Факторы, влияющие на формирование архитектурных решений биоклиматических жилых зданий

Ландшафтно-климатические факторы
Ландшафтно-климатические факторы оказывают большое влияние на климатизацию жилого здания и формирование оптимального объемно-пространственного решения. Приведены характерные особенности традиционных жилых домов в разных странах (римский дом, японский дом, cеверная изба) и, в результате рассмотрения их эволюции, выявлены основные признаки организации и факторы, оказывающие влияние на формообразование таких домов.
Рассмотрено влияние природных факторов:
– влияние природных условий участка застройки на формирование архитектуры здания (характер рельефа, ориентация здания, характер покрытия вблизи здания) – здания М. Вэллса с зелеными кровлями, заглубленные в рельеф;
– влияние солнечной радиации на архитектуру биоклиматического здания
(ориентация здания, естественное освещение, расположение коммуникационных узлов, озелененные пространства) – проекты Эдварда Мацрия, основанные на взаимодействии с солнечной энергией, он формулирует зависимость освещенности помещения от цвета интерьера; Тадао Андо использует естественное освещение и светотень, как элемент формообразования;
– влияние воздушных потоков на архитектуру биоклиматического здания
(ориентация здания, естественная вентиляция помещений, атриум как средство вентиляции, аэродинамика здания) – Кен Янг рассматривает в своих проектах естественную вентиляцию и технические средства для изменения воздушных потоков, вводит понятие skycourts- глубокие лоджии на фасаде для охлаждения;
– влияние водных пространств на архитектуру биоклиматического здания (сбор дождевой воды, водные пространства, бассейны, фонтаны) – традиционные жилища индейцев на Кубе и Средней Азии, расположенные на воде, Оскар Нимейер использует водные пространства вокруг зданий для охлаждения и увлажнения воздушных потоков;
– влияние озелененных пространств на архитектуру биоклиматического здания (расположение вблизи здания, природный фильтр) – озелененные дворы римских домов, сады на крышах зданий Ле Корбюзье, растения на фасадах в постройках Кена Янга снижали воздействие солнечной радиации на конструкции.
Определены рациональные решения объемно-пространственной структуры биоклиматических зданий в различных климатических условиях.
1.2 Социальные и экономические факторы
Анализ влияния социальных и экономических факторов на проектирование биоклиматических зданий позволил установить, что важнейшим социальным аспектом является формирование у потребителей социально-ответственного сознания. Биоклиматическое здание, как высшая ступень экологических зданий, подразумевает активное участие пользователя в процессах экономии природных ресурсов и бережного отношения к окружающей природе. Введение природных компонентов в здание влияет на физическое и психическое здоровье людей, существенно улучшает и оздоравливает микроклимат, способствует созданию психологического комфорта, особенно в многоэтажных и высотных зданиях.
1.3 Экологические факторы
Исследование взаимодействия биоклиматических зданий и природы осуществляется путем контроля жизненного цикла зданий от проектирования до утилизации. Контроль осуществляет служба сертификации “зеленых зданий” совместно с проектировщиками. Бережное отношение к окружающей среде предполагает сохранение природных ресурсов, восстановление нарушенных территорий, восстановление замкнутых природных циклов и восполнение утраченных зеленых насаждений на участке строительства, применение экологически безопасных материалов, и их вторичное использование.
1.4 Энергетические факторы
В биоклиматических зданиях, как разновидности экологических зданий целесообразно применение альтернативных источников энергии:
– энергии солнца (фотоэлементы, солнечные коллекторы);
– энергии ветра (ветрогенераторы, ветряные стены, ветряные турбины);
– геотермальной энергии (тепло камней, грунта);
– гидротермальной энергии (тепло грунтовых вод);
– энергии биомассы (первичная, вторичная);
– энергии течения рек, морских волн и других.
В центральной Европе годовой приход солнечной радиации составляет 1,1 МВт.ч/м2 год, в Сахаре – 2,3 МВт.ч/м2 год, в России на севере – 0,7 МВт.ч/м2 год и на юге – 1,5 МВт.ч/м2 год. Таким образом, эффективно использовать солнечные коллекторы можно вплоть до 700 северной широты.
Наиболее распространенные технические устройства, использующие солнечную энергию:
солнечный коллектор превращает солнечную энергию в тепло, нагревая теплоноситель. Окупаемость солнечной установки в Европе составляет 3 года, в России 10-12 лет ;
теплоулавливающая стена передает тепловую энергию внутрь помещений со всей своей поверхности. Интенсивность нагрева таких стен регулируется фасадными жалюзи;
фотоэлектрические системы преобразуют солнечную энергию в электрическую. Стоимость такой энергии постоянно снижается, но по-прежнему в 3-4 раза выше энергии топливных электростанций, работающих на углеводородном топливе. Самым дешевым источником энергии по-прежнему остается сэкономленная энергия.
1.5 Градостроительные факторы
Размещение биоклиматических зданий в зависимости от следующих условий:
а) плотность и этажность окружающей застройки (влияние воздушных потоков и инсоляции);
б) транспортная доступность (использование альтернативных видов транспорта и снижение нагрузки на транспортную систему города);
в) размещение вдали от промышленных объектов (роза ветров);
г) визуальный комфорт (особенности ландшафта и окружающей застройки);
д) акустический комфорт застройки (защита здания от неблагоприятных акустических воздействий городской среды);
е) озеленение городских территорий (компенсационное озеленение);
ж) повышенная нагрузка на городские инженерные сети (эффективное управление водой, электронное управление раздачи воды).

Ярослав Усов, архитектор