Экологическая архитектура

Размещено на http://www.allbest.ru/

Экологическая архитектура

XX век стал эпохой, когда в силу технического и технологического развития, роста численности населения планеты и повышения уровня его жизненных запросов человечество впервые в своей истории оказалось в ситуации, когда его деятельность вполне реально стала угрожать его же существованию. Собственно, именно поэтому и родилось экологическое движение - ведь прежде в нём просто не было нужды, ведь не наблюдалось никакой опасности. Сейчас же практически любая сторона нашей жизни стремится к тому, чтобы привнести некую экологическую составляющую. Вполне разумно, что одной из таких сторон стала архитектура.

Если вести речь об экологической архитектуре в научном ключе, то под этим термином понимается набравшее силу в последней четверти прошлого столетия направление в теоретической и практической архитектуре, которая основополагающим принципом строительства зданий считает следования природным образцам и использование экологически чистых технологий. То есть идеальное, с точки зрения сторонников экологической архитектуры, здание это, во-первых, то, которое по своему внешнему виду напоминает какой-либо природный объект или имеет сходную с ним внутреннюю структуру, во-вторых, не содержит вообще или по минимуму синтетические строительные и отделочные материалы и, в-третьих, при этом использует экологически чистые технологии для деятельности систем водоснабжения, обогрева, выработки и подачи электроэнергии и так далее. Обоснование необходимости использования таких принципов в строительстве достаточно очевидно - на производстве синтетических строительных материалов и обслуживание современных жилых и иных зданий используются такие технологии, которые действительно серьёзным образом загрязняют окружающую среду и способствуют дальнейшему ухудшению экологической ситуации.

Экологическая архитектура сумела достаточно интересные научные аргументы соединить с философскими взглядами, культивирующими идею о необходимости как можно более глубокого и скорейшего возвращения человечества к более естественному образу жизни. В области архитектуры это заключается как в изменении самого процесса строительства, так и пересмотре формата современных городов. Много говорится о необходимости отказаться от существования мегаполисов и даже крупных городов, которые и являются существенным фактором загрязнения окружающей среды, и вернуться к традиционному типу человеческого поселения как компактного, довольно ограниченного по численности и не требующего создания, например, мощных источников энергии вроде атомных электростанций. В качестве примера приводятся даже такие оригинальные системы, как стоянки бедуинов или эскимосов.

Сейчас уже полностью сформированы экологические принципы архитектурного проектирования:

1. Экологически чистые строительные материалы.

2. Альтернативные энергосберегающие источники энергии. К ним относят тепловые насосы, солнечные коллекторы, а также котлы энергетически выгодного и качественного сжигания сырья.

3. Правильные способы утилизации отходов.

4. Комфортная и здоровая для человека система отопления (охлаждения) с помощью излучающих поверхностей, передающих тепло человеку напрямую посредством волн, предварительно не подогревая воздух.

5. Экономия энергии благодаря «теплым» стенам, то есть стенам, которые правильно и хорошо утеплены.

6. Внтуренняя отделка зданий и домов глиняной штукатуркой, деревом, линолеумом из натуральных природных материалов. Такая отделкаобеспечивает достаточную влажность в помещении (около 50 процентов), что необходимо для здоровья дыхательных путей человека.

7. Создание приточно-вытяжной вентиляции, обеспечивающей постоянный приток чистого воздуха без эффекта сквозняка.

8. Рациональное проектирование, компактность форм, правильность расположения светло- и теплопропускных поверхностей. Энергосберегающие технологии

Энергосберегающие технологии

Энергосбережение (экономия энергии) -- реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное (рациональное) использование (и экономное расходование) топливно- энергетических ресурсов и на вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии. Энергосбережение -- важная задача по сохранению природных ресурсов. Экологические проблемы - предпосылки развития энергосберегающих технологий. За последние десятилетия бесконтрольной добычи и расточительного использования невозобновляемых энергоресурсов человечество приблизилось к глобальному кризису мировых запасов топлива, а также к значительному ухудшению экологической обстановки на планете: потепление климата, болезни, загрязнение атмосферы, рек, вырубка лесов. Специалисты прогнозируют, что, двигаясь такими темпами, мы полностью израсходуем запасы природных энергоресурсов (газа, нефти, угля) в ближайшие пятьдесят лет. Серьезный энергетический кризис в 1970-х годах XX в. заставил Европу задуматься над экологическими проблемами и начать разрабатывать природоохранные проекты. В 1997 году был подписан Киотский протокол, согласно которому государства должны ограничить выброс CO2 в атмосферу. В большинстве стран мира одним из важнейших объектов государственного регулирования стали требования к повышению тепловой защиты зданий. Помимо экономии государственных энергоресурсов эти требования призваны защитить окружающую среду от вредных выбросов, рационального использования природных ресурсов, уменьшение «парникового эффекта». На сегодняшний день актуальна проблема снижения энергопотребления жилых домов, что также дало толчок для развития энергосберегающих технологий. На обогрев домов государствами тратится до 40% всех энергоресурсов страны, а в атмосферу в результате выбрасывается огромное количество углекислого газа, что приводит к развитию «парникового эффекта».

Энергосберегающие технологии позволяют решить сразу несколько задач:

- Экономия энергоресурсов

- Решение многих проблем ЖКХ

- Уменьшение загрязнения окружающей среды

- Увеличение рентабельности предприятий

- Энергосбережение в России

Вопросы применения технологий энергосбережения должны решаться комплексно, именно такой подход дает максимальный эффект и позволяет снизить энергопотребление на 20-60%. Как в тяжелой, так и в легкой промышленности этот технологический комплекс, направленный на экономию всех видов энергоресурсов складывается из следующих общих направлений:

- применения эффективных теплоизоляционных материалов;

- использования тепла уходящих газов;

- применения современных газогрелочных систем;

- автоматизации процессов учета и регулирования потребления энергоресурсов.

Особенную актуальность внедрение энергосберегающих технологий приобретает на фоне непрерывного роста стоимости электричества, нефти, газа. Из-за низкой энергоэффективности, низкого КПД установок, утечки происходят в самом топливно-энергетическом комплексе, по причине износа оборудования - в промышленности, в ЖКХ. На сектор ЖКХ приходится почти одна треть всех потерь (110 млн.т. топлива).

Основные технологии энергосбережения можно разделить на два параметра: меньше тратить и разумнее тратить:

1. Использование энергосберегающего оборудования, сюда относятся и энергосберегающие лампы, и энергоэффективные электроприборы, прошедшие международную сертификацию.

2. Управление электроэнергией дома с помощью системы умный дом

3. Утепление дома также позволит сэкономить более половины энергии, тратящейся в холодный период. В частности, хорошо себя зарекомендовали частотно-регулируемые электроприводы со встроенными функциями оптимизации энергопотребления.

Режим энергосбережения особенно актуален для механизмов, которые часть времени работают с пониженной нагрузкой, - конвейеры, насосы, вентиляторы и т.п. Кроме снижения расхода электроэнергии, экономический эффект от применения частотно- регулируемых электроприводов достигается путем увеличения ресурса работы электротехнического и механического оборудования, что становится дополнительным плюсом.

Энергосберегающие системы освещения позволяют снизить затраты на освещение до 8 - 10 раз. К числу наиболее "прожорливого" оборудования, используемого в жилых и офисных помещениях, относится практически вся климатическая техника, прежде всего, кондиционеры. Признанными авторитетами в области снижения энергоёмкости систем вентиляции и кондиционирования являются компании Hoval (Лихтенштейн) и Dantherm (Дания). В своей продукции применяют новейшие технологии и конструкторские разработки, позволяющие уменьшить энергозатраты при сохранении высокой производительности. По оценкам специалистов, в России более трети всех энергоресурсов страны расходуется на отопление жилых, офисных и производственных зданий. Поэтому все вышеперечисленные технологии и методы энергосбережения будут малоэффективны без борьбы с непродуктивными потерями тепла. Следует выделить три основных направления энергосбережения.

Во-первых, это снижение потерь на этапе выработки и транспортировки тепла - то есть повышение эффективности работы ТЭС, модернизация ЦТП с заменой неэкономичного оборудования, применение долговечных теплоизоляционных материалов при прокладке и модернизации тепловых сетей. Во-вторых, повышение энергоэффективности зданий за счет комплексного применения теплоизоляционных решений для наружных ограждающих конструкций (в первую очередь, фасадов и кровель). В частности, штукатурные системы утепления фасадов ROCKFACADE позволяют сократить теплопотери через внешние стены не менее чем в два раза. И, в-третьих, использование радиаторов отопления с автоматической регуляцией исистем вентиляции с функцией рекуперации тепла.В последние годы все энергоэффективные технологии объединяются в концепцию так называемого пассивного дома, то есть жилища, максимально дружелюбного окружающей среде.

Таким образом, энергосберегающие технологии позволяют решить сразу несколько задач: сэкономить существенную часть энергоресурсов, решить проблемы отечественного ЖКХ, повысить эффективность производства и уменьшить нагрузку на окружающую среду.

Экологическая архитектура делится на несколько направлений.

экологический архитектура технология энергосберегающий

Экомейнстрим

Одно из направлений зеленого строительства, предусматривающее ультранизкое потребление. Европейский экомейнстрим делает ставку на снижение потребления тепловой энергии и воды. Для достижения данной цели здания хорошо утепляются, чаще всего с использованием рекуператров (устройства, позволяющие отбирать тепло из воздуха, который выходит из жилья при вентиляции). В таких зданиях реализована параллельная система сбора дождевой воды. Один водопровод - с питьевой водой, другой - с технической. Дождевая вода также используется для полива зеленых насаждений. В целом система технологий для экономии тепла и воды уже отработана. Яркий пример массового строительства энергоэффективных домов -- так называемые безотопительные пассивные дома с ультранизкими теплозатратами. За последние годы только в Австрии и Германии их построено более 15 000. В России в настоящее время реализуются пилотные проекты, но о понятии российский экомейнстрим пока говорить не приходится.

Экохайтек

Строительные объекты со сложными инженерными сооружениями и фасадами, системами переработки мусора и так далее. Они компьютеризированы, в них используются сложнейшие системы по управлению климатом, светом, водой и прочее.

Подобные дома дороги в строительстве и не имеют очевидного эффекта. Крупные корпорации реализуют такие проекты чаще как дань моде на экологическую ответственность. Отдельные находки подобных проектов позднее используются в проектах экомейнстрима. Образцы такого направления -- экоздания от Нормана Фостера.

Эколоутек

Эколоутек -- своеобразный возврат в прошлое со ставкой на природные местные материалы (дерево, глину, солому, тростник). Еще недавно приверженцы лоутека считались маргиналами, но в последние годы это направление переживает настоящий бум. В европейских странах такие технологии сейчас фактически узаконены, для соломенных домов уже существуют строительные нормы, в Англии на их покупку даже стали давать ипотечные кредиты.

Экофутуризм

Под этим условным названием можно объединить архитекторов и исследователей, занимающихся широким спектром тем -- от строительной ботаники до новых источников энергии. Пример -- американский архитектор Вильям Макдоноу, уже более десятка лет назад провозгласивший концепцию «Из колыбели в колыбель» (в противовес «Из колыбели в могилу»). Он уверен: мир должен пройти через вторую индустриальную революцию, которая «отменит» отходы и ядовитые вещества. Новые искусственные вещества будут неядовитыми и станут составными частями безотходных экономических циклов. Условно говоря, часть элементов дома или автомобиля после наступления физического и морального износа вернется в почву, растворившись в ней. А часть будет вторично запущена в новые производственные цепочки. Вместе с химиками Макдоноу уже сегодня успешно помогает производителям в перестройке технологических цепочек, чтобы избежать использования ядовитых веществ. Интересно, что еще пятнадцать лет назад идеи Макдоноу казались странными, а сегодня он строит здания для Ford и консультирует китайское правительство в рамках проекта по строительству 14 новых экогородов.

«Зеленые» офисы

Пилотные проекты, неожиданно появившиеся в России в 2011 году, были сконцентрированы в двух секторах -- коттеджном строительстве и коммерческой недвижимости. Сразу два столичных офисных здания -- «Дукат-плейс III» на улице Гашека и Japan House на Садовнической набережной -- были сертифицированы по международным системам добровольной экологической оценки, соответственно по американской LEED и британской BREEAM. По сути дела, это первые «зеленые» офисы в России.

Чем же «зеленый» офис отличается от обычного? Например, офисное здание класса A «Дукат-плейс III» было построено в 2007 году, а позднее его владельцы решили получить экологический сертификат. Для этого был проведен ряд мероприятий. В частности, установлены система автоматизации и диспетчеризации здания (Building Management System), система оптимизации работы лифтов, водосберегающее оборудование, датчики освещения и экономичные источники света. Организован процесс раздельного сбора мусора для вторичной переработки. В целом инновации не выглядят революционными. Можно даже сказать, что пропасти между обычным московским высококлассным зданием класса A+ и «зеленым» офисом нет: инвестиции в дополнительное оборудование составили всего 200 тыс. долларов. Характерно, что в целом «Дукат-плейс III» -- это проект иностранцев и для иностранцев. Проектировали его англичане, застройщиком выступила американская компания Hines, арендаторами тоже стали западные компании. Последние косвенно и выступили инициаторами проекта. «У мировых компаний, например у Deutsche Bank, есть внутренние “зеленые” коды. В обычном здании они не будут арендовать офис, им нужно сертифицированное “зеленое” здание. Считается, что в нем лучше микроклимат, а значит, сотрудники меньше болеют. Кроме того, так компании демонстрируют свою экологическую ответственность. Владельцу недвижимости сертификация позволяет привлечь суперарендаторов, увеличить арендную плату и повысить капитализацию здания -- в мире “зеленые” сооружения в среднем стоят на 10 процентов дороже, чем обычные», -- рассказывает генеральный директор управляющей проектами компании «Просперити проджект менеджмент» Алексей Поляков. В стране сейчас формируется интерес к экологической сертификации. Кроме двух офисных экозданий появился и первый «зеленый» завод -- сертификат LEED получило индустриальное здание компании SKF в Твери. Три десятка проектов зарегистрировались в LEED и BREEAM, чтобы в дальнейшем пройти сертификацию. Для застройщиков владение экологическим сертификатом -- своего рода знак качества, не только повышающий стоимость объекта, но и открывающий дверь на рынок международного капитала. Россия пока делает лишь первые шаги в этой области: у нас только три сертифицированных «зеленых» здания, а в мире их более сотни тысяч. В развитых странах передовые девелоперы иначе строить уже не могут, а в Англии все государственные проекты должны с 2015 года быть сертифицированы по системе BREEAM. Бизнес по экологической сертификации все сильнее привлекает российские компании. Минимальная стоимость получения сертификата LEED или BREEAM для здания -- 100 тыс. долларов. Если учесть объемы сертификации на Западе, можно предположить, что и в России это потенциально весьма емкий рынок. Сегодня не менее четырех команд разработчиков, связанных, в частности, с «Олимпстроем» и Минприроды, стремятся подготовить российский стандарт Green Building в надежде сделать его национальным, чтобы занять монопольное положение.

В некоторых странах независимо друг от друга возникают идеи создания экогорода, который представлял бы собой устойчивую экосистему, где большая часть энергии для существования поступает за счёт Солнца. В первую очередь это могло послужить разрешением проблемы недостатка электричества в развивающихся странах, где многие люди живут абсолютно без освещения. Кроме того, экогород должен был явиться средой обитания человека и живых существ, где всё взаимосвязано, где происходит общение с окружающей природой, а потребности энергии покрываются применением побочных продуктов солнечной энергии - ветра, воды и процессов разложения биомассы. В настоящее время часть проектов, направленных на поддержание экологического баланса окружающей среды уже реализована. К таким объектам относится поселок Солнечный парк в Германии, который состоит из «биосолярных домов», использующих солнечные батареи, позволяющих экономить энергию в 10 раз. В поселке ничего не наносит вред окружающей среде, даже сточные воды очищаются с помощью растений, пожирающих бактерии.

Еще одна интересная идея экологического строительства - создание жилых домов из соломенных блоков. Во-первых, это сравнительно дешевые и экономичные здания, во-вторых, они достаточно долговечные и прочные. Микроклимат в соломенных постройках комфортнее, чем в традиционных деревянных домах. В наш информационный век, когда машины выполняют тысячи операций, а микропроцессоры заменяют сотни программ, человек не должен забывать породившую его естественную среду.

Интерес к альтернативным источникам энергии значительно повысился после аварии на американской атомной станции в 1979 г. и аварии на Чернобыльской АЭС, следствием которых стало возникновение нового экологического мышления и последующего формирования иных представлений относительно жизненной среды человека. Таким образом, начинает закладываться фундамент предпосылок для вступления человечества в новую эпоху - эпоху Солнечной энергии.

С течением времени появились новые тенденции в формировании зелёного пространства: «…теперь не дома «вписывают» в природный ландшафт, а, напротив, - в природу «встраивают» в здание».

Архитектура стала рассматриваться элементом экосистемы. Концепция состоит в том, что здание воспринимается в качестве определённого интеллектуального биогеоценоза, оно не представляет, как ранее, простую биоморфную метафору. Здание функционирует с помощью альтернативных источников энергии и является отличным образцом экологического дизайна. В целом архитектурный объект становится жизнеспособным организмом. Его системы технического обеспечения, сенсоры, различные конструкции являются «органами» дыхания, пищеварения, кровеносными и нервными «службами», опорными «аппаратом» с контролирующими интеллектуальными объектами, которые могут связываться между собой. Другими словами, дом - это искусственно сформированное человеком живое создание, насыщенное микропроцессорами и одновременно компонентами органической природы, способное расти, эволюционировать, подвергаться трансформированию и «мутациям». Оно находится в экологическом равновесии с окружающей средой и человеком.

Примером самого замечательного жизнеспособного объекта является здание Мэрии в Лондоне, спроектированное известным британским архитектором Норманном Фостером, в котором всё рассчитано по требованиям энергоэффективности с использованием компьютерных технологий, реагирующих на малейшие изменения состояния сооружения.

Блестящей демонстрацией экологического небоскрёба является «Torre Akbar», построенный в Барселоне Жаном Нувелем с помощью высочайших технологий, включающий хитроумную электронику, поддерживающую внутреннее состояние помещений, микроклимат и экологическую безопасность.

В пригороде Штутгарта немецким архитектором Вернером Собеком построен дом «R 128», который может рассматриваться как пример экологической и энергоэффективной архитектуры с включением интеллектуальных контролируемых систем, которые осуществляют как наблюдение за переизбытком энергии и сохранение её на будущее, так и регулирование всех приборов дома с помощью голосовых команд.

Альтернативой необычным бионическим и грандиозным формам является «Лесной дом»шотландского архитектора Стивена Джонсона, являющийся миниатюрной экосистемой, самобогревающейся и перерабатывающей отходы, зависимой только от ветроэлектрогенератора, производимого электричество.

В России реализованных проектов жизнеспособных зданий, экологичных, с применением контролируемых систем и прототипами «искусственного интеллекта» пока нет. Но, в настоящее время осуществляется программа строительства экопоселения в г. Новосибирске, и, несмотря на то, что она предусматривает лишь снижение нагрузки на окружающую среду, цель её постепенно достигается. Кроме того, в нашей стране проводятся деятельные попытки по проектированию городского ландшафта, реабилитации загрязнённых территорий, различным исследованиям в области экологического строительства и охраны окружающей среды.

Что же надо делать в России для активного продвижения Green Building? Самое простое -- порекомендовать западный путь развития сферы. Это планомерное ужесточение строительных норм, разнообразные дотации, поощряющие возобновляемые источники энергии и программы, и так далее. Система была опробована в разных странах, однако надо хорошо представлять себе последствия такой политики. Достаточно сказать, что резкое ужесточение норм может привести к росту себестоимости и падению и без того низких объемов возведения жилья. Заметим, что и сама концепция «зеленого» строительства имеет внутренние противоречия: в частности, между стремлением к экологичности и применением искусственных материалов, свойства которых еще не до конца изучены.

Наиболее взвешенной позицией представляется формирование собственной национальной концепции развития «зеленого» строительства. Пилотные проекты, реализуемые сегодня, могли бы дать ценную информацию для ее разработки. Концепция должна учесть особенности российских рынков строительства и недвижимости, во многом доставшихся нам в наследство от социалистических времен. В ней должны быть расставлены приоритеты и указаны наиболее эффективные средства достижения целей. Именно так поступает, в частности, Китай, который разделяет основные постулаты концепции «зеленого» строительства, но тем не менее вырабатывает свою версию.

Увы, едва ли это будет сделано в ближайшие годы. Экология, очевидно, не является приоритетом для российского правительства. Россия не может справиться с гораздо более актуальными вещами: разработать сильную жилищную программу, начать упорядочивать дикое градостроительство или разобраться со строительными нормативами. Так что пока «зеленое» строительство в России, скорее всего, будет развиваться без поддержки со стороны государства -- вопреки, а не благодаря.

Библиографический список

1. http://greenevolution.ru/enc/wiki/ekoxajtek/.

2. http://expert.ru/expert/2012/13/zhizn-po-zelenomu-kodu/.

3. http://architection.ru/2011/05/ekologicheskaya-arxitektura/.

4. http://stroi.mos.ru/energosberegauschie-tehnologii-v-rossii-i-za-rubezhom.

5. http://www.interef.ru/useful_information/energosberegayushchie-tekhnologii/.

6. http://www.active-house.ru/energosberejenie.

7. Федоров С.Н. Приоритетные направления для повышения энергоэффективности зданий Энергосбережение, 2008. №5. с. 23-25.

Размещено на Allbest.ru