Для реализации целей экологического контроля в строительстве необходимо выделить группу приоритетных показателей, оказывающих наиболее существенное воздействие на физическое и психическое здоровье человека. Эти показатели подлежат непрерывному мониторингу и нормированию в рамках экологического контроля. Представим их в таблице 1.
Таблица 1
Показатели качества атмосферного воздуха
|
Группа показателей |
Показатель |
Источник воздействия при строительстве |
Влияние на здоровье |
Нормативный документ |
|
Показатели качества атмосферного воздуха |
Взвешенные частицы PM2.5 и PM10 |
Работа строительной техники (дизельные двигатели), снос зданий, перемещение грунта, резка материалов |
Проникают в альвеолы легких, вызывают респираторные и сердечно-сосудистые заболевания, канцерогенны |
СанПиН 1.2.3685–21 (табл. 1.1) |
|
Диоксид азота (NO₂) |
Дизельная техника, транспорт, сварочные работы |
Раздражение дыхательных путей, снижение функции легких, повышенная восприимчивость к инфекциям |
СанПиН 1.2.3685–21 (табл. 1.1) | |
|
Оксид углерода (CO) |
Двигатели внутреннего сгорания, битумные работы |
Связывание гемоглобина, гипоксия, ухудшение когнитивных функций |
СанПиН 1.2.3685–21 (табл. 1.1) | |
|
Летучие органические соединения (ЛОС) |
Отделочные материалы, клеи, краски, растворители |
Головные боли, аллергии, поражение печени и почек, канцерогены |
СанПиН 1.2.3685–21 (табл. 1.1) | |
|
Формальдегид |
Древесно-плитные материалы, клеи |
Канцероген, раздражение слизистых, астма |
СанПиН 1.2.3685–21 (табл. 1.1) | |
|
Бенз(а)пирен |
Выхлопы дизельной техники, битумные работы |
Канцероген 1 класса опасности |
СанПиН 1.2.3685–21 (табл. 2.1) | |
|
Показатели физического воздействия [1] |
Эквивалентный и максимальный уровень звука |
Строительная техника, свайные работы, работа с арматурой, транспорт Ударные работы, забивка свай, аварийные сигналы |
Нарушение сна, гипертония, ишемическая болезнь сердца, снижение когнитивных способностей у детей Стресс-реакция, вегетативные расстройства |
СанПиН 1.2.3685–21 (п.34) |
|
Вибрация |
Забивка свай, работа тяжелой техники, уплотнение грунта |
Нарушение периферического кровообращения, заболевания опорно-двигательного аппарата, неврозы |
СанПиН 1.2.3685–21 (табл.5.4) | |
|
Инфразвук |
Работа крупных двигателей, вентиляционных систем |
Утомляемость, чувство страха, вестибулярные расстройства |
СанПиН 1.2.3685–21 (табл. 5.5) | |
|
Показатели качества водных объектов |
pH (водородный показатель) |
Сбросы строительных растворов, стоки |
Изменение кислотности воды — гибель гидробионтов |
СанПиН 1.2.3685–21 (табл.3.3) |
|
Нефтепродукты |
Техника, мойка колес, хранение ГСМ |
Токсичны для водных организмов, канцерогены |
СанПиН 1.2.3685–21 (табл.3.3) | |
|
Взвешенные вещества |
Размыв грунта, сбросы со стройплощадки |
Заиливание, ухудшение условий обитания рыб |
СанПиН 1.2.3685–21 (табл. 3.2) | |
|
БПК (биологическое потребление кислорода) |
Сбросы хозяйственно-бытовых сточных вод |
Эвтрофикация водоемов, замор рыбы |
СанПиН 1.2.3685–21 (табл. 3.3) | |
|
Показатели качества городской среды (психологическое здоровье) [2,3] |
Инсоляция (продолжительность солнечного облучения) |
Многоэтажная застройка |
Дефицит витамина D, нарушение циркадных ритмов, сезонная депрессия |
СанПиН 1.2.3685–21 (табл. 5.60) |
|
Озелененность территории |
Проектирование озеленения городов |
Снижение стресса, улучшение когнитивных функций (теория восстановления внимания Каплан) |
СП 42.13330.2016 п. 7.4 (25–30 % территории) | |
|
Световое загрязнение |
Искусственное освещение городов, улиц, строительных площадок |
Нарушение сна, подавление выработки мелатонина |
СП 52.13330.2016 (табл. 4.2) |
Совокупное воздействие перечисленных показателей формирует интегральный индекс качества городской среды , который должен стать основой для цифровой оценки и управления экологической безопасностью на всех этапах строительства.
Для исследования экологического контроля необходимо определить принципы, методы и инструменты его осуществления.
Принципами методологии цифрового экологического контроля являются:
– Непрерывность — контроль осуществляется 24/7, а не эпизодически.
– Объективность — данные поступают с калиброванных датчиков, исключая человеческий фактор.
– Прозрачность — информация доступна застройщику, контролеру и общественности (в разной степени).
– Интеграция — все данные сходятся в единой среде (BIM, облачная платформа).
В рамках темы данной статьи методология цифрового экологического контроля включает 3 этапа: сбор данных, аналитическая обработка и принятие решений .
Таблица 2
Этап 1. Сбор данных
|
Методы сбора данных |
Краткое описание |
Инструменты |
|
Стационарный сенсорный мониторинг |
Размещение на стройплощадке и по ее периметру датчиков, которые в реальном времени передают данные на сервер. |
Газоанализаторы, шумомеры, вибродатчики, мутномеры |
|
Мобильный мониторинг (БПЛА) |
Регулярные облеты стройплощадки дронами с RGB-камерами, тепловизорами или газоанализаторами для выявления несанкционированных свалок, пыления, теплопотерь. |
Мультироторные с RGB-камерой, БПЛА с тепловизорами или газоанализаторами |
|
Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) |
Использование спутниковых снимков для оценки изменения зеленых насаждений, состояния почв и водных объектов в районе строительства (ретроспективный анализ). |
Оптические камеры и мультиспектральные сканеры, радиолокационные радары (SAR), термальные сенсоры |
|
Ручной отбор проб (гибридный метод) |
Периодический отбор проб воды, почвы, воздуха для лабораторного анализа с последующим внесением результатов в цифровую систему (калибровка автоматических датчиков). |
Лабораторное оборудование |
Таблица 3
Этап 2. Аналитическая обработка
|
Методы аналитической обработки |
Краткое описание |
Инструменты |
|
Сравнение с нормативами (пороговый контроль) |
Автоматическое сопоставление текущих значений (шум, PM2.5, NO₂ и др.) с ПДК/ПДУ из СанПиН, СН. При превышении — генерация сигнала. |
Специализированные программные комплексы, которые автоматически сравнивают полученные данные с нормативами. |
|
Статистический анализ временных рядов |
Выявление трендов, сезонности и аномалий в данных мониторинга (например, рост уровня пыли по утрам при выезде техники). |
Диаграммы и графики, ARIMA (авторегрессионные интегрированные скользящие средние) |
|
Пространственный анализ (ГИС) |
Построение карт распределения загрязнения, шума, зон застоя воздуха с учетом розы ветров, рельефа и окружающей застройки. |
Картографические средства, пространственная аналитика для определения площади, расстояний, плотности, кластеров и границ. |
|
Прогнозное моделирование (рассеивание выбросов, шума) |
Расчет распространения загрязняющих веществ или шума от источников до жилой застройки с помощью с учетом метеоусловий. |
ПО «Эколог», Sound PLAN, CadnaA |
|
Оценка жизненного цикла (LCA) на основе BIM |
Автоматическое извлечение из BIM-модели спецификаций материалов и расчет углеродного следа (GWP) по этапам A1–A5, B1–B7, C1–C4 с использованием |
BIM-модели, платформы One Click LCA, Sustain360 [4]. |
Таблица 4
Этап 3. Методы принятия решений
|
Методы хранения, визуализации и принятия решений |
Краткое описание |
Инструменты |
|
Формирование цифрового экологического паспорта |
Сбор в структурированном виде (XML/IFC/PDF) всех экоданных по объекту: от фоновых изысканий до результатов мониторинга при сносе. |
Экологический паспорт объекта |
|
Визуализация в дашбордах |
Отображение текущих показателей на интерактивной карте-схеме с цветовой индикацией (зеленый/желтый/красный) и автоматическое формирование отчетов (журналы ПЭК, формы 2-ТП). |
Дашборды |
|
Автоматическое оповещение (триггерный контроль) |
При превышении порога «Внимание» (0,7 ПДК) или «Превышение» (≥1,0 ПДК) система рассылает уведомления экологу, прорабу, руководителю (SMS, e-mail, push). |
SCADA-системы |
|
Автоматизированное управление корректирующими мерами |
Система предлагает или автоматически запускает типовые меры: включение системы пылеподавления, остановка шумных работ, блокировка въезда неисправной техники. |
Использование датчиков, IoT-устройств и автоматизированных систем сбора данных |
|
Блокчейн-верификация (перспективный метод) |
Фиксация фактов превышений и принятых мер в распределенном реестре для исключения подлога данных и обеспечения доверия со стороны контролеров и общественности. |
Децентрализованные блокчейн-сети, интерфейсы API и интеграционные инструменты |
При внедрении и использования цифровых инструментов в процесс строительства необходимо учитывать преимущества и недостатки каждого метода, а также риски.
К преимуществам использования перечисленных методов и цифровых инструментов можно отнести следующее:
– Непрерывность и объективность: переход от эпизодических замеров к мониторингу в реальном времени.
– Точность и прогнозирование: возможность моделировать воздействие до начала стройки (симуляция шума каким образом моделирование проводится, загрязнений).
– Прозрачность: единая база данных для застройщика, контролера и общественности.
– Скорость: автоматизация формирования отчетности (2-ТП, ПЭК).
К недостаткам использования перечисленных методов и цифровых инструментов можно отнести следующее:
– Высокая стоимость внедрения: оборудование, ПО, обучение кадров.
– Проблемы совместимости: разные форматы данных от разных производителей (не всегда стыкуются с BIM).
– Риски кибербезопасности: защита данных от взлома и искажения.
– Правовая неопределенность: юридический статус данных с автоматических датчиков
Также, одним из возможных рисков внедрения систем цифрового экологического контроля является экологичность самих методов рассматриваемого контроля. Прямыми негативными воздействиями на окружающую среду вследствие использования цифровизации могут стать:
– Углеродный след производства оборудования (датчики, серверы, дроны).
– Энергопотребление центров обработки данных (дата-центров), где хранится информация.
– Проблема электронных отходов (e-waste) от вышедшего из строя оборудования.
Однако косвенным (позитивным) воздействием является:
– Снижение потребности в командировках и выездах инспекторов (уменьшение выбросов от транспорта).
– Оптимизация (минимизация потерь строительных материалов в ходе возведения здания и сооружений (заводского производства) строительных процессов (меньше перерасхода материалов → меньше отходов).
– Контроль энергоэффективности на этапе эксплуатации.
Цифровизация экологична, если её «зеленый» эффект (снижение воздействия стройки) превышает её собственный экологический след.
Выводы
Цифровизация экологического контроля в строительстве представляет собой эффективное средство обеспечения непрерывного, объективного и прозрачного мониторинга экологической ситуации. Внедрение цифровых методов позволяет повысить точность и оперативность выявления отклонений от нормативных требований, что способствует своевременному принятию корректирующих мер.
Разработанная методология включает три ключевых этапа: сбор данных, аналитическую обработку и принятие решений. Каждый из этапов реализуется с помощью современных цифровых инструментов, таких как автоматизированные датчики, ГИС-технологии, прогнозное моделирование и системы визуализации данных.
Инструменты автоматизированного управления корректирующими мерами и блокчейн-верификации открывают перспективы повышения доверия и прозрачности систем экологического контроля, обеспечивая автоматическую реакцию на превышения и фиксацию всех действий в надежных реестрах.
Литература:
- СанПиН 1.2.3685–21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания».
- СП 42.13330.2016 «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений».
- СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение».
- Интеграция Autodesk® в строительное облако . Режим доступа: https://help.oneclicklca.com/en/articles/275862-autodesk-construction-cloud-integration
