*112842*
УДК 711:577.4
Данабаева М. Марх-2011
Научный руководитель: проф.
канд. арх. Кисамедин Г.М.
Концепций энергетически
эффективных и экологически чистых технологий и других решений по гармонизации
архитектурной среды
В данной статье
рассматривается рост мирового
потребления первичных энергоресурсов в XX в, использование некачественных
и вредных технологий строительства, экологически небезопасных материалов,
которые оказывают вредное влияние на здоровье людей, об ответственности
архитекторов за качество жизни экологической среды современных городов.
«Человеческая
жизнь всегда зависела от трех переменных: населения, ресурса и окружающей среды, но сейчас мы, вероятно, единственная
цивилизация, которая сталкивается с постоянным ростом населения, истощением
природных ресурсов и разрушением окружающей среды. Возможность для ощутимого улучшения, предотвращения аварийных
ситуаций и позитивных изменений, города будущего уже не должны быть изолированными гетто, скорее
они будут напоминать более богато расслоенные города прошлого. Проживание,
работа, магазины, учеба и отдых будут пересекаться и размещаться в
разнообразной и меняющейся структуре . Города – предназначены для общения
людей, и если мы не обустроим их для этого, мы столкнемся с кризисом социальной
интеграции…» - Ричард
Роджерс
(Richard Rogers),
Актуальность настоящего исследования заключается проблема, возникшая перед человечеством, ухудшение качества
воздуха и воды, кислотные дожди, разрастание мусорных свалок, выбросы
токсических отходов, Это особенно
актуально для крупных городов, где сегодня проживает значительная часть
населения земли, и процесс урбанизации, по мнению экспертов, еще не завершен.
Рост заболеваний дыхательных путей, аллергия, заболевания кровеносной системы -
это далеко не полный перечень последствий ухудшения экологической ситуации, и,
в частности, загрязнения атмосферы. Естественными источниками
углекислого газа в атмосфере земли являются вулканические выбросы,
жизнедеятельность организмов, деятельность человека. При этом уже более
века количество CO2 в атмосфере неуклонно растет. И причина этого роста, прежде
всего, в сжигании ископаемого топлива угля, нефти, газа в увеличении
числа личного и общественного транспорта, в сжигании биомассы (в т.ч. сведение
лесов), в промышленной деятельности человека. Каждый год человечество
выбрасывает в атмосферу 7 миллиардов тонн углекислого газа. [1]
Рис. 1. Рост мирового
потребления первичных энергоресурсов в XX в. и начале XXI в.,
млрд тонн условного топлива.
Энергетическая
и сырьевая проблема - объясняется взрывным ростом потребления топлива и сырья.
Только за ХХ век в мире было добыто и потреблено топлива и сырья больше, чем за
всю предыдущую историю человечества. Из земли уже извлечено: 40% угля, 50%
меди, 55% железной руды, 60% алмазов, 75% нефти, 80% газа. Наука предупреждает,
что при современных объемах энергопотребления разведанных запасов органического
топлива хватит примерно на 150 лет, в том числе нефти - на 35 лет, газа - на 45
лет, угля - на 400 лет (точка отсчета 2005 год). [1]
В 1993 г. на Всемирном конгрессе архитекторов впервые
прозвучала мысль об ответственности архитекторов за качество жизни людей в
искусственной, оторванной от природы среде современных городов.
Использование некачественных и
вредных технологий строительства, экологически небезопасных материалов,
неконструктивных инженерных решений ко всему прочему оказывает вредное влияние
на здоровье людей.
«У нас есть обязанности как
у архитекторов, но у нас есть еще большие обязанности как у людей», —
сказал Ричард Роджерс (Richard Rogers), один из архитекторов, выступавших с
докладом на Всемирном конгрессе.
Эти слова не были пустой
патетикой, с тех пор в мировой архитектуре сформировались следующие приоритеты
- энергоэффективность зданий, их независимость и автономность от
централизованных сетей, экологичность и общая эффективность всей архитектурной
среды. Появилось большое количество объектов на основе концепций энергетически эффективных и экологически чистых технологий и других решений по
гармонизации архитектурной среды. В последнее время количество этих технологий
сильно расширилось, можно выделить семь самых популярных:
1. Энергоэффективное здание с низким потреблением
энергии или с нулевым потреблением энергии из стандартных источников (Energy
Efficient Building or Zero Energy Efficient Building). Это здание, в котором
эффективное использование энергоресурсов достигается за счет применения
инновационных решений. Эти решения осуществимы технически, обоснованы
экономически, приемлемы с экологической и социальной точек зрения и не изменяют
привычного образа жизни.
Рис.3. пример “нулевого” сооружения в КНР – энергосберегающее
здание, построенное для университета Синьхуа в Пекине.
К энергоэффективным зданиям
могут быть отнесены здания с низким энергопотреблением и здания с нулевым
энергопотреблением из стандартных источников. пример “нулевого” сооружения
в КНР – энергосберегающее здание, построенное для университета
Синьхуа в Пекине. Здание спроектировано таким образом, чтобы минимизировать
расходы на обогрев и охлаждение. Крыша-козырек с одной стороны создает тень в
жаркую солнечную погоду, с другой – вырабатывает электричеств с помощью
установленных здесь солнечных батарей.
2. Пассивное здание (Passive Building). Здание,
в котором используются энергосберегающие строительные материалы, суперизоляция
и возобновляемые источники энергии. Ветряки, солнечные панели или термальные
насосы существенно снижают потребление энергии от традиционных источников.
Сегодня пассивным зданием считается дом, в котором не присутствуют отопительные
системы, работающие от традиционных централизованных источников энергии.
Здания Energon (рис. 4) построено в 2002 году в немецком городе Ульм.
Полезная площадь этого офисного здания составляет 7 тыс. м2, оно
рассчитано на работу 420 сотрудников. Годовое удельное энергопотребление
составляет 12 кВт·ч/(м2·год).
Рис.4.5. Схема пассивного офисного здания Energon
Ключевые особенности здания
Energon непосредственный подогрев или
охлаждение приточного воздуха в грунтовых теплообменниках, использование грунтовых
теплообменников для подогрева или охлаждения воды, использование разогрева или
захолаживания ограждающих конструкций здания, использование атриума как часть
системы воздухораспределителения, высокая теплозащита, использование
фотоэлектрических панелей для выработки электроэнергии.
Средний канадский коттедж производит
ежегодно 5-7 тонн парниковых газов. Дома США производят ежегодно около 278 млн тонн парниковых
газов. Пассивные дома могут существенно сократить эти выбросы. Технологии пассивного
домостроения позволяют существенно сократить потребление энергии. Например, в 1990-е годы в Германии энергопотребление в
жилищно-коммунальной сфере снизилось на 3 %. А домохозяйства Великобритании потребляют около
30 % всей энергии страны. 3. Биоклиматическая
архитектура (Bioclimatic
Architecture). Это одно из направлений архитектуры в стиле hi-tech с ярко
выраженным использованием остекленных пространств. Главный принцип
биоклиматической архитектуры — гармония с природой, желание приблизить
человеческое жилище к природе. Его можно выразить в словах одного известного
экодизайнера Уильяма МакДоно: «Я хочу сделать так, чтобы птица, залетев в офис,
даже не заметила, что она уже не вне здания, а внутри него.» В основном,
известны многочисленные биоклиматические небоскребы. В биоклиматической
архитектуре наравне с заградительными системами активно применяется
многослойное застекление (double skin technology), обеспечивающее шумоизоляцию
и поддержку микроклимата, вкупе с вентиляцией.
Рис.6. Здание
биоклиматической архитектуры – «Городские ворота Дюссельдорфа»
Примером биоклиматической архитектуры является здание «Городские ворота
Дюссельдорфа. Архитектурные и инженерные решения здания «Городские ворота
Дюссельдорфа» в отношении теплоснабжения и климатизации позволяют отнести это
здание не только к зданиям биоклиматической архитектуры, но также к зданиям
высоких технологий, интеллектуальным зданиям, пассивным зданиям и в значительной
степени к Sustainable building. Все перечисленные направления реализованы в
этом проекте с достаточной полнотой и завершенностью.
4. Интеллектуальное
или умное здание (Intellectual
Building). Здание, в котором с точки зрения теплоснабжения и климатизации, на
основе применения компьютерных технологий оптимизированы потоки света и тепла в
помещениях и ограждающих конструкциях. Главным образом это достигается за счет
правильной ориентации здания по отношению к Солнцу и направлениям Света и
технологиям инсоляции.
Умный город от Panasonic
в Fujisawa Sustainable Smart Town предусмотрена уникальная система
энергосбережения, экономии воды и прочих ресурсов, а также переработки мусора в
полезные для города материалы (строительные, топливные, удобрения).
Рис.7.Умный
город Fujisawa Sustainable Smart Town от Panasonic
Безопасность,
уличное движение, уличное освещение и многие другие стороны жизни в этом городе
будут контролироваться автоматической интеллектуальной системой управления,
которой совершенно не нужно для работы вмешательство человека.
5. Здание высоких технологий (High-Tech Building). Это,
прежде всего, самые ультрасовременные решения в архитектуре с точки зрения
конструкций и материалов, но это еще и здание, в котором экономия энергии,
качество микроклимата и экологическая безопасность достигаются за счет
использования технических решений, основанных на сильных ноу-хау, на правилах
сильного мышления.
Рис.8.Лондонское здание Lloyd's Ричарда Роджерса,
В здание
Lloyd's Ричарда Роджерса решения состояла в абсолютной
технической оправданности и рациональности. В здании все, что могло бы стеснить
пространство внутреннего операционного зала, было вынесено наружу, а сам
операционный многоэтажный зал остался монументально чистым и светлым. Опять же,
замену поломанных коммуникаций можно осуществлять очень просто и быстро, при
этом, не нарушая ритма работы здания. Здание не просто покрыто ажурной системой
винтовых лестниц, стеклянных лифтов и вентиляционных труб, оно стало чем-то
иррациональным, декоративным. Lloyds, выглядит не как брутальная декларация
стиля hi-tech, а как доведенный до совершенства декоративный прием.
6. Здоровое здание (Healthy Building).
Здание, в котором, наряду с применением энергосберегающих технологий и
альтернативных источников энергии приоритетными являются экологически чистые
природные строительные материалы (смеси из земли и глины, дерево, камень,
песок, и т.д.) и совместно с энергосберегающими технологиями — выработка
новых подходов по поддержанию здорового микроклимата зданий. Кроме того,
технологии здорового дома учитывают достижения в области очистки воздуха от
вредных испарений, нет выделений вредных газов, радиоактивных веществ (газ
Радон), мелко-дисперсной пыли (вызывающей аллергические болезни), грязи,
формальдегидов (выбросы от курения) и бактерий, подавление патогенных волновых
излучений от компьютеров, сотовой связи и WI-FI.
7. Экологическое,
жизнеподдерживающее здание с
нулевым показателем отходов жизнедеятельности и строительных материалов (полный
повторный цикл), с нулевым показателем энергозатрат и, как правило,
вырабатывающее энергии больше, чем нужно одному зданию (Green Sustainable Zero
Waste Building).
В мировой
практике сейчас все перечисленные технологии объединяют вместе, предлагая
комплексные инженерные решения, как в отдельно строящихся зданиях, так и в
цельных градостроительных проектах.
Крупнейшим и наиболее ярким примером в области
энергоэффективной и биоклиматической архитектуры является штаб-квартира в
Масдаре (Masdar — суперсовременный энергоавтономный город-сателлит в
Дубайе) девелопера Abu D'abi Future Energy Company. В этой штаб-кватире также будет
расположен административный центр энергоэффективного города Масдар. [2]
Рис.9.Уникальная
градостроительная система Масдар сити.
В
заключений хочу отметить, что сегодня мировая архитектура активно возобновляет
новые технологии в практике строительства и находит новые комплексные подходы
для сохранения окружающей среды. Устойчивая зеленая архитектура это - широкое
комплексное понятие, включающее в себя зеленую архитектуру, интеллектуальную архитектуру, эко-архитектуру,
биоклиматическую архитектуру, умную архитектуру, энергоэффективную архитектуру.
В настоящее время концепций энергетически
эффективных и экологически чистых технологий и других решений по гармонизации
архитектурной среды является решением
самого высокого уровня в рамках подхода комплексного проектирования.
Рис 10. Модель Концепций энергетически эффективных и экологически чистых
технологий и
других решений по гармонизации архитектурной среды. 
Список использованной
литературы:
1.
http://www.un.org/ru/ [1]
2.
http://ecorussia.info/ru [2]