Биоклиматические принципы проектирования

Принципы формирования биоклиматических зданий для России

На современном этапе развития архитектуры и градостроительства в связи с глобальными экологическими проблемами, экономией природных ресурсов, снижением выбросов парниковых газов, загрязнением окружающей среды и снижением расходов энергии актуальным становится проектирование зеленых зданий, в том числе биоклиматических.
Климат в России характеризуется в целом, как холодный с преобладающим зимним периодом. Первостепенной задачей при этом является снижение теплопотерь и сохранение биосреды здания. Разработанные автором принципы формирования биоклиматических зданий позволят более точно формулировать задачи при проектировании таких зданий.
Принцип адаптации. Принцип предполагает формирование объемно-пространственной структуры биоклиматического здания в зависимости от природных условий участка местности. Адаптируемость биоклиматических зданий к окружающим условиям – их отличительная черта, которая позволяет создавать гибкие системы, приспосабливающиеся к различным условиям. Здание, подобно мраморной глыбе, из которой мастер вытесывает скульптуру. Каждый элемент в здании должен иметь строгую аргументацию. Перед проектированием необходимо произвести аудит по следующим параметрам:
выбор оптимальных источников энергии с учетом региональных особенностей (климата, ландшафта, энергообеспечения и др.), реагирование на внешние воздействия формой плана и пластикой фасада, зависимость объема здания от рельефа и розы ветров. Все эти архитектурно-пространственные, конструктивные и технические решения позволяют создать здание, максимально использующее окружающую среду, дружественное этой среде и отвечающее естественным ландшафтно-климатическим факторам.
Принцип сохранения и восполнения. Строительство биоклиматического здания не должно уменьшить общую площадь территории озелененных пространств в районе строительства. Необходимо предусмотреть сохранение существующих зеленых насаждений и плодородного слоя почвы. Восполнение утраченного участком зеленой экосистемы происходит за счет зеленых пространств в здании. Эти пространства размещаются в озелененных атриумах на балконах и лоджиях, эксплуатируемых крышах. При этом площадь озелененных пространств в здании должна быть больше утраченной площади озеленения при строительстве. Таким образом строительство биоклиматических зданий нанесет значительно меньший ущерб окружающей среде, чем строительство традиционных зданий. Так же, находясь в плотной городской среде, здание с большими площадями озеленения вносит вклад в оздоровление среды, так как несет в себе функцию очищения воздуха и улучшения визуального восприятия. Данная функция будет являться значимой при наличии существенных площадей озеленения.
Принцип взаимосвязей – здание должно быть связано с городской средой (социальной, культурной, инженерной и транспортной инфраструктурой) и формироваться в неразрывной связи с окружающей застройкой. Строительство здания оказывает влияние на окружающую среду в результате изменения направления воздушных потоков, затенения других зданий и участка. Входная группа и уровень 1 этажа должны быть тесно связаны с городом, плавно перенося улицу или двор в здание. Здание должно быть частью той среды, в которой оно находится. Если здание забирает у города территорию, то оно должно компенсировать это строительством подземных паркингов, размещением служб, работающих на город. При проектировании нового здания необходимо учитывать эти взаимосвязи.
Принцип экологичности – Процесс строительства здания, эксплуатации и утилизации отходов не должен наносить вред окружающей среде. Следует избегать выбросов СО2, использование не возобновляемых источников энергии или, по возможности, ограничить их использование. При строительстве здания должны применяться перерабатываемые и вторично используемые материалы. При выборе материала следует отдавать предпочтения местным материалам. Конструктивные узлы здания должны предусматривать легкую утилизацию и сортировку отработанных материалов в конце срока службы здания, чтобы можно было повторно их использовать. Биоклиматическое здание – это иная философия жизни, которая еще только зарождается в России. Это забота об окружающей среде, людях. Проживая в таком доме, люди невольно становятся соучастниками экологического движения, потому что смогут понять изнутри эти процессы. Уровень жизни в таких домах будет значительно выше, чем в традиционных и тем более – типовых. Социальная экологическая составляющая биоклиматических жилых домов сформирует здоровый социум.
Данный принцип применен в проекте дома престарелых https://yaroslav.ru/2014/01/16/dom-dlya-prestarelyih/
Принцип энергонезависимости. Принцип включает в себя сведение к минимуму использования существующих внешних энергосистем, где энергоносителем является углеводородное топливо; предлагается максимально использовать альтернативные источники энергии и технические устройства для выработки тепловой и электрической энергии самим зданием или группой зданий. Выбор энергосистемы здания должен зависеть от местных природных условий.
Принцип автономности – Суровые условия климата России вынуждают создавать здания с автономной внутренней средой. Независимость от внешних сетей электро – и теплоснабжения, и в ряде случаев водопровода и очистных сооружений. Принцип «термоса» наиболее жизнеспособен в условиях низких температур зимой крайнего Севера. Большое внимание уделяется защите от теплопотерь. Для этого здания проектируют с широким корпусом, сохраняющим тепло. Атриум и озелененные пространства в здании позволяют увеличить ширину корпуса и обеспечить освещенность удаленных от фасада помещений, тем самым, увеличить общую площадь и показатель компактности всего здания. Биосреда здания закрытого типа, т.е. количество внешних озелененных пространств сводится к минимуму, а роль внутренних увеличивается.
Характерный пример принципа https://yaroslav.ru/2015/08/12/vsepogodnyiy-avtonomnyiy-kompleks-poplavok/
Принцип органичности – дом подобен живому организму, то есть функционирует по тем же ритмам и законам, что и окружающая природа. Это является иллюстрацией его естественности и биоподобия. Дом накапливает энергию в теплый период года и использует ее зимой. Подобно животному, которое зимует за счет летних запасов. Солнечные энергетические установки, как и вечнозеленые деревья, питаются солнечной энергией и преобразуют ее. Биоочистные сооружения и биотуалеты реализуют природный процесс переработки отходов, в результате которого восстанавливается замкнутый цикл: полученная серая вода идет для технических нужд и полива, а гумус используется как удобрение. Микроклимат предполагает естественный процесс дыхания, когда воздух поступает в здание и выходит отработанный в результате проветривания. При этом теплообменники отбирают до 80-90% тепла у отработанного воздуха и отдают его вновь поступающему свежему воздуху. Качество воздуха улучшают растения, которые поглощают СО2, увлажняют его и выделяют кислород.
Принцип модульности – функционально, здание можно разделить на несколько модулей: сервисное ядро, общественные пространства, вертикальные коммуникации с лестнично-лифтовым узлом, жилые комнаты, вспомогательные помещения и озелененные пространства. Комбинация из этих элементов помогает изменять степень влияния на здания природно-климатических факторов. Подбор тех или иных помещений необходимо осуществлять в зависимости от поставленной задачи и в единой связке с общей структурой здания.
www.yaroslav.ru

ЛИТЕРАТУРА:

1. Ivor Richards . T.R Hamzah&Yeang: Ecology of the sky. 2001, p. 17-24
2. Усов Я. Ю. Зеленые насаждения в биоклиматическом здании Сб. статей научной конференции //М.: МАРХИ 2010 г.
3. Усов Я. Ю. Биоклиматические здания в условиях Севера Сб. статей научной конференции //М.: МАРХИ 2009 г.
4. Усов Я. Ю. Биоклиматическая архитектура. Принципы и модели» // Проектирование и инженерные изыскания //М. 2008. №01. с. 86-88
Биоклиматические принципы активно применены Ярославом Усовым в собственных проектах, также представленных на сайте www.designus.ru

АННОТАЦИЯ
Автор: архитектор Усов Я.Ю.

Принципы формирования биоклиматических зданий для России
АННОТАЦИЯ: Статья посвящена особенностям формирования биоклиматических зданий для климатических условий России. В статье изложены основные особенности внутренней организации биоклиматических зданий и приведены основные принципы формирования объемно-пространственных решений таких зданий.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: биоклиматическая архитектура, принципы формирования, биосреда