ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И АРХИТЕКТУРА ГОРОДА

Respice finem (Созерцая финал) Gesta Romanorum (Римские деяния), 103

Новые силы меняют архитектуру

Меняющиеся экономические, технологические и социальные факторы приводят к серьёзным изменениям в современной городской среде, меняют типологию жилых и общественных зданий. Важнейшие изменения являются следствием использования энергоэффективных архитектурно-планировочных, конструктивных и инженерных решений.

За последние 20 лет в развитых странах накоплен солидный опыт в области энергоэффективного строительства как общественных, так и жилых зданий. Более того, существуют целые энергоэффективные районы и поселения (см. часть 2). Россия в силу своей экономической политики значительно отстаёт в этой сфере от ведущих стран.

Энергосбережение в городской среде может обеспечиваться техническими и архитектурно-планировочными решениями. Остановимся на тех архитектурно-планировочных решениях, которые оказывают влияние на архитектуру городской застройки. Среди них есть два вида решений: связанные с экономией энергии в процессе эксплуатации и связанные с включением в постройки технических элементов, вырабатывающих энергию.

Архитектура помогает экономить

Экономия энергии обеспечивается следующими архитектурными решениями:

  • - энергоэффективной композиционной схемой;
  • - минимальной площадью наружных конструкций, через которые происходят потери тепла;
  • - пассивным использованием солнечной энергии через нагрев обращённых к солнцу помещений.

В разработке генплана застройки, применяя ту или иную схему объёмно-пространственной композиции (см. главу 4), целесообразно учитывать доминирующее направление и скорость ветров. Потоки ветра вдоль фасадов могут увеличивать теплопотери зданий и, следовательно, увеличивать расход энергии на отопление. Особенно велики потери тепла при турбулентных потоках воздуха вдоль фасадов. Предпочтение должно отдаваться замкнутым и полузамкнутым пространствам с такими размерами, при которых ветер «скользит» над крышами зданий, не опускаясь к земле. На рис. 9.1 показана расчётная схема движения ветра в застройке квартала Викки в Хельсинки. Видно, что при большом расстоянии между домами турбулентные потоки воздуха, обтекая здание, проходят вдоль наветренного фасада, усиливая теплопотери в холодное время года. При расстоянии между домами, немного, до полутора раз, превышающем высоту зданий, турбулентные потоки не образуются.

ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ И РАСПОЛОЖЕНИЯ ЗДАНИЙ НА ВЕТРОВЫЕ ПОТОКИ

Схема движения воздуха в районе Викки, Хельсинки. Источник

Рис. 9.1. Схема движения воздуха в районе Викки, Хельсинки. Источник: redo.me.uk

Для оценки конфигурации жилой застройки существует показатель пропорций двора. Коэффициент пропорций двора равен Р - Ыа, где b - высота двора, а - ширина двора. При увеличении коэффициента больше единицы внутри дворового пространства не будет достаточного воздухообмена. При уменьшении коэффициента меньше 0,3 возникают турбулентные процессы в воздушном пространстве двора, что ведет к нежелательному удалению тепла от фасадов.

Экономия энергии за счёт уменьшения площади наружных поверхностей здания является традиционной архитектурной задачей. Главные средства такой экономии - это увеличение ширины корпуса здания и придание зданию, полностью или частично, шарообразной формы. Ширина корпуса здания может быть увеличена, например, за счёт объединения жилых и общественных функций, как это было сделано в комплексе Ве-dZED в Хагбридже (рис. 9.2). Там же мы видим шарообразные формы части здания, сокращающие площадь фасада, а также уменьшение величины наружных проёмов на северном фасаде (рис. 9.3).

Расширение корпуса здания за счёт совмещения жилых и общественных функций. Комплекс BedZED. Хагбридж, Великобритания. Фото автора

Рис. 9.2. Расширение корпуса здания за счёт совмещения жилых и общественных функций. Комплекс BedZED. Хагбридж, Великобритания. Фото автора

Шарообразные формы части здания для сокращения потерь тепла

Рис. 9.3. Шарообразные формы части здания для сокращения потерь тепла.

Комплекс BedZED. Хагбридж, Великобритания. Фото автора

В настоящее время наиболее часто применяемым способом экономии энергии является использование энергии солнца. Эффективность пассивного (за счёт нагрева солнцем поверхностей помещений) использования солнечной энергии также зависит от формы застройки. Широтное расположение зданий предпочтительней, потому что пассивный нагрев поверхностей, ориентированных на запад или восток, уступает в интенсивности нагреву поверхностей, обращённых на юг.

Чтобы увеличить площадь нагреваемых солнцем поверхностей, увеличивают проёмы в наружной стене, обращённой на солнечную сторону (рис. 9.4), «впуская» солнце внутрь дома. Соответственно, для сокращения потерь тепла размеры проёмов в наружных стенах, обращённых на север, могут быть минимальными.

Жилой дом «Танго» в Мальмё, Швеция

Рис. 9.4. Жилой дом «Танго» в Мальмё, Швеция.

Фото: mryarchitects.com/projects/tango-

ЬоО 1 -exhibition-housing

Помимо использования солнечной энергии для нагрева наружных стен, её используют для создания в холодное время года благоприятного микроклимата в буферных пространствах - остеклённых верандах. Благодаря возникающему на верандах парниковому эффекту температура воздуха в этих неотапливаемых помещениях зимой на 5-10 градусов выше, чем на улице. За счёт такого эффекта могут быть снижены расходы на отопление здания. Не случайно в архитектуре северных стран Европы можно видеть сплошь закрытые верандами выходящие на солнечную сторону фасады зданий (рис. 9.5).

Массовое применение веранд в Хельсинки. Фото В. Яковлевой

Рис. 9.5. Массовое применение веранд в Хельсинки. Фото В. Яковлевой

К пассивным способам экономии энергии относятся также сбор и использование дождевой воды, которые требуют наличия в зданиях соответствующих ёмкостей. Однако в архитектурных решениях застройки этот способ экономии энергии отражается очень слабо. То же относится к системам подогрева воды при закачивании её в землю на большую глубину.

Не только экономия энергии при эксплуатации зданий влияет на архитектуру городских пространств, но также и экономия энергии при производстве строительных материалов. Двойное преимущество над другими строительными материалами имеют деревянные конструкции: дерево является возобновляемым ресурсом, что позволяет меньше нарушать природную среду; кроме того, затраты на изготовление и монтаж деревянных конструкций меньше, чем металлических или бетонных. Если в XX веке деревянное строительство в городах постоянно сокращалось, то в архитектуре начала XXI века мы видим его рост. На основе новых технологических решений и, соответственно, изменённых строительных норм стали строиться многоэтажные многоквартирные здания, все конструкции которых, включая фасадную отделку, выполняются из дерева (рис. 9.6). Пластические и фактурные решения городской застройки получают новые возможности.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >