Принципи архітектурно-типологічного вдосконалення шкільних будівель з урахуванням енергозаощаджування

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний університет "Львівська політехніка"

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата архітектури

ПРИНЦИПИ АРХІТЕКТУРНО-ТИПОЛОГІЧНОГО ВДОСКОНАЛЕННЯ ШКІЛЬНИХ БУДІВЕЛЬ З ВРАХУВАННЯМ ЕНЕРГОЗАОЩАДЖУВАННЯ

18.00.02 - архітектура будівель і споруд

ШУЛДАН ЛАРИСА ОЛЕКСАНДРІВНА

Львів 2007

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

енергозаощаджування архітектурний шкільний будівництво

Актуальність теми. Значне місце серед соціальних об'єктів України займають школи. Шкільній архітектурі, що формує середовище для виховання гармонійної особистості і створює здорові психофізичні умови для навчання, належить важлива роль у втіленні прогресивних форм педагогіки. Реформування вітчизняної освіти передбачає розроблення нових типів шкіл; перегляд їхньої технологічної організації; зміну номенклатури і планувальних параметрів шкільних приміщень. Удосконалення потребують будівлі існуючого шкільного фонду (близько 22 тис.), переважна більшість яких фінансується виключно з державного бюджету. Серед усього іншого важливими є створення і дотримання оптимальних мікрокліматичних, зокрема, температурних параметрів у навчальних приміщеннях шкіл. З цим напряму пов'язані енерговитрати в тій чи іншій шкільній будівлі А вирішення питань раціонального використання енергетичних ресурсів за умов значного підвищення тарифів на енергоносії (на теплову енергію від 46 до 102 грн./Ккал за попередній рік) та їхнього подальшого зростання, набули загальнодержавного значення.

У вітчизняних наукових роботах у галузі архітектурного енергозбереження та більшості закордонних переважно розглядають проблеми використання інженерно-технічних заходів, застосування конструктивних рішень, розроблення й використання засобів збільшення теплонадходжень і, у зв'язку з цим, торкаються окремих питань енергозаощаджування¹¹ Д. Антонюк, В. Бєляєв, М. Бродський, Г. Казаков, Т. Кащенко, О. Підгорний, О. Печеник, Н. Селіванов, В. Товбич, Г. Хавхун, Л. Хохлова, Г. Черних і ін.. Архітектурні заходи енергозаощаджування спрямовані на зменшення непродуктивних енерговтрат (тепловтрат) і збереження оптимальних умов мікроклімату в будівлі. Вони залишаються актуальними при використанні будь якого з джерел енергії: традиційні види, альтернативні джерела чи внутрішні теплонадходження. Тобто проектування, будівництво, реконструкція й експлуатація будівель навчальних закладів повинні передбачати впровадження енергозаощаджувальних заходів. Сьогодні в Україні немає методик і рекомендацій до проектування шкіл із врахуванням принципів архітектурного енергозаощаджування. Це підтверджує аналіз наукових праць сучасних дослідників проблем шкільної архітектури²² О. Дячок, В. Єжов, Л. Ковальський, Н. Консулова, Є. Начєва, О. Слєпцов, С. Сьомка, В. Шпаковська. та наукових праць їхніх попередників³³ В. Алексєєв, І. Архаров, Н. Афанасьєва, А. Баталов, О. Барханова, М. Волков, П. Вєтров, Г. Градов, А. Гущев, Т. Дадашев, Є. Дворкіна, Н. Євсіна, Ю. Тюшин, А. Касумов, В. Коктиш, Г. Лебедєва, С. Моісеєва, С. Наумов, Н. Решетнікова, В. Стєпанов, В. Смирнов, К. Шешельгіс..

До основних положень актуальності теми дослідження належать такі:

Архітектурне проектування нових та експлуатація наявних шкільних будівель в Україні потребують істотних змін, зумовлених законодавчо закріпленими вимогами реформування національної освіти.

У більшості вітчизняних шкіл через недостатню теплоізоляцію будівель та проектні рішення без врахування архітектурних заходів енергозаощаджування не дотримано санітарно-гігієнічних вимог, спостерігаються значні тепловтрати і витрати енергоносіїв на опалення.

До найважливіших проблем сучасності належить раціональне використання енергоресурсів, а енергетичні реалії в Україні зумовлюють гостру необхідність у розроблянні й застосуванні архітектурних енергозаощаджувальних рішень для будівель шкіл.

Зв'язок роботи з науковими програмами. Дослідження відповідає: науковому напрямку кафедри дизайну архітектурного середовища Національного університету „Львівська політехніка” - „Типологія архітектури і архітектурного середовища”; кафедри архітектурних конструкцій Національного університету „Львівська політехніка” - „Дослідження конструкцій будівель і споруд, кліматичних навантажень і впливів, питань архітектурно-будівельної фізики й аеродинаміки, а також дослідження і розроблення енергозаощаджування в будівлях і регламентів для покращання комфортних умов архітектурного середовища”; відповідає затвердженій на сесії Львівської обласної ради 3.03.2006 р. „Програмі енергозбереження для бюджетної сфери й населення на 2006-2008 роки” № 526.

Розрахункова частина даного дослідження спирається на засади архітектурно-будівельної фізики⁴⁴ М. Айзен, Л. Богуславський, В. Гершкович, М. Гусєв, С. Жуковський, В. Лабай, Н. Селіванов, О. Сергейчук, та ін. та вітчизняні й закордонні нормативні і рекомендаційні джерела. Загальнотеоретичною основою досліджень стали роботи в галузі містобудування й архітектури⁵⁵ Г. Азгальдов, М. Оболенський, Б. Бархін, М. Дьомін, А. Iконніков, В. Єжов, Г. Лаврик, В.Тимохін, В. Куцевич, В.Проскуряков, О.Слєпцов, І.Фомін та ін..

Мета дослідження - виявлення тенденцій архітектурного енергозаощаджування шкільних будівель і комплексів, визначення їхніх основних принципів; розроблення рекомендацій щодо проектування нових та реконструкції існуючих будівель шкіл в Україні з врахуванням принципів енергозаощаджування.

Завдання дисертаційного дослідження:

Проаналізувати основні фактори, що впливають на архітектурно-типологічну організацію шкіл та визначити серед них місце енергозаощаджування;

Узагальнити досвід проектування, будівництва та реконструкції навчальних будівель з врахуванням енергозаощаджування;

Виявити історичні закономірності і сучасні тенденції застосування енергозаощаджування в архітектурі шкіл;

Класифікувати заходи з архітектурного енергозаощаджування для шкільних будівель і комплексів та обґрунтувати їхню енергетичну й економічну ефективність;

Сформулювати принципи архітектурного енергозаощаджування для шкільних будівель і комплексів;

Розробити пропозиції щодо вдосконалення архітектурно-просторової, типологічної організації та художньо-естетичної виразності шкільних будівель з врахуванням вимог енергозаощаджування.

Об'єкт дослідження - шкільні будівлі і комплекси.

Предмет дослідження - архітектурно-типологічне вдосконалення шкільних будівель і комплексів з врахуванням енергозаощаджування.

Межі дослідження:

географічні: І, ІІ і ІІІ температурні зони України;

часові: від другої половини ХІХ століття до теперішнього часу;

архітектурно-типологічні: шкільні будівлі, що передбачені чинними нормативними документами, державними будівельними нормами, законодавчими проектами.

Методи дослідження

За емпіричним методом вивчено досвід проектування і будівництва навчальних закладів із застосуванням архітектурного енергозаощаджування: критично проаналізовано 405 навчальних будівель і комплексів, з яких комплексно досліджено 103 об'єкти. Теоретичний метод полягав у аналізі спеціальної вітчизняної та закордонної літератури з архітектури шкільного будівництва: методичних, наукових, проектних матеріалів і норм з архітектури навчальних будівель (більше ніж 70 літературних джерел), близько 40 джерел за темою енергозбереження та теплофізики і т. ін. з архівів, бібліотек України та інших країн. На основі 60 типових проектів шкіл проведено логічне моделювання процесів, що відбуваються у навчальних закладах та їх зівставлення з теплофізичними процесами у будівлях. Застосування спеціальних методів полягало у здійсненні інструментальних досліджень в 24 школах, експериментальних, лабораторних та розрахункових роботах; розрахунку та порівняльній оцінці енергоефективності архітектурних заходів для 8 існуючих шкіл із застосуванням методу математичного моделювання; у виконанні 107 енергетичних аудитів будівель різного призначення для визначення енергоекономічної доцільності застосування заходів енергозаощаджування. Здійснено статистичний аналіз результатів анкетного опитування батьків школярів та вчителів, виконаного у 114 школах трьох температурних зон України. Розроблено 19 експериментальних проектів, проведені численні консультації навчальних та реальних проектів із застосуванням заходів архітектурного енергозаощаджування в будівлях навчальних закладів.

Наукова новизна одержаних результатів:

вперше окреслене поняття „архітектурного енергозаощаджування” для будівель шкіл;

визначено взаємозв'язок між прийомами архітектурно-планувальної, просторової, типологічної організації, художньо-естетичної виразності шкільних будівель і споруд та їхньою енергоефективністю;

сформульовано принципи архітектурного енергозаощаджування для вдосконалення шкільних будівель різних архітектурних типів;

обґрунтовані засоби і розроблені заходи архітектурного енергозаощаджування для впровадження в сучасну практику проектування і реконструкції шкіл.

Практичне значення одержаних результатів. Результати дослідження можна застосовувати для прикладного проектування нових будівель шкіл та реконструкції існуючих. Частину отриманих у роботі результатів можна адаптувати до будинків інших типологічних груп. Напрацювання можуть бути використані для підготовки теоретичних праць і науково-методичних посібників з архітектурного енергозаощаджування. Отримані результати застосовано у навчальному процесі в курсах „Архітектурна фізика”, „Енергозберігаюча архітектура” для студентів-архітекторів; для студентів-енергоменеджерів в курсі „Забезпечення енергоощадності цивільних та промислових будівель”, та можуть застосовуватись під час підготовки студентів інших будівельних спеціальностей.

Апробація результатів дослідження. Основні положення та матеріали дослідження було представлено на 16 конференціях і семінарах, серед них: Міжнародна науково-практична конференція „Сучасні технології мінімізації енергоспоживання у будівництві. Відновлювальні джерела енергії” (Львів, 8-9 лютого 2007 р.); Навчальний семінар для керівників органів місцевої влади „Управління споживанням енергії та фінансування енергоощадних проектів для бюджетних установ міста” (Трускавець 30-31 жовтня 2003 р.); ІІІ наукова конференція молодих вчених на тему “Будівництво та архітектура України в нових соціально-економічних умовах”, секція 18.00.02 архітектура будівель і споруд (Київ ЗНДІЕП, 25 листопада 2004 р.); Міжнародна науково-технічна конференція “Житло, енергія, екологія”, каф. ”Архітектурні конструкції” (м. Львів, 27-29 квітня 1998р.); Miкdzynarodowa naukowo-praktyczna konferencja “Energoоszczednosci sfer nieprodukcyjnego przeznaczenia” (Polska, Krakуw, 4-6 maja 1999); Problems of the technical meteorology. 3^rd International conference (Lviv, 22-26 Мау 2006). Результати дослідження знайшли відображення у 6 демонстраційних проектах: “Пілотний проект енергетичного аудиту Міської Ради в м. Львові”, “Демонстраційний проект енергоаудтиту школи № 13 м. Тернополя” (виставка “Галицькі контракти”); „Енергообстеження будівель шкіл Стрийського р-ну Львівської обл.”, “Демонстраційний проект енергетичного аудиту загальноосвітньої школи № 161 у м. Харків”; ”Демонстраційний проект енергообстеження будівлі загальноосвітньої школи № 9 у м. Івано-Франківську”; “Демонстраційний проект енергетичного аудиту Палацу творчості дітей та юнацтва у м. Хмельницькому” (виставки Спілки енергоощадних міст України).

Публікації. Автором одноосібно (9) та у співавторстві (5) опубліковано 14 статей за темою дослідження, зокрема 5 у виданнях, внесених ВАК до списку фахових видань за спеціальністю 18.00.02 - архітектура будівель і споруд.

Особистий внесок. У статтях [1, 2] автором проаналізовано результати досвіду залучення студентів Львівської архітектурної школи до проектування шкільних будівель з урахуванням енергозаощаджувальних технологій та засобів. У праці [4] висвітлена актуальність енергозаощаджування в архітектурі навчальних закладів на прикладах з ретроспективного огляду архітектурної діяльності за кордоном і в Україні. У публікації [6] виявлені проблеми сучасного сільського шкільного будівництва у часовому діапазоні від кінця ХІХ століття до наших днів та перспективи розвитку архітектури шкіл з позицій енергозаощаджування.

Структура та об'єм дисертації. Дисертація складається зі вступу, трьох розділів, загальних висновків, списку використаних джерел, додатків. Основна текстова частина на 188 сторінках (з ілюстративним матеріалом на 25 сторінках), бібліографія складається з 250 найменувань, 3 додатки містять ілюстративний матеріал та відомості про впровадження результатів дослідження.

Впровадження результатів дослідження

Результати дослідження використані під час розроблення навчальних семестрових, бакалаврських і дипломних проектів студентів-архітекторів за спеціальністю 7.121103 та 8.121103 „Дизайн”, у 5 дипломних проектах студентів-теплотехніків за спеціальністю 8.092108 „Теплогазопостачання і вентиляція” та 8 дипломних проектах студентів-енергоменеджерів за спеціальністю 7.000008 „Енергетичний менеджмент”. Основні положення дослідження використовуються у лекційних курсах „Архітектурна фізика” для базового напряму 6.120100 „Архітектура”; „Енергозберігаюча архітектура” для спеціальності 7.121101 та 8.121101 „Архітектура будівель і споруд”, 7.121102 та 8.121102 „Містобудування”, 7.121103 та 8.121103 „Дизайн”; „Забезпечення енергоощадності цивільних та промислових будівель” для спеціальності 7.000008 „Енергетичний менеджмент”; у практичних, лабораторних роботах і розрахункових роботах названих курсів; у лекціях для слухачів курсів підвищення кваліфікації спеціалістів енергоменеджерів райдержадміністрацій (міськвиконкомів) за темою „Управління ефективністю використання енергоресурсів” впродовж 2006 р., що проводить Регіональний центр з перепідготовки та підвищення кваліфікації кадрів у сфері енергозбереження та енергоменеджменту; у 6 методичних розробках до лабораторного практикуму курсу „Архітектурна фізика” напряму 1201 і навчальних курсів з енергозбереження та виконання „Програми енергозбереження для бюджетної сфери й населення на 2006-2008 роки”.

Впровадження здійснені автором у 8 проектах: пілотний проект енергетичного аудиту будівлі міської ради на Площі Ринок № 1 в м. Львові, виконаного на замовлення „Alliance to Save Energy”; комплексний термореноваційний проект Львівської школи-інтернату № 1 по вул. Остроградських № 1 м. Львова, проект реновації школи № 13 м. Тернополя, проект термореновації школи № 19 в м. Луцьку у співпраці з енергосервісною фірмою “Універс”, а результати досліджень, проектування і впровадження доповідалися на семінарах і конференціях Спілки енергоощадних міст України. Результати досліджень застосовані в „Програмі утилізації промислових органічних відходів шляхом спалювання для виробництва теплової енергії в Стрийському р-ні Львівської обл.” під час виконання проекту енергетичного аудиту для загальноосвітньої школи в с. Старі Дідушичі Стрийського району, проекту реконструкції школи в с. Малі Дідушичі та проекту комплексної термомодернізації школи в с. Любинці, в межах гранту СG5-UA-2 виконано проект реконструкції загальноосвітньої школи в смт.Стинава Стрийського району Львівської області.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У Вступі обґрунтовано актуальність теми, охарактеризовано стан вивченості проблеми, визначено зв'язок з науковими програмами, сформульовано мету і визначено завдання дослідження, викладені наукова новизна та практичне значення отриманих результатів, подано апробацію і впровадження результатів роботи.

Розділ 1. Досвід проектування і будівництва шкіл з врахуванням енергозаощаджування

Оглядом наукових праць з проблем архітектури шкільних будівель виявлено відсутність досліджень у напряму їх вдосконалення з урахуванням енергозаощаджування. У першому розділі аналізується позитивний вітчизняний та прогресивний зарубіжний досвід проектування і будівництва шкільних будівель з позицій енергозаощаджування та основні фактори, що впливають на їхню архітектурно-типологічну організацію в сучасній Україні. Для визначення перспектив і масштабів застосування архітектурного енергозаощаджування проведено аналіз та ранжування факторів впливу на формування архітектури шкіл, серед яких: реформування шкільної освіти, демографічні процеси, енергетичні, екологічні та економічні фактори, кліматичні й мікрокліматичні дані.

З погляду на нинішню кризову енергетичну ситуацію в Україні підкреслено, що шляхи виходу з неї полягають не стільки у напрямку пошуків енергетичних джерел, а швидше у резервах енергозбереження, зокрема енергозаощаджування як головного потужного внутрішнього резерву країни. Школи один з найпоширеніших типів громадських будівель, а потреби опалення тут найвищі, вони становлять 75-85 % енергоспоживання. На оплату теплопостачання припадає 11,5 %, оплату газу - 2 % загальної суми виконання бюджету по освіті. Забезпечення здорового психофізичного середовища, дотримання санітарно-гігієнічних, зокрема, температурних вимог для приміщень шкіл є невід'ємною частиною збереження здоров'я школярів - 12,5 % населення України.

Проаналізовано положення реформування національної освіти, сучасні педагогічні концепції, що вимагають доповнення типологічної палітри шкільних будівель та перегляду їхньої архітектурно-планувальної структури. З'ясовані причини зростання об'ємів будівництва шкіл та масштаби застосування енергоефективних рішень: позитивний розвиток демографічних процесів, що прогнозує за 4-7 років значне збільшення дітей шкільного віку; реформування освіти, що вимагає розроблення нових типів шкіл та збільшує термін навчання; необхідність переходу на навчання в одну зміну потребуватиме збільшення існуючої кількості шкіл на 12 %; зростання попиту на національні школи; вирішення проблеми переповнення шкіл в окремих районах міст. Вдосконалення потребують архітектурні рішення як нових, так і наявних шкільних будівель. Необхідність архітектурного вирішення питань економії теплоносіїв підтверджене співставленням терміну функціонування шкіл (272 дні за рік) з тривалістю опалювального періоду (середньодобова температура повітря < 8 ^оС, до 195 діб).

З метою визначення подібностей і відмінностей основних прийомів архітектурного енергозаощаджування та перспектив їх практичного застосування проаналізовані понад 400 прикладів проектування, будівництва і реконструкції навчальних закладів. Вивчено досвід шкільного будівництва з врахуванням енергозаощаджування в географічних межах зі схожими або близькими до переважної частини території України кліматичними умовами, в рамках європейської та американської культурної традиції, у часовому діапазоні від кінця ХVІІ до початку ХХІ ст. Зі світового досвіду проектування й будівництва навчальних будівель автор дослідила 35 будівель⁶⁶ К. Лигін А. Красовський, Фрізе, Ґотсгалдт, Л. Хьолснер, Р. Мейер, А. Аалто, В. Гропіус, Ле Корбюзьє, Л. Міс Ван дер Рое, Молсом, Н. Теш та Л. Гіртц, Ф. Брюнн, І. Еллефсен і С. Педерсен А. Якобсен, К. Нюрин А. ван Ейк, В. Дудок, Р. Кюенці, Е. Гізель, Г. Баур; Й. Гончар, Ел. Саарінен, Р. Нейтра; Томпсон, Бервік, Пратт, Файрфельд, Дюбуа, Дж. Стерлінг, К. Персон, А .Бецкі, Ш. Кеннеді, Ф. Віоліч, Дж. Острі, Р. Маріам, К. Макдональд, М. Фесерсінґер, П. Піва, В. Гольцбауєр, Г. Домініг, Капфгамера-Вегана-Коссдорфф, М. Шишковітц, К. Ковальські, Р. Месер, Г. Сейнер, А. Перрот, М. Роесґен, Ф. Роланд, П. Каіндл., серед них проекти архітекторів зі світовим ім'ям, де реалізовані типові або спеціальні архітектурні енергозаощаджувальні рішення. Проведено комплексний аналіз 34 шкіл авторства радянських⁷⁷ А. Щусєв, П. Альошин, В. Осьмачк, І. Каракіс, Г. Волошинов, А. Капустіна, Г. Градов, В. Степанов, С. Євдокимов, В. Савченко, В. Єжов, В. Сова, В. Воліка, С. Нівін, Є. Баталов, П. Бакет, В. Стєпанов, В. Тірський, В. Д'ячков, І. Шишков, К. Шехояна, провідні інституції: ЦІТП, ЦНДІЕП навчальних будівель, КиївЗНДІЕП., проекти вик. під кер. Б. Бархіна, М. Лісициана. та закордонних⁸⁸ М. Куселка, Д. Хаджиіванов, І. Голомб, І. Форст, Л. Кепка, І. Немец, М. Нанаши А. Пенхарський, З. Фафіус, М. Колач. архітекторів, розглянуто етап розвитку шкільної архітектури в колишньому СРСР та країнах соціалістичної співдружності. Історія шкільного будівництва і сучасний стан проектування з урахуванням енергозаощаджування в Україні вивчалися автором на прикладі 182 будівель, з яких комплексно досліджені 37⁹⁹ Й. Шедель, О. Дейнека, Е. Брадтман, А. Берєтті, О. Бекетов, А. Мінкус, Ю. Захарієвич, Г. Бізанс, Г. Пежанський, Т. Мюніх, О. Сластьон, К. Жуков, Т. Врубель, Л. Красинський, І. Каракис, Є. Яхненко, М. Король, Є. Гуменюк, Ю. Джигіль, М. Білик, С. Сьомка.. Узагальнення досвіду шкільного будівництва свідчить, що енергозаощаджування в архітектурі шкіл має глибокі історичні корені, які знайшли відображення в архітектурних рішеннях від середини ХІХ і до початку ХХІ ст. Аналіз розвитку архітектурної типології шкільних будівель довів: архітектура шкіл формувалася з врахуванням енергозаощаджування. З'ясовано також, що в масовому будівництві за типовими проектами архітектура шкіл частково втратила свою первинну функцію - захисту від негативних зовнішніх впливів і забезпечення умов провадження навчального процесу. Для подальшої експлуатації більшості існуючих шкіл необхідно терміново розв'язати цілий комплекс проблем. Серед них - незадовільний температурний режим у приміщеннях або (та) невиправдано великі теплоенергетичні втрати.

Сучасне проектування навчальних закладів не використовує повною мірою досягнення науки, ринку матеріалів і технологій, а питання енергозаощаджування архітектурними заходами повинні бути відображені в нормативній літературі спеціальними розділами (параграфами).У результаті критичного аналізу досвіду проектування, будівництва та реконструкції шкільних будівель виявлені прообрази функціональних, просторових, архітектурно-естетичних рішень, які сприяють зменшенню тепловтрат.

Розділ 2. Методи визначення та класифікація заходів архітектурного енергозаощаджування для будівель шкіл

Перелік архітектурних енергозаощаджувальних заходів формувався шляхом оцінювання основних чинників за їх впливом на теплоспоживання будівель шкіл та величину тепловтрат. Зміни шкільної архітектурі, пов'язані із реформуванням вітчизняної освіти, розділені автором на три групи за рівнем впливу на енергетичний стан будівлі та її окремих частин:

І - пов'язані із диференціацією кубатур обігрівання; ІІ - визначають різноманітність вимог до параметрів внутрішнього мікроклімату приміщень; ІІІ - впливають на величини і співвідношення тепловтрат будівлі.

Статистичний аналіз результатів опитування проведеного у 114 школах (І-ІІІ температурної зони, респондентами стали 167 вчителів, серед них директори і завучі шкіл, та 123 батьків учнів) визначив потереби й побажання щодо архітектурного удосконалення шкільних будівель і їх ділянок. Виявлено постійне або періодичне відчуття дискомфорту, що присутнє в навчальних приміщеннях 68 % шкіл. Насамперед це температура, яка в навчальних приміщеннях деяких шкіл взимку сягає 5 єС; підвищена вологість (80-90 %); конденсування вологи на внутрішніх поверхнях конструкцій. Інструментальні дослідження, проведені у 24 школах, показало, що дотримання оптимальних температурних параметрів у більшості з них в окремі періоди (при зовнішній температурі нижче холодної „триденки”) досягається шляхом понаднормового розходу теплоносіїв.

Опрацюванням нормативних та експериментальних даних визначено, що теплоспоживання будівель шкіл повною мірою залежать від об'єму будівлі, років їх будівництва, планувальної та планувально-просторової структури. У результаті аналізу більше ніж 60 типових проектів визначено співвідношення складових тепловитрат в будівлях шкіл, (тепловтрати теплопередачею і фільтрацією розподіляються від 65 % і 35 % для початкових шкіл, шкіл малої місткості і корпусів павільйонних шкіл до 30 % і 70 % у будівлях трикомплектних і більшої місткості шкіл).

Застосування спеціальних програмних продуктів дало змогу розрахувати енергоефективність архітектурних заходів. Розрахунки проведені автором для будівель шкіл І-ІІІ кліматичних зон. Найбільшого ефекту втілення архітектурного енергозаощаджування очікується для І зони і значно меншого для ІІІ. ІV температурна зона не досліджувалась через значні кліматичні відмінності від решти території України, невелику площу та незначну кількість освітніх закладів. Розраховано, що реалізація цілеспрямованої енергозаощаджувальної політики у сфері містобудування і архітектури може давати до 20 % економії теплової енергії. Щоб досягти такого ефекту, потрібні відповідні заходи у галузі проектування й в сфері втілення пропозицій архітектурного енергозаощаджування. Визначені джерела інвестицій на впровадження архітектурних енергозаощаджувальних заходів в шкільних будівлях. З'ясовано, що найбільше зацікавлена у інвестуванні держава. Ефективність залучення інвестицій обґрунтовується самоокупністю архітектурних енергозаощаджувальних заходів. Для існуючих шкіл термін окупності не повинен перевищувати 8 років, а перевага надається заходам з найменшим строками повернення інвестицій. Економічна перспектива повномасштабної реалізації архітектурного енергоощаджування в будівлях шкіл України може бути оцінена в 0,6 млрд грн./рік (за розрахунками на базі цін ІІ півріччя 2006 року).

У результаті аналізу досвіду шкільного будівництва зафіксовано вплив доступності і ціни енергоносіїв на зміни архітектури: композиційні і формальні рішення шкільних будівель, прийоми дизайну тощо. Запропоновано періодизацію підходів до архітектурного енергозаощаджування. Перший період - від кінця ХІХ до початку ХХ - століття характеризується стабілізацією поверховості будівель шкіл, їхніх пропорцій, визначенням гігієнічних вимог та функціональної організації, а також формуванням усталених енергозаощаджувальних рішень. Впродовж ІІ періоду, позначеного доступністю енергоресурсів та бурхливим розвитком інженерної думки, відбулося нівелювання заходів архітектурного енергозаощаджування та зменшилася відповідальність архітектурних рішень у формуванні внутрішнього мікроклімату. Третій період припадає на часи енергетичних, частково економічних, а останнім часом, й екологічної криз та супроводжується підвищенням свідомості й відповідальності архітекторів за використання енергетичних ресурсів. В таких умовах виникає гостра необхідність у розробленні і застосуванні архітектурного енергозаощаджування, що розвивається в трьох напрямках: реверсне застосування прийомів традиційної архітектури та їх удосконалення; використання передових технологій та матеріалів з появою концептуально нових архітектурних форм і методів; синтетичне поєднання першого і другого підходів.

Сукупність опрацьованих факторів та комплексний аналіз понад ста збудованих і спроектованих будівель шкіл дав змогу висвітлити архітектурні рішення, що впливають на типологію шкільних будівель та, разом з тим, є архітектурними енергозаощаджувальними заходами. З'ясовано, що функціональні, просторові, архітектурно-естетичні вирішення шкіл можуть бути заходами архітектурного енергозаощаджування. Встановлені основні засоби енергозаощаджування для будівель шкіл, які формують позитивний теплоенергетичний фон та створюють захист від вітру, оптимізують тепловтрати будівлі і змінюють об'єми обігрівання. Визначено перелік архітектурних заходів для шкільних будівель і комплексів у цьому напрямі: інтеграція у сельбищну забудову; використання міських елементів; створення внутрішніх дворових просторів; використання рельєфу та підземних просторів; вибір форми будівлі і окремих її елементів; оптимальне використання обігрівального об'єму; з'єднання окремих корпусів і блоків; вибір форми плану; об'єднання приміщень за температурними параметрами; використання орієнтації навчальних приміщень; усунення локальних тепловтрат; диференціація площі, конфігурації, теплоізоляційних властивостей світлопрозорих та непрозорих огороджувальних конструкцій залежно від місцеположення в будівлі; зміна внутрішніх об'ємів приміщень тощо. Названі принципи проілюстровані 62 прикладами архітектурних енергозаощаджувальних прийомів з досвіду проектування, будівництва й реконструкції шкільних будівель.

Розділ 3 Архітектурно-типологічні принципи енергозаощаджування шкільних будівель і споруд і комплексів

У розділі подані рекомендації щодо вдосконалення шкільних будівель і комплексів як реалізація п'яти принципів архітектурного енергозаощаджування.

В межах цих принципів окреслені засоби, за допомогою яких розроблені архітектурні заходи і прийоми.

Встановлено, що містобудівні засоби економії енергії здатні зменшувати тепловтрати до 15 %. Це досягається вбудовою шкіл у міську забудову; використанням інших будівель як екранів; створенням внутрішніх дворових просторів; використанням рельєфу і підземних просторів:

розташування шкіл в центрах кварталів і районів підвищує температуру повітря їх територій на 0,5-1 ^оС за рахунок теплового випромінювання будівлями житлової забудови;

на незахищених територіях для захисту від вітру будівель шкіл з навітряного боку слід розміщувати господарські будівлі, які здатні послабити швидкісний напір вітрів на 2-3 %, або висаджувати вітрозахисні смуги з хвойних порід дерев;

проектування й будівництво шкіл з частковим заглибленням в ґрунт на 6% зменшують тепловтрати будівлі теплопередачею та інфільтрацією.

Удосконалення архітектурно-планувальних і просторових рішень з метою зменшення інтенсивності тепловтрат реалізовується такими заходами:

обмеженням висоти шкільних будівель на незахищених територіях 10м, що зменшує фільтраційні тепловтрати і передбачає горизонтальний розвиток 2-3 поверхових шкільних будівель;

збільшенням ширини шкільних будівель всіх композиційних схем, особливо централізованих;

добудовою планувальних елементів та збільшенням ширини в блокованих схемах шкільних будівель;

об'єднанням окремих структурних і просторових частин, з'єднанням павільйонів під єдиним дахом для павільйонних схем будівель шкіл;

видовженням лінійних частин, частковим зануренням в ґрунт та збільшенням ширини класів шкіл терасного типу;

розташуванням основних приміщень будівлі (класів, лабораторій, навчальних кабінетів) та допоміжних (комунікаційних, господарських, т. ін.) із врахуванням їх орієнтації до сторін світу (до 5 %);

об'єднанням приміщень з однаковими нормативними температурами повітря по горизонталі і вертикалі (до 6 %);

використанням „поперечних” класних кімнат глибиною до 7,5 м (4 ряди по 4 столи), квадратних 6х6м (3 ряди по 4-5 столів) та нестандартної форми класів;

використанням гнучких планів для створення різноманітних просторів в межах одного навчального приміщення, у великих аудиторіях, актових залах і рекреаціях;

підвищенням рівня підлоги навчальних приміщень і коридорів відносно відміток тамбуру й вестибуля, заміною одинарних тамбурів на подвійні та встановленням зовнішніх вхідних дверей як мінімум врівень зі стінами будівлі.

Доведено, що форми шкільних будівель мають енергозаощаджувальний ефект. Їх застосування зменшує нетехнологічні тепловтрати до 25 %. За допомогою математичних моделей виявлена залежність тепловтрат від форми будівлі або її композиційних складових і визначено ті з них, які мають найменші тепловтрати:

до форм з найменшими втратами тепла належать шатрові, купольні та ін. будівлі і форми елементів;

значний енергозаощаджувальний ефект у шкільних будівлях мають архітектурні рішення у вигляді атріумів, двосвітніх рекреацій, зимових садів, або розміщення корпусів будівель „під одним дахом”;

тепловтрати зменшує диференціація площ фасадів залежно від їхньої орієнтації за сторонами горизонту: мінімальна - для північних, середня - північно-західної і північно-східної орієнтації; максимальна - для південних фасадів;

термічним буфером між основними огроджувальними конструкціями будівлі та зовнішнім середовищем є загальношкільні і автономні рекреації, що реалізовуються у вигляді зимових садів, атріумів та веранд. Їх площа не повинна перевищувати 15 % від загальної площі поверху (зменшення тепловтрат до 12 %);

З метою енергозаощаджування запропоновано такі основні заходи дизайну архітектурного середовища:

а) в екстер'єрах будівель шкіл:

утеплення стін: відповідно до орієнтації конструкції, зовнішніх стін приміщень великих об'ємів, кутових приміщень, перших або цокольних поверхів будівель шкіл;

використання архітектурних деталей, ордерів, фактур та спеціальних архітектурно-планувальних рішень в місцях теплопровідних включень і стиків (зменшує тепловтрати до 11 %);

застосування систем віконних порізів, що враховують теплофізичні впливи: вікна непрямокутної форми, вертикальна і горизонтальна градація форми і площ вікон; застосування вікнон-теплиць;

зменшення площі вікон в окремих приміщеннях і шкільних будівлях;

орієнтація віконних отворів в будівлі за сторонами горизонту та відповідно до їхнього функціонального призначення з диференціацією площі;

б )в інтер'єрах будівель шкіл:

пониження висоти софіту, влаштування стелі змінної висоти, підвищення підлоги приміщення відносно підлоги поверху для приміщень, що мають ненормовану висоту або більшу за 3.3 м (висоту поверху 3,6 м);

застосування архітектурних деталей для локалізації тепловтрат в „містках холоду”;

використання приміщень першого поверху для занять у позаурочний час, для роботи позашкільних дитячих закладів та культурно-побутового обслуговування населення збільшує теплонадходження;

компактне розташування кімнат і навчальних кабінетів для занять груп продовженого дня та індивідуальних занять.

Впровадженням у практику отриманих результатів дисертаційної роботи підтверджено їхні достовірність і доцільність. Для масштабної реалізації заходів архітектурного енергозаощаджування запропоновано ввести доповнення у норми, дія яких поширюється на проектування нових та реконструкцію існуючих будинків навчально-виховного призначення. У подальших дослідженнях можливим напрямком є застосування методів і результатів роботи для інших громадських будівель, дослідження і визначення архітектурних енергозаощаджувальних заходів для окремих типів шкіл. Окремим напрямком розвитку впровадження результатів дослідження є застосування матеріалів дисертації в навчальному процесі у вищих навчальних закладів архітектурного спрямування. В дисертаційній роботі запропоновані напрями архітектурного енергозаощаджування, що можуть бути застосовані в навчальному процесі на рівні опрацювання окремих питань енергозбереження в теоретичних курсах, у курсовому та дипломному проектуванні.

ВИСНОВКИ

Вимоги реформування вітчизняної освіти, „енергетичний” стан шкільних будівель та незадовільна оцінка навчального середовища учасниками навчального процесу й експертами в галузі енергозбереження визначають актуальність пошуків та необхідність досліджень архітектурного вдосконалення шкіл з врахуванням енергозаощаджування.

Виявлено, що проблемами енергозбереження будівель в сучасній Україні займається широке коло дослідників, без належної участі у цьому процесі архітекторів. Узагальнення даних сучасної вітчизняної і зарубіжної літератури та науково-дослідних робіт показали, що у галузі термомодернізації будівель домінують інженерно-технічні підходи і практично повністю ігноруються архітектурні аспекти енергозаощаджування. Відсутнє належне наукове обґрунтування та нормативна база проектування енергоощадних будинків, зокрема, шкільних будівель і комплексів. Встановлена невідповідність між просторово-функціональною організацією шкільних будівель і сучасними вимогами енергозбереження.

Уточнене поняття архітектурного енергозаощаджування, в якому концентруються напрацювання в багатьох галузях науки, запропоновано розширення сфери застосування цього поняття та його змісту у науково-проектній діяльності. Архітектурне енергозаощаджування - це комплекс архітектурних заходів, спрямованих на зменшення непродуктивних енерговтрат (тепловтрат) і збереження оптимальних умов мікроклімату в будівлі.

Доведено, що у проектуванні шкільних будівель та їх комплексів від середини ХІХ ст. до сучасності структура шкіл формувалася і з врахуванням прийомів енергозаощаджування, сформованих під впливом певних природно-географічних та кліматичних умов. Виділено три періоди, які відрізняються відношенням до енергозаощаджування в архітектурі й відображені у містобудівних, композиційних, формотворчих і т. п. рішеннях шкільних будівель. І період - формування усталених енергозаощаджувальних рішень (кін. ХІХ - поч. ХХ ст.); ІІ - нівелювання заходів архітектурного енергозаощаджування, зменшення ролі архітектурних рішень у формуванні внутрішнього мікроклімату (поч. ХХ ст. до 50-80 років ХХ ст.). ІІІ - зростання впливу архітектурних рішень на використання енергетичних ресурсів (часи енергетичних, економічних та екологічної криз).

Визначені масштаби впровадження архітектурних енергоощаджувальних рішень, які обумовлені зростанням в України об'ємів будівництва нових та реконструкції і реновації існуючих шкіл. Доведено, що на сучасному етапі проектування і ревалоризація, реконструкція та експлуатація навчальних закладів повинні узгоджуватись з впровадженням архітектурних енергозаощаджувальних заходів. Їх розробка і застосування має розвиватися у трьох напрямках: реверсне застосування прийомів традиційної архітектури; використання передових технологій та матеріалів; синтетичне поєднання цих двох напрямків.

Обґрунтовано застосування заходів архітектурного енергозаощаджування з позицій комплексного підходу до теплозахисту будівлі, дотримання теплового комфорту приміщень та економічного мотивування. У результаті проведених досліджень (24 енергообстеження, 11 енергоаудитів) встановлено, що архітектурні засоби енергозаощаджування можуть оптимізувати непродуктивні втрати теплової енергії в будь-якій будівлі та залишаються актуальними при використанні різних видів енергоносіїв. За розрахунками автора їх впровадження дає змогу зменшити тепловтрати в шкільних будівлях до 60 %, рівень теплоспоживання до 20 % і забезпечувати щорічний економічний ефект у розмірі 0,6 млрд. гривен (в цінах 2006 року).

Визначено 5 груп шкільних будівель, поділених за потребою впровадження архітектурних енергозаощаджувальних рішень: І - невідкладне проведення термомодернізації (побудовані у 70-90-х роках XX ст.); ІІ - одночасне застосування архітектурних рішень відповідно до реформ освіти та вимог енергозаощаджування (будівлі задовільного стану без часових обмежень зведення); ІІІ - повна реновація і модернізація (до 70-х років XX ст.), IV - поміркована ревалоризація зі спеціальними заходами енергозаощаджування (пам'ятки архітектури); V - поступове виведення зі шкільного фонду.

Обґрунтована пріоритетність застосування архітектурних енергозаощаджувальних заходів для: 1) шкільних будівель, розташованих у І-ІІ температурних зонах України, де очікується найбільший енергетичний, а відтак, і економічний ефект; 2) шкіл з місткістю в діапазоні від початкових до трикомплектних загальноосвітніх шкіл; 3) таких типів шкіл, як „школа - родина”, початкова школа, „початкова школа + + дошкільний виховний заклад” та приміщень для дітей шестилітнього віку у складі школи.

Визначено принципи архітектурного вдосконалення шкільних будівель і комплексів з врахуванням енергозаощаджування. Містобудівний принцип полягає у створенні позитивного теплоенергетичного і вітрового фону для будівлі школи. Планувально-просторовий принцип спрямований на узгодження структури й планувальних параметрів з вимогами до внутрішнього мікроклімату приміщень та зовнішньокліматичними параметрами. Композиційний принцип передбачає компактне вирішення будівлі з її обмеженням по висоті та вертикальне зонування приміщень. Дія принципу формоутворення спрямовується на оптимізацію форм будівлі та її композиційних складових. Принцип дизайну узгоджує фасадний та інтер'єрний дизайн із поширенням теплового потоку і регламентує кубатуру та функціонування окремих приміщень. Принципи та засоби архітектурного енергозаощаджування втілені у програмах регенерації історичних шкільних будівель, які передбачають часові етапи реалізації, розроблені для проектних рішень сучасних шкіл з урахуванням вимог освітньої реформи та застосовані у навчальному процесі.

ПУБЛІКАЦІЇ АВТОРА ЗА ОСНОВНИМИ РЕЗУЛЬТАТАМИ ТА ПОЛОЖЕННЯМИ ДИСЕРТАЦІЇ

Статті у фахових виданнях

Проскуряков В., Шулдан Л. Методи організації енергоефективних заходів в шкільних будівлях засобами архітектури // Перспективні напрямки проектування житлових і громадських будівель. Спец. випуск. Будівництво та архітектура України в нових соціально-економічних умовах - К.: КиївЗНДІЕП, 2004. - С. 49-55.

Проскуряков В., Шулдан Л. Навчальне архітектурне проектування шкільних будівель і споруд з урахуванням енергозаощадження // Строительство, материаловедение, машиностроение: Сб. научн. трудов. - Днепропетровск: ПГАСА, 2005. - Вып. 32, ч. 2. - С. 42-49.

Шулдан Л. Сади на штучних основах як засіб гармонізації міського середовища та просторів громадських і, серед них, навчальних будівель і споруд // Традиції та новації у вищій архітектурно-художній освіті: Зб. наук. праць. - Харків:ХДАДМ, 2005. - № 4, 5. - C. 51-58.

Проскуряков В., Шулдан Л. Досвід проектування і будівництва модерних шкіл та комплексів за кордоном і в Україні з реалізацією ідей енергозаощадження // Региональные проблеми архитектуры и градостроительства. Сб. научн. трудов. - Одеса: Астропринт, 2005. - Вип. 7-8. - С. 111-122.

Шулдан Л. Архітектурні деталі, оздоби і прикраси будівель як засіб енергозаощадження // Традиції та новації у вищій архітектурно-художній освіті: Зб. наук. праць. - Харків: ХДАДМ, 2007. № 1, 2, 3. - C. 212-218.

Шулдан Л., Проскуряков В. Архітектурні засоби енергозаощаджування при проектуванні шкіл для малих сіл України // Вісник Національного університету „Львівська політехніка”. - 2007. № 585.- С. 173-181.

Основні статті у інших виданнях та матеріали конференцій

Шулдан Л., Яців М. Заощадження енергії архітектурними засобами: Збірник наукових статей Міжнародної наук.-техн. конф. „Житло, енергія, екологія”. - Львів: Вид-во ДержавногоУніверситету „Львівська політехніка”, 27-29 квітня 1998. - С. 72-75.

Szuеdan L. Klimatologiczna adaptacja programowego produkty “TERMO-Danffoss” dla przeprowadzenia energetycznego audytu budowli m. Lwуwa oraz Wojewуdztwa Lwowskiego //Materiaеy miкdzynarodowego naukowo-praktycznego seminarium “Energetychne budania budowli nieprodukcyjnego przeznaczenia”, Polska, Krakуw, “FEVE”, 18-24 marca 1999. - S. 97-103.

Szuеdan L. Osobliwoњci przeprowadzenia energetycznych badan' pomnikуw architektury na przykеadzie Rady Miejskiej m. Lwowa // Materialy miкdzynarodowej naukowo-praktycznej konferencji “Energoоszczednosci sfer nieprodukcyjnego przeznaczenia”, Polska, Krakуw, 4-6 maja 1999. - S. 31-36.

Шулдан Л. Причини непродуктивних втрат тепла в будівлях // Матеріали наук.-техн. конф. Спілки енергоощадних міст України „Енергетичний аудит для міст, залучених до виконання демонстраційних проектів”: Тернопіль, 19-22 серпня 2000. - С. 57-60.

Шулдан Л. Методи виконання інженерних розрахунків теплового комфорту // Матеріали науково-технічної конференції Спілки енергоощадних міст України „Енергетичний аудит для міст залучених до виконання демонстраційних проектів”, Тернопіль, 19-22 серпня 2000. - С. 26-32.

Шулдан Л. Використання комп'ютерних програм для розрахунку енергоспоживання будівель. Енергообстеження будівель загальноосвітніх шкіл. Основні положення // Матеріали наук.-техн. конф. Спілки енергоощадних міст України „Енергетичний аудит для міст, залучених до виконання демонстраційних проектів”: Львів, 5-6 серпня 2002. - С. 18-27.

Шулдан Л.О. Фактори, що впливають на ефективність споживання енергії будівлею // Матеріали навчального семінару для керівників органів місцевої влади „Управління споживанням енергії та фінансування енергоощадних проектів для бюджетних установ міста”: Трускавець, 30-31 жовтня 2003 (http://www.uneec.lviv.ua/index.php?page=./1/2/7/5/main.uk).

Shuldan L.O. Problems of modern architectural climatology and its teaching in composition course Architectural Physics // Problems of the technical meteorology. 3^rd International conference. Lviv, 22-26 Мау 2006. - P. 115-119.

Шулдан Л. Шляхи організації енергоефективності в шкільних будівлях засобами архітектури // Сучасні технології мінімізації енергоспоживання у будівництві. Відновлювальні джерела енергії: Матеріали міжнародної науково-практичної конференції - Львів, 8-9 лютого 2007. - С. 46-52.

Методичні розробки

Кліматологічний аналіз району будівництва: Завдання та інструкція до лабораторної роботи з курсу „Архітектурна фізика” для студентів напряму 1201 „Архітектура” / Укл.: Л. Шулдан. - Львів: Видавництво Національного університету „Львівська політехніка”, 2002. - 23 с., 7 іл.

Теплотехнічний розрахунок зовнішньої огороджувальної конструкції. Методичні вказівки до розрахункової роботи з курсу „Архітектурна фізика” для студентів напряму 1201 „Архітектура” / Укл.: Е. Нестерович, Л. Шулдан. - Львів: Видавництво Національного університету „Львівська політехніка”, 2003. - 19 с., 3 іл.

Дослідження температурно-вологісних умов в приміщенні. Інструкція до лабораторної роботи з курсу „Архітектурна фізика” для студентів напрямку 1201 „Архітектура” / Укл.: З. Рутковський, Е. Нестерович, Л. Шулдан. - Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка” , 2003. -24 с., 5 іл.

Вимірювання вологості за методом точки роси. Інструкція до лабораторної роботи з курсу „Архітектурна фізика” для студентів напрямку 1201 „Архітектура” / Укл.: Л. Шулдан, М. Яців. - Львів: Видавництво Національного університету „Львівська політехніка”, 2003. - 8 с., іл.

Визначення коефіцієнтів природної освітленості в моделі приміщення на лабораторному обладнанні „штучний небосхил”. Методичні вказівки до лабораторної роботи С-2 з курсу „Архітектурна фізика” для студентів спеціальності 1201 „Архітектура” / Укл.: В. Лагуш, Л. Шулдан, М. Яців. - Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2004. - 8 с.

Управління енергоефективністю використання енергоресурсів. Кліматичні дані району будівництва як основи енергетичних розрахунків будівель (на прикладі Львова та Львівської області). Матеріали навчальних курсів з енергозбереження та виконання „Програми енергозбереження для бюджетної сфери й населення на 2006-2008 роки” / Укл.: Л. Шулдан-Львів: Регіональний центр з перепідготовки та підвищення кваліфікації кадрів у сфері енергозбереження та менеджменту Національного університету “Львівська політехніка”, 2006. - 16 с.

АНОТАЦІЯ

Шулдан Л.О. Принципи архітектурно-типологічного вдосконалення шкільних будівель з урахуванням енергозаощаджування. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата архітектури за спеціальністю 18.00.02 - архітектура будівель і споруд - Національний університет „Львівська політехніка”, Львів, 2007.

У дисертації вирішуються питання удосконалення шкільних будівель і комплексів з врахуванням енергозаощаджування. В результаті узагальнення світового і вітчизняного досвіду проектування і будівництва навчальних закладів, визначено перелік заходів архітектурного енергозаощаджування, проведено їхню класифікацію. Обґрунтовано застосування заходів архітектурного енергозаощаджування з позицій комплексного підходу до теплозахисту будівлі, дотримання теплового комфорту приміщень і економічного мотивування.

Визначено принципи архітектурного вдосконалення шкільних будівель і комплексів з врахуванням енергозаощаджування: містобудівні, планувально-просторові, композиційні, формотворчі та дизайну архітектурного середовища. У межах цих принципів окреслені засоби, за допомогою яких розроблені архітектурні заходи і прийоми. Наведено рекомендації щодо проектування нових та вдосконалення існуючих шкіл з урахуванням архітектурного енергозаощаджування.

Ключові слова: загальноосвітня школа, енергозбереження, архітектурне енергозаощаджування, архітектурного вдосконалення шкіл, засоби, заходи, прийоми архітектурного енергозаощаджування.

АННОТАЦИЯ

Шулдан Л.А. Принципы архитектурно-типологического усовершенствования школьных зданий с учетом энергоэкономии. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата архитектуры по специальности 18.00.02. - архитектура зданий и сооружений - Национальный университет „Львовская политехника”, Львов, 2007 р.

Диссертация посвящена теме усовершенствования архитектуры школ с целью сокращения потерь тепла. В роботе обобщен мировой и отечественный опыт проектирования и строительства школ с учетом архитектурных способов энергоэкономии. Проанализированы основные факторы, влияющие на архитектурно-типологическую организацию школ. Предложены методы определения и классификация мероприятий архитектурного энергосбережения, обосновано их применение согласно современным требованиям реформы образования, теплозащите школьных зданий, поддержания теплового комфорта помещений и экономической мотивации. Определены приоритеты применения архитектурного энергосбережения для:

1) школьных зданий, расположенных в І-ІІ температурных зонах Украины;

2) школ вместимостью в диапазоне от начальных до трехкомплектных;

3) таких типов школ, как „школа-семья”, начальная школа, „начальная школа + дошкольное учебное заведение” и помещений для детей шестилетнего возраста в составе основной школы. Установлена возможность поэтапного проведения таких мероприятий для существующих в Украине школьных зданий, разделенных на 5 групп по степени необходимости их архитектурного усовершенствования.

Определены архитектурные принципы энергоэкономии для школьных зданий и комплексов. Градостроительный принцип предполагает создание позитивного теплоэнергетического и ветрового фона для здания школы. Планировочно-пространственный принцип направлен на согласование структуры и планировочных параметров с требованиями к внутреннему микроклимату помещений и внешнеклиматическими параметрами. Действие принципа формообразования направлено на оптимизацию формы здания школы и его композиционных составляющих. Композиционный принцип предусматривает компактное решение здания школы с ее ограничением по высоте, а так же вертикальное зонирование помещений. Принцип дизайна согласует фасадный и интерьерный дизайн с распространением теплового потока и регламентирует кубатуру и функционирование помещений. В рамках этих принципов описаны способы, с помощью которых разработаны архитектурные мероприятия и приемы. Наведены рекомендации для проектирования новых и реконструкции существующих школ с учетом архитектурных способов энергоэкономии.