2. Շենքեր և էներգիա
Ի՞նչ ես կարծում՝ ինչպիսի՞ն կլիներ քո կյանքը առանց էլեկտրականության։
Արի մի պահ կանգ առնենք և կարդալուց առաջ մտածենք։ Դա կօգնի կենտրոնացնել մտքերը։
Երբևէ մտածե՞լ եք՝ ինչքան է մեր կյանքը կախված էներգիայից։ Այս տարի մեր թիմը առցանց ծրագիր էր իրականացնում Արցախում։ Ինչպես գիտեք, Արցախն այժմ գտնվում է Ադրբեջանի կողմից անմարդկային և անօրինական շրջափակման մեջ, որի արդյունքում մարդիկ չունեն գազ, իսկ էլեկրաէներգիան ստանում են օրվա մեջ սահմանափակ ժամաքանակով։ Եվ մենք այս դժվար իրավիճակում առցանց դասեր էինք անցկացնում։ Այս ամենը բարդ է կազմակերպել, քանի որ մարդիկ օրվա մեջ 5 ժամ է, որ ունեն էլեկտրականություն, որի ընթացքում կարող են լոգանք ընդունել, ուտելիք կամ սուրճ պատրաստել, հագուստը լվանալ, և այդ ամենին զուգահեռ պետք է նաև կարդալ դասը և գալ առցանց հանդիպման։ Սա հոսանքազրկված տարածքում ապրող մարդկանց ապրելակերպ է:

Պատկերացրեք՝ ինչ բարդ է եղել նաև շոգ ամառվա ընթացքում առանց օդորակման մնալը, կամ ձմռանը ապրել առանց շինությունը ջեռուցելու։ Եկեք տեսնենք՝ իսկ ի՞նչպես են նախկինում մարդիկ կարողացել շոգ ամռանը ու ցուրտ ձմռանը շարունակել ապրել առանց էլեկտրականության։

Օրինակ՝ Իրանում, որը հայտնի է իր կիսաանապատային կլիմայով և ամռանը միջինում 38 աստիճան Ցելսիուս ջերամաստիճանով,
8-րդ դարից ի վեր շենքերում կառուցում էին բադգիրներ։ Բառը կարելի է թարգմանել որպես «քամի-բռնող»։ Մինչ հիմա շատ քաղաքներ օդափոխիչ սարքերի փոխարեն կիրառում են բադգիրներ, քանի որ նրանք կախված չեն էլեկտրականությունից և աղմուկ չեն ստեղծում։

Բադգիրը աշտարակի և ծխնելույզի տեսք ունի, որը կառուցվում է քամու ուղղությամբ բաց հատվածներով, որը թույլ է տալիս սառը քամին ուղղորդել դեպի շինության ներս։ Երբ քամի չկա, տաք օդը ուղղակի բարձրանում և դուրս է գալիս շենքից։ Ի դեպ, այս մեթոդը կոչվում է պասիվ սառեցում, որը կենտրոնանում է շենքում ջերմության վերահսկման վրա՝ կիրառելով մաքսիմալ քիչ էներգիա։

Նման տեխնիկաներ և դրանց ժամանակակից տարբերակները կիրառվում են նաև արաբական աշխարհում։
ԲԱԴԳԻՐ
Արաբական էմիրություններում գտնվող Մասդար քաղաքի հողմաշատարակը արաբական ավանդական հողմաշտարակի ժամանակակից տեսակն է։ 45 մետր բարձրության վրա գտնվող աշտարակը գրավում է վերին մակարդակի ավելի սառը քամիները և դրանք ուղղորդում դեպի իր հիմքում գտնվող հանրային հրապարակ: Պողպատե կառուցվածքի վերին մասում գտնվող սենսորներն ունեն փեղկեր, որոնք բացվում են գերակշռող քամիների ուղղությամբ, որպեսզի քամիները ուղղեն դեպի աշտարակը: Աշտարակը կարողանում է նաև տաք օդը դուրս հանել անցումային միջանցքներով։ Ներկայումս հողմաշտարակներում քամին որսացող հատվածը կառուցում են վեցանկյան տեսքով, քանի որ այն ավելի հարմար է տարբեր ուղղություներից եկող քամիների որսալու հարցում։ Նկարներում Մասդարի հողմաշտարական է։
Ինչքան էլ կրճատենք էլեկտրականության օգտագործման կարիքը, այն դեռ կա։ Ի՞նչ էլեկտրականության աղբյուր կնախընտրեք ձեր տան համար։
Շենքերը և տրանսպորտը քաղաքներում էներգիայի երկու խոշոր սպառողներն են: Հանածո վառելիքով աշխատող էներգիայի համակարգերը բացասաբար են ազդում քաղաքների վրա։ Դրանք նպաստում օդի աղտոտմանը, քանի որ արտանետում են ածխածնի մոնօքսիդի (CO), ածխաջրածինների (HC), ազոտի օքսիդների (NOx) և ջերմոցային գազերի անթույլատրելի մակարդակները։ Գազեր (CO2, N2O և CH4), որոնք ազդում են քաղաքացիների առողջության վրա՝ հանգեցնելով կյանքի վատ որակի։

Լավ, իսկ որո՞նք են այլընտրանքները:
  • Արևային էներգիան կլանվում է կա՛մ լուսաէլեկտրական պանելների միջոցով (photovoltaics panels) և միանգամից փոխակերպում էլեկտրականության, կա՛մ ջերմային ընկալիչների (thermal collectors) միջոցով և պահեստավորվում հետագայում փոխակերպելու համար

  • Երկրաջերմային էներգիան ստացվում է երկրի ընդերքից՝ տարբեր տեսակի էլեկտրակայանների (power plants) միջոցով

  • Հողմային էներգիան կլանվում է հողմանիվների միջոցով (wind turbines)՝ քամու հզորությունը էներգիայի վերածելով
Եկե՛ք այս տան պատկերի միջոցով հասկանանք՝ որտեղից կարող է գալ էներգիան
  • Ջրի ալիքի և քամու բախումից առաջացած (ալիքային) էներգիան կլանելու ամենատարածված սարքերը ճոճվող ջրի սյուներն են (օscillating ոater columns) և կետային ընկալիչները (point absorbers)

  • Ծովաշարժային էներգիան, որը ստացվում է մակընթացության և տեղատվության ժամանակ, ինչպես նաև պարզապես հիդրո-էներգիան ստացվում և փոխակերպվում է ջրանիվների կամ հիդրավլիկ համակարգի միջոցով: Ջրից ստացված էներգիայի արդյունավետ փոխակերպողներ են նաև ջերմային պոմպերը (heat pumps)։

  • Կենսաէներգիայի (bioenergy) և կենսագազի (biogas) ստացման արդյունավետ մեթոդներց է անաէրոբ քայքայման արդյունքում սննդային թափոններից գազի ստացումը։
Gardens by the Bay-ը Սինգապուրում համարվում է մրցանակակիր այգի: Ամռանը համալիրի ներսում հաճելի 24 աստիճան է: Դա պայմանավորված է նրանով, որ գլխավոր շենքը` հազարավոր մարդկանցով լի մոտակա երկու տասնյակ աշտարակների հետ միասին, սառչում է` հավանաբար աշխարհի ամենամեծ ստորգետնյա հովացման համակարգով: Այն օգտագործում է մեծ կենտրոնական կայան, որը սառեցնում է ջուրը, այնուհետև այն խողովակներով տեղափոխում է բանկեր, բնակելի աշտարակներ, ցուցահանդեսային կենտրոն, առևտրի կենտրոններ և քաղաքի խորհրդանշական Marina Bay Sands հյուրանոցային և կազինո համալիր: Սա ջերմային պոմպերի վառ օրինակ է։ Շենքերի համար այս համակարգի օգտագործման ամենամեծ առավելություններից մեկն այն է, որ դրանք կարող են խնայել 40% էլեկտրաէներգիա՝ համեմատած ավանդական օդորակիչների:
Գլխավոր շենքի հովացման համակարգը ունի մի քանի հիմնական բաղկացուցիչ մասեր։ Սպեկտրային (լուսապատկերային) ապակե վահանակները (A) նվազագույնի են հասցնում շենքի արևային ջեռուցումը և առավելագույնի են հասցնում բույսերին հասնող լույսը։ Շնորհիվ տանիքին տեղադրված սենսորով աշխատող և ներս ուղղված առագաստների՝ ստվեր է ստեղծում բույսերի համար, երբ շատ է շոգում: Հատակին կան սառեցված ջրով լի խողովակներ (B), որոնց շնորհիվ գետինը սառում է և թույլ տալիս, որ սառը օդն իջնի ներքևում գտնվող տարածքներ։ Մինչդեռ տաք օդը բարձրանում է և դուրս գալիս վերևից: Այգեգործական թափոններից և փայտից էլ վառելիք է ստեղծվում (D) կայանի համար՝ խողովակերը ջերմությամբ և էլեկտրաէներգիայով ապահովելու նպատակով: Թափոններից անջատվող էներգիայով նաև օդը չորացվում է նախքան սառեցվելը, որպեսզի էներգիա խնայվի։
Ձեր կարծիքով՝ ինչպե՞ս ենք կուտակում էներգիան այն ստանալուց հետո։
Արի մի պահ կանգ առնենք և կարդալուց առաջ մտածենք։ Դա կօգնի կենտրոնցանել մտքերը։
Էլեկտրաէներգիա ստանալուց հետո՝ այն կարող է միագամից փոխանցվել շենքերին, սակայն այն կարող է նաև կուտակվել հատուկ մարտկոցներում, ապա նոր տեղափոխվել տներ։
Այսօր ամենատարածված մարտկոցները լիթիումի իոնային մարտկոցներն են, որոնք սակայն ունեն որոշակի թերություններ՝
• թանկ արտադրություն
• կարճ կյանք (15-20 տարի)
• տոքսիկ քիմիական նյութերի առաջացում՝ 15-20 տարի կիրառումից հետո
• բարդ, վտանգավոր և թանկ վերամշակման գործընթաց

Սակայն այն պատճառով, որ այս մարտկոցը փոքր ծավալում հնարավորինս շատ էներգիա է պահում, այն դեռևս նախընտրելի տարբերակ է մեքենաների համար։ Բայց շենքերի համար էներգիա կուտակելիս ծավալը ամենամեծ խնդիրը չէ, և մասնագետները գտել են նոր մարտկոցի լուծումը աղի, երկաթի և ջրի մեջ։


Ամերիկյան ESS Inc.-ը կազմակերպության համահիմնադիր դոկտոր Ջուլիա Սոնգը երկար տարիներ եղել է հետազոտության և զարգացման (R&D) ոլորտում առաջատար մասնագետ, ղեկավարել է ավելի քան 20 բազմաֆունկցիոնալ գիտնականների և ինժեներների։ Նա աշխատել է երկաթե աղային մարտկոցի (Iron Salt Battery (ISB)) զարգացման վրա և իր կյանքի նպատակն է դարձրել աշխարհի ամենակայուն մարտկոցը ստեղծելը։

ISB-ն ունի մի շարք առավելություններ՝
• վերամշակելի, անվտանգ և ոչ թունավոր
• ավելի երկար կյանք
• էներգիայի պահեստավորման մասշտաբային ներուժ
• ծախսարդյունավետություն՝ ավելի քիչ ծախս և ավելի շատ օգուտ տալու հատկանիշ

Այն նոր է մտել շուկա, սակայն ունի լավ պոտենցիալ՝ օգնելու վերականգնվող էներգիային։
1
2
Երկաթե աղային մարտկոցներ
Մինչև շենքերը էներգիայով մատակարարելը, դրանք պետք է կառուցել։ Ի՞նչ շինարարական նյութեր կհիշես, որոնցից կարելի է շենք կառուցել։ Քո կարծիքով դրանք կայո՞ւն են։

Արի մի պահ կանգ առնենք և կարդալուց առաջ մտածենք։ Դա կօգնի կենտրոնացնել մտքերը։
2012թ-ին Կանադական CarbonCure կազմակերպության հինադիր Ռոբերտ Նիվենը ուսանող էր Մոնտրեալի ՄաքԳիլի համալսարանում։ Այնտեղ նա խորապես սկսեց ուսումնասիրել ցեմենտի բաղադրությունն ու ստացումը ցեմենտի արդյունաբերության մասին դիսերտացիա գրելիս։ Նույն տարում (2012) Ռոբերտը մասնակցեց Կլիմայի փոփոխության վերաբերյալ ՄԱԿ-ի գագաթնաժողովի, որտեղ նա տեսավ ածխաթթու գազի արտանետումները նվազեցնելու համար լուծումներ գտնելու միջազգային պահանջը։ Ոլորտի վերաբերյալ այդպիսի գիտելիքներ ունենալով և ընդամենը իր ուսանողական վարկից մնացած $10,000-ով Ռոբը որոշեց հիմնադրել ընկերություն ու ստեղծել իր սեփական տեխնոլոգիան՝ արտանետումները նվազեցնելու համար։ Այսպիսով՝ նա Կանադայում հիմնադրեց Carbon Cure ընկերությունը, որը փոխհատուցում է կրաքարի այրման արդյունքում CO2- ի արտանետումները:
1
Ցեմենտը շինարարության մեջ օգտագործվող ամենակարևոր բաղադրիչներից մեկն է։ Այն նման է ալյուրին՝ տորթի բաղադրության մեջ։ Բետոնը ստացվում է հենց ցեմենտից։ Սպասվում է, որ 2060 թվականին աշխարհը կկառուցի ավելի քան 185 միլիարդ քառակուսի մետր նոր տարածքներ շենքերի համար։ Դա համարժեք է հաջորդ 40 տարիների ընթացքում ամեն ամիս Նյու Յորք կառուցելուն: Եվ այդ շենքերից շատերը կկառուցվեն ցեմենտի օգտագործմամբ, որը ջերմոցային գազերի աղբյուր է:
Բետոն ստանալու համար անհրաժեշտ է նաև կրաքար: Այն պեղում են հողից, անցկացնում ջարդիչի միջով, այնուհետեւ ջրաղացի միջով ավելացնում են ավազ ու կավ, և անցկացնում վառարանի միջով:
Հումքը տաքացնում են 1400° C-ից բարձր ջերմաստիճանում, որի արդյունքում ապարում պարունակվող ածխածինը (C) միանում է թթվածնին (О)՝ առաջացնելով ածխաթթու գազ (CO2)։
2
3
Յուրաքանչյուր 500 գրամ կրաքարի կեսը, որն արտադրողը դնում է այս վառարանի մեջ, արտանետվում է մթնոլորտ՝ ածխաթթու գազի տեսքով: Այսպես, բետոնի պատրաստման համար օգտագործվող ցեմենտին բաժին է հասնում աշխարհում ածխաթթու գազի արտանետումների մինչև 8%-ը ։
CarbonCure-ը CO2 է վերցնում արդյունաբերական ընկերություններից ու ավելացնում այն թաց բետոնե խառնուրդին: Սկսվում է քիմիական ռեակցիա, եւ CO2-ը վերածվում է կալցիումի կարբոնատի: Ստացված բետոնն կալցիումի կարբոնատի շնորհիվ ավելի դիմացկուն է:
Այսինքն՝ այրման ժամանակ CO2-ն ամեն դեպքում արտանետվում է, բայց նրա հաշվին, որ Carbon Cure-ը արդյունաբերական ընկերություններից վերցնում է իրենց CO2-ի թափոնները, ածխաթթու գազի այս ծավալը չի հայտնվում մթնոլորտում, այլ վերադառնում է բետոնի մեջ։
4
Բայց բետոնն ունի ևս մեկ բացասական կողմ՝ այն կարող է պարունակել բարձր քանակի ամոնիակ: Ամոնիակի գոլորշիները գրգռում են աչքերի ու շնչառական օրգանների լորձաթաղանթները, ինչպես նաև մաշկը, առաջացնում են առատ արցունքաբերություն, աչքի ցավ, կոնյուկտիվայի (ակնազոդ) և եղջերաթաղանթի քիմիական այրվածքներ, տեսողության կորուստ, հազ, մաշկի կարմրություն և քոր:
Բետոնը պարունակում է տարբեր բաղադրիչներ, որոնք կարող են աղտոտել սենյակային օդը: Երբ երկար ժամանակ ապրում ես մի տան մեջ և կարծում ես, որ շենքը կարող է վտանգավոր լինել, կարող ես նշանակել փորձաքննություն։ Հանձնաժողովը կարող է և՛ օդից, և՛ բուն բետոնից նմուշներ վերցնել, ու տալ եզրակացություն՝ վտանգավո՞ր է նման շենքում ապրելը, թե ոչ։ Իսկ եթե նոր տուն գնես, պետք է կառուցապատողից խնդրես շինանյութերի փաստաթղթեր՝ նույն բետոնի բաղադրության վերաբերյալ։ Այդ տվյալները կարելի է համեմատել բնակության երկրի նորմերի հետ։
Իսկ որո՞ք են կայուն նյութերը։

Կայուն շինարարական նյութերն այն նյութերն են, որոնք նվազագույնի են հասցնում շրջակա միջավայրի վրա ազդեցությունը, պահպանում են ռեսուրսները, նպաստում երկարաժամկետ ապահովությանը և չեն վնասում մարդկանց առողջությանը թե՛ կառուցապատման ընթացքում, թե՛ բնակության ժամանակ։ Եկեք ծանոթանանք մի քանի նման նյութի։
  • Բամբուկ
    Բամբուկը, ի տարբերություն այլ փայտանյութերի՝ շատ քիչ ռեսուրս (ջուր) է պահանջում արագ ու մեծ քանակությամբ աճեցնելու համար։ Այսինքն այն մոտ է վերականգնվող ռեսուրս համարվելուն։ Բացի այդ այն ամենաամուր ու ապահով փայտատեսակներից է։
  • Հեմփկրետ
    Հեմփկրետը կայուն շինանյութ է` պատրաստված կանեփի մանրաթելերից, կրաքարից և ջրից: Այն օգնում է նվազեցնել ածխածնի արտանետումները, աջակցում է էկոլոգիապես մաքուր շինարարությանը, և ունի գերազանց մեկուսացման հատկություններ, որոնք շենքերը դարձնում են էներգաարդյունավետ:
  • Ապակու տեսակներ
    Բարձր արդյունավետությամբ ապակիները նվազագույնի են հասցնում ջերմության փոխանցումը և բարելավում շինության մեկուսացումը: Նրանք օգնում են նվազեցնել էներգիայի ծախսերը և պահպանել ներքին ջերմաստիճանը:
  • Վերամշակված Մետաղ
    Վերամշակված մետաղը նվազեցնում է հանքարդյունաբերության հումքի կարիքը, խնայում է էներգիա, նվազեցնում է ջերմոցային գազերի արտանետումները և նվազեցնում թափոնները՝ նպաստելով շրջանաձև տնտեսությանը և շրջակա միջավայրի վրա ազդեցության նվազեցմանը շինարարության մեջ:
Իսկ ի՞նչ ես կարծում՝ ինչպես կարելի է վերամշակել շինարարական թափոնը։
Արի մի պահ կանգ առնենք և կարդալուց առաջ մտածենք։ Դա կօգնի կենտրոնացնել մտքերը։
Ավստրալիայում գտնվող One Central park շինությունում օգտագործվող նյութերի 93%-ը վերամշակվում է։ Սա բավականին հստակ և երկարաժամկետ լուծում է։ Այսինքն՝ շենքի նոր ճակատի վրա ռեսուրսներ ծախսելու փոխարեն, կարելի է պատրաստի բաղադրիչներ օգտագործել։

Շինարարական թափոնը ահռելի չօգտագործված ռեսուրս է։

«Որպես ճարտարապետներ և շինարարներ, մենք պետք է հավատանք, որ մեր ազդեցությունը, երբ կառուցում ենք մեկ շենք և ինչ-որ բան ճիշտ ենք անում, շատ ավելի մեծ է, քան այդ նախագիծը, և կարող է ոգեշնչել և արագացնել կայունությունը ողջ աշխարհում»: Այս խոսքերը Lendager Group-ի հիմնադիր Անդերս Լենդագերը ասել է «Ավելի լավ Կոպենհագենի շրջան» ծրագրի շրջանակում՝ 2019-ին։ Upcycled studios-ը Lendager Group-ի նախաձեռնություններից է։ 2020-ին վերջինս ՄԱԿ-ի Կայուն զարգացման նպատակների ծրագրի շրջանակում միջազգային մրցույթում արժանացել է կայուն քաղաքների տեխնոլոգիական մրցանակին։
Նմանատիպ պատմություն կա նաև Վիետնամում ապրող մի մարդու մասին, որը շատ էր սիրում ճանապարհորդել և զբոսաշրջությամբ զբաղվել։ Մի անգամ նա վարձակալում է հին տուն՝ 1965 թվականին կառուցված բնակարանի հարևանությամբ։ Նա այնքան է հավանում այդ տունը, որ որոշում է այն վերածել մշակութային վայրի։ Սեփականատերն իր ընկերներից հավաքում է հին նյութեր, կահույք, պատուհաններ և լուսամփոփներ: Նա հին պատուհանները օգտագործում է որպես հիմնական նյութ` տարբերվող տեսք ստեղծելու համար: Հին պատուհանները այժմ վերափոխվել են տարբեր երանգներով նոր ճակատամասի ու ծածկում են հինը: Դրանցով է զարդարված նաև տան տանիքը։

1
3
Լենդագերի հիմնած Upcycle Studios նախագծով, կազմակերպությունը կառուցում է շենքեր, որտեղ պատուհանների 75%-ը վերցված են լքված շինություններից։ Հատակի, պատերի ու առաստաղի փայտանյութն արտադրվում է Dinesen կազմակերպության թափոններից, և սերտ համագործակցությունը թույլ է տալիս շենքում փայտանյութը կրկնակի օգտագործել։ Հին բետոնը նույնպես վերաօգտագործվում է։ 1400 տոննա վերամշակված բետոն նրանք ստացել են Կոպենհագենի մետրոյի կառուցապատումից մնացած բետոնե շատ դիմացկուն թափոններից։ Արդյունքում ստացվում են այսպիսի տներ՝ յուրահատուկ պատմությունով։
2
Upcycle Studios
Տան Վերանորոգումը Վիետնամում
Առաջ
Հետո
Ի՞նչ սովորեցիր՝ ինչպե՞ս կարելի է էկո- և էներգո-կայուն շենք ստանալ։
Արի մի պահ կանգ առնենք և կարդալուց առաջ մտածենք։ Դա կօգնի ամփոփել մտքերը։
Քննարկմանը միացեք ունենալով թուղթ և գրիչ (մատիտ կամ մատիտներ, եթե առկա են), քանի որ ստեղծագործելու ենք։
Քննարկում 2-ի ժամանակ՝
  • Շարունակելու ենք ուսումնասիրել շենքերը
  • Հասկանալու ենք կայուն շինանյութերով պատրաստված շենքի ռիսկերի մասին
  • Ձևավորելու ենք էկո-շենքի մոդել


Նախագծային կառավարման հմտություններ, որոնք զարգացնելու ենք՝

համագործակցություն, օֆիցիալ հանդիպումների նախապատրաստում, հետազոտություն, փորձի վերլուծություն, գնահատում և համեմատում, ռիսկերի կառավարում, դոնորների և հաճախորդների հետ աշխատանք, ներկայացում, փաստարկված խոսք

Փափուկ հմտությունները, որոնք զարգացնելու ենք՝

ստեղծարար մտածողություն, հաղորդակցություն