Природная деятельность в строительной индустрии

1. Введение в  экологические проблемы в строительной  индустрии 
 
Необъятный земной шар становиться мал для развивающейся промышленности, вновь строящихся городов, быстро прибывающего населения. 
 
Такими же быстрыми темпами нарастают экологические проблемы. Каждый год в мире сжигается 20 млрд. тонн кислорода. Его баланс пока сохраняется на Земле за счет тропических лесов. Но и их с каждым годом становится все меньше и меньше. 
 
В целом на земном шаре сейчас используют более 100 млрд. тонн различных веществ в год. 
 
Ученые подсчитали, что за последние сто лет только в атмосферу было выброшено около 1,5млн. тонн мышьяка, 1 млн. тонн никеля, 1,35 млн. тонн кремния, 900 тысяч тонн угарного газа, 600 тысяч тонн цинка. Одна средняя ТЭС за сутки выбрасывает до 800 тонн золы и 125 тонн сернистого ангидрида. Это далеко не полный перечень того, что попадает в атмосферу от антропогенной деятельности. 
 
Воды морей и океанов испытывают сильнейшую экологическую нагрузку, что приводит к снижению очистительных свойств морских вод, уменьшению их биологической продуктивности. 
 
Почвенный покров планеты уже не справляется с техногенными отходами, во многих случаях природа еще не приспособилась перерабатывать чуждые ей загрязнения. Природа испытывает сильнейшие нагрузки, ведущие к её угнетению и гибели. 
 
В этой нерадостной картине строительной индустрии принадлежит немалая лепта. Наступило время, когда не только нужно громко говорить об этом, но и осваивать новые науки, которые бы помогали в решении экологических проблем. 
 
Одной из таких новых наук является строительная экология. Какие вопросы будет она рассматривать. Перечень этих вопросов значителен:

•  
  основные виды техногенных и антропогенных воздействий при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений;
•  
  способы сохранения поверхности земли при строительстве;
•  
  сохранение литосферы и грунтовых вод;
•  
  биопозитивные строительные решения;
•  
  природо-сберегающая технология строительства;
•  
  утилизация отходов при строительстве;
•  
  использование возобновляемых источников энергии;
•  
  применение безотходных технологий в решениях зданий;
•  
  мониторинг состояния среды и принятия решений по его результатам;
• архитектурно-строительные аспекты строительной экологии;
• правовые вопросы экологии и охраны среды.

 
К техногенным и антропогенным  воздействиям на природу относят  все виды воздействий, создаваемых  техникой и непосредственно человеком. К ним относятся:

• загрязнения (внесение в среду нехарактерных для нее новых физических, химических или биологических агентов, или превышение имеющегося естественного уровня этих агентов);
• технические преобразования и разрушения природных систем и ландшафтов (в процессе добычи природных ресурсов, строительства и др.);
• исчерпание природных ресурсов (полезные ископаемые, вода, воздух и др.);
• глобальные климатические воздействия (изменение климата в связи с деятельностью человека);
• эстетические воздействия (изменения природных форм, неблагоприятных для визуального и другого восприятия).

 
В результате таких всесторонних воздействий  меняется состав биосферы, круговорот и баланс веществ. Изменяется тепловой баланс земного шара, структура земной поверхности (застройка, укладка асфальта, строительство искусственных водоёмов, мелиорация и т.д.) истребляются и  перемещаются в новые места обитания некоторые виды животных и растений. 
 
Все техногенные воздействия приводят к ухудшению качества окружающей среды, которое отличается консерватизмом, т.к. оно вырабатывалось в течение миллионов лет эволюции. 
 
Одним из основных видов негативных воздействий являются загрязнения. 
 
Загрязнения делятся в зависимости от типа источника, последствий и мер контроля. Это сточные воды, газообразные выбросы, нечистоты, поглощающие кислород, носители инфекций, вещества, представляющие питательную ценность для сорных растений, минералы, неорганические кислоты, соли, твердые стоки, радиоактивные вещества и др. 
 
Загрязнения от источников (отходы промышленных предприятий, стройплощадок, бытовые отходы, отходы транспорта, энергетики, сельского хозяйства, а также химические средства защиты растений) поступают в атмосферу, гидросферу, литосферу, причём из экотипа (мест обитания биотического сообщества) они передаются всем составляющим биоценоза (растениям, животным, микроорганизмам)). 
 
Загрязнения могут быть природными (обычно вызванные катастрофами – вулканами, селями, торнадо, цунами, землетрясениями и др.) и антропогенными (от деятельности человека). 
 
Антропогенные загрязнения делят на биологические, механические, химические, физические. Можно выделить ещё одно специфическое для строительства загрязнение – визуальное и эстетическое, заключающееся в неблагоприятном изменении ландшавта. 
 
^ Физическое загрязнение может быть тепловым вследствие повышения температуры из-за потерь тепла в промышленности, в жилых домах, теплотрассах и т.д; шумовым – из-за повышения интенсивности шума вследствие работы предприятий, стройплощадок, движения транспорта и др.; световым – вследствие повышения освещённости из-за искусственных источников света; электромагнитным – из-за действия радио, телевизоров, промышленных установок; радиоактивным – из-за повышения естественного уровня (фона) содержания радиоактивных веществ (например, в сырье для производства строительных материалов, в каменном угле при сжигании его в котлах ТЭС). 
 
Физические загрязнения могут привести к развитию аномалий у животных, растений и человека. 
 
^ Химическое загрязнение может быть вызвано внесением каких-либо новых химических соединений (например, на основе полимеров) или повышением концентрации присутствующего в природной среде химического вещества. Многие из химических веществ активны и могут взаимодействовать с молекулами веществ, входящих в состав живого организма, или активно окисляться на воздухе, при этом они становятся ядовитыми по отношению к живым организмам. 
 
^ Механическое загрязнение, вызываемое веществами, не оказывающими на среду физического или химического воздействия, особенно характерно для строительства и производства строительных материалов. Сюда входят отходы камнепиления и производства железобетона, отходы при ремонте зданий и сооружений. 
 
^ Биологическое, а также микробиологическое загрязнения происходят при поступлении в окружающую среду биологических отходов в результате быстрого размножения микроорганизмов на антропогенных субстратах. Эти загрязнения характерны для строительной индустрии в связи с развитием новой отрасли – строительной биологии. 
 
Все виды загрязнений, проникающих в воздух, почву, воду поступают в живые организмы, снижая продуктивность или уничтожая экосистемы. 
 
Таблица 1 
 
Классификация загрязнений окружающей среды

 
Продолжение таблицы 1

 
 
Большую лепту в картину загрязнения  окружающей среды вносит строительная индустрия. Например, застройка и  асфальтирование все больших  площадей поверхности земли, сопоставимое в настоящее время с площадью поверхности земного шара, не только исключает из естественного отбора определенную часть земли, но и изменяет режим грунтовых вод, испарение  и т.д., что в итоге разрывает  сложившиеся связи в системе  биогеоценоза. Однако ни кто ещё  не считал, какая часть поверхности  земного шара может быть закрыта  непроницаемой оболочкой, чтобы  биосфере был нанесён непоправимый ущерб. 
 
Будущими инженерами-строителями должны быть рассмотрены и изучены все виды воздействий на природу при строительстве зданий и сооружений, а также предложены меры по защите окружающей среды с помощью строительных мероприятий. В состав таких мероприятий входят:

• защита и помощь в рациональном развитии воздушной, геологической, гидрогеологической среды живой природы (био- зооценозом)
• борьба с загрязнителями: химическим, биологическими, минеральными, тепловым, акустическим, визуальным;
• экономное расходование не возобновляемых ресурсов Земли (энергоносителей и др.);
• сохранение и восстановление земли для целей сельского хозяйства, рекреации, создания парков, садов, заповедников;
• утилизация отходов;
• охрана геологических и культурных памятников;
• создание экологически чистых зданий при сбалансированном состоянии урбанезованной и природной сред;
• мониторинг с целью принятия своевременных решений.

 
Начиная любое строительство (поселений, городов, объектов), необходимо применить  рациональную планировку (соотношение  урбанизованной и природной сред), а также ландшафтную архитектуру (учитывая рельеф местности и геологическую среду). 
 
Необходимо, чтобы архитектурно-строительные аспекты вписывали бы объект в окружающую среду. 
 
Основным принципиальным направлением современного строительства является сохранение поверхности земли и рельефа, т.е. осуществлять строительство там, где не могут быть использованы территории для сельского хозяйства или рекреации (склоны, лощины, холмы, овраги, прибрежные участки). Кроме того, необходимо развивать подземное и полуподземное строительство, а также строить здания, поднятые над поверхностью земли на опорах (столбах) и здания на искусственных территориях (например, создаваемые на шельфе). 
 
Инженеры-строители должны развивать биопозитивное строительство. Под биопозитивными зданиями и сооружениями имеются в виду здания, помогающие развитию живой природы – флоры и фауны. Например, биопзитивные инженерные конструкции:

• озеленяемые подпорные стены;
• шумо-защитные экраны, размещаемые вдоль магистралей и внутри кварталов;
• озеленяемые крыши, террасы, стены;
• биопозитивные подводные конструкции – коллекторы для разведения различных организмов и получения морепродуктов и др.

 
Большое внимание следует уделять  вопросам утилизации отходов промышленности и строительства с целью производства дешёвых строительных материалов и  использования вторичной энергии  – тепла энергоносителей. 
 
Для этого используются основные виды отходов промышленности:

• отходящие дымовые газы тепловых агрегатов;
• пыли;
• жидкости;
• шламы;
• неиспользованные горные породы (вскрышные);
• отходы камнеобработки;
• бытовые отходы;
• отходы самого строительства (строительные конструкции и элементы с браком).

 
Инженеры-строители должны знать  современные способы и методы утилизации отходов при производстве различных строительных материалов (например, тяжелых, легких, особо лёгких бетонов, камней из шламов– отходов камне пиления и др.), а также способы утилизации тепла и газов биологических свалок (что в настоящее время весьма актуально). 
 
Инженерам-строителям необходимо применять современные достижения в области разработки и создания нетрадиционных (возобновляемых) источников энергии. 
 
Все нетрадиционные источники энергии рассматриваются применительно к нуждам строительства, т.е. обеспечение энергией и теплом с целью создания экономически чистых зданий:

• использование солнечной энергии с помощью различных типов гелеонагревателей;
• использование преобразователей солнечной энергии в электрическую;
• использование тепловых насосов для утилизации тепла;
• Использование энергии ветровых и волновых электростанций. Конструктивные решения таких станций можно совмещать со зданиями различного назначения в акватории и на территориях с постоянными сильными ветрами;
• Использование энергии подземного тепла.

 
Инженеры-строители должны знать  способы мониторинга за состоянием окружающей среды с целью принятия своевременных решений об изменениях в планах строительства или эксплуатации построенных объектов. 
 
Для сфер (воздушной, водной, для земли и живой природы) оценивают загрязнения (минеральные, химические, биологические, тепловые, шумовые), а также уровень и движение грунтовых вод, состояние, качественный и количественный состав растительности, эрозия почв, шлейфы выбросов в воздух и воду и многое другое. 
 
Инженер-строитель обязан знать правовые вопросы охраны окружающей среды, свой обязанности и ответственность за нарушение правовых актов (вплоть до уголовной).