Intelligent Enterprise: Эпитет «экологический» сейчас применяется ко многим понятиям, но зачастую всё ограничивается риторикой. Хотелось бы понимать, что’ конкретно стоит за словосочетанием «экологическое строительство».
Алексей Поляков: Было бы, наверное, очень просто дать разъяснение этого термина, если бы мы привязывались исключительно к экологическим ориентирам. Но на самом деле понятие «экологическое строительство» стоит на трех китах. Речь идет о рациональном использовании ограниченных природных ресурсов, что помимо остро стоящей задачи достижения энергоэффективности предполагает разумное потребление воды, земли, на которой стоит здание, а также применение высококачественных строительных материалов и предметов интерьера в уже эксплуатируемом сооружении. Далее мы говорим о минимальном воздействии на окружающую среду и соответственно о том, чтобы текущее строительство не причинило никакого ущерба грядущим поколениям. И наконец, обязательно нужно помнить о социальной составляющей, имея в виду здоровье и комфорт людей, которые живут и работают в экологическом здании или даже просто посещают его.
Если спуститься на более детальный уровень, можно перечислить около десяти категорий, имеющих самое непосредственное отношение к экологическому строительству. Это определенные стандарты управления, ресурсоэффективность — прежде всего в сфере потребления энергии и питьевой воды, которая все более рассматривается как стратегический ресурс. Сюда же отнесём переработку мусора, применение экологичных строительных материалов, приоритетное использование общественного транспорта, обслуживающего прилегающую к зданию территорию, улучшение экологических свойств земельного участка, на котором оно стоит.
Важно и то, что в достижении целой гаммы параметров, которыми должен обладать возводимый в соответствии с технологией экологического строительства объект, существуют региональные приоритеты. Так, например, для стран Персидского залива наиболее важным является экономное потребление питьевой и даже технической воды при эксплуатации здания. А для Японии, где весьма ограничены возможности генерации энергии в промышленных объемах, высший приоритет отдается энергоэффективности.
Существуют ли стандарты, связанные непосредственно с экологическим строительством, насколько они значимы в реальной практике и какие конкретно аспекты этого направления регламентируют?
Да, безусловно, таковые существуют, и сначала стоит сказать, как именно они регламентируют данную сферу. Экологические, или зеленные стандарты — это по сути своды рекомендаций по достижению вполне определенных характеристик зданий или иных объектов, возводимых в рамках строительных проектов.
У этих стандартов много функций. Помимо собственно сертификации объектов выдаваемая по её результатам документация может служить хорошим инструментом при составлении по тем или иным критериям рейтинга возведенных зданий. А самое главное, благодаря стандартам вырабатываются и со временем совершенствуются практические руководства и нормативы.
Важно отметить также, что экологические стандарты являются добровольными и в основном действуют на национальном уровне. Около пятидесяти стран имеют собственные национальные системы сертификации, при этом три или четыре национальных стандарта наиболее распространены, проработаны и фактически претендуют на статус международных. В порядке хронологии их появления назову британский стандарт BREEAM, американский LEED, немецкий DGNB и, пожалуй, французский HQЕ.
В контексте «зеленых» стандартов очень важную роль играет понятие жизненного цикла. Впервые оно было введено в немецкую документацию DGNB, где весьма детально проработаны экономические вопросы и различные организационные аспекты, связанные с эксплуатацией здания. С точки зрения экономики речь в основном идет о том, какую коммерческую выгоду могут принести «умные» решения, заложенные на стадии проектирования здания, а также о росте производительности труда сотрудников, которым обеспечен высокий уровень комфорта на рабочем месте. Говоря об организационных аспектах, стоит подчеркнуть, что существуют отдельные системы сертификации эксплуатируемых зданий и их внутренней отделки. В данном случае акцент с технических, экологических и других характеристик, о которых мы говорили, переводится на стоимостные параметры, на содействие реализации бизнес-процессов арендаторов (если это коммерческая недвижимость), на описание взаимодействия арендаторов и арендодателей и иные подобные вещи.
Понятие жизненного цикла дает также возможность представить роль и значимость отдельных его этапов и их взаимосвязь друг с другом. А исследования в свою очередь показывают, что как минимум восемьдесят процентов стоимости жизненного цикла приходится на эксплуатацию здания, а следовательно, потратив чуть больше на этапе проектирования (он же в среднем ассоциируется с пятью процентами стоимости жизненного цикла), можно значительно выиграть на последующих этапах.
Какова ситуация со стандартами у нас в стране?
У нас уже существует ГОСТ Р 54964–2012; его появление во многом связано со строительством объектов сочинской олимпиады, и он фактически становится в ряд национальных стандартов, о которых я говорил. Есть также хоть и не очень эффективно применяемый, но всё же действующий закон об энергоэффективности ФЗ-261. Сейчас, пожалуй, наиболее важно то, что документы ГОСТ Р, будучи необязательными к исполнению, тем не менее постепенно подталкивают государство к принятию очень нужных для развития современного общества идей, а в конечном итоге и к введению некоторых регуляторных инициатив, исполнение которых станет обязательным. На практике же в России в силу своей проработанности и популярности пока доминируют ведущие зарубежные стандарты. По зарубежным «зеленым» стандартам сейчас в нашей стране сертифицировано порядка двухсот строительных проектов.
Хотелось бы понять, насколько экологические стандарты, равно как и вырабатываемые на практике подходы к возведению и эксплуатации экологических зданий, чувствительны к их типам и функциональному назначению. Прежде всего нас сейчас интересуют те здания, которые играют ключевую роль в инфраструктуре крупных городов, а также ЦОДы как строительные объекты, напрямую относящиеся к основной для нашего журнала теме корпоративного использования информационных технологий.
Действительно, у каждого объекта, а тем более играющего заметную роль в городской инфраструктуре есть своя специфика, поэтому разработчики «зеленых» стандартов в разных странах за более чем двадцатилетнюю историю создали несколько версий. Существуют, например, офисные и складские помещения, здания, ориентированные на размещение предприятий розничной торговли, предназначенные для жилья, и ЦОДы в этом ряду тоже занимают отдельное место. Идеологически здесь всё просто: основные акценты делаются на энгергоэффективность, в том числе на экономическую и экологическую эффективность отвода тепла. В США несколько проектов охлаждения ЦОДов на основе кондиционеров М-цикла показали удивительные результаты, обеспечившие снижение PUE c 2,00 до 1,09 и бесплатное кондиционирование в непиковый сезон. Тепловые насосы М-цикла позволяют на бросовом тепле ЦОДов отапливать целые здания.
Очень интересным объектом с точки зрения ближайших перспектив развития нашей страны, равно как и с позиций использования экологических стандартов, является стадион. Специфика стадиона состоит прежде всего в его мультифункциональности, то есть в способности быть центром сосредоточения большого количества людей. И особенностью данного объекта является необходимость широчайшего масштабирования в отношении потребления ресурсов — главным образом электроэнергии и воды. В период проведения мероприятий эти потребности могут буквально зашкаливать, а в иные промежутки времени падать до нуля. Помимо этого у стадионов специфичные требования к освещенности, к схемам многократного использования технической воды и т. д. Всё это, безусловно, учитывается в экологических стандартах. Кстати, на чемпионате Европы по футболу нынешним летом во Франции энергетические потребности стадионов частично удовлетворялись за счет альтернативных источников.
Если говорить о небоскребах как о наиболее выраженной форме городского строительства, то тут тоже есть специфические параметры. Сейчас приобретает значение возможность сбора дождевой воды до того момента, как она превращается в ливневые стоки. А в случае возведения сверхкрупных зданий очень важно не только не нанести ущерб близлежащему участку земли, но и обеспечить так называемое биоразнообразие. С этим связано тщательное планирование высадки местных видов зеленых насаждений на прилегающей к зданию территории, обустройства «зеленых крыш», озеленения стен, вертикальных ферм и другие подобные инициативы.
И наконец, экологическое строительство — это не просто отдельные здания того или иного назначения, но целые комплексные проекты. В Бостоне, например, реализуется программа (прежде всего связанная со строительством), призванная снизить уровень стоков с земельных участков в реку Чарльз и тем самым существенно улучшить экологию ее притоков, протекающих в штате Массачусетс.
Хотелось бы определить роль информационных технологий в экологическом строительстве.
Во-первых, отмечу, что роль ведущих ИТ-компаний в реализации концепции умного здания, да и умного города, а через эти акценты и в развитии экологического строительства очень заметна. Это я могу сказать как человек, профессиональное мнение которого относительно значимости информационных технологий в бизнесе не является предвзятым. Мы можем видеть, например, что такие компании, как Google, Apple или Microsoft, имеют офисы, во многом соответствующие понятиям экологического здания, и даже пытаются идти впереди прогресса, особенно в сфере альтернативной энергии. Коммерческие информационные решения для воплощения идей умного и экологичного здания у этих и некоторых других крупных ИТ-компаний тоже есть, и повторю, что их участие заметно даже для тех, кто профессионально информационными технологиями не занимается.
Приложений для реализации концепции экологических объектов большое количество, но я бы прежде всего выделил класс систем Building Information Modelling — BIM. Общество постепенно осознает, что полноценное экологическое строительство — это не только вопрос выбора строительных материалов и даже не только энергоэффективность. Оно, как я уже говорил, связано с целым комплексом характеристик (возможно, далеко не одинаковых для разных функциональных объектов, находящихся в разных природных и климатических зонах), для достижения которых крайне необходима детальная трактовка понятия жизненного цикла. Всё это уже есть в упомянутых мною стандартах, и в результате очень рельефно очерчивается понятие информационного моделирования. Причем не только и не столько 3D-моделирования конструкции. Финансовые временны’е и иные затраты в течение жизненного цикла проекта становятся важнейшими измерениями модели, которая в нашем случае экологического строительства обязательно должна быть живой и предусматривать множество обратных связей. Отдельная и чуть ли не важнейшая часть строительного проекта в нашей области — это энергомоделирование. И здесь опять приходят на помощь богатые функции BIM-систем.
В любом строительном проекте очень важно увязывать архитектурную форму здания, его функции и инженерную «начинку». А в силу дополнительных требований к функциональности и насыщению здания определенной эксплуатационной инфраструктурой экологическое строительство оказывается, пожалуй, особенно чувствительным к интеграции различных концепций. Подобная же интеграция на детальном уровне с возможностью рассмотрения различных вариантов, внесения изменений по ходу проекта и с учетом изначально существующих ограничений может быть достигнута только в условиях использования BIM-систем. Яркий пример тому (хотя и не из области экологического строительства) — одно из знаменитых зданий-«книжек» советского периода на Новом Арбате. Новые владельцы заявили, что они будут использовать BIM для того чтобы в условиях имеющейся архитектуры самого здания ликвидировать нагромождение коммуникаций, накопившихся в ходе множества реконструкций, которые проводились в разное время, с разными целями и мало были связаны между собой.
В отношении нашей области все же скажу, что даже наиболее совершенные BIM-системы на сегодня вряд ли полностью покрывают потребности экологического строительства. Если нам надо спроектировать базовые конструкции обычного здания, мы можем это сделать в том числе и опираясь на уже имеющийся опыт возведения подобных объектов. А если речь идет, скажем, о «зеленой» крыше, где высаживается растительность, об умном городе или о социальных аспектах, то решить задачу таким же образом пока вряд ли получится.
Что можно сказать о применении информационных технологий на этапе эксплуатации здания? Наверняка стандарты либо сложившиеся практики эксплуатации требуют соблюдения различных параметров, управлять которыми в современных условиях невозможно без использования информационных систем.
Тут, наверное, полезно было бы отметить, что идеология эксплуатации экологического здания в определенной степени является продолжением небезызвестной идеологии «умного здания». В этом смысле все методы достижения энергоэффективности, используемые в рамках еще одной концепции под названием smart building, характерны и для «зеленого» здания. Соответственно многие давно известные вещи наподобие управления освещением или кондиционированием воздуха по потребности в зависимости от количества находящихся в нем людей остаются актуальными и для экологической модели. Для определения присутствия людей используются датчики уровня содержания CO2, которые в силу очень важного для экологического строительства понятия «углеродный след» вообще играют особую роль.
Благодаря идеям smart building импульс для развития получили также технологии автоматизированного контроля различных объектов для обеспечения безопасности. В контексте экологического строительства эти идеи продолжают развиваться. Ведь, как я уже сказал, основными целями являются безопасность и комфорт для людей, а они могут достигаться одними и теми же средствами. Так, автоматическое распознавание номера автомобиля в большинстве случаев направлено на обеспечение безопасности, но эта же технология используется и для проезда на домовую парковку, что должно повышать уровень комфортности. И таких примеров технологий «двойного назначения» можно привести немало.
На основе хорошо разработанных и проверенных на практике базовых ИТ-сервисов постепенно появляются и комплексные. Если, к примеру, та или иная территория уже насыщена техническими средствами наблюдения, значит, можно заказать услугу индивидуального слежения за определенным объектом или человеком (ребенком, пожилым родственником), перемещающимся в пределах этой территории. Всё это требует специализированной логики информационного решения, и она имеется уже сейчас.
Если говорить о классах информационных систем, то функции, подобные тем, что я перечислил, традиционно реализуются в рамках продуктов, относящихся к категории Building Management Systems. По крайней мере именно эти продукты ассоциируются с управлением «умным домом». Что касается нашей области, то развитие здесь не в последнюю очередь пойдет в сторону небезызвестного Интернета вещей (а скоро — и Интернета всего), о котором сейчас говорят очень много. Причина в том, что на базе этих технологий, а конкретно — на основе создания инфраструктуры управляемых бытовых устройств формируется среда комфортной повседневной жизни человека. В Японии я уже имел возможность наблюдать практические достижения в этой сфере именно в рамках проектов экологического строительства, от навигации до управления потреблением энергии.
И наконец, хотелось бы сказать о 3D-печати. Как мне кажется, в строительной индустрии эту технологию уже сегодня смело можно считать опытно-промышленной. В Дубае с помощью особого 3D-принтера недавно было полностью напечатано и собрано на месте законченное офисное здание. И сделано это примерно в два раза быстрее, чем позволяют традиционные технологии, и к тому же за вдвое меньшие деньги. Разработка материалов с необычными свойствами, в частности композитных, предназначенных для 3D-принтеров и т. п., будет одним из направлений инновационных НИОКР.
С Алексеем Поляковым беседовал ведущий эксперт Intelligent Enterprise Сергей Костяков
Энергоэффективность + экологичность
Алексей Соловьев, системный архитектор, подразделение IT Division компании Schneider Electric
Для датацентров экологичность в первую очередь связывается с энергоэффективностью, поскольку от этого зависят и утилизация тепла, и количество выбросов углекислого газа, и затраченные энергетические мощности, для производства которых тоже используются природные ресурсы. При этом энергоэффективность в ЦОДе можно разделить на два больших класса — снижение энергии, потребляемой оборудованием, и повышение эффективности использованной энергии как таковой, что для инженерной инфраструктуры выражается в оптимизации коэффициента энергоэффективности PUE (Power usage effectiveness). Причём в энергоэффективности инженерных систем ЦОДа основная часть будет за системой охлаждения. Современные технологии позволяют все больше использовать в датацентрах естественное охлаждение — так называемый фрикулинг. Для реализации этой идеи повышается температура в машинном зале, применяется адиабатическое охлаждение, а некоторые датацентры подают в машинный зал уличный воздух напрямую. Помимо охлаждения на общую энергоэффективность ЦОДа влияет также внедрение энергоэффективных решений, повышающих КПД систем энергоснабжения.
Не меньший результат для снижения энергопотребления дает оптимизация работы вычислительного оборудования. Выбор более экономичных платформ, поддержание оптимального уровня загрузки сервера, отключение тех серверов, которые не используются, позволяют уменьшить энергопотребление ЦОДа без ухудшения его рабочих характеристик. Программно-аппаратные решения для управления инженерной инфраструктурой и её мониторинга, такие как DCIM StruxureWare, упрощают оптимизацию работы ИТ-ресурсов ЦОДа.
Нужно отметить, что любая энергоэффективность начинается с измерений. Без обеспечения сквозного мониторинга и учета взаимного влияния систем друг на друга не добиться сколь-либо заметного снижения энергопотребления. И говоря о ЦОДах, нужно рассматривать системы не только внутренние, но и находящиеся вне датацентра, например, систему распределения питания. Применение «умных» распределительных щитов дает возможность видеть полную картину энергоснабжения и принимать правильные решения по обеспечению надежности и энергоэффективности.
