VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Одним из путей снижения эксплуатационных затрат является строительство энергоэффективных зданий.  

Энергоэффективными называются такие здания, при проектировании которых был предусмотрен комплекс архитектурных и инженерных мероприятий, обеспечивающих существенное снижение затрат энергии на теплоснабжение этих зданий по сравнению с обычными (типовыми) зданиями при одновременном повышении комфортности микроклимата в помещениях.

Методология проектирования энергоэффективного здания должна основываться на системном анализе здания как единой энергетической системы.

Известный британский архитектор Норман Фостер уделяет большое внимание инновационным технологиям энергосбережения. Он старается по максимуму использовать неисчерпаемые природные ресурсы в виде солнечного света и воздуха. Именно поэтому его проекты отличаются наличием больших открытых пространств и умными системами, которые сами регулируют потоки света, экономя электроэнергию.

В своих проектах Фостер использует открытые эстетизированные пространственные конструкции, большие плоскости из стекла и металла, многофункциональность свободной планировки и изысканную деталировку.

Башня Мэри-Экс, штаб-квартира Swiss Re, Лондон, Англия, 1997–2004.

Эта башня, в народе прозванная “огурцом”, – первое в Лондоне экологичное высотное здание, построенное по инновационному проекту, который развивает идеи климатического офиса. Фостер сделал этот небоскреб именно такой формы, чтобы снизить ветровые нагрузки на поверхность, создать комфортные условия на уровне пешеходного уровня и обеспечить разницу внешнего и внутреннего давления, необходимую для функционирования уникальной системы естественной вентиляции. В проекте башни Мэри-Экс воплотилась идея архитектора, которую он развивал более тридцати лет: идея гуманизации рабочего места и сохранения энергии, демократизации структуры здания благодаря созданию внутренних пространственных связей и объединения природы и рабочего пространства (Рис. 1).

Коммерцбанк-Тауэр Франкфурт, Германия, 1994–1997.

Трехгранный небоскреб “Коммерцбанк-Тауэр” – главный символ Франкфурта-на-Майне и один из первых экологичных небоскрёбов в Европе. В плане здание представляет собой треугольник, который состоит из трёх сегментов – офисных пространств – и центрального атриума, пронзающего все этажи высотки.

С каждой стороны башни на разных уровнях, окружая ее по спирали, располагаются четырехэтажные сады. Каждый сад олицетворяет собой флору определенного региона: средиземноморскую, североамериканскую, азиатскую. Эти сады играют роль естественных фильтров, очищающих воздух в центральном атриуме, который является аналогом дымохода-вентиляции для расположенных по его периметру офисов.

Также в этих садах сотрудники офисов могут передохнуть во время перерыва. Частицы природы придают офисам качество гуманных пространств – главная идея Фостера, культивируемая им во всех проектах и поставленная, благодаря гениальному менеджменту, на поток (Рис.2).

Рис. 1 Башня Мэри-Экс , Лондон Рис. 2 Коммерцбанк-Тауэр, Франкфурт,

1997-2004 гг. 1997-2007 гг.

Рейхстаг, Новый германский парламент Берлин, Германия, 1992–1999.

В 1992 году бюро Фостера победило в конкурсе на восстановление Рейхстага. Новый облик историческому фасаду придал огромный стеклянный купол. Как и в других проектах Фостера, этот элемент является не столько архитектурным, сколько инженерно и технически необходимым. Купол состоит из 360 зеркал, которые способны пропускать свет. Панели купола оснащены регулируемым отражателем, который в зависимости от времени суток направляет свет внутрь здания, освещая интерьерное пространство, или отражает свет вовне, подсвечивая купол ночью изнутри. Купол также является частью экологичной автономной энергосистемы, позволяющей зданию снижать расходы энергии (Рис.3, 4).

Рис. 3 Новый германский парламент Берлин, Германия, 1992–1999.

Башня Хёрста, Нью-Йорк, США, 2000–2006

Структурно башня состоит из треугольников – сетчатые оболочки позволяют использовать на 20% меньше стали, чем того требует сооружение прямоугольных конструкций. Причем, 90% всего металла, использованного на возведение башни, представляли собой продукт вторичной переработки. Углы здания, срезанные по рисунку микродиагоналей фасадов, подчеркивают вертикальные пропорции объема и создают яркий и запоминающийся силуэт многогранника. Площадь остекления башни Херста составляет более1 мили, каждая стеклянная панель имеет высоту в четыре этажа и представляет собой бронированное стекло со специальным покрытием, пропускающим видимый свет и отражающим большую часть теплового инфракрасного солнечного излучения. В башне по максимуму используется естественное освещение благодаря огромным окнам, что существенно экономит электроэнергию. (Рис. 4).

Рис. 4 Башня Хёрста, Нью-Йорк, США, 2000–2006

Проанализировав проекты архитектора Нормана Фостера, можно выделить основные направления при проектировании энергоэффективных зданий.

-Выбор формы здания, обеспечивающей минимальные теплопотери в холодный период и минимальные теплопоступления в теплый период года.

- Использование элементов наружных ограждающих конструкций в качестве солнцезащитных устройств для снижения теплопоступлений с солнечной радиацией в теплый период года.

- Выбор ориентации здания относительно сторон света и воздействия ветра.

- Широкое применение светопрозрачных наружных ограждающих конструкций для использования в здании преимущественно естественного освещения.

- Выбор высокоэффективной теплоизоляции.

- Использование в теплый период года главным образом естественной вентиляции посредством двойных вентилируемых фасадов.

- Утилизация тепла удаляемого воздуха для подогрева приточного воздуха.

- Применение охлаждающих потолков вместо традиционной системы кондиционирования воздуха.

- Использование низкотемпературных грунтовых вод в качестве источника холодоснабжения.

Фостер увлечен идеей экологичности и очень внимателен к новациям в области энергосбережения. Для него экологический аспект архитектуры является едва ли не ключевым. Свои идеи архитектор стремится воплотить с максимальным использованием естественного света и воздуха, привлекая для этой цели самые смелые инженерные решения. Спроектированные им здания сами регулируют потоки воздуха и света, активно экономя энергию. Его архитектурные достоинства неоспоримы - эта новая по духу архитектура формально совершенна и рождает многообразные образные ассоциации.

Список литературы:

1. Ю. А. Табунщиков, М. М. Бродач, Н. В. Шилкин. Энергоэффективные здания. М.: АВОК-ПРЕСС, 2003.

2. М. М. Бродач. Теплоэнергетическая оптимизация ориентации и размеров здания // Науч. тр. НИИСФ: Тепловой режим и долговечность зданий. М., 1987

3. http://www.admagazine.ru/arch/72061_post-pochitaniya-normana-fostera.php

4. http://www.archi.ru/architects/world/objects_architect_geo.html?id=11

Код для цитирования: Скопировать