Розрахунок еколого-економічного ефекту від збирання дощової води «зеленими» покрівлями

Автор(и)

  • М.В. Кравченко К.т.н., доцент кафедри технологій захисту навколишнього середовища та охорони праці Київського національного університету будівництва і архітектури, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0003-0428-6440
  • Т.М. Ткаченко Д.т.н., професор кафедри технологій захисту навколишнього середовища та охорони праці Київського національного університету будівництва і архітектури, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0003-2105-5951

DOI:

https://doi.org/10.32347/2411-4049.2024.1.34-48

Ключові слова:

«зелений» дах, дощові води, утримання, зберігання, управління, чиста приведена вартість, екологічний ефект, економічний ефект

Анотація

Обґрунтовано проблему доступності прісної води на планеті та проаналізовано основні концепції сталого управління дощовими водами, такі як: "SuDS", "BMP", "LID", "GI", а також концепцію "зелених" конструкцій. Наведено класифікацію та характеристики основних типів "зелених" покрівель, а також їх основні екологічні переваги. Показано прогнозовану динаміку розвитку "зелених" дахів на світовому ринку, яка змінюватиметься з 1,4 мільярда доларів США у 2020 році до зростання на рівні 17% з 2020 по 2027 рік, досягнувши 4,2 мільярда доларів США до 2027 року, причому прогнозується, що екстенсивний тип становитиме більше половини загальної частки ринку. Висвітлено проблему високих витрат на встановлення та обслуговування екологічно чистих рішень для даху, тому поставлено мету роботи розрахувати екологічний та економічний ефект від збору дощової води, отриманої з "зелених" покрівель, на відміну від традиційної покрівлі, та провести економічний аналіз соціально-вартісних вигод, які "зелені" покрівлі генерують протягом свого життєвого циклу, використовуючи метод чистої приведеної вартості (NPV). Зроблено розрахунок еколого-економічного ефекту від збирання дощової води "зеленими" покрівлями для чотирьох міст України: Києва, Харкова, Дніпра та Львова. За результатами розрахунків екологічний ефект EE коливається в межах 394 000 м3 у Дніпрі та 450 000 м3 у Харкові до 567 000 м3 у Києві та 647 000 м3 у Львові. Відмінність в отриманих розрахунках залежить в першу чергу від обраної площі "зелених" покрівель, яка була найнижчою в місті Дніпро (1,47 млн м2) і найвищою в місті Київ (2,50 млн м2), значення яких були обрані умовно, а також від показника середньорічної кількості опадів, який є найвищим у місті Львів (740 мм). Розраховано середнє значення екологічного ефекту EE по відношенню до затримки води в проаналізованих містах, яке становило 515 000 м3. Шляхом множення EE і ціни води, визначено середній показник ECE для цих 4 міст, який склав 380 500 доларів США. Зроблено висновок, що ціна на воду є вирішальною залежною змінною при розрахунку ECE. Наведено розрахунок економічного аналізу прибутковості інвестицій у "зелені" покрівлі, що відповідають 1 м2 інтенсивних і екстенсивних "зелених" дахів, який здійснювався на основі методики чистої приведеної вартості (NPV). Показано, що інвестиційні витрати на "зелені" покрівлі включають наступні стадії: проєктування "зелених" дахів; монтаж системи "зеленої" покрівлі; встановлення гідроізоляції; виробництво субстрату для дахів та його укладання; підбір та посадка рослин на даху; монтаж системи поливу. Обґрунтовано, що як інтенсивні, так і екстенсивні "зелені" покрівлі мають позитивний показник чистої приведеної вартості NPV. Середній показник NPV на 1 м2 інтенсивної "зеленої" покрівлі більш ніж в 10 разів перевищує середній NPV на 1 м2 екстенсивного "зеленого" даху.

Посилання

The United Nations world water development report 2021: valuing water (2021). 187 р.

Tkachenko, T. M., Mileikovskyi, V. O., & Kravchenko, M. V. (2023). Impact of «green» roofs on rainwater management: review of scientific research and perspectives of use. Environmental Safety and Natural Resources, 46(2), 35–53. https://doi.org/10.32347/2411-4049.2023.2.35-53 [in Ukrainian].

Green Roof Market Size, Share & Trends Analysis Report By Type (Extensive, Intensive), By Application (Residential, Commercial, Industrial), By Region (North America, APAC, MEA), And Segment Forecasts, 2020–2027. Retrieved from https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/green-roof-market

Li, W.C., & Yeung, K.K.A. (2014). A comprehensive study of green roof performance from environmental perspective. Int. J. Sustain. Built Environ, 3, 127–134. https://doi.org/10.1016/j.ijsbe.2014.05.001

Vijayaraghavan, K. (2016). Green roofs: A critical review on the role of components, benefits, limitations and trends. Renew. Sustain. Energy Rev., 57, 740–752. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.12.119

Oberndorfer, E., Lundholm, J., Bass, B., Coffman, R.R., Doshi, H., Dunnett, N., & Rowe, B. (2007). Green roofs as urban ecosystems: Ecological structures, functions, and services. BioScience, 57, 823–833. https://doi.org/10.1641/B571005

Bianchini, F., & Hewage, K. (2012). Probabilistic social cost-benefit analysis for green roofs: A lifecycle approach. Build Environ., 58, 152–162. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2012.07.005

Carter, T., & Keeler, A. (2008). Life-cycle cost-benefit analysis of extensive vegetated roof systems. J. Environ. Manag., 87, 350–363. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2007.01.024

Yuliani, S., Hardiman, G., & Setyowati, E. (2020). Green-roof: The role of community in the substitution of green-space toward sustainable development. Sustainability, 12, 1429. https://doi.org/10.3390/su12041429

Jiawei Fu, Karine Dupre, Silvia Tavares, David King, & Zsuzsa Banhalmi-Zakar (2022). Optimized greenery configuration to mitigate urban heat: A decade systematic review. Frontiers of Architectural Research., 2022, 11, 3, 466-491. https://doi.org/10.1016/j.foar.2021.12.005

Fleck, R., Pettit, T.J., Douglas, A.N., Irga, P.J., & Torpy, F.R. (2020). Botanical biofiltration for reducing indoor air pollution. Bio-Based Materials and Biotechnologies for Eco-Efficient Construction, 305–327. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-819481-2.00015-5

Weerakkody, U., Dover, J.W., Mitchell, P., & Reiling, K. (2017). Particulate Matter Pollution Capture by Leaves of Seventeen Living Wall Species with Special Reference to Rail-Traffic at a Metropolitan Station. Urban Forestry and Urban Greening, 27, 173–186. https://doi.org/10.1016/j.ufug.2017.07.005

Tkachenko, T.M., & Mileikovskyi, V.O. (2017). Doslidzhennia teploperedachi v enerhoefektyvnykh zelenykh pokrivliakh. Ventylatsiia, osvitlennia i teplohazopostachannia, 21, 37-48 [in Ukraine]. http://vothp.knuba.edu.ua/issue/view/10141

Tkachenko, T., & Mileikovskyi, V. (2017). Research of Cooling Effect of Vegetation Layer of Green Structures in Construction. International scientific and practical conference. World science. Dubai, 1, №7(23), 22-24. http://repositary.knuba.edu.ua//handle/987654321/5694

Kravchenko, M.V., Tkachenko, T.M., & Mileikovskyi, V.O. (2023). Modifikatsiia "zelenoi" pokrivli z vykorystanniam tekhnichnykh rishen dlia zmenshennia nehatyvnoho vplyvu zlyvovykh vod v miskykh umovakh. Problemy vodopostachannia, vodovidvedennia ta hidravliky, 43, 16-28 [in Ukraine]. https://doi.org/10.32347/2524-0021.2023.43.16-28

Yujiro Hirano, Tomohiko Ihara, Kei Gomi, & Tsuyoshi Fujita. (2019). Simulation-Based Evaluation of the Effect of Green Roofs in Office Building Districts on Mitigating the Urban Heat Island Effect and Reducing CO2 Emissions. Sustainability, 11, Iss. 7, 2055. https://doi.org/10.3390/su11072055

Azkorra, Z., Pérez, G., Coma, J., Cabeza, L.F., Bures, S., Alvaro, J.E., Erkoreka, A., & Urrestarazu, M. (2015). Evaluation of green walls as a passive acoustic insulation system. Applied Acoustics, 89, 46–56. https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2014.09.010

Wooster, E.I.F., Fleck, R., Torpy, F., Ramp, D., & Irga, P.J. (2022). Urban green roofs promote metropolitan biodiversity: A comparative case study. Building and Environment, 207, 108458. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2021.108458

Qiang Ji, Hye-Jeong Lee, & Sung-Yoon Huh (2022). Measuring the economic value of green roofing in South Korea: A contingent valuation approach. Energy and Buildings, 261. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2022.111975

Fabricio Bianchini, & Kasun Hewage (2012). Probabilistic social cost-benefit analysis for green roofs: A lifecycle approach. Building and Environment, 58, 152-162. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2012.07.005

Inês Teotónio, Cristina Matos Silva, & Carlos Oliveira Cruz (2018). Eco-solutions for urban environments regeneration: The economic value of green roofs. Journal of Cleaner Production, 199, 121-135. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.07.084

Aflaki et al. (2017). Urban heat island mitigation strategies: A state-of-the-art review on Kuala Lumpur, Singapore and Hong Kong. Cities, 62, 131-145. https://doi.org/10.1016/j.cities.2016.09.003

Hoekstra, A.Y. (2003). Virtual Water Trade: Proceedings of the International Expert Meeting on Virtual Water Trade, Delft, The Netherlands, 12–13 December 2002; Value of Water Research Report Series No. 12; UNESCO-IHE: Delft, The Netherlands.

Vnutrishni vody ta vodni resursy Ukrainy. Retrieved November, 20, 2023 from http://zno.academia.in.ua/mod/book/view.php?id=2439#:~:text=Поверхневі%20й%20підземні%20води%2C%20які,використання%20тільки%2056%20км3

Borowski, P.F. (2020). Nexus between water, energy, food and climate change as challenges facing the modern global, European and Polish economy. AIMS Geosci, 6, 397–421.

Taryfy na vodopostachannia ta vodovidvedennia. Retrieved November, 20, 2023 from https://index.minfin.com.ua/ua/tariff/water/

Bus, A., & Szelągowska, A. (2021). Green Water from Green Roofs – The Ecological and Economic Effects. Sustainability, 13(4), 2403. https://doi.org/10.3390/su13042403

Metodychni rekomendatsii iz zabezpechennia efektyvnoho vidvedennia poverkhnevykh vod. Nakaz Ministerstva z pytan zhyllovo-komunalnoho hospodarstva Ukrainy. 23.12.2010, N 470.

Zemlianka nashoyi mriyi. Retrieved November, 20, 2023 from https://umoloda.kyiv.ua/number/2555/208/90236/

Dykan, M.I., Rubenok, T.M., Mishchenko, V.Ya. (2019). Prognozuvannia efektyvnosti investytsiynykh proektiv z urakhuvanniam faktoriv, shcho poslabliuiut' nehatyvnyi vplyv. Innovatsii v ekonomitsi, 5, 137–141 [in Ukraine].

Zelena pokrivlia: proektuvannia ta montazh. Retrieved November, 20, 2023 from https://euroroofing.ua/green_roofs/

Systemy "zelenykh" dakhiv. Retrieved from https://zinco.com.ua/systems

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-03-29

Як цитувати

Кравченко, М., & Ткаченко, Т. (2024). Розрахунок еколого-економічного ефекту від збирання дощової води «зеленими» покрівлями. Екологічна безпека та природокористування, 49(1), 34–48. https://doi.org/10.32347/2411-4049.2024.1.34-48

Номер

Том 49 № 1 (2024): Екологічна безпека та природокористування

Розділ

Екологічна безпека та основи природокористування

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Kravchenko М.V., Tkachenko T.M.

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Збірник «Екологічна безпека та природокористування» працює у рамках міжнародної ліцензії Creative Commons Attribution («із зазначенням авторства») 4.0 International (CC BY 4.0).

Ліцензійна політика журналу сумісна з переважною більшістю політик відкритого доступу та архівування матеріалів.