Укрепляя фундамент будущего

Стремление мировых экономик к целям Net Zero – 2050 меняет подход к строительству, выводя на первый план материалы с низким углеродным следом и повышенной энергоэффективностью. На этом фоне полимеры и композитные решения становятся одним из ключевых ресурсов для модернизации городской инфраструктуры – например, дорог и инженерных систем. Россия тоже не остается в стороне: крупные компании разрабатывают и успешно внедряют новые материалы. Эксперты уверены, что именно они определят архитектуру городов ближайших десятилетий.

Новая архитектура городов

Согласно данным Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП), на строительный сектор приходятся рекордные 37% общемировых выбросов парниковых газов. Вместе с тем большинство крупных экономик привязало нормативы материалов к целям Net Zero – 2050, стремясь достичь углеродной нейтральности через 25 лет. На практике это означает сокращение выбросов парниковых газов до нуля, что требует использования возобновляемых источников энергии, повышения энергоэффективности и внедрения технологий улавливания углерода. Такие меры заставляют пересматривать существующие строительные практики и внедрять материалы, которые способствуют снижению углеродного следа в строительстве и других отраслях, уверены специалисты ООН.

В этих условиях мировые производители стройматериалов делают упор на экологические характеристики, долговечность и эффективность своей продукции. Так, в Европе активно разрабатывают и внедряют новые виды бетона, которые позволяют снизить углеродный след. Одно из ключевых направлений – замещение традиционного клинкера в цементе альтернативными материалами, такими как шлак, летучая зола и кальцинированная глина, что, по данным Европейской цементной организации, позволяет снизить выбросы CO₂ на 30–40%. Например, такие материалы предлагают компании Holcim и VINCI – согласно заявлениям производителей, их использование может сократить углеродные выбросы до 70% по сравнению с традиционными решениями.

При этом сфера строительства и ЖКХ остается одним из крупнейших потребителей полимеров в Европе: на эту отрасль приходится около 10 млн т (приблизительно 20% от общего числа) таких решений в год. Полимеры используют в трубопроводных системах водоснабжения и канализации, в теплоизоляционных материалах, оконных ПВХ-профилях и фасадных конструкциях.

В странах Персидского залива полимеры прежде всего работают на теплозащиту. Так, при строительстве жилых зданий в регионе все шире используют покрытия типа cool roof – специальные кровельные или полимерные материалы, которые отражают больше солнечного излучения и поглощают меньше тепла, чем обычные крыши. В Китае полимерные материалы применяют в строительстве и ремонте дорог и мостов, включая модификацию дорожного битума для асфальтобетонов.

Подобные примеры использования полимеров в строительстве способствуют росту популярности этих материалов, считает директор рынков России и СНГ fam Properties Валерий Тумин. Кроме того, полимеры вписываются в мировой тренд на экологичность, что также делает их более привлекательными для строителей, уверен эксперт. В этих условиях глобальный рынок полимеров в строительстве может прирасти с $57 млрд в этом году до $98 млрд к 2033-му, прогнозирует собеседник «Ведомости. Промышленность».

Директор дивизиона «Инженерная и дорожная инфраструктура» СИБУРа Руслан Хайруллин сообщил «Ведомостям. Промышленность», что переход на полимерные решения в инженерной инфраструктуре (системах трубопроводного транспорта) обеспечивает значительные преимущества. Они легче и прочнее традиционных аналогов (например, чугуна), что ускоряет монтаж и снижает нагрузку на фундаменты, уточнил эксперт. Главное экономическое преимущество – сокращение эксплуатационных расходов, поскольку полимеры не подвержены коррозии, сохраняют гидравлический режим на всем сроке эксплуатации, что значительно уменьшает стоимость жизненного цикла объектов, добавил Хайруллин.

Технологичный переход

В России интерес к полимерным и экологически чистым материалам растет быстрыми темпами. Например, в Татарстане применяют инновационные материалы в дорожном строительстве и для создания различных инфраструктурных объектов. В Казани и Зеленодольске идут работы по применению бетонных смесей с переработанными компонентами, что позволяет снизить углеродный след и уменьшить количество отходов.

В Сочи современные материалы помогают улучшить не только эстетику, но и повысить долговечность инфраструктуры, отметил Тумин. В частности, при подготовке к зимним Олимпийским играм на стройках Олимпийской деревни и других объектов в Сочи широко использовали геосинтетические материалы – геотекстиль, георешетки и другие материалы, которые применялись для армирования и укрепления оснований дорог, откосов, насыпей.

Девелоперы применяют полимерные композиты в первую очередь там, где нужны особые свойства – химическая стойкость, малый вес при высокой прочности и долгий срок службы, уточнил эксперт. «Например, в агрессивных средах или при строительстве дорог под высокие нагрузки. В свою очередь на основе углеволокна и стекловолокна можно создавать легкие и прочные элементы, которые служат десятилетиями без обслуживания», – объяснил Тумин.

При этом значительная часть таких материалов уже стала привычной для российских стройплощадок, говорит руководитель группы строительного и технического консалтинга «ТеДо» Роман Агибалов. По его словам, в жилых домах все чаще применяются современные ПВХ-оконные и дверные профили, которые сегодня занимают около 90% рынка. В кровельных работах популярны каучуковые и полимерные мембраны, обеспечивающие повышенную гидро- и теплоизоляцию, продолжает Агибалов. В качестве утеплителей широко используются пенополиуретан, экструзионный пенополистирол, а в несущих конструкциях – стеклопластиковая арматура, позволяющая снизить массу конструкции и исключить коррозию. Поликарбонатные панели применяются в навесах и фасадных системах, обеспечивая легкость монтажа, высокую светопроницаемость и долговечность. Все эти решения отличаются технологичностью и позволяют снижать нагрузку на системы отопления и кондиционирования, что напрямую влияет на энергоэффективность зданий, утверждает Агибалов.

Сформировавшийся спрос на современные материалы стимулирует развитие российской производственной базы. Один из примеров – проекты партнеров СИБУРа, которые развивают технологические решения для дорожного, инженерного и гражданского строительства, рассказали в компании. Например, из сырья компании производятся полимерно-битумные вяжущие, которые увеличивают срок службы дорожного асфальтобетонного покрытия и уменьшают затраты на жизненный цикл автомобильной дороги. Кроме того, компания совместно с отраслевыми партнерами развивает технологии изготовления полимерных трубопроводных систем и импортозамещающих георешеток, обеспечивая инженерной инфраструктуре срок службы до 100 лет и снижая углеродный след проектов, сообщили в СИБУРе.

Взгляд в будущее

Эксперты сходятся во мнении, что в ближайшие годы как в мировой, так и российской практике будут доминировать три направления: композиты с улучшенными механическими свойствами (угле- и стеклопластики), «умные» материалы с функцией самовосстановления, а также экологичные решения на биооснове. По словам Агибалова, строительная индустрия стремительно движется в сторону расширения линейки перспективных полимеров – от термопластичных композитов, подходящих для 3D-печати несущих конструкций, до биополимерных материалов, усиленных целлюлозными волокнами, которые могут использоваться во временных конструкциях и внутренних элементах зданий.

«К перспективным решениям относятся и полимер-минеральные гибриды – геополимеры с полимерной модификацией, которые повышают прочность, – поясняет эксперт. – Набирают популярность и самовосстанавливающиеся полимеры на основе обратимых ковалентных связей, особенно востребованные в герметиках и защитных покрытиях».

Если смотреть глобально, продолжает Агибалов, рынок движется в сторону внедрения углеродоотрицательных вяжущих, вакуумных изоляционных панелей и аэрогелей, а также модульных деревянных конструкций, которые активно поддерживаются инициативами Net Zero – 2050. В России же в ближайшие годы наиболее заметными станут модифицированный газобетон с нанодобавками, переработанные полимеры (rPET, rPP) и битумно-полимерные теплоизоляционные составы, которые становятся конкурентным решением благодаря доступности сырья.

По прогнозу Агибалова, основным параметром для материалов ближайших пяти лет станет не прочность, а углеродный след на квадратный метр. «Именно он станет«мерилом» всего девелоперского проекта и будет определять возможность его финансирования. Будущее – за ответственными материалами, имеющими цифровой паспорт и максимально высокую степень перерабатываемости», – уверен Агибалов.

Будущее строительства – в слиянии «цифры» и новых материалов, считает Хайруллин. По его словам, цифровые модели (BIM) могут использовать данные о свойствах материалов на всех этапах, чтобы точно считать их экономику и экологичность. При этом полимеры эволюционируют в сторону «интеллектуальности» и могут стать ключевой частью гибридных решений (с металлом, бетоном), формируя новую, более эффективную и устойчивую архитектуру, отметил эксперт.