Основы обеспечения экологической безопасности строительных материалов на всех этапах их жизненного цикла

Введение. Оценка экологической безопасности для осуществления выбора оптимальной технологии производства строительных материалов является весьма актуальной. В качестве научной проблемы выделена необходимость экологической оценки (оценки экологической безопасности) жизненного цикла любого строительного материала на всех его этапах — от приобретения сырья или изготовления продукции из природных ресурсов до утилизации изделий, при этом принципиальная схема жизненного цикла строительного материала дополнена авторами этапом транспортировки (сырья, готового изделия). В качестве объекта исследования выступал условный строительный материал, а целью исследования явилась экологическая оценка нагрузок каждого этапа жизненного цикла условного строительного материала на компоненты окружающей среды. Данная работа должна способствовать внедрению технологии производства экологически более безопасных строительных материалов.
Материалы и методы. Авторами была рассмотрена взаимосвязь между свойствами материалов и качеством среды с использованием методов сопоставительного и системного анализов, метода графов и квалиметрического метода.
Результаты исследования. В результате проведенных исследований проанализированы потенциальные воздействия условного строительного материала на окружающую среду на всех этапах жизненного цикла — от приобретения сырья, производства и использования продукции до переработки по окончании ее срока службы, рециклинга и заключительной утилизации (цикл «от колыбели до могилы»). Авторами предложено учитывать этапы транспортировки сырья и готовой продукции в жизненном цикле строительных материалов для выполнения более точной оценки их воздействия на окружающую среду. Таким путем можно учесть весь жизненный цикл и включить данные в решение экологических задач, в том числе сократить величину выбросов, сбросов и отходов, что будет способствовать сбережению ресурсов.
Обсуждение и заключения. Экологическая оценка жизненного цикла строительного материала прежде всего должна учитывать вклад его негативного воздействия в обострение глобальных экологических проблем, в том числе глобальное потепление, разрушение озона в стратосферном слое атмосферы, образование озона в тропосферном слое, окисление водных ресурсов и почв, эвтрофикация водоемов, истощение невозобновляемых источников энергии (нефть, газ, уголь). Проведенный авторами анализ позволяет сделать вывод о том, что существенные различия в степени негативного воздействия на компоненты окружающей среды условных строительных материалов наблюдаются на этапе их изготовления. 

1. Bespalov V., Kotlyarova E. Assessment of the level of impact and degree of environmental safety of industrial facilities in the urban environment. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018;177:012036. https://doi.org/10.1088/1755-1315/177/1/012036

2. Bespalov V., Kotlyarova E. Methodological bases for assessing the level of environmental safety of dynamically developing urbanized territories. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020;1001:012101. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1001/1/012101

3. Halding P.S. Reduction of the Carbon Footprint of Precast Columns by Combining Normal and Light Aggregate Concrete. Buildings. 2022;12(2):215. https://doi.org/10.3390/buildings12020215

4. Colangelo F., Forcina A., Farina I. et al. Life Cycle Assessment (LCA) of Different Kinds of Concrete Containing Waste for Sustainable Construction. Buildings. 2018;8(5):70. https://doi.org/10.3390/buildings8050070

5. Bovea M.D., Powell J.C. Developments in life cycle assessment applied to evaluate the environmental performance of construction and demolition wastes. Waste Management. 2016;50:151–172. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2016.01.036

6. Ensign P.C. Business Models and Sustainable Development Goals. Sustainability. 2022;14:2558. https://doi.org/10.3390/su14052558

7. Daugaard D., Ding A. Global Drivers for ESG Performance: The Body of Knowledge. Sustainability. 2022;14(4):2322. https://doi.org/10.3390/su14042322

8. Verstina N., Solopova N., Taskaeva N. et al. New Approach to Assessing the Energy Efficiency of Industrial Facilities. Buildings. 2022;12(2):191. https://doi.org/10.3390/buildings12020191

9. Reyes-Quijije M., Rocha-Tamayo A., García-Troncoso N. et al. Preparation, Characterization, and Life Cycle Assessment of Aerated Concrete Blocks: A Case Study in Guayaquil City, Ecuador. Applied Science. 2022;12(4):1913. https://doi.org/10.3390/app12041913

10. Pushkar S., Yezioro A. Life Cycle Assessment Meeting Energy Standard Performance: An Office Building Case Study. Buildings. 2022;12(2):157. https://doi.org/10.3390/buildings12020157

11. Ferretti D., Michelini E. The Effect of Density on the Delicate Balance between Structural Requirements and Environmental Issues for AAC Blocks: An Experimental Investigation. Sustainability. 2021;13(23):13186. https://doi.org/10.3390/su132313186

12. Yang Q., Kong L., Tong H. et al. Evaluation Model of Environmental Impacts of Insulation Building Envelopes. Sustainability. 2020;12(6):2258. https://doi.org/10.3390/su12062258

13. Chen P.-K., Lujan-Blanco I., Fortuny-Santos J. et al. Manufacturing and Environmental Sustainability: The Effects of Employee Involvement, Stakeholder Pressure and ISO 14001. Sustainability. 2020;12(18):7258. https://doi.org/10.3390/su12187258

14. Ociepa-Kubicka A., Deska I., Ociepa E. Organizations towards the Evaluation of Environmental Management Tools ISO 14001 and EMAS. Energies. 2021;14(16):4870. https://doi.org/10.3390/en14164870

15. Kisku N., Joshi H., Ansari M. et al. A critical review and assessment for usage of recycled aggregate as sustainable construction material. Construction and Building Materials. 2017;131:721–740. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.11.029

16. Князева В.П. Экологические аспекты выбора материалов в архитектурном проектировании. Москва: Архитектура-С; 2006. 296 с. URL: http://books.totalarch.com/ecological_aspects_of_the_choice_of_materials_in_architectural_