Энергосбережение в архитектуре

Ресурсоемкая архитектура – определенный этап

эволюции архитектуры.   Сейчас формируется

тенденция к увеличению процента та к называемых

«зеленых зданий»   и изменению способов

потребления.   Закономерен вопросо новых

принципах архитектуры.

Переходя к определению ресурсосберегающей

архитектуры,   необходимо остановиться на

существующих точках зрения. Давиденко П.Н. дает

следующую трактовку:  «Ресурсосберегающие

жилые образования – это жилая застройка и здания,

в которых используются возобновляемые источники

энергии, экономятся расходы электроэнергии, воды,

газа,   твердого и жидкого топлив а,   при этом

экономятся расходы энергии не только на

эксплуатацию, но и на производство строительных

материалов и изделий, применяются безотходные или малоотходные инженерные технологии»

В науке складывается представление о

ресурсосбережении как о наборе инженерных

решений.   Табунщиков Ю.А.   дает определения

существующим концепциям, среди которых он

выделяет наиболее важные:

· энергоэффективное здание:   с низким

энергопотреблением,   с ультранизким

энергопотреблением, с нулевым использованием

энергии;

· пассивное здание;

· биоклиматическая архитектура;

· здоровое здание;

· интеллектуальное, «умное» здание;

· здание высоких технологий;

· экологически нейтральное здание;

· жизнеудерживающее здание.

Во всех приведенных концепциях подчеркивается

инновационность технологических и конструктивных

решений,   применяемых для обеспечения

микроклимата здания, снижения эксплуатационных

затрат, снижения экологической нагрузки на город.

Ни одна из них не оперирует ни комплексным

ресурсосберегающим пространством,   ни новыми

стандартами жизни человека,  ни альтернативной

иконографией и эстетикой.  Именно такой подход

видится наиболее жизнеспособным и нравственным

в условиях ресурсного кризиса и подавляющего

влияния ресурсоемкой архитектуры

Многие исследования  показывают:

единственный шанс выживания Человека –   в

становлении именно альтернативной культуры  –

посттехногенного общества:   «Альтернативой

ресурсоемкой архитектуры должна стать

ресурсосберегающая архитектура…   – это

искусственная среда,  потребляющая минимум

природных ресурсов пр и максимуме

эксплуатационного и эстетического эффекта.

Движение к ней повлечет изменение модели

потребления современного человека, стереотипов

его мышления, жизненных стандартов, пересмотр

этических норм,   духовных и физических

возможностей».   Сейчас,   впервые за историю

современной цивилизации, только альтернативная

культура вырабатывает иммунитет нового общества.

Таким образом,   единого и устоявшегося

определения ресурсосберегающей архитектуры на

данный момент не существует.   С одной стороны,

ресурсосбережение видится как набор инженерных

решений,   с другой –  ресурсосбережение –   это

альтернативная культурологическая парадигма.

Критерии научного знания требуют ввести базовое

понятие для создания ресурсосберегающих

прототипов,   моделей и экспериментальных

городских пространств. Такое понятие должно стать главной установкой для дальнейших теоретических

построений, в которых город выступает как основной

объект преобразования.  

Ресурсосберегающая архитектура

–   универсальная структура-поле,   единое

сберегающее архитектурное пространст о,

преобразующее социальные и материальные

отношения,  развитие и взаимодействие Человека,

Города и Природы.   В основе функционирования

ресурсосберегающей архитектурной системы лежат

принципы сбережения ресурсов, соответствующие

ее внутреннему потенциалу.

Забота о рациональном использовании ресурсов становится имманентным

действием архитектора и градостроителя. Вследствие

этого должны изменятся и профессиональное

сознание,   и методики проектирования.

Ресурсосберегающая архитектура потребляет

альтернативные строительные материалы с

заданным и свойствами:   свободная утилизация,

неограниченность и возобновимость, цикличность.

Пока же противоположные концепции работают

независимо друг от друга,   находясь в процессе

коммуникации.   В среде архитекторов возникает

вопрос о новой фундаментальной стратегии. «Если

бы такая парадигма существовала,  она была бы

отражением глобальных изменений в науке,

религии и политике, - пишет Чарлз Дженкс в статье

«Новая парадигма в архитектуре». Однако, уже

сегодня можно разглядеть ряд достаточно

радикальных перемен в архитектуре,  которые, с

одной стороны,   связаны с серьезными

трансформациям и в научной сфере,   и с другой

стороны,   должны,   по моему убеждению,

постепенно распространиться на все другие

области жизни». Можно ли говорить о тенденции к

сбережению ресурсов в архитектуре?

Анализ развития ресурсоэффективных зданий

показывает,   что архитектура и строительство

вступают в новый этап своей истории. Пока не ясно,

будет ли это революционный путь или же медленный

эволюционный. Главным понятием XX века является

«потребление».   Научные данные позволяю т

говорить о связи между архитектурой и культурой

потребления.  Возможно ли,  что смена парадигмы

связана с трансформацией процесса потребления в

планетарном масштабе? В XXI веке мы видим одну

и ту же тенденцию ускорения потребления,

изменения его способов, функций и формы.

Архитекторам необходимо предпринять

решительные действия,  чтобы адаптироваться к

новым условиям ресурсосберегающего

потребления.

ПРИМЕРЫ:

Страна: США

Город: Нью-Йорк

Название объекта: Новый учебный корпус Колледжа Купер-Юнион

Архитектор: Том Мейн

Дата строительства :  2003 / 2006 —1 сентября  2009

В центре 9-этажного здания — серия общественных пространств, призванных связать одну из лучших американских школ дизайна и архитектуры с пространством города, а также способствовать случайным и запланированным встречам студентов между собой, что в идеале должно привести к плодотворным творческим союзам и стимулировать сотрудничество между учащимися разных специальностей.

Начало этим неформальным «лаунджам» кладет первый, застекленный этаж здания. За окружающими его V-образными опорами скрывается нечто вроде галереи, где студенты могут общаться, не входя в здание. Внутри расположен вестибюль высотой в два этажа; оттуда можно попасть в находящиеся на подземном уровне выставочное пространство, конференц-зал и аудиторию на 200 мест, которые будут доступны и горожанам — во время проведения различных мероприятий. Но главное направление движения из вестибюля — вверх, по широкой лестнице, обернутой в «сетку» из стекловолокна и пластика. Сужаясь по мере подъема — что визуально увеличивает ее длину — она приводит в двусветный зал на 4-м этаже, где начинается идущий до самых перекрытий атриум, пересекаемый под разными углами мостиками, соединяющими разные этажи и пространства. Также вверх ведут лестницы и лифты, часть которых останавливается только на втором, шестом и девятом этажах постройки, чтобы заставить студентов и преподавателей больше двигаться. 

Большинство общественных пространств визуально связано с городским пространством через проницаемый для взгляда изнутри фасад, а атриум даже отмечен снаружи участком застекления, напоминающим разлом или разрыв. Но естественное освещение доступно не только в ключевых точках здания: оно поступает в 75% лабораторий, аудиторий и мастерских, которые и заполняют этажи корпуса.

Помимо своих эстетических достоинств новое здание Купер-Юниона обладает целым рядом «зеленых свойств», которые  вызвали множество положительных откликов и заслужили ему платиновый экологический сертификат LEED. Внешняя сетка- экран, служащая изоляцией как от жары ,так и от холода играет значительную роль в повышении энегроэффективности здания, которое на 40% экономичнее аналогичных построек. Ее автоматически регулируемые панели создают естественную циркуляцию воздуха и оптимизируют температурный режим, а благодаря прозрачности сетки и сплошному остеклению периметра стен 75% помещений получают естественное освещение. Зеленые насаждения на крыше способствуют уменьшению эффекта «теплового острова» ,т. Е . снижают нагрев и теплоотдачу здания, а также сокращают сброс дождевой воды в городскую канализацию ,улучшая тем самым экологию города. «Зеленая крыша»  также повышает звуко и теплоизоляцию здания. Когенерационная теплоэлектростанция на крыше трансформирует излишки тепловой энергии в электричество и значительно сокращает необходимость задействовать внешние источники энергии. Панельно-лучистые системы обогрева и охлаждения также способствуют энергосбережению, а новые сантехнические приспособления позволят сэкономить более 2 млн. литров воды в год . В строительстве и в оборудовании здания были использованы вторично переработанные материалы. Новый Купер Юнион –это произведение с характером, и не у всех с ним сразу складываются отношения . Однако если посмотреть на работу Тома Мэйна и на банальные стеклянные башни по соседству, ни у кого не должно остаться сомнений, что новая и непривычная архитектура лучше привычной, но плохой. Новый Купер Юнион требует некоторого привыкания к себе , но он завоюет свое место в городе и станет одной из его архитектурных достопримечательностей.

Страна: Южная Корея

Город: Сеул

Название объекта:  Комплекс кампуса женского университета Ивха

Архитектор: Доминик Перро

Дата строительства :  2005-2008

Этот комплекс, не то ландшафт, не то архитектурный объект, ассоциируется у Перро с Елисейскими полями и с Площадью Капитолия ,являющимися не только центрами оживленной городской жизни , но и пространственными прелюдиями к важным постройкам. Роль Лувра , Триумфальной Арки и палаццо Сенаторов одновременно в случае кампуса в Сеуле исполняет памятник местной архитектуры- здание в викторианском стиле , где размещается руководство университета.

«Ивха,- замечает критик Фредерик Мигеру, - это не объект, калейдоскоп ,приглашающий посетителей умножать свой пространственный опыт.» Калейдоскопично не только пространство, но и фасады кампуса: выставленные наружу импосты-рефлекторы из зеркальной стали оживляют протяженные ленты остекления «брызгами» отражений и световых пятен. «Архитектура, которая исчезает, стирается, перестает быть препятствием , границей между человеком и его окружением , - пишет Мигеру,- вот та сфера деятельности, не лишенная противоречий , которой посвятил себя Доменик Перро…Он придумал архитектуру без свойств, которая не предполагает и не навязывает априори никакой особенной формы, никакого особенного материала – архитектуру, открытую для бесконечных   перепрочтений.»

Улучшенная экология:

Зеленая кровля играет важную роль в  поддержании биологического разнообразия ,в т.ч. создает эконишу для регионально значимых видов растений, а также отфильтровывает из воздуха твердые частицы и служит звукоизоляцией. Помимо эстетико-психологического значения , зеленая кровля обладает массой экологических преимуществ – восстанавливает озеленение  в данном районе Сеула, ослабляет эффект «теплового купола», улучшает регулирование ливневого стока, очищает воздух и воду, а также способствует снижению энергозатрат.

Пассивное отопление.

Зимой солнечная радиация проникает в здание ,снабжая его бесплатным теплом.

Теплоизоляция и инертность кровли.

Зеленая кровля обладает высокой степенью теплоизоляции и инертности, что позволяет снизить амплитуда колебаний температуры в аудиториях, и как следствие- повышает комфорт учащихся, а также  способствует экономии электроэнергии.

Вентиляционный лабиринт.

Подпорные стенки используются как вентиляционный лабиринт, где нагревается или остывает всасываемый снаружи воздух.

Рекуперация тепла или холода.

Энергия грунтовых вод.

Тепловые насосы собирают энергию земли для отопления и кондиционирования воздуха.

Контекстуальность.

Здание спроектировано так ,чтобы оно сливалось с ландшафтом. Его форма позволила сохранить множество растущих деревьев.

Ливневая канализация.

Быстрый сток ливневой воды с крыши часто ведет к подтоплению фундамента и большой нагрузке на дренажную систему. Одним из плюсов зеленой кровли является ее способность впитывать воду и отдавать ее в водосток постепенно в течение нескольких часов.

Водопотребление.

Меры по снижению расхода питьевой воды включают : установку оборудования экономного расхода воды, сбор дождевой воды для хозяйственных нужд.

Естественное освещение.

Широкий проем «впадины» позволяет солнечному свету проникать глубоко внутрь здания.

Естественная вентиляция.

Хорошая теплоизоляция.

Стены, крыша и перекрытия имеют хорошую тепловую изоляцию.

Теплоэлектроцентраль

ТЭЦ производит как электрическую, так и тепловую энергию.

Компактность.

Компактная форма здания минимизирует теплообмен с окружающей средой.

Страна: Германия

Город: Гюнцбцрг

Название объекта:  Начальная школа «Зюд-Ост»

Архитектор: неизвестный автор

Дата строительства :  октябрь 2006-июль 2007

В школе, построенной по стандарту пассивного дома, достаточно тепла, производимого 25 учениками и одним учителем (что соответствует 1,5 кВт), чтобы круглый год в достаточной мере отапливать классное помещение во время учебного процесса.

Благодаря большому количеству людей, находящихся в помещении, затраты на изоляцию школы - пассивного дома меньше, чем затраты на изоляцию жилых пассивных домов. Кроме того, одним из преимуществ школы, построенной по технологии пассивный дом, является то, что даже при отключении тепловых насосов  на несколько дней температура внутри помещения не понизится до критических показателей. Специальные окна для пассивного дома гарантируют комфорт в зимнее время одинаково для всех учебных мест, в т.ч. для тех, что расположены вблизи окон.

Качество воздуха в пассивном доме также выгодно отличается от других зданий. Исследования показали, что требование полной замены воздуха в здании дважды в день (стандарт DIN 1946, часть 2: ограничение концентрации СО2 в помещениях до уровня не выше 1500 ppm) невозможно обеспечить только посредством вентиляции через открытые окна. А результаты измерений уровня CO2 в классных помещениях показывают, что его объем в помещениях с традиционным видом вентиляции колеблется от 2500 до 4000 ppm. Контролируемая механическая вентиляция обеспечивает приток 15-20 м³ свежего воздуха на человека, что соответствует полному воздухообмену в помещении дважды в день. Кроме того, гарантируется отсутствие шума и сквозняков в классной комнате и предотвращается сухость воздуха.

Таким образом, в «пассивной школе» не только значительно снижаются эксплуатационные расходы, а, прежде всего, создаются более благоприятные условия для обучения школьников и работы учителей.