А вы хотели бы сад на крыше дома? Над чем сейчас работают ученые СФУ — гайд по разработкам

В Красноярске жаловаться на экологию — это уже какой-то негативный, но тренд. Городская пыль, «черное небо»… Тем временем ученые СФУ старательно работают над тем, что поможет эти проблемы решить. Несколько интересных технологий собрали в университете на одной площадке, которую называют «зеленый кампус», их проверяют в наших сибирских условиях. Корреспонденты NGS24.RU расскажут вам про три разработки. Когда-нибудь это внедрят в жизнь красноярцев.

Первое, что обычно представляешь при словах «зеленая крыша», — это просто трава, постеленная поверх здания. На деле все сложнее.

«Зеленые крыши — это не просто газон, а сложная инженерная система. Озеленение на крыше может быть экстенсивным, полуинтенсивным и интенсивным. В первом случае это те самые газоны или другие низкорослые растения, а во втором и третьем — кустарники и даже деревья», — объясняет директор Инженерно-строительного института СФУ Игорь Тарасов.

Чтобы все это держалось на крыше и не протекало вниз, нужны специальные материалы. По словам ученого, тут применяются гидроизоляция и особые облегченные субстраты, способные, несмотря на скромный вес, обеспечивать растения всем необходимым.

Смысл в Сибири у таких крыш есть, отмечает Тарасов, но подход к их созданию радикально отличается от европейского. При этом крыша-газон осмысленна далеко не на каждом доме.

«Это не просто дань моде, а функциональный инструмент, который при грамотном расчете способен решать специфические проблемы, а главное — улучшать экологическую обстановку в городе. Ну и, вне всякого сомнения, это очень красиво!» — говорит ученый.

Озеленить разом все красноярские пятиэтажки и девятиэтажки не выйдет: каждую крышу пришлось бы считать отдельно. Зато наработки уже оформлены в методичку «Проектирование зеленых крыш в условиях Красноярска», с расчетами и инженерными решениями под местный климат.

Следующая разработка кампуса решает задачу попроще на словах, но похитрее на деле: вырастить зелень прямо в городе, вне зависимости от сезона и погоды. Этим занимается ферма-лаборатория СФУ.

Устроена ферма как полностью закрытая экосистема. Сейчас на ней работают три фитотрона — помещения со строго заданным микроклиматом. В каждом стоит оборудование, которое замешивает питательный раствор для растений. Растут здесь руккола, базилик, салат и разная микрозелень, а еще здесь выращивают рассаду овощных культур. Все это без грунта и солнечного света в привычном понимании: вместо солнца работают фитолампы.

Экономика у такой фермы специфическая. Основные расходы, это электричество для ламп, вода, питательные растворы и семена. Зато ферма стоит прямо в кампусе, рядом с институтом гастрономии, поэтому доставка свежего урожая на кухню к будущим поварам почти ничего не стоит.

Урожай отсюда попадает на кухню сразу после сбора, дословно «с грядки». По задумке, круглогодичная работа должна компенсировать то, что базовые затраты тут выше, чем в обычной грунтовой теплице.

Ферма работает и как испытательный полигон. Ученые Института инженерной физики и радиоэлектроники внедряют тут новые высокомощные лампы с переменным спектром, которые, по их данным, ускоряют рост микрозелени и салата.

Параллельно лаборатория готовит кадры в области фуд-инжиниринга и отрабатывает методы выращивания эко-продукции на малых объектах, чтобы потом масштабировать их.

Следующая разработка кампуса — «Зеленая станция». Идея в том, чтобы обеспечивать здание энергией от природных источников: солнца и тепла земли. Сибирь здесь подбрасывает свои условия.

Сама по себе гибридная солнечно-геотермальная система в местном климате работоспособна, это, по словам ученых, уже показал эксперимент СФУ. Вопрос скорее в том, насколько стабильно она держится в самые тяжелые месяцы.

«Система покрывает большую часть потребностей благодаря природной синергии: летом солнечные панели дают максимум электричества, а зимой на первый план выходит геотермальное отопление теплом земли», — поясняет директор Института экологии и географии СФУ Руслан Шарафутдинов. Более того, по его словам, суровый климат удалось обратить в плюс, «используя промерзший за зиму вокруг скважин грунт для пассивного охлаждения помещений летом».

Сложнее зимой. Из-за короткого светового дня, пасмурной погоды и снега солнечной энергии не хватает, чтобы питать тепловые насосы. Поэтому полностью автономным круглый год сибирский эко-дом пока быть не может: для надежности он должен оставаться подключенным к общим сетям или иметь резервный генератор.

Чтобы получить полную картину, эксперимент в Инженерно-строительном институте продолжается уже несколько лет, и торопить его не выйдет.

«Нужно „поймать“ аномально холодные зимние месяцы, и посмотреть, как ведет себя оборудование, что смогут „позволить“ себе жильцы такого здания в том случае, если не повезет с погодой — например, много пасмурных дней подряд», — объясняют в институте. Авторам проекта хочется получить результаты быстрее, но смену сезонов не поторопишь.

Главная сложность кроется даже не в технике, а в экономике, и это честно признают сами разработчики. Установка оборудования требует высоких стартовых вложений, а из-за крайне дешевого угля в Красноярске срок окупаемости такой чистой станции в некоторых случаях может превышать 20 лет, отмечает Шарафутдинов. Финансово она выгодна в первую очередь там, где к централизованным сетям подключиться нельзя в принципе и людям приходится использовать дорогие дизельные генераторы.

«Городу с тяжелой ситуацией по качеству воздуха жизненно необходим переход на системы с нулевыми выбросами, но исключительно рыночные механизмы этому не способствуют», — описывает противоречие Шарафутдинов. По его словам, без целенаправленной господдержки, субсидий для частного сектора и льготных тарифов чистая энергетика пока не сможет массово вытеснить дешевое, но грязное угольное отопление.

«Зеленая станция» и сити-ферма — истории дорогие и пока скорее экспериментальные. Но есть в кампусе и идеи попроще, применимые в масштабах города хоть завтра.

Самый наглядный пример: скошенная трава. Газоны в городе стригут по несколько раз за лето, и почти весь этот объем уезжает на мусорный полигон. А ведь современные методы компостирования позволяют превратить такие отходы в качественный компост и вернуть его на те же парки и скверы. Плюс существуют специальные виды трав, из которых можно делать газоны, требующие стрижки в 2–3 раза реже, а значит, меньше работы, меньше топлива для техники и меньше отходов.

По отдельности ни одна из этих разработок городскую жизнь не перевернет. Но вместе они показывают, что сибирский климат сам по себе зеленым решениям не помеха. Вопрос в расчете и в том, где у этих технологий проходит граница экономической выгоды.