10226

стадиях проектирования проявляется не только под углом зрения критерия затрат. Значительная часть прироста результата достигается при первоначальной проработке проекта. В этой связи становится ясно, как важно именно в процессе архитектурного проектирования исследовать возможности различных вариантов объекта согласно «Критериям оценки проекта ЭМЖЗ». Вариантное проектирование обеспечивает получение значительного эффекта — повышение качества принимаемого к реализации проекта в размере до 40% по сравнению с невариантным проектированием.

При вариантном проектировании необходимо иметь три составляющих элемента: возможность вариабельности проектных решений, правила оценки имеющихся альтернатив, процедуру выбора лучшего варианта.

Аналитический процесс - основа для выработки нескольких логических моделей, обусловленных диалектикой окружающего нас мира, при рассмотрении которых выбирается одна, наиболее удовлетворяющая исходным условиям, и на ее основе создается объемно пространственная виртуальная модель сооружения, которая, в свою очередь, является предметом всестороннего анализа [11].

В ходе анализа принципов формирования архитектурных решений ЭМЖЗ сформулированы методические рекомендации к процессу архитектурного проектирования ЭМЖЗ, которые излагают действия архитектора на стадии градостроительного, архитектурного и конструктивного проектирования ЭМЖЗ.

Методические рекомендации на стадии градостроительного проектирования:

1. Изучение местных природно-климатических факторов района строительства с энергетической точки зрения и разделение их на две условные категории — положительную и отрицательную — путем сопоставления с требуемыми энергетическими параметрами проектируемого здания или микрорайона. Следует учитывать, прежде всего преобладающее воздействие двух характеристик климата: солнечной радиации и ветра, интенсивность влияния которых на здание обусловливается рассмотренными выше факторами.

51

2.Привязка проектируемого объекта на местности, которая в наибольшей степени нейтрализует негативные факторы внешней среды.

3.Искусственное усиление энергетически нейтрализующего воздействия на неблагоприятные природно-климатические факторы путем выполнения ландшафтных мероприятий (целенаправленная организация рельефа, создание защищенного растительностью земляного барьера на пути неблагоприятных ветров, устройство водоема с целью локальной оптимизации энергетических параметров микроклимата в окрестностях объекта).

4.Привязка нового объекта в районе существующей жилой застройки осуществляется с учетом оптимизации энергетического баланса объектов, образующих жилую группу, путем защиты одного здания другим от неблагоприятных природно-климатических факторов внешней среды.

Методические рекомендации на стадии архитектурного проектирования

зданий:

1.Создание максимально компактной компоновки объема здания, предельно допустимого увеличения объема единого здания на основе принципа блокировки однородных объектов с целью повышения энергоэффективности жилого здания, осуществление других мероприятий по повышению тепловой эффективности в зависимости от изменения формы и размеров здания.

2.Определение общей объемнопланировочной концепции с соблюдением мероприятий, обусловливающих общую архитектурно планировочную концепцию здания и способствующих одновременно повышению энергоэффективности объекта.

3.Проектирование внутренней планировки здания на основе принципа теплового зонирования, введения «буферных зон» в структуру здания, стремления к уширению корпуса здания.

Методические рекомендации на стадии конструктивного проектирования

зданий.

52

1.Определение типа внешней облицовки жилого здания (кровли и

стен):

-вида использованных материалов согласно принципу выбора материалов наружной облицовки здания;

-конструкции наружной облицовки здания с точки зрения достоинств и недостатков в процессе эксплуатации жилого здания.

2.Корректировка площади и расположения светопроемов, полученных при определении внутренней планировки здания, с учетом обеспечения требований энергоэффективности здания. Определение типа заполнения светового проема, назначение при необходимости вида используемых солнцезащитных средств:

3.Оценка возможности использования нетрадиционных источников энергии для инженерного обеспечения зданий и повышения их энергоэффективности в зависимости от местных природноклиматических условий, выявление возможности их пассивного использования путем совмещения функций (конструктивной и энергетической) элементов здания с последующей при необходимости корректировкой планировки и внешнего объема здания.

4.Введение внешних конструктивных элементов, обеспечивающих дополнительный приток к зданию энергии возобновляемого источника в целях повышения эффективности использования этой энергии.

2.2.1 Теоретическая модель ЭМЖЗ

Функционирование энергоэффективного жилого здания, как и любого другого объекта, осуществляется в рамках взаимодействия триады «человек - окружающая среда - объект». Каждый элемент данной системы воздействует на остальные элементы, и, кроме того, сам испытывает влияние с их стороны.

В рамках данной работы рассмотрен процесс формообразования ЭМЖЗ, поэтому целесообразно остановиться на направленном воздействии группы факторов, исходящих от элементов «окружающая среда» и «человек».

53

Ключевыми критериями соответствия объекта энергоэффективному жилому зданию выступают требования экологичности, комфортности и экономичности, которые также приобретают оттенок направленности.

Так, воздействие объекта на окружающую среду должно быть экологичным:

-учет положений сенсорной экологии (визуальной, экологии запахов и звуков);

-снижение площади застройки здания, максимальное сохранение земли с целью

ееестественноландшафтного, сельскохозяйственного, рекреационного, заповедного использования;

-применение экологичных строительных материалов;

-замкнутый безотходный цикл функционирования здания (в системах тепло-, электро-, водоснабжения, канализации), исключающий загрязнение окружающей среды [83].

Экономичность объекта подразумевает собой снижение энергопотребления здания и влечет за собой исполнение следующих требований:

-ужесточение нормативных требований по теплозащите зданий;

-экономичность архитектурностроительных решений;

-модернизация систем инженерного обеспечения здания.

В рамках архитектурного проектирования особую важность приобретает экономичность архитектурно - строительных решений, позволяющая, кроме того, добиться снижения энергопотребления здания без дополнительных вложений.

Осуществление требований экологичности и экономичности объекта протекает при непременном улучшении микроклимата помещений здания.

Комфортность сочетает в себе эргономичность, характеризующую влияние самого объекта, и обитаемость как предотвращение неблагоприятного воздействия природной среды на человека.

Как необходимость соответствия перечисленным выше трем основным требованиям экологичности, экономичности и комфортности возникает выполнение в процессе архитектурного проектирования двух групп принципов, объединенных между собой также согласно направленности воздействия.

54

Рисунок 20. Процесс формообразования ЭМЖЗ.

На совместное выполнение требований экологичности и экономичности ориентирована группа принципов, действие которых прослеживается в функционировании подсистемы «окружающая среда»:

-градостроительные принципы (принципы учета климатических условий, учета местной градостроительной ситуации);

-принципы использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии (принципы использования энергии Солнца, ветра, биоэнергии, тепла верхних слоев Земли, вторичной энергии).

Совокупность требований комфортности и экономичности определяет работу архитектора с группой принципов, действие которых можно отнести к функционированию подсистемы «человек»:

-архитектурнопланировочные принципы (принципы достижения компактности здания, выбора общего объемнопланировочного решения и определения внутренней планировки здания);

55

- конструктивные принципы (принципы выбора наружной облицовки здания, выбора остекления здания).

Разработка теоретической модели ЭМЖЗ имеет своей целью оказать практическую помощь архитектору в осмыслении методов преобразования материальной среды обитания человека, формировании и организации структуры ценностей, отвечающей потребностям времени, воспитании личной ответственности специалиста. В процессе проектирования архитектор, основываясь на модели ЭМЖЗ, критически оценивает ситуацию, корректирует свои решения, тем самым сближая архитектурное решение будущего объекта жилого назначения с энергоэффективным жилым зданием.

2.2.2 Оптимизация решений, обеспечивающих

микроклимат ЭМЖЗ

Оптимизация показателей эффективности, обеспеченности,

надежности, управляемости микроклиматом зданий, технико-экономическая оптимизация вариантов и целесообразность решений проектирования ЭМЖЗ показывает, что при разработке проектов застройки жилых кварталов особое внимание должно уделяться проблемам крупномасштабного энергосбережения в период их эксплуатации. Сокращение энергозатрат достигается путем осуществления при строительстве и реконструкции зданий комплекса энергосберегающих мероприятий, ориентированных на действие в течение всего жизненного цикла зданий. Среди них ведущее место занимают мероприятия по уменьшению удельных тепловых потерь зданий за счет применения новых объемно-планировочных решений. Известно, что удельные тепловые потери зданий зависят от отношения площади наружных ограждений к объему или площади отапливаемых помещений. В ширококорпусных домах высотой 9-12

этажей это отношение примерно на 40 % меньше, чем в 5-этажных домах старой застройки.

56

Вторым по значению комплексом энергосберегающих мероприятий является переход при строительстве новых и реконструкции существующих зданий на новые виды многослойных наружных ограждающих конструкций,

приведенное сопротивление теплопередаче которых соответствует требованиям и действующим нормативам.

Третий комплекс энергосберегающих мероприятий связан с применением усовершенствованных инженерных систем: отопления, вентиляции, горячего водоснабжения, энергоснабжения, автоматизации, использование нетрадиционных источников тепла. Таким образом, комплексный анализ предусматривает:

1. Представление системы микроклимата здания в виде взаимосвязанных частей

(подсистем) и их технологических связей с внешними системами тепло-, холодо-,

водо-, электроснабжения.

2. Наличие сведений о функционировании системы и ее подсистем за годовой цикл эксплуатации в виде технологических параметров: расход теплоты, холода,

воздуха, электроэнергии и воды в их совокупности.

3. Строго определенную структуру технико-экономических показателей для оценки качества принимаемых решений по системе микроклимата здания:

-функциональные и технологические;

-конструктивно-компоновочные (занимаемые площади, расход металла,

ценных материалов и др.); - эксплуатационно-энергетические (расход топлива, электроэнергии, удобство

эксплуатации, надежность и пр.); - экономические (денежная оценка предыдущих натурных показателей); при

этом могут использоваться известные наименования экономических затрат:

капитальные, эксплуатационные, приведенные, но с их трассировкой применительно к рыночным условиям.

57

4.Обобщение многочисленных факторов в группы управляющих, обеспечивающих снижение размерности решаемых задач.

5.Наличие математической модели обеспечивающей взаимосвязь факторов с комплексом технико-экономических показателей, возможность реализации

диалогового режима в процессе улучшения показателей в желаемом направлении.

На основании теоретических расчетов, проектных данных и опыта эксплуатации пилотных энергоэффективных зданий, их теплопотребление может быть снижено на 30 - 50%. Основные направления энергосбережения и возможные результаты применения энергосберегающих мероприятий в соответствии с имеющимся опытом [14,17,18,23,34,37,52,56,57] систематизированы в таблицы 2-6.

Комплексный анализ энерго- и ресурсосберегающих мероприятий.

Таблица 2 Здание

сопряжения оконного переплета со стеной

Таблица 3 Система отопления

2.3Перспективы развития ЭМЖЗ в России

Перспектива развития ЭМЖЗ базируется на применении современных технологий и использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии, позволяющих существенно снизить вредное влияние на окружающую среду и снизить расходы на строительство и в дальнейшем на эксплуатацию здания.

Одним из перспективных направлений в тепло- и энергоснабжении зданий, обеспечивающих энергетическую эффективность и экологичность проекта, является использование топливных элементов – электрохимических генераторов, вырабатывающих электроэнергию из водорода и кислорода в результате электрохимической реакции без процесса горения. Вместо чистого кислорода обычно используется воздух. При использовании чистого водорода в качестве топлива продуктами реакции, помимо электрической энергии, вместо чистого кислорода обычно используется воздух.

60