Құрылыста болат құрылымдарды пайдаланудың экологиялық артықшылықтары қандай?

Балқытылған болат конструкциясының қайта өңдеуге жарамдылығы мен бастапқыдан соңғыға дейінгі өмірлік циклы

Сапасы төмендемейтін, шамамен шексіз қайта өңделу мүмкіндігі

Балалардың құрылысындағы болат құрылымдар өздерінің беріктігін көптеген рет қайта өңделгеннен кейін де сақтайды, бұл қасиетті басқа құрылыс материалдарының аз ғана бөлігі ғана ұсына алады. Бұл неге мүмкін? Болат балқытылған кезде оның молекулалары негізінде алғашқы орналасуына қайтады. Бұл оның қандай жүкті көтере алуы, қаншалықты иілгіштігі және коррозияға қарсы төзімділігі сияқты маңызды сипаттамалары шамамен сақталатынын білдіреді. Сондықтан қиратылған зауыттардан немесе көпірлерден алынған ескі болат арқалықтары әлі де жаңа құрылыс жобаларында қауіпсіз пайдаланылуы мүмкін. Әлемдік болат қауымдастығының деректері бойынша, әлем бойынша өндірілетін болаттың шамамен 85 пайызы әр жылы қайта өңделеді, бұл болатты құрылыста ең көп қолданылатын қайта өңделетін материал етеді. Жаңадан болат өндіруге қарағанда, болатты қайта өңдеу үшін энергия шығыны шамамен төрттен үші аз болады, бұл көміртегі шығынын қатты азайтады және табиғи ресурстарды үнемдейді. Сонымен қатар, болат магнитті болғандықтан, қирату орындарында оны басқа қалдықтардан бөлу салыстырмалы түрде оңай, бұл полигондарға түсетін қалдық көлемін азайтады және кейбір адамдар «тұйық цикл» деп атайтын жүйені құруға көмектеседі — онда материалдар полигондарға түспей, тек қана қайта қолданыла береді.

Шығындыларды қайта өңдеу арқылы шынайы «бастапқыдан бастап соңғыға дейін» материал ағысын қамтамасыз ету

Балалық кезінде қолданылатын құрылыс болаты шынымен тұйық циклды жүйеде жұмыс істейді: ескі арқалықтар, бағандар мен рамалар балқытылып, алдымен сапасы төмендетілмей-ақ қайтадан жаңа құрылымдық бөлшектерге айналады. Бұл материалдардың үздіксіз циклы қалдықтарды полигона тастамауға көмектеседі және қазіргі кезде көптеген салаларда айтылатын «балақтан балаққа» (cradle to cradle) тұрақты даму идеяларына өте жақсы сәйкес келеді. Тұрақты даму үшін болат кеңесінің деректеріне сәйкес, барлық құрылымдық болаттың шамамен 98 пайызы бірінші қызмет ету мерзімі аяқталғаннан кейін басқа жерде қайта пайдаланылады (2023 жылы хабарланған). Сонымен қатар, әрбір болат бөлігінің барлық өмір сүруі бойынша оған қосылған нақты заттарды бақылайтын «цифрлық материалдық паспорттар» деп аталатын неше түрлі жүйе де бар, бұл болатты кейінірек қайта переработкалау кезінде әртүрлі түрлерін сұрыптауды әлдеқайда оңайлатады. Бұл бақылау жүйесін стандартты қосылу әдістері мен құрылыс алаңдарындағы қалдықтарды азайтатын дәл зауыттық жасау технологияларымен ұштастырған кезде, барлық процесстер біздің жаңа таза шикізатқа деген тәуелділігімізді тұрақты түрде азайтады. Әрбір қайта өңделген болаттың бір тоннасы өндірілген сайын, таза болатты бастапқыдан өндіруге қарағанда темір кентастың шамамен 1,5 тоннасын үнемдейміз және су пайдалану көлемін шамамен 40 пайызға азайтамыз.

Балқытқыш құрылым және азайтылған денелік көміртегі

Электрдоғалы пеш (EDP) қолдануы арқылы бастапқы өндірістің шығарындыларын азайту

Электрдоғалық пештер немесе ЭДП құрылыс болатындағы көміртегі мөлшерін өзгертуде. Себебі олар тазартылған металл қалдықтарын балқытады, ал бұрынғы әдістерде таза темір кентасын балқыту қолданылды. Бұл пештер ескі типтегі домна пештерімен салыстырғанда әлдеқайда көп энергия үнемдейді. 2023 жылғы «Әлемдік энергиялық тиімділік есебі» бойынша, энергия үнемдеу көрсеткіші 56%-дан 61%-ға дейін болады. Сонымен қатар, көмірдің жануынан туындайтын тікелей шығындар жоқ, өйткені қалыпты болат өндіру процесінде шығатын барлық CO₂-дің шамамен 70%-ы осы көмірдің жануынан пайда болады. Егер бұл электр пештері таза энергия көздерімен жұмыс істесе, онда олар өндіретін болат әрбір тоннасына 0,3 тонна CO₂-ден аз шығарылады, бұл қазіргі кезде өнеркәсіптің көпшілігінде бақыланатын көрсеткіштен әлдеқайда жақсы. Сонымен қатар, қазіргі заманғы ЭДП-лердің температураны реттеу жүйелері өте жақсы, олар энергияны одан да көп үнемдеуге мүмкіндік береді, сондықтан болат құрылыс жобалары үшін төмен көміртегі ізі бар құрылыс материалдарының ішіндегі ең жақсы нұсқалардың бірі болып табылады.

Жасыл сутегін сынақтан өткізу және қайта өңделген болат өндірісінде энергияның 75% үнемделуі

Күн энергиясымен қозғалтатын электролиз арқылы жасыл сутегін өндіру – шамамен ештеңе шығармайтын болатты қайта өңдеу үшін ойынды өзгертетін факторға айналуда. Қайта қыздыру мен тотығу процестерінде табиғи газды осы таза альтернативамен алмастырған кезде, өнеркәсіптік кәсіпорындар өз энергия шығындарын соңғы жылы «Sustainable Metallurgy» журналында жарияланған зерттеулерге сәйкес 73–77 пайызға үнемдейді. Сонымен қатар, отынды жағу нәтижесінде зиянды шығындар мүлдем жоқ. Нақты әлемдегі сынақтар көрсеткендей, сутегі – материалдың маңызды сапасын сақтау үшін қолайлы атмосфералық жағдайларда барлығы дұрыс басқарылған кезде өте жақсы жұмыс істейді. Мысалы, металл қалдықтарынан жасалған конструкциялық арқалықтарды қарастырайық. Жаңа сутегі негізіндегі жүйелер бір тонна болат өндіруге 8,9 гигаджоуль энергия ғана қажет етеді, ал ескі пештер шамамен 35 ГДж энергия тұтынған. Осындай жақсартулармен қайта өңделген болат тек экологиялық таза ғана емес. Ол ұзақ мерзімді тұрғыдан алғанда атмосферадан көміртегіні алып тастайтын құрылымдарды жасаудың негізгі құрылыс блоктарының біріне айналуы мүмкін.

Алдын ала дайындалған құрылымдар арқылы болат құрылымдардың қалдықтарын азайту

Дәстүрлі бетон құрылысымен салыстырғанда, құрылыс алаңындағы қалдықтар 90%-ға дейін азаяды

Билдинг Рисерч Эстэблишменттің 2024 жылғы деректеріне сәйкес, болаттық дайындамалы ғимараттар құрылыс алаңдарында дәстүрлі темірбетонды ғимараттарға қарағанда шамамен 90% кем қалдық тудырады. Бұл қазіргі кездегі өнеркәсіптің көпшілігі қол жеткізетін нәтижеден әлдеқайда жақсы, өйткені осы жылғы «Құрылыс қалдықтарын басқару» есебіне сәйкес құрылыс материалдарының шамамен 30%-ы әлі де полигондарға түсіп келеді. Егер барлығы құрылыс алаңында емес, зауытта жасалса, онда жаңбырдың материалдарды бұзып жіберуіне немесе жұмысшылардың өлшемдерді дұрыс алмауына қорқуға керек жоқ. Сондықтан да құрылыс алаңында қиып-кесу жұмыстары қажет емес болады, бұл дәстүрлі құрылыс әдістерінде кездесетін әртүрлі қалдықтардың пайда болуын азайтады. Барлық бөлшектер зауытта өлшемі бойынша дәл қиылады, дұрыс тесіледі және сапасы тексеріледі. Осылайша, жинаған кезде барлық компоненттер дәл қажетті орынға келеді, сондықтан кейіннен қателерді түзетуге аса қажеттілік туындамайды.

Дәлдікпен орындалатын дайындамалау және цифрлық материалдарды іздестіру мүмкіндігі арқылы артық тапсырыс берудің алдын алу

Компьютерлік көмекші дизайн RFID-белгілерімен бірге қолданылған кезде, ол құрылыс процесінің барлық сатысында — жасалу кезінен бастап, объектіге жеткізілгенге дейін — арқалықтар мен панельдерді нақты уақытта бақылау мүмкіндігін туғызады. Бұл компаниялар әрбір уақытта қандай материалдарға ие болатынын нақты көре алады дегенді білдіреді. Нәтижесінде — сатып алу процесі әрбір нақты жұмысқа қажетті материалдардың санына сәйкес келеді, сондықтан артық шығындар азаяды. Сонымен қатар, қоймадағы жабдықтардың тіркеу жүйесі де енді нақты уақытта жұмыс істейді, сондықтан жобаның ортасында өзгерістер енгізілген кезде тапсырыстар автоматты түрде өзгереді. Өткен жылғы «Құрылыстағы инновациялар» есебіне сәйкес, бұл тәсіл артық болат сатып алу көлемін шамамен 17% қысқартады. Тәжірибеде тағы бір артықшылық бар: өндіріс соңында қалған кішкентай металл қалдықтары қоқыс құмырына түспейді. Орнына көптеген зауыттар өз өндірістеріне осы қалдықтарды қайта өңдеу жолдарын әзірлеп шығарды, яғни «дөңгелек экономика» идеясын іске асыруға ұмтылады — бұл жағдайда зауыт қабырғаларынан тыс шығатын ештеңе болмайды.

Балалық кезінде ұзақ мерзімді пайдалануға арналған болат құрылым және тұрақты ресурстарды пайдалану

Болат ғимараттар өте ұзақ уақыт қызмет етеді — дұрыс қолданылса, жиі 50 жылдан астам уақыт қызмет етеді, сондықтан оларды жиі түсіріп, қайтадан негізден бастап құру қажеті жоқ. Ал бетон басқаша әңгіме айтып отыр. Уақыт өте келе ол көміртектену немесе ешкімнің естуін қаламайтын сілті-кремнийлі реакциялар сияқты себептермен бұзылады. Ал болат әрқашан қызмет етіп отырады, ауа-райы мен ысынуға төзімді болып, қажет болған кезде жөндеуге де жарамды. Болатты тағы да жақсартатын нәрсе — оның өмір циклының аяғында не болатыны. Ескі болат бөлшектері сапасын жоғалтпай-ақ жаңа құрылыстарға қайта өңделеді. Бұл материал өз өмірінің барысында пайдалы болып қана қоймайды, сонымен қатар «емекке шыққаннан» кейін толығымен жаңа мақсаттарда қызмет етуді жалғастырады. Осы ұзақ мерзімді тұрақтылық пен толық қайта өңделуге қабілеттілік комбинациясы болатты ондаған жылдар бойы жоғары сапалы жұмыс істеуі керек құрылыстар үшін ең жақсы опциялардың бірі етеді.