Руководитель: Ассоц. проф. Адилова Д.А.
Автор: Тухтамишева Айнур Зокировна Магистрант, "Казахская архитектурно-строительная академия", гр. МСТР(ЭМС) 13-2
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ.
Аннотация
В данной статье
рассматриваются особенности формирования энергоэффективных жилых зданий.
Анализируется исторический и современный опыт проектирования и строительства
энергоэффективного жилья. Описываются основные принципы проектирования
энергоэффективных зданий. В статье
рассказано об актуальности энергоэффективных жилых домов, а также о роли
энергоэффективной застройки в развитии новых сельских территорий.
Ключевые слова: расчет,
энергоэффективные здания, энергосбережение, энергоэффективные технологии.
Annotation
This article considers features of forming power
efficient dwelling buildings. Historical and modern experience of designing and
building of power efficient buildings has been
analyzed. The article describes the main principles of power efficient
buildings projecting. This article relates to actuality of power efficient
dwelling houses and also to the role of power efficient building in development
of new country sides.
Keywords: analysis,
energy-efficient buildings, energy conversation, energy-efficient technologies.
Введение
По всему миру на здания приходится достаточно высокий
уровень энергопотребления (40% от мирового показателя), а также уровень
выбросов парниковых газов в атмосферу, значительно превышающий выбросы от всех
транспортных средств вместе взятых.
Существуют большие и привлекательные возможности
снижения энергопотребления зданиями с меньшими затратами и с большей прибылью,
нежели в других секторах.
Эти снижения являются основополагающими в достижении
цели Международного энергетического агентства (МЭА), которая заключается в
уменьшении выбросов углерода в мире на 77% против прогнозируемых данных на 2050
год для достижения стабилизированного уровня CO2, предусмотренного Межправительственной группой экспертов по изменению
климата (МГЭИК). Важной составляющей в решении этой задачи, считают эксперты
МЭА, должен стать переход от строительства обычных зданий к строительству
энергоэффективных жилых и общественных зданий. Наибольшее внимание экспертов
уделено проектированию и строительству энергоэффективных многоквартирных зданий
по всему миру.
Основные понятия:
Под жилым домом средней этажности в данной
статье подразумевается многоквартирный дом. Многоквартирным домом признается
совокупность двух и более квартир, имеющих самостоятельные выходы либо на
земельный участок, прилегающий к жилому дому, либо в помещения общего
пользования в таком доме.
Энергоэффективный дом - это дом, который не только не зависит от внешних коммуникаций, но, в
принципе, может и сам служить источником энергии. Это становится возможным
благодаря рациональному использованию источников тепла и энергии самого дома и
окружающей его территории. Проектирование энергоэффективного дома - это
комплексная работа, учитывающая многовариантный подход, рациональный выбор
теплозащиты ограждающих конструкций, выбор инженерного оборудования и
эффективность использования возобновляемых источников энергии.
Одна из самых важных составляющих проектирования
такого дома - обеспечение экологического и эффективного жизненного цикла
здания (Рис. 1), т.е. такое здание изначально должно быть рассчитано на
определенный срок эксплуатации, быть наиболее энергетически эффективным в
течение данного срока, и быть безопасно снесено, не нанося своим разрушением
вред окружающей среде. Таким образом, жизненный цикл здания изначально
определен, рассчитан, и должен быть обеспечен условиями эксплуатации. Средний
жизненный цикл для зданий средней этажности составляет 30-40 лет.
Рис. 1. Эффективное
энергопотребление при эксплуатации здания - залог успешного обеспечения его
жизненного цикла.
Современный опыт
проектирования и строительства энергоэффективных жилых зданий.
Исторические
предпосылки современных энергоэффективных зданий можно найти в архитектуре
национальных жилищ многих северных народов. К примеру, избы на Севере и в
Сибири строили таким образом, чтобы изба выходила длинной стороной на юг (у
этой наружной стенки было больше всего окон, чем у других стен), а с других
сторон (чаще с севера) пристраивались хозяйственные постройки. Всё это
соединялось сенями - входным тамбуром,
связной зоной между избой и хозяйственными помещениями и буферной зоной между
холодной улицей и тёплой избой.
Современный
опыт проектирования и строительства зданий такого типа берет начало в 70-80-х
годах ХХ века, когда были построены два всемирно известных здания, считающихся
первыми энергоэффективными строениями современного типа. Первое здание - это
здание «ECONO-HOUSE», построенное в 1973—1979 годах в городе Отаниеми, Финляндия.
В здании кроме сложного объёмно-планировочного решения, учитывающего
особенности местоположения и климата, была применена особая система вентиляции,
при которой воздух нагревался за счёт солнечной радиации, тепло которой
аккумулировалось специальными стеклопакетами и жалюзи. Позднее доктор Вольфганг
Файст, основатель «Института пассивного дома» в Дармштадте (Германия), и
профессор Бо Адамсон из Лундского университета (Швеция) предложили концепцию
«Пассивного дома», которая получила распространение во многих проектах, в том
числе в известном Пассивном доме в г. Дармштадте, построенном в 1990 году.
Наиболее
интересные примеры современных энергоэффективных зданий можно найти в Германии,
Великобритании, США, Китае и ОАЭ. Как пример можно привести застройку квартала BedZED в
Веллингтоне, Великобритания (Рис. 2a) и проект нового города
Донгтан (Dongtan) в Китае (Рис. 2b).
a)
b)
Рис.
2(a,b): a) квартал BedZED
(Wallington, UK), архитектурная фирма ZEDfactory Ltd.; b) проект города Донгтан
(Dongtan, China), девелоперская
корпорация ARUP
Особое
внимание при проектировании жилых пространств энергоэффективного
многоквартирного дома уделено естественному освещению. Широтная ориентация
дома, большая площадь остекления южного фасада, фонари верхнего света позволяют
при необходимости максимально эффективно «пропускать» солнечный свет внутрь
дома. Специальные «солнечные ловушки» с использованием материалов с высокой
отражательной способностью рассчитаны на транспортировку в жилые помещения
зимнего солнца. Большие выносы террас южного фасада предохраняют внутренние
пространства от прямых солнечных лучей в летний период.
Важным
методом повышения энергоэффективности здания при проектировании является
изменение его формы путем формирования одного объекта из нескольких блоков.
Блокирование позволяет добиться уменьшения теплопотребления зданием вследствие
снижения площади наружных ограждающих конструкций до 50%, материалоемкости
строительства - на 8-10%, площади застраиваемой территории - на 30-40%,
сокращения длины коммуникаций, подъездных путей и т.д. В практике
проектирования блокирование зданий возможно как по горизонтали, так и по
вертикали.
Наибольшего
эффекта можно достигнуть при увеличении числа образованных внутренних граней
относительно количества сблокированных объектов. Этот вывод наглядно
демонстрирует пример блокирования зданий с созданием внутреннего дворика. При
открытом дворике обеспечивается уменьшение площади наружных поверхностей
блокированного здания по отношению к суммарной площади отдельных объектов в 1,5
раза. Однако если внутренний дворик преобразовать в атриум, застеклив его
сверху, то эффективность блокирования может еще больше возрасти, до 1,6,
поскольку увеличивается число внутренних граней.
В
многоквартирном доме с большим количеством помещений, имеющих разную
ориентацию, учитывается неравномерность воздействия солнечного излучения, а
также противоположное воздействие (скорость и направление ветра) наружной
среды. Поэтому отопительная система этого дома разделена на самостоятельные
зоны в соответствии с ориентацией по сторонам света (особенно на северную и
южную).
Изолированный
тепловой контур здания прежде всего обеспечивает минимальные тепловые потери
здания, за счет эффективной изоляции и энергоэффективных окон.
Естественная
вентиляция осуществляется за счет охлаждения буферных зон (мобильные жилые зоны
на южной стороне, теплицы) которые летом нагреваются днем, охлаждаются ночью,
не давая нагреваться внутренним помещения. Вертикальная вентиляция,
осуществляемая через специальные регулируемые отверстия в конструкциях стен и
перекрытий, позволяет воздушным потокам перемещаться по всему зданию,
обеспечивая охлаждение и вентиляцию внутренних помещений.
Кондиционирование
совмещено с приточной вентиляцией. Воздух кондиционируется путем очистки в
системе фильтров различных конструкций, подогревается или охлаждается,
увлажняется или осушается и подается по системе воздуховодов в помещения.
Заданные параметры воздушной среды в помещении поддерживают посредством
автоматического регулирования обработки воздуха в установках кондиционирования
в зависимости от состояния наружного воздуха, выделения тепла и влаги в
помещениях. Применяются центральные кондиционеры. От центральных кондиционеров
воздух подается в помещения по воздуховодам, протяженность которых может
составлять 60—70 м. Энергетическая эффективность данных кондиционеров - порядка
70%.
Актуальность
энергоэффективных жилых зданий
Развитие
архитектуры энергоэффективных зданий как направления сейчас становится
актуальным ввиду следующих причин:
1. энергоэффективные здания
позволяют поселениям, прежде всего сельским, в наименьшей степени зависеть от
тепло- и электроцентралей ввиду того, что энергосберегающие решения
обеспечивают автономность поселениям, в той или иной степени;
2. энергоэффективные
здания, обеспечивая автономность жилых образований, позволяют градостроителям
осваивать новые территории пригодные для проживания, что в итоге положительно
сказывается на снижении перенаселенности городов;
3. энергоэффективные здания
позволяют достичь не только высокого уровня автономности, но также и
экологичности проживания, что в целом подводит нас к такому важному аспекту,
как повышение устойчивости среды обитания.
Проектирование
энергоэффективных зданий - это сложная комплексная работа многих специалистов,
работа которых основана на принципах максимального обеспечения
энергоэффективности, экологичности и экономической эффективности здания. В
здании средней этажности, в многоквартирном доме обеспечить такие критерии
представляется порой более возможным, нежели в малоэтажном доме. Ввиду того,
что владельцы квартир как сообщество совместно управляют домом, возможен более
рациональный и выгодный для всех расход энергии, воды и т.д. Именно поэтому все
большее внимание застройщиков направленно на дома средней этажности, которые
постепенно становятся альтернативой коттеджной застройке в новых поселках и
пригородах.
В
заключение следует отметить, что проектирование энергоэффективных зданий на
сегодняшний день является одним из самых приоритетных в современной
архитектуре.
Designing energy-efficient buildings -
it is a complicated complex
work of many specialists whose work is based on the principles of maximum
energy efficiency, environmental friendliness and economic efficiency of the
building. In the medium-rise apartment building to provide such criteria is
often more affordable than in low-rise building. In view of the fact that the
apartment owners as a community co-managing a building, it is possible a more
rational and beneficial for all energy consumption, water, etc. That is why
more and more attention is directed at developers building medium-rise, which
are gradually becoming an alternative to cottage development in new villages
and suburbs.
In conclusion should be noted that the designing of energy efficient
buildings is one of the top priorities in modern architecture nowadays.
Список использованных
источников:
1. Хамзин
С.К., Абишев А.К. «Технология строительных процессов» Алматы 1995.-384 с.
2. Хамзин
С.К. «Технология возведения зданий и сооружений» Алматы 1995.-352 с.
3. Береговой
А.М. Энергоэкономичные и энергоактивные здания: Учеб. пособие. - Пенза:
Пензенская архитектурно-строительная академия, 1997. - 155 с.
4. Голованова
Л.А. Основные аспекты территориального энергосбережения: Учеб. пособие. -
Хабаровск: Изд-во Хабар. гос. техн. ун-та, 2002. - 115 с.