Растения в биоклиматическом здании

Люди испокон веков интуитивно строили свои жилища в союзе с природой. Человек заимствовал естественные формы и принципы при строительстве своего жилья. Связь архитектуры с природой прослеживается с самого зарождения понятия «архитектура». Еще 2000 лет назад в своем труде «десять книг об архитектуре» Витрувий описал главные принципы строительства в согласии с природой и окружающей средой. Использование внутренних озелененных дворов в древней архитектуре, система комплювия и имплювия римских домов переходит в новом качестве в современную архитектуру и получает научное обоснование в наше время.
Объемно-пространственная структура биоклиматического здания состоит из архитектурного компонента и природного компонента:
К природному компоненту здания относится биосреда, состоящая из комплексной системы озелененных пространств, растений и системы организованного микроклимата здания.
К архитектурной составляющей относится объемно-планировочная структура здания, сложившаяся при взаимодействии с природно-климатическими условиями участка местности. Эти составляющие биоклиматического здания существуют в тесной взаимосвязи.
– зеленые насаждения снаружи здания
Растительность в целом и деревья в частности, оказываю большое влияние на охлаждение здания. Зеленые насаждения рассеивают прямые солнечные лучи, создают тень, препятствуют прохождению горячего воздуха внутрь здания. Грамотная посадка деревьев влияет на распространения воздушных потоков, направляя их в нужную сторону. Благодаря изменению количества и расположению деревьев на участке, возможно добиться изменения скорости воздушного потока, его направления в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Вертикальное озеленение – это важнейший элемент в биоклиматических зданиях. Зелень используется не только для эстетики, но и для охлаждения и увлажнения воздуха. Зеленые насаждения формируют микроклимат внутри здания. В жарком климате солнцезащиту из деревьев применяют на восточной и Западной сторонах. Применение сортов деревьев с осыпающейся кроной, защищает от жаркого солнца летом и позволяет получать необходимые солнечные лучи зимой. Зеленые насаждения так же повышают влажность, что немаловажно в засушливом климате. Вечнозеленые породы применимы в холодном климате, защищая здания от прохладных потоков воздуха.
Расположение на фасаде:
– охлаждение фасада, затенение Вертикальное озеленение фасада применяется для охлаждения и защиты от перегрева здания в странах с жарким, тропическим климатом.
– служат «природным экраном». Зеленые насаждения рассеивают солнечные лучи, создают необходимую тень, смягчают и охлаждают воздушные потоки, проходящие через них.
В зависимости от высотности применяют различные типы растений,
чем выше – тем более устойчивое к ветру и холоду растение. Однако, существует климатические ограничения для озеленения фасада, которые не позволяют использовать его в северных районах. Наиболее эффективно вертикальное озеленение фасада в умеренных южных и во влажных тропических районах.
– визуально «смягчают» архитектуру здания, «работают» на город как вертикальные сады.
В холодном климате озеленение применяется в закрытом контуре здания в виде зимних садов, расположенных по вертикали здания. Такие буферные пространства между окружающей средой и интерьером здания особенно востребованы в северных широтах, где внутренние озелененные пространства восполняют нехватку природной составляющей в зимний период года.
-комбинированное расположение (зелень с фасада переходит внутрь здания)
Данный прием позволяет использовать вертикальное озеленение, защищенное от внешних воздействий остеклением фасада в различных климатических условиях. В таких зданиях первые этажи могут иметь открытое озеленение. На верхних этажах озеленение присутствует на балконах и в остекленных общественных пространствах.
Эксплуатируемые озелененные кровли защищают здание от перегрева, снижает теплоотдачу объема здания. На эксплуатируемых кровлях целесообразно устраивать общественные пространства для отдыха служащих. В Бразилиа на крышах зданий депутатских корпусов предусмотрено кафе и открытый сад с непосредственным доступом с уровня земли. Кровля эксплуатируется как «вторая улица». На ней предусмотрены скамейки освещение и зоны для отдыха работников.
– Озелененные пространства внутри здания
Внутренне озеленение размещается в атриумах, глубоких лоджиях и зимних садах. Современный атриум можно рассматривать как своего рода метафору наружного пространства. Вид, открывающийся в атриум из окружающих его помещений, должен отличаться от облика самих помещений, обладать большим пространством и тем самым приносить отдых и психологическую разрядку.
Иллюстрацию данного принципа можно увидеть здесь. Основным элементом, создающим иллюзию природы, при этом остаются растения. Пол атриума является естественным местом для посадки растений, превращаясь в метафорическую почву, землю. Решающим фактором в подборе растений является уровень освещенности. Для роста растений необходима высокий уровень освещенности. Растения внутри помещения чувствуют себя хуже, чем в местах их естественного обитания. Растения, выращиваемые в помещениях, нуждаются в постоянном уходе, и если с самого начала условия их выращивания подобраны правильно, они могут жить и развиваться вполне нормально. Для правильного ухода за растениями в атриумах нужно пользоваться советами специалистов -дендрологов. Растения не так терпимы, как прочие элементы оборудования атриумов. Если искусственный климат, грунты, выбор видов растений и способы ухода за ними задуманы неверно, желаемая среда так и не возникнет.
Известно, что жизнеспособность организмов обусловлена постоянным наличием в среде трех групп процессов: потоков вещества, энергии и информации, поэтому во всех случаях обоснование проектно-строительной деятельности любого масштаба и оценку ее результатов необходимо производить на трех уровнях:
– биологическом, характеризующем качество имеющихся и предполагаемых биохимических и биофизических взаимосвязей естественных и искусственных компонентов среды .
– на энергетическом уровне, характеризующем качество непосредственного энергетического обмена архитектурных объектов со средой (теплового, воздушного, светового и т.п
-на информационном уровне, характеризующем функциональные и коммуникативные качества среды; на этом уровне определяются условия ориентации в пространстве, его информационная (функциональная, историко-культурная) насыщенность, эстетические качества.
Синтез архитектуры и природы реализует в себе наиболее благоприятные условия для жизни человека. Здания, включающие в себя природные элементы компенсируют утраченные естественные природную среду, перенося ее в интерьер. Главный принцип биоклиматической архитектуры – гармония здания с природой, влияние природных условий участка на формообразование здания. Биоклиматическое здание обеспечивает экономию энергии за счет использования солнечной энергии и энергии ветра, использование дождевой воды в качестве технической и для полива растений, участие растений в формировании внутреннего микроклимата, использование в строительстве материалов, пригодных к переработке. Зеленые насаждения положительно влияют на микроклимат здания, снижают психологический дискомфорт, особенно в высотных зданиях.
Затраты при эксплуатации биоклиматических зданий на 30% ниже, чем традиционных построек. Биоклиматическая теория получила развитие на всех континентах и применялась в тропических условиях и в условиях крайнего Севера, что позволяет говорить о ее универсальности.

Ярослав Усов, архитектор