2. Շենքեր և էներգիա

Ողջո՜ւյն, այսօրվա նյութը բաղկացած է 2 մասից և պատասխանում է 2 հարցի՝

1․ Որտեղի՞ց է գալիս էներգիան և ինչպե՞ս այն խնայել։

Կարդալու ժամանակը՝ 15 րոպե

2․ Ինչպե՞ս կառուցել կայուն շինություններ կայուն շինանյութերով։

Կարդալու ժամանակը՝ 15 րոպե

Երբևէ մտածե՞լ եք՝ ինչքան է մեր կյանքը կախված էներգիայից։ Պատկերացրեք՝ ինչ բարդ է եղել առաջ շոգ ամառվա ընթացքում առանց օդորակման մնալը, կամ ձմռանը ապրել առանց շինությունը ջեռուցելու։ Եկեք տեսնենք՝ 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։

Էլեկտրաէներգիան ստանալուց հետո այն կարող է միագամից փոխանցվել շենքերին, սակայն 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 լինելը
• ավելի երկար կյանքը
• էներգիայի պահեստավորման մասշտաբային ներուժ ունենալը
• ծախսարդյունավետությունը՝ ավելի քիչ ծախս և ավելի շատ օգուտ տալու հատկանիշը

Այն նոր է մտել շուկա, սակայն ունի վերականգնվող էներգիային օգնելու լավ պոտենցիալ ։

Դու գիտեի՞ր, որ էներգիան կարող ենք ստանալ ոչ միայն ջրից, արևից ու բազում նման աղբյուրներից, այլ նաև մեր մարմինների օգությամբ։ Դա 2013 թվականին հասկացել է 15-ամյա Էնն Մակոսինսկին։ Նա փոքրուց հետաքրքրված է եղել գիտությամբ և սկսել է ուսումնսիրել էներգիան։ Մի դպրոցական ճամփորդության ժամանակ, երբ նա այցելում է Ֆիլիպինները, նա նկատում է, որ գյուղական վայրերում շատ ուսանողներ չեն կարող գիշերը սովորել, քանի որ էլեկտրականություն չունեն: Նա ցանկանում է օգնել այս երեխաներին՝ ստեղծելով մի բան, որը կարող է էներգիա հավաքել այնտեղից, որի մասին մենք սովորաբար չենք մտածում: Երկար ուսումնասիրության արդյունքում Էննը 15 տարեկանում ստեղծում է Սնամեջ Լապտերը (Hollow Flashlight)։ Այս լապտերը սկսում է լույս արձակել իր էներգիան վերցնելով այն ձեռքի ձերմությունից, որի մեջ գտնվում է։

Ինչպե՞ս է աշխատում այս լապտերը: Այն իր ներսում ունի երկու սալիկ, որոնք գրավում են քո ձեռքի ջերմությունը և այն վերածում էլեկտրականության:

Ձեր տաք ձեռքի և դրսի ավելի սառը օդի միջև եղած ջերմաստիճանի տարբերությունն ստիպում է, որ առաջանա էներգիա։ Սա կախարդանք է թվում, բայց իրականում գիտություն է։ Սա կոչվում է ջերմաէլեկտրական էֆեկտ։

Էննը իր գաղափարը ներկայացնում է Google-ի գիտական փառատոնի (Google Science Fair) ժամանակ և գրավում առաջին հորիզոնականը։ Հետագայում նա շարունակում է զբաղվել գիտությամբ, իր Յութուբյան էջի միջոցով տարածում է իր կյանքի և հայտագործությունների մասին ինֆորմացիա, սկսում է ունենալ ելույթների այնպիսի հարթակներում ինչպիսին Ted Talks-ն է: Նա նույնիսկ Հայաստան էր եկել 2022 թվականի FemInno կոնֆերանսի համար:

Էննը ոգևորիչ օրինակ է նրա, որ ունենալով ձեր հետաքրքրությունները և օգտագործելով դրանք իրական խնդիրներ լուծելու համար դուք կարող եք ինքներդ կառավարել ձեր ապագան։

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 Ռոբերտը 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:

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 ջրաղացով աղալիս 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)։

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 բետոնը 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։

Բայց բետոնն ունի ևս մեկ բացասական կողմ՝ այն կարող է պարունակել բարձր քանակի ամոնիակ: Ամոնիակի գոլորշիները գրգռում են աչքերի ու շնչառական օրգանների լորձաթաղանթներն ու մաշկը, և առաջացնում 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, 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։

«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։

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 պատմություններով։

Դիտարկենք երկու հետաքրքիր նախագծեր Հայաստանում, որոնք ցույց են տալիս, թե որքան հետաքրքիր և կարևոր կարող է լինել կայուն ճարտարապետությունը՝ Կամար բիզնես կենտրոնը և UWC Դիլիջան դպրոցը:

Եթե 100 տարի հետ գնաք, ապա Կամար բիզնես կենտրոնի փոխարեն կգտնեք մի շենք, որը հայտնի է որպես Սև բանկ՝ իր մուգ գույնի պատճառով: Դա մոռացված, բայց պատմականորեն հարուստ շենք էր, որը նկատեցին Ամերիաբանկի ղեկավարները: Նրանք ցանկանում էին, որ բանկի նոր շենքը ժամանակակից տեսք ունենա, հասանելի լինի քաղաքի բոլոր ծայրերից հասնելու համար և ունենա պատմական նշանակություն: Եվ որոշումն ընկել է Սև բանկի վրա։

Կամար բիզնես կենտրոնն այժմ կանաչ և կայուն շենքի օրինակ է: Կենտրոնի ամենաթեժ առանձնահատկությունը 16 մետր բարձրությամբ «կենդանի» պատն է, որը ուղղահայաց այգի է։ Այն ոչ միայն գեղեցիկ տեսք ունի, այլև օգնում է մաքրել օդը և կարգավորել շենքի ջերմաստիճանը: Շենքը ունի ներքին ջրվեժները, որոնք օգնում են պահպանել խոնավությունը և օդի որակը՝ ստեղծելով առողջ միկրոկլիմա:

Շենքի մի մասը մնացել է հին շենքին նման. դրա շնորհիվ թե՛ պահպանվել է պատմական ժառանգությունը, թե՛ կառուցման ժամանակ խնայվել են շինանյութեր։ Այս գործելակերպի շնորհիվ կենտրոնը նույնիսկ ստացել է BREEAM սերտիֆիկատ՝ կանաչ շենքերի որակի նշան:

Երևանից մի փոքր շարժվենք դեպի UWC Դիլիջան, որը գտնվում է Դիլիջան ազգային պարկի տարածքում գտնվող գեղատեսիլ անտառում։ Դպրոցը նախագծել է աշխարհառչակ ճարտարապետ Թիմ Ֆլինը և իր թիմը։ Նրանց նպատակն էր կառուցվել բնական միջավայրի իդեալական մաս լինելու համար կատարյալ դպրոց: Մի հարցազրույցի ընթացքում Ֆլինն ասել է, որ նպատակ է ունեցել ստեղծել մի յուրահատուկ բան՝ հայկական դպրոց միջազգային տարրերով, օգտագործելով ոճեր և նյութեր, որոնք արտացոլում են տեղական մշակույթը:

Համալսարանը օգտագործում է կանաչ տանիքներ և «կենդանի» պատեր։ Դրանք օգնում են կլանել անձրևաջրերը, որի միջոցով կարգավորում են ջերմություն՝ շենքերը ձմռանը տաք և ամռանը զով պահելով: Սա օգնում է նաև շրջակայքում օդի ջերմաստիճանը սառը պահել: Դպրոցն ունի աշխարհի ամենամեծ կանաչ գոտիներից մեկը՝ 4750 քառակուսի մետր կանաչ տանիքներով և 1500 քմ «կենդանի» պատերով, որոնք պատրաստված են մոտակա անտառներից վերցված բույսերից։

Բայց բնության հանդեպ մտահոգությունն այսքանով չի ավարտվել։ Դպրոցի կառուցումից հետո թիմն աշխատել է վերականգնելու բնական բուսականությունը, որը խախտվել էր շինարարության ընթացքում: Նրանք հիմնել են տնկարաններ՝ դպրոցի համար բույսեր աճեցնելու համար և նույնիսկ վերատնկել են հին այգին: Կամավորների օգնությամբ նրանք բույսեր են հավաքել ազգային պարկից և հետ բերել դպրոցի տարածք։


UWC Դիլիջանը պարզապես կրթական հաստատություն չէ. այն վառ օրինակ է, թե ինչպես շենքերը կարող են օգնել շրջակա միջավայրին: Ե՛վ UWC Դիլիջանը, և՛ Կամար բիզնես կենտրոնը ցույց են տալիս, թե ինչպես ժամանակակից տեխնոլոգիաները և տեղական ավանդույթները կարող են միավորվել՝ ստեղծելու իսկապես կայուն և գեղեցիկ գործ: Այս երկու նախագծերն էլ ստեղծվել են Հայաստանի զարգացման մեծ պատկերի շրջանակում, որն առաջ են տանում Ռուբեն Վարդանյանը և նրա կինը՝ Վերոնիկա Զոնաբենդը՝ իրենց գործընկերների հետ։