й автостоянки також зазнають більшого зносу та пошкоджень через погодні умови, оскільки зв'язувальні речовини, що використовуються в асфальті, зазвичай змішуються спеціально для кожної кліматичної зони. Міські транспортні служби у всьому світі зазначають збільшення кількості вибоїн і деградацію доріг. Аналогічні наслідки були виявлені в Китаї.

Як розв'язують ці проблеми?

Нині для моделювання енергетичних потреб будівель інженери-механіки покладаються на показники типового метеорологічного року (TMY) — це набір метеорологічних даних зі значеннями даних на кожну годину року для певного географічного місця. Дані вибираються з погодинних даних за довший період часу (зазвичай 10 років або більше). Для кожного місяця в році дані були відібрані з року, котрий вважався найбільш "типовим" для цього місяця.

Підготовка будівель до нинішньої кліматичної кризи вимагатиме значних витрат на модернізацію і технології для моніторингу й виявлення проблем і витоків, а також на оновлення будівельних норм і проєктів будівель. Щоб допомогти оплатити такі виправлення, Європейський Союз вжив численних заходів, зокрема Європейський зелений курс, що передбачає досягнення вуглецевої нейтральності до 2050 року, та Фонд відновлення і стійкості для субсидування "зеленого переходу". У США також діє Закон про зниження інфляції, що передбачає низку грантів і податкових знижок на модернізацію будівель, що становить значну частину інвестицій в енергоефективність, (а це приблизно 50 мільярдів доларів США), вкладені в будівлі й технології чистої енергії для житла й офісів.

Існує також проблема робочої сили: нестача техніків, які можуть усунути проблеми, експертів з енергетики, інженерів і консультантів, які допомагають підготувати операторів. Окрім цього, кошти на відновлення та страхування можуть призвести до того, що певні будівлі неможливо буде відновити. Цю динаміку, в першу чергу, можна побачити в старих будівлях, експлуатація й обслуговування яких потребують вищих витрат.

Україна, погодні умови й відключення електроенергії

Уже цього літа українці відчули погодні рекорди: у столиці, наприклад, лише з початку липня було зафіксовано 13 температурних піків через спеку. Як пише Екодія, загалом на початок січня 2024 року по всій Україні було встановлено 64 метеорологічні рекорди, а саме значення максимальної температури на багатьох метеостанціях фіксували в межах від +10 градусів до +20 градусів. А в Укренерго зазначали, що аномальна спека ускладнює роботу обладнання, що може призводити до технічних збоїв.

Окрім загроз масованих обстрілів і пошкодження ліній електропередач, погодні умови в Україні також впливають на постачання електроенергії. Негода, сильний вітер, дощ, снігопади чи ожеледь часто стають причиною пошкоджень ліній електропередач. Сильні пориви вітру можуть ламати опори або обривати дроти, а снігопади й обмерзання – перевантажувати лінії, що веде до аварійних відключень світла та проведення ремонтних робіт.

Для українців уже не перший рік підготовка до зимового опалювального сезону має особливе значення. Як наголошує Міненерго, Україна сформувала достатні запаси паливно-мастильних матеріалів для проходження осінньо-зимового періоду. А для забезпечення електропостачання в умовах прицільних ворожих атак на об’єкти енергетичної інфраструктури для резервних джерел живлення в Україну було ввезено значну кількість генераторів, що працюють на дизельному пальному, бензині або газі. При уряді також створили штаб, який контролюватиме готовність українських регіонів і громад до зимових викликів.