EN
ШУРУУ ХОЛБООС
Барилгын бүтээцийг босгох үед ашиглах материал нь түүний жинэнд тэсвэрт чанар болон архитекторуудын загварчлалын уян хатан чанарт шууд нөлөөлдөг. Арматуртай бетон нь шахагдах хүчийг маш сайн эсэргүүцдэг тул өндөр барилгын суурь, гол хэсэгт хамгийн ихэвчлэн ашигладаг. Харин бүтцийн ган нь сунгалтын хүчийг илүү сайн эсэргүүцдэг бөгөөд дотор нь багана байхгүйгээр том зайг хамарсан цаасан бүтэц босгох боломжийг олгодог. Мөн барилга нь янз бүрийн цаг агаарын нөхцөлд удаан хугацаагаар тэсвэртэй байх ёстой. Барьж буй үед зөв тооцоолоогүй тохиолдолд чийгшил, температурын өөрчлөлт цаг соёсоор эдийн засгийн хувьд хохирол учруулна. Жишээлбэл, хөндлөн давхардуулсан мод (CLT) гэх энэ орчин үеийн модны бүтээгдэхүүн нь дизайнераас хамаарч хэлбэр, нээлттэй давхар босгох боломжийг олгох зэрэг бүтцийн хувьд сайн ажиллагааг хангаж өмнө нь зөвхөн үнэтэй ган шийдэл шаарддаг байсан шийдлүүдийг өөрчилсөн. Сүүлийн үеийн зарим төслүүдэд уламжлалт материалын хувьд инженерийн болон гоо зүйн шаардлагыг зэрэг хангахад хэцүү байдаг муруй хананы хэсэгт ч гэсэн CLT-г ашигласан.
Зөв материал сонгох нь тэдгээрийн хүч чадал, орчны нөхцөлд хэрхэн тэсвэртэй байх, ачааллыг хэрхэн даах чадвараас хамаарна. Далайн хашаанд давсны агаар нөхцөлд зүйлсийг идэж задалдаг тул барьж буй эд ангиуд ихэвчлэн цувдалт ган эсвэл шилэн ширмийн бетоны шиг коррозийн эсрэг тэсвэртэй материалыг сонгодог. Галын аюулаас хамгаалах шаардлагатай бүс нутгуудад чулуу, тусгалт газрын тосгонон материал түгээмэл хэрэглэгддэг нь тэдгээр нь амархан асдаггүй учраас юм. Материал бүр ямар ачааллыг дааж чадах вэ гэдгийг авч үзэхэд урьдчилан бэлтгэсэн бетон ачааны дундаж ачаалалтай хэсэгт жишээ нь гүүрийн дэмжлэгт сайн ажилладаг. Харин газар хөдлөлтийн үед барилга суурин хөдөлгөөнтэй байх шаардлагатай бол ламинатжуулсан чичиргээт мод (LVL) шиг материал илүү сайн ажилладаг нь хугарахгүйгээр хэлбэлзлийг шингээж чаддаг. Эдгээр бүх аспектуудыг зөв тохируулах нь барилга байгууламжид засвар хийх хүртэлх үргэлжлэх хугацааг уртасгадаг. Зарим судалгааны мэдээллээр энэ арга зам нь цаг хугацаа өнгөрөх тутамд засвар үйлчилгээний зардлыг ойролцоогоор 40%-иар бууруулдаг. Түүнчлэн энэ нь бүх зүйл нь нэг бүс нутаг бүрт ялгаатай байдаг орон нутгийн дүрэм журмыг хангасан байхыг баталгаажуулдаг.
Бетон нь даралтанд маш их эсэргүүцдэг тул өнөөдөр ихэнх барилгын төслүүдэд хэрэглэдэг гол материал юм. Энэ нь зам тавихаас хүрээлэн босгох хүртэлх бүх зүйлд тохиромжтой. Статистик өгөгдлөөр дэлхийн хотуудад байгаа барилгын ойролцоогоор 70 хувь нь бетонгоор барьдаг. Бетонгийн түгээмэл хэрэглээний шалтгаан бол ганган хамтран бүхэл бүтэн бүтэц үүсгэх чадвар юм. Гэсэн хэдий ч анхаарах ёстой асуудлууд байдаг. Бетонг зөв байдлаар батжуулахад удаан хугацаа шаарддаг, зарим тохиолдолд хэдэн долоо хоног эсвэл сар шаардаж болно. Мөн цемент үйлдвэрлэх явцад агаар руу том хэмжээний нүүрстөрөгчийн хий гардаг. Эдгээр асуудлууд эдгээр бүх давуу талуудыг хаяхгүйгээр үйлдвэрлэлийн салбарт асуудал болсон хэвээр байна.
Сталь нь хурдан барьж дуусгах шаардлагатай төслүүд, жин харьцаагаараа өндөр бат бөхийн шаардлагад тохиромжтой. Урьдчилан бэлтгэсэн сталь бүтэц нь энгийн бетон барьцтай харьцуулахад барилга барих хурдыг 50%-иар нэмэгдүүлдэг. Далайн хөндийн бүсэд түүний найдвартай байдлыг, модуль дизайнд зориулсан тохиромжит байдлыг харгалзан авбал олон давхар барилга, үйлдвэрийн байгууламжуудад үнэ цэнэтэй болдог.
Хөндлөн давхарлагат мод (CLT) зэрэг инженерийн модны бүтээгдэхүүнүүд нь тэсвэртэй байдлыг бүтцийн бат бөхтэй хослуулдаг. CLT хавтангууд нь хэвийн арга замаас барилгын хаягдалыг 30% хүртэл бууруулдаг (Ойн санхүүжилтийн тайлан 2023), мөн тэдгээрийн байгалийн гоо зүй нь экологийн талаар санаатай хөгжилд тааламжтай. Гэсэн хэдий ч чийгшил, шавьжинд өртөмтгий учраас урт хугацааны үйлчилгээг хангахын тулд дэвшилтэт эмчилгээ шаардлагатай.
Төмөрлөг нь их дулаан шингээх чадалтай бөгөөд дунд зэргийн цаг агаарт өрхийн доторх температурыг зохицуулж, энергийн зардлыг 15–20%-иар бууруулдаг (Барилгын бүтэц судлал, 2023). Чулуун хальс нь зуун жилийн турш туршигдсан найдвартай байдаг боловч жин хүнд учраас суналтын суурьгүй доод давхар барилгад ашиглахад хязгаарлагддаг.
Шилэн фасад нь гэрлийг илүү их ашиглах боломжийг олгодог боловч дулаан алдагдлыг багасгахын тулд анхааралтай инженерийн тооцоо шаардлагатай. Цацрагийн цацралтыг багасгасан хоёр үе шилний цонх нь HVAC-ийн ачааллыг 25%-иар бууруулдаг (Цонхны үйл ажиллагааны зөвлөл, 2023). Гэрэлдэх үзэгдэл ба амьдралын мөчийн үе дамжлагын үед засвар үйлчилгээ нь загварчлалын төлөвлөлтөнд чухал ач холбогдолтой.
Материалын хэр зэрэг үргэлжлэх нь ихэвчлэн түүний бүрдэл болон чийгшилт, температурын өөрчлөлт, орчны химийн бодис зэрэг хүчин зүйлсийн эсрэг тэсвэрт чанар дээр ихээхэн хамаарна. Жишээ нь, бетон чийгтэй орчинд урт хугацаагаар байвал цахиуртай урвалд орж трещин үүсгэж болно. Цаасангийн хөндийд хамгаалалтгүй байгаа цайрын ган мөн маш хурдан идэвхитэй шимэгддэг. 2023 онд NIST-ийн зарим судалгаагаар далайн орчимд байрлах бетон барилгуудын ойролцоогоор 40 хувь нь давсны усны хор хөнөөлөөс хойш зөвхөн хориод жилийн дараа засвар хийх шаардлагатай болдог. Юмыг хаана суурилуулахаас хамаарч тохиромжтой материал сонгох нь маш чухал. Их хэмжээний коррозид өртөмтгий орчинд шилэн ширмээр баталгаажсан пластик илүү их үргэлжилдэг бол, шавьжны асуудалтай газруудад шахалтаар боловсруулсан мод илүү сайн ажилладаг.
Эрдэм шинжилгээнийхэн Флоридын дагуу тавьсан далайн хана нарийвчлан судалж, бетоны найрлагад холбогдсон сонирхолтой зүйлийг олжээ. Баригчид 8% кремнеземийн дахин боловсруулсан утаа нэмж, цэвэр шанхай арматур ашигласан тохиолдолд эдгээр хананы трещин үүсэх асуудал ердийн бетоны найрлагатай харьцулахад зөвхөн дөрөвний нэг байв. Гэхдээ анхаарах ёстой өөр асуудал байв. Хангидал сайтай системгүй далайн ханууд ус байнга нэвтэрсээр байсан тул хугацаа өнгөрөх тутамдаа ойролцоогоор 22% хүчин чадлаа алдаж байв. Энэ бүхний учир юу вэ? Тиймээ, энгийн л илүү сайн материал сонгох гэсэхээс хэтэрч, эргэн тойрны барилга бодитоор борооны болон шуурганы үеийн усыг эхний өдрөөс л зөв удирдан ашиглах ухаалаг дизайн шийдэлтэй хослуулах хэрэгтэй гэсэн үг юм.
Bacillus subtilis шиг бактерийн тусламжтайгаар өөрөө засдаг бетон нь барилгыг 15-20 жилийн турш илүү их хугацаагаар үргэлжлүүлэн ашиглах боломжийг олгодог сонирхолтой шинэчлэлүүдийн нэг юм. Микробууд үүсэж буй жижигхэн трещиныг үүсэхийн хамт нь дуусгаж, ирээдүйд том асуудал болохоос сэргийлдэг. Хатангийн бүтэц, хүнд нөхцөлд нэрвэгдэж буй бол гальваник анодын систем ч мөн л сайн үр дүнтэй ажиллах бөгөөд коррозийг бараг 90%-иар бууруулдаг. Өнгөрсөн жил гарч ирсэн судалгааны мэдээллээр эдгээр бүх шинэ материалууд насан туршдаа засвар үйлчилгээний зардлыг хамаагаар нь $18-24 орчим хэмнэдэг байна. Ийм хэмнэлт нь төслүүдийг экологийн хувьд илүү зөв чиглэлд явуулахад тус болдог. Одоогийн барилгын талбайд эпоксидон хучилттай арматурын шургууд болон усыг түртэлгэдэг ялгавартай силанын хучилтууд илүү өргөнөөр ашиглагдаж байна.
Барилгын салбар нь хүйтэн цацрагийн хийсийн их хэмжээг нэмж оруулдаг бөгөөд тухайн тохиолдолд бетон ба ган нь барилгын материалуудаас гарч буй нийт ялгаруулалтын ойролцоогоор 60%-ийг эзэлдэг. Grip-Rite-ийн 2023 оны тайлангийн мэдээгээр барилгын салбар нийт дэлхийн нийт нүүрстөрөгчийн хийн ялгаруулалтын ойролцоогоор 37%-ийг эзэлдэг. Ган энд онцлогтойгоор ялгардаг нь хэдийгээр 90% хувийг дахин боловсруулж болох ч шинэ ган үйлдвэрлэхэд үйлдвэрлэсэн нэг тонн тутамд 1.85 тонн CO2 ялгаруулдаг бөгөөд энэ нь бетоноос ялгардаг ялгаруулалтаас гурван дахин илүү муу юм. Ийм учраас одоогийн үед олон ногоон барилгын компани нь индустрийн үйл явцад үүссэн нунтаг хий, шлак зэрэг материалыг хольж хэрэглэж байна. Энэ арга нь нийт нүүрстөрөгчийн хийн агууламжийг ойролцоогоор 30-40%-иар бууруулдаг бөгөөд ихэнх тохиолдолд сайн ажилладаг. Орчин үеийн орчныг судлах, энерги хадгаламжийн судалгааны хүрээлэнгийн мэргэжилтнүүд материалуудыг тэдгээрийн бүх амьдралын мөчлөгөөр нь судлахыг санал болгож байна. Тээвэрлэлт, суурилуулалтын зардал, мөн эцэст нь барилгыг задлах зэрэг бүхнийг хамруулан үзэхэд ийм комплекс нийгэмшсэн арга нийт ялгаруулалтыг фактикийн түвшинд бараг хагасаар бууруулж чадна.
Барилгын бүх мөчлөлийн шинжилгээ (LCA) хүлэмжийн мод (CLT) нэг куб метр тутамд 1.1 тонн CO₂-ийг шингээдэг, харин дахин боловсруулсан цагаан тугалган дээвэр шинэ материалтай харьцуулахад 95% энерги хэмнэдэг гэх мэт тусгайлан тогтвортой хөгжлийг хангасан жишээнүүдийг илрүүлдэг. Стэнфордын 2023 оны судалгаагаар LCA-д үндэслэсэн загварчлал нь энгийн арга барилтай харьцуулахад 52% илүү хурдан нүүрстөрөгчийн салбарт тэгтгэх боломжийг олгодог байв.
Дэлхийн дахин боловсруулсан нүхтэй материалын зах зээл 2028 онд 68.4 тэрбум доллар хүрэх болно, харин барилгын компаниуд шинэ бетоны 30–50%-ийг барилгын хог хаягдлыг жижиглэсэн материалтай орлуулж байна. Европын холбооны төслүүдэд барилгын хог хаягдлын 82%-ийг хогийн илүүдлийг бууруулах ажиллагааны сүлжээнүүдийн тусламжтайгаар замын суурин материал болгон дахин ашиглах замаар тойрч буй эдийн засгийн зарчмыг амьдралд нэвтрүүлж байна.
LEED v4.1-ийн сертификатжуулалт нь бүтцийн материалд хамгийн багадаа 20% дахин боловсруулсан агуулагдаж орохыг шаарддаг бөгөөд энэ нь каннафолц блок (28% хөнгөн, R-3.6/инч дулааны эсэргүүцэл) болон микелийн суурьтай дулааварчилалтыг нэмж хэрэглэхэд нөлөөлж байна. BREEAM Outstanding төслүүдийн тайлангийн мэдээгээр эсэнтэг цэлмэн уурын шилжихийг 62% бууруулдаг байна.
Асфальт модны үнэ нь квадрат метр тутамд ойролцоогоор 120-250 ам.доллар байдаг бөгөөд энэ нь металлын ястай харьцуулахад ойролцоогоор 40 хувиар хямд байдаг. Гэсэн хэдий ч эдгээр модыг ихэвчлэн 15-25 жил тутамд солих шаардлагатай бол металлын ясыг 40-70 жилийн турш ашиглаад л дахин анхаарал хандуулах шаардлагатай болдог. Их зураглал руу хандахад асфальт нь амьдралын туршид нь металлтай харьцуулахад ойролцоогоор 2.8 дахин илүү зардал гаргадаг, учир нь гэр бүлийн эзэнтэй хүмүүс бороо цасны дараа засварлах, илүү ихэвчлэн солих шаардлагатай болдог. 2024 оны сүүлд явуулсан эзэмших нийт зардлын судалгаагаар хийн барилгуудын ихэнх нь анхны барилга барихад нийт зардлын зөвхөн 10 хувийг зарцуулдаг бол ажиллагааны тасралтгүй зардалд бараг 70 хувийг зарцуулдаг. Металлын ясны өөр нэг давуу тал бол хөргөлтийн зардлыг 10%-иас 25%-иар бууруулдаг тусгаарлагч гадаргуу юм. Иймээс хугацаа хязгаар болон энерги хэмнэлтийг хоёуланг нь харгалзан үзвэл урт хугацааны хөрөнгө оруулалт хийх газрын эзэнтэй хүмүүсийн хувьд металлын яс нь тов тод илүү сайн сонголт юм.
Амьдралын мөчлөгийн зардал нь материалын үйлчилгээний хугацаанд худалдан авалт, суурилуулалт, засвар үйлчилгээ, хаях зардлуудыг үнэлдэг. Жишээ нь:
| Материал | Анхны зардал (квадрат метр тутамд) | Засвар үйлчилгээний зардал (50 жил) | Хаях зардал |
|---|---|---|---|
| Цэвэршүүлэгч | $90—$140 | $800—$1,200 | $30—$50 |
| Хөндлөн давхардуулсан мод | $110—$160 | $300—$500 | $10—$20 |
Судалгаагаар анхны материаллаг зардал нь амьдралын туршидхан зардлын зөвхөн 20—30% -ийг эзлэх бөгөөд үлдсэн хэсэг нь засвар үйлчилгээтэй холбоотой байдаг. Цайр, гангийн урьдчилан эсрэг задралын хамгаалалт эсвэл модны шигшүүрийн хэрэглээ нь 10 жилийн засварын төслийн зардлыг хүртэл 35%-иар бууруулах боломжтой.
Барилгын талбайд урьдчилан бэлтгэсэн барилгын элементүүдийг ашигласнаар хөдөлмөрийн зардлыг 15-30 хувь хүртэл бууруулах болон төслийн хугацааг ойролцоогоор 20-40 хувиар багасгах боломжтой байдаг нь салбарын тайлангуудаас харагдаж байна. Жишээлбэл, модуль хэлбэрээр хийсэн бетон хавтангууд нэмэлтээр 3-5 хувь материал хэмнэх боломжийг олгоно. Энэ нь энгийн газар дээрх бетон хийх арга замаар 10-15 хувь хүртэл материал алдагддагтай харьцуулахад маш сайн үзүүлэлт юм. Олон гэрээтэй компани дахин боловсруулсан ган болон инженерийн модны бүтээгдэхүүнүүдийг төслүүдэдээ нэвтрүүлснээр нийт материал алдагдалд ойролцоогоор 30 хувь бага зарцуулдаг болсон талаар мэдээлж байна. Энэ нь зөвхөн хаягдал цуглуулах зардлыг бууруулах л биш, эхний материалд төлөх мөнгийг бас багасгадаг. Ийм арга хандлагууд нь жинхэнэдээ бөөрөнхий эдийн засгийн зарчимт ч сайн нийцдэг. Материалыг олон төслийн туршид илүү үр дүнтэй дахин ашиглах замаар барилгын салбар жил бүр хаягдалтай холбоотой зарцуулдаг 160 тэрбум ам.долларыг хэмнэх боломжтой.
Хөндлөн чиглэлд давхардуулсан мод (CLT) нь бүтцийн бат бөх чанар ба тэсвэрт байдлаараа алдаршсан инженерийн модны бүтээгдэхүүн юм. Энэ нь архитекторуудад барилгын хаягдал багасгаж, шинэлэг хэлбэр, нээлттэй давхрын төлөвлөгөө гаргах боломжийг олгодог.
Чийгшил, температурын өөрчлөлт зэрэг цаг агаарын нөхцөлүүд нь хугацаа өнгөрөх тутам барилгын материалд эвдрэл учруулах боломжтой. Барилгын үе шатанд тохиромжтой сонголт хийж, эдгээр нөлөөллийг багасгах арга хэмжээ авах нь чухал.
Модуль дизайнд ган нь харьцангуй жингийн харьцаагаар их хүчтэй бөгөөд тохируулагддаг чанараараа давуу талтай. Урьдчилан бэлтгэсэн гангийн хүрээ нь барилгын ажлыг хурдасгадаг бөгөөд чичирхийлэлийн бүсэд тусгайлан ашиглагддаг.
Бетон болон ган нь барилгын материалуудаас гарч буй хүлэмжийн хийн нийт ялгаралтын ойролцоогоор 60%-ийг эзэлдэг. Эдгээр нөлөөллийг бууруулах зорилгоор хольсон цемент, амьдралын мөчлөгийн арга зэрэг шинэ санаачлажууд хэрэгжих болно.
