Эволюция архитектуры малоэтажного жилища в аспекте биоклиматического подхода к проектированию
Анализ особенностей возникновения и развития биоклиматического подхода к проектированию малоэтажных жилых зданий. Функционально-планировочные и архитектурно-пространственные способы и средства организации биоклиматической малоэтажной жилой архитектуры.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | автореферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 09.04.2018 |
| Размер файла | 1,5 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
На правах рукописи
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата архитектуры
Эволюция архитектуры малоэтажного жилища в аспекте биоклиматического подхода к проектированию
05.23.20 - Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия
Пипуныров Павел Викторович
Нижний Новгород - 2011
Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»
Научный руководитель кандидат архитектуры, доцент Клочкова Ольга Николаевна
Официальные оппоненты:
доктор архитектуры, профессор Крашенинников Алексей Валентинович,
кандидат архитектуры, доцент Кайдалова Елена Валентиновна
Ведущая организация ФГБОУ ВПО «Самарский государственный архитектурно-строительный университет»
Защита состоится «14» декабря 2011 г. на заседании диссертационного совета ДМ 212.162.07 при ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 603950, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65, корпус 5, аудитория 202.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет».
Автореферат разослан 2011 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат архитектуры, доцент Н.А. Гоголева
биоклиматический малоэтажный жилой архитектура
Общая характеристика работы
Актуальность исследования. Широкие технические возможности, открывшиеся обществу с развитием научно-технической революции, позволили утвердиться принципам биоклиматической архитектуры в конце ХХ - начале ХХI вв., создавать собственный микроклимат внутри зданий независимо от условий внешней среды. Следствиями технического переоснащения зданий стали огромные энергетические затраты, отходы производства, дискомфорт и загрязнение окружающей среды. Само жилое пространство стало подвержено различным видам загрязнений, а также нарушился относительный баланс в естественной экосистеме. Весомую долю в ущербе, наносимом окружающей среде, имеют жилые здания, на эксплуатацию которых расходуется 20% электроэнергии, 60% тепловой энергии, 79% воды и 15% газа от общего ресурсного потребления строительным комплексом в России По данным Росстата на 2010 г. Официальный Интернет-ресурс Федеральной службы государственной статистики. - http://www.gks.ru.
В качестве средства создания относительного экологического равновесия природной и антропогенной среды может служить биоклиматический подход к проектированию зданий, который обеспечивает и условия устойчивого развития градостроительной системы. Он определяется автором, как система методов и средств организации пространства жизнедеятельности людей, преобразующих действие негативных природных и антропогенных факторов в позитивные характеристики здания и его окружения. Биоклиматическую архитектуру, в данном случае, можно описать как материально организованную среду, обеспечивающую комфортные и здоровые условия для существования человека внутри здания, при минимизации вредных выбросов, отходов производства и жизнедеятельности в окружающую среду. Биоклиматическое малоэтажное жилое здание (БМЖЗ) - тип индивидуального жилого дома, учитывающего весь спектр природных и антропогенных факторов среды, с полностью замкнутым циклом ресурсопотребления.
Своевременность исследования эволюции архитектуры малоэтажного жилого здания в аспекте биоклиматического подхода связана с увеличивающимися объемами выбросов вредных веществ в окружающую среду и ориентацией государственных программ на развитие малоэтажной жилой застройки, масштабы которой, по словам премьер-министра Российской Федерации В.В. Путина, к 2015 году планируется увеличить до 60 % от общего объема возводимого жилья в стране Выступление В.В. Путина в Ступино на совещании по развитию малоэтажного строительства 1 июля 2011 года..
Теоретическая база исследования. Вопрос взаимодействия антропогенного пространства с природным достаточно широко изучен на сегодняшний момент.
Теоретической базой исследования в описании первых принципов формирования жилых зданий согласно природным факторам места послужили трактат Витрувия и работы Леона Батисты Альберти и Андреа Палладио.
История развития жилища была рассмотрена на базе теоретических трудов Г. Н. Айдаровой, Г.В. Алферовой, А.К. Байбурина, Н.И. Брунова, Е.Н. Бубнова, Г.Д. Коуэн, Я.И. Мышковского, А.М. Павлинова, В.И. Пилявского, П.А. Раппопорта, Т.Ф. Саваренской, А.А. Тица, Ю.С. Ушакова, А.Н. Харузина, О. Шуази и др.
Влияние климата на формирование архитектуры жилых малоэтажных зданий на современном этапе в отечественной практике исследовалось Б.М. Давидсоном, А.В. Крашенинниковым, В.К. Лицкевичем, А.П. Михеевым, Н.В. Оболенским, А.Г. Осиповым, А.Н. Петряниной, А.Н. Римша, Э.И. Реттер, Ю.Ф. Хохлом, Н.И. Щепетковым и др. В зарубежной науке фундаментальными в изучении биоклиматических факторов стали труды Дж. Аронина, Б. Дживони, В. Олджиай, П.Р. Сабади.
Вопросы экологии и устойчивого развития в отечественной архитектуре рассматривали В.П. Бандаков, А.П. Дубров, В.Ю. Дурманов, В.И. Иовлев, П.А. Казанцев, В.П. Князева, Ю.Н. Лапин, Н.В. Маслов, В.А. Розанов, Н.А. Сапрыкина, А.Н. Тетиор, В.А. Филин, Е.М. Ченчик.
В зарубежном опыте особое внимание экологии жилища уделяли Дж. Вайнс, К. Дэй, С. Ван дер Рин, У. Макдонах.
Исследованиями в области энергоэффективной и ресурсосберегающей архитектуры занимались О.К. Афанасьева, Е.М. Белова, М.М. Бродач, Д.А. Куликов, А.А. Магай, С.А. Молодкин, А.О. Погонин, С.Н. Смирнова, О.С. Субботин, Ю.А. Табунщиков, Н.Л. Тиманцева, Н.В. Шилкин, И.С. Экономов.
Рассмотрены работы, посвященные пассивным методам энергосбережения и альтернативным энергосистемам следующих авторов: Я. Антонина, В.С. Беляева, С.В. Зоколей, Е.Г. Малявиной, А.И. Мелуа, Я. Ржеганек, Н.П. Селиванова, Р. Суда, С. Танака, Н.П. Умнякова, Л.П. Хохловой, Р.Н. Яковлева и др.
Биоклиматические принципы проектирования зданий описаны в работах М. Бауэра, О.М. Васкеса, Б. Данстера, Г. Мерката, Х.М. Мигута, П. Мюсле, В. Файста, М. Шварца, К. Янга, но эволюция архитектуры в аспекте биоклиматического подхода к проектированию до сих пор не рассматривалась. Автором выдвигается гипотеза о существовании и эволюции биоклиматического подхода к проектированию малоэтажных жилых зданий, основанного на принципах организации природной среды, с учетом внешних факторов места. Цель работы заключается в выявлении закономерностей и особенностей возникновения, становления и развития биоклиматического подхода к проектированию малоэтажных жилых зданий, исследовании способов и средств формирования БМЖЗ.
Задачи исследования:
выявить предпосылки и истоки возникновения, раскрыть процесс становления и эволюции архитектуры малоэтажного жилища в аспекте биоклиматического подхода;
определить особенности и закономерности эволюции биоклиматического подхода на различных этапах социально-экономического развития общества;
систематизировать основные способы и средства биоклиматического подхода к проектированию малоэтажных жилых зданий;
разработать теоретические модели организации БМЖЗ и их объемно-пространственные интерпретации по климатическим зонам;
описать методологию проектирования БМЖЗ и сопоставить ее с современным опытом организации малоэтажных жилых зданий;
Объектом исследования является жилище доиндустриальной, индустриальной и постиндустриальной эпох социально-экономического развития общества.
Предметом исследования являются функционально-планировочные и архитектурно-пространственные способы и средства организации биоклиматической малоэтажной жилой архитектуры.
Границы исследования. Рассматривается опыт проектирования жилых малоэтажных зданий в аспекте биоклиматического подхода от истоков до начала ХХI века. В работе применяются следующие методы исследования: графоаналитический, историко-генетический, структурный, моделирование, анкетирование, а также анализ литературных источников и проектной документации по соответствующей проблематике.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые:
- биоклиматический подход к проектированию малоэтажных жилых зданий рассмотрен в процессе социально-экономического развития общества на примере архитектурных объектов различных эпох;
- установлены предпосылки и доминирующий фактор использования биоклиматического подхода в архитектуре малоэтажного жилища;
- разработаны теоретические модели организации архитектуры БМЖЗ и объемно-пространственные их интерпретации по выделенным автором дифференцирующим климатическим зонам;
- осуществлено сопоставление разработанных теоретических моделей и методологии проектирования БМЖЗ с более чем 80 проектами современных малоэтажных жилых зданий, использующих биоклиматический подход, не опубликованных в литературных источниках путем онлайн опроса их авторов.
Практическая значимость определена использованием результатов исследования в проектировании жилых малоэтажных зданий, в разработке стандартов и систем экологической сертификации для жилых малоэтажных зданий в России. Диссертационные материалы могут быть включены в курсы лекций по строительной климатологии, архитектурной физике, архитектурно-строительной экологии и истории архитектуры или использоваться в качестве самостоятельного курса «Биоклиматическая архитектура» для студентов архитектурных специальностей.
На защиту выносятся:
закономерности и особенности формирования биоклиматического подхода к проектированию малоэтажной жилой архитектуры в ходе эволюции;
модели организации архитектуры БМЖЗ;
методология биоклиматического подхода к проектированию малоэтажных жилых зданий.
Апробация и внедрение результатов исследования. Основные положения диссертации отражены в 11 публикациях, три из которых в периодических научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Результаты исследования раскрыты в научных докладах на международных, всероссийских, областных и внутривузовских научно-практических конференциях в 2007, 2008, 2009, 2010 и 2011 гг.
Основные положения диссертации апробированы в практической архитектурной деятельности автора, применены в ряде дипломных, курсовых и конкурсных проектов, включены в курс «Климатология» для студентов кафедры «Архитектура» Саратовского государственного технического университета. На базе исследования автором ведется деятельность в совете по экологическому строительству России.
Объем и структура диссертации. Диссертация представлена в двух томах, первый том содержит 200 страниц текста, включающего введение, три главы с основными выводами, заключение, библиографический список (156 литературных источников).
Второй том, иллюстрированный, состоит из 46 графоаналитических таблиц и 15 приложений в количестве 90 страниц.
Содержание и основные положения работы
В первой главе «Этапы формирования архитектуры доиндустриального жилища с учетом влияния природно-климатических факторов местности» исследуется исторический опыт возведения жилища в период от истоков до середины XIX века, выделяются предпосылки, особенности и закономерности, способы и средства учета природно-климатических факторов в архитектуре малоэтажного жилища.
Ретроспективный анализ позволил выявить четыре основных этапа формирования доиндустриального малоэтажного жилища под влиянием природно-климатических факторов местности:
зарождение биоклиматических средств и способов организации малоэтажного жилища в архитектуре первобытного строя и древних цивилизаций Майя, Египта, Двуречья, Индии и Китая (от истоков до IX в. до н.э.);
накопление и систематизация знаний в области использования природно-климатических факторов при организации малоэтажного жилища в античных Греции и Риме (VIII в. до н.э. - VIII в.);
забвение системного подхода и становление традиционного типа малоэтажного жилого дома, интуитивно учитывающего природно-климатические факторы в Средневековье (VIII - XV вв.);
восстановление системного подхода к проектированию с учетом природно-климатических факторов в архитектуре малоэтажных жилых зданий во времена Возрождения и последующие годы (XVI - сер. XIX вв.).
В период зарождения природно-климатические факторы при организации жилого пространства особо учитываются в связи с ограниченностью ресурсов, агрессивностью окружающей среды, низким технологическим развитием и в поздних цивилизациях в связи с идеологическими и религиозными традициями общества. На первом этапе автором выделяются основные биоклиматические способы и средства организации жилой среды (приложение А).
Исследование ранних биоклиматических способов и средств позволило выделить три пары сопоставлений субстратных Понятие «субстрат архитектурной культуры» впервые используется Г.Н. Айдаровой [Архитектурная культура Среднего Поволжья XVI-XIX веков], а в отношении ресурсосберегающей архитектуры подобный термин впервые применяет Д.А. Куликов. форм жилища основным видам ландшафта: пещера - возвышенности; гнездо - леса; шалаш - степи и полупустыни - в первобытном строе, и производные от них, соответственно, каменный дом, землянка и хижина в жилой архитектуре древнейших цивилизаций. Использование биоклиматических способов и средств в архитектуре малоэтажного доиндустриального жилого дома определяется ландшафтом и климатическими условиями местности, а также соответствующей им субстратной формой жилища, являющейся изначально «биоклиматичной», то есть производной от естественной природной среды.
Ретроспективный анализ особенностей возведения малоэтажного жилища древнейших цивилизаций показал, что использование биоклиматических средств и способов организации жилого пространства обеспечивает необходимые условия существования живых организмов лишь в контексте гармоничных взаимоотношений общества с природой. В свою очередь, было выявлено, что концепция отношения общества к природе на рассматриваемом этапе носит пассивный характер, удовлетворяющий первичные жизненно необходимые потребности, и использует доступные в локальной местности природные ресурсы. В рамках пассивной концепции природа обожествляется, расходуются первичные возобновляемые ресурсы, при этом уровень потребления в целом обеспечивает возможность самостоятельного восстановления экосистемы.
В период накопления и систематизации знания о природно-климатических факторах структурируются и преобразуются в определенные традиции домостроения, описанные в трактате Витрувия, позволяющие античным зодчим пошагово адаптировать жилище к условиям местности. Осуществляется осмысление климатических явлений с точки зрения астрономии и геометрии, что становится прообразом и первоисточником архитектурной климатологии. Автором из трактата Витрувия выявляются требования к выбору территории под строительство дома, организации участка, доступности и ориентации зданий, планированию помещений, применению строительных материалов и использованию технологических решений в архитектуре античного малоэтажного жилища с учетом природно-климатических условий местности.
Отношение античного общества к природе характеризуется утилитарной концепцией, удовлетворяющей потребности человека в комфорте процессов жизнедеятельности с использованием возобновляемых первичных природных ресурсов, при этом антропогенное воздействие человека на окружающую среду приводит к локальным экологическим проблемам и разрушению экосистем в эпицентрах с максимальной концентрацией населения. В отличие от древних зодчих, деятельность античного архитектора направлена не на взаимодействие с природой, а на противодействие ей. Подобное противодействие в последующие эпохи делает жилую среду все более агрессивной и разрушительной для окружения.
Этап забвения системного подхода характеризуется разрушением структурных принципов организации жилой среды, применяемых в античности. В отличие от античных времен, природа здесь перестает быть предметом познания и становится полностью объектом потребления, что характеризуется автором как утилитарная глобальная концепция отношения общества к природе. Осуществляется антропогенное воздействие на окружающую среду, что влечет за собой снижение уровня комфортности пространства жизнедеятельности человека в условиях низкого технологического развития.
На данном этапе происходит зарождение традиционного типа жилого дома в Европе, включая территорию Древней Руси. Закономерности влияния природной среды выражено в приземистости и заглубленности формы жилища - на территориях с сильными ветрами; компактности и слиянии жилых пространств с хозяйственными постройками - в холодном климате; замкнутости плана, расчлененности фасадов и многоуровневости объемов - в зонах палящего летнего солнца.
Исследование эволюции традиционного жилого дома Древней Руси разделено автором на два этапа:
зарождение интуитивного жилища (до XI в.), характеризующееся интуитивным учетом природно-климатических факторов и разрозненными принципами организации жилого пространства на занимаемой восточными славянами территории;
становление традиционного жилища (с XI по XV вв.), складывающегося под влиянием хозяйственно-бытового уклада, религиозных и ритуальных традиций, связанных общими территориальными границами и природно-климатическими факторами.
Этап восстановления системного подхода (XVI - сер. XIX вв.) включает переосмысление и последующую канонизацию античных принципов возведения жилища, описанных в трудах Альберти и Палладио. Подобный строго канонизированный подход к организации жилой среды ограничивает учет биоклиматических факторов местности и уменьшает вариантность индивидуальных решении в локальной природно-климатической ситуации.
На рассматриваемом этапе выявлены методы искусственного регулирования микроклимата жилища, которые в дальнейшем развиваются в двух направлениях: биоклиматическом Биоклиматические методы определяются автором как архитектурно-технологические средства, преобразующие и адаптирующие жилище под конкретные природно-климатические условия местности. и технологическом Технологические методы, по определению автора, направлены на изоляцию жилого пространства и создание искусственного микроклимата за счет потребления природных энергоресурсов..
В России из ранее выделенных биоклиматических способов организации жилой среды наибольшее распространение получают аккумуляция и трансформация.
Вторая глава «Становление архитектуры биоклиматических малоэтажных жилых зданий» включает анализ процесса сложения биоклиматологии как науки в архитектурном пространстве (конец XIX - 70-е годы ХХ вв.) в индустриальный период развития общества; исследование периода развития постиндустриального биоклиматического малоэтажного жилого здания (БМЖЗ) (70-е годы ХХ - нач. XXI вв.), а также определение перспектив развития архитектуры БМЖЗ в России.
Экскурс в историю, исследующий процесс накопления научных знаний в области биоклиматической архитектуры в конце XIX - 70-х годах XX вв., был разделен автором на три временных этапа:
- научное познание природно-климатических факторов (конец XIX - начало ХХ вв.) - этап формирования архитектурного подхода к организации жилища в контексте взаимоотношений между человеком, зданием и природой, в ходе которого на смену статичным канонизированным античным формам приходят более гибкие объемно-пространственные решения, следующие традициям народного домостроения;
- экспериментальное проектирование (начало - середина ХХ в.), описываемое автором на примере творчества пяти ведущих мировых архитекторов: Ф. Л. Райта, Ле Корбюзье, А. Аалто, О. Нимейера, Мис ванн дер Рое;
- сложение предпосылок научного подхода (60-70-е годы ХХ в.), сопровождающееся процессом возведения жилищ, в условиях трехчастности окружающей среды: город-человек-природа, где заметно влияние антропогенных факторов на биоклиматический подход к проектированию.
В результате анализа выделенных этапов были выявлены следующие закономерности:
- зарождение пассивных технологических методов ресурсосбережения и альтернативных систем энергоснабжения жилища ознаменовало научного понимания природно-климатических факторов в архитектуре малоэтажных жилых зданий конца XIX - начала ХХ вв.;
- свободная трактовка планировочного и объемно-пространственного решений жилища позволила архитекторам более пристально рассматривать влияние природно-климатических факторов в архитектуре малоэтажных жилых зданий;
- гармония жилого пространства с его природным окружением в работах таких мастеров, как Ф.Л.Райт и А.Аалто, связана с преемственностью ими традиций и биоклиматических способов организации жилой среды предшествующих эпох;
- используемые биоклиматические средства в архитектуре жилища начала и середины ХХ века ориентированы на организацию комфортной жилой среды при помощи объемно-пространственных и функционально-планировочных приемов;
- в России, по мнению автора, рассматриваемый период следует считать временем стагнации биоклиматического подхода к проектированию малоэтажного жилища, так как все климатологические исследования ведутся с целью унификации и стандартизации жилой застройки, что находит применение лишь в массовом жилищном строительстве на макроуровне с разработкой типологии жилых ячеек фабричного производства.
70-е годы ХХ века становятся переломным временем в эволюции биоклиматического подхода: в научный обиход вводится понятие биоклиматической архитектуры, формулируются основные ее принципы, развитие науки осуществляется в рамках концепции устойчивого развития, что определяет основные цели формирования биоклиматического малоэтажного жилого здания (БМЖЗ): экономия ресурсов (экономическая); организация здоровой и комфортной жилой среды (социальная); сохранение и восстановление экосистемы (экологическая) (приложение Б).
Биоклиматические средства организации жилой среды конца ХХ века дифференцируются автором на архитектурные Архитектурные биоклиматические средства ориентированы на формирование биологически комфортного пространства. и технологические Технологические биоклиматические средства обеспечивают организацию здорового микроклимата., обеспечивающие противодействие биоклиматического подхода внешним и внутренним агрессивным факторам.
В ходе исследования развития архитектуры БМЖЗ определены источники дискомфорта внутреннего пространства, в отношении которых используются биоклиматические средства: строительные материалы; инженерные системы; электромагнитные излучатели; радиационные поля. Выявленные источники в совокупности с антропогенными факторами внешней среды дифференцируются автором на 4 группы загрязнителей: физические, химические, биологические, психологические.
В целом, постиндустриальный биоклиматический подход, в сравнении с индустриальным периодом, в конце ХХ века носит сложный многофакторный структурированный характер, в рамках которого, помимо природно-климатических, рассматриваются и антропогенные условия среды, а сокращение потребления биологических ресурсов осуществляется за счет использования антропогенной материи. В ходе исследования определены основные группы антропогенных факторов: технологическое развитие; идеологические директивы общества; характер окружающей застройки; внешнее и внутреннее загрязнение среды. Также выявлено 5 групп антропогенных ресурсов, используемых в структуре БМЖЗ: бросовые участки; конструкции зданий и сооружений; отходы жизнедеятельности и производства; продукты производства и энергия.
Совокупный анализ антропогенных факторов и ресурсов позволил выявить и описать новую типологическую жилую единицу, определяемую автором как биоклиматический сателлит городского пространства, формируемый в условиях четырех типов антропогенной среды: существующие здания и конструкции; мини-пространства урбанизированной материи; историческая застройка; сложно разрабатываемые участки.
Также автором определены обобщающие уровни использования биоклиматических средств в архитектуре малоэтажного жилища: участок, форма, несущий остов, ограждающие конструкции, внутреннее пространство и инженерное оборудование здания.
Согласно выявленным уровням, описаны четыре концепции развития постиндустриального БМЖЗ:
1. Комплексный анализ природно-климатических и антропогенных факторов среды.
2. Рециркуляция здания, как элемента экосистемы.
3. Внедрение экологических фильтров.
4. Мониторинг и экологическая оценка здания.
Дальнейшее рассмотрение отечественного опыта возведения малоэтажного жилища в аспекте биоклиматического подхода к проектированию показало, что в течение последней пятилетки в архитектурно-строительную сферу России активно внедряются «зеленые» технологии и ведется экспериментальное проектирование и строительство первых БМЖЗ в рамках выделенных автором концепций. В итоге, определены перспективы развития архитектуры БМЖЗ в России:
- формирование отечественной системы мониторинга и экологической оценки зданий по результатам строительства первых экспериментальных проектов, использующих биоклиматический подход; - переориентация законодательной базы и стандартов в архитектуре и строительстве на концепцию устойчивого развития общества; - интеграция биоклиматического сателлита городской среды в уплотняющееся антропогенное пространство мегаполисов.
Третья глава «Теоретические основы формирования архитектуры биоклиматических малоэтажных жилых зданий» описывает особенности архитектуры БМЖЗ на примере теоретических моделей биоклиматического подхода и их объемно-пространственных интерпретаций по выделенным автором дифференцирующим климатическим зонам, согласно периодам эволюции, а также раскрывает методологию проектирования БМЖЗ.
Рассмотрение эволюции малоэтажного жилища показало, что характер архитектуры БМЖЗ в большей степени зависит от ветра, температурно-влажностного режима, типа и количества осадков, а также интенсивности солнечной радиации, в результате чего автором определена зависимость архитектуры БМЖЗ от выделенных факторов (таблица 1) и выявлено шесть климатических зон, дифференцирующих применение биоклиматических средств и способов в архитектуре малоэтажного жилища: зона жаркого сухого, жаркого влажного, теплого, холодного без снежного покрова, холодного со снежным покровом и сурового климатов.
По результатам исторического экскурса и исследования современного опыта проектирования и строительства БМЖЗ автором разработаны и описаны три теоретические модели биоклиматического подхода к проектированию малоэтажного жилища по периодам эволюции и их интерпретации по выделенным климатическим зонам. В доиндустриальной модели четко прослеживается дифференциация использования биоклиматических средств и способов по климатическим зонам. В функционально-планировочной структуре жилища это выражено в массовом соотношении теплового ядра к помещениям сезонного характера и буферным зонам дома, меняющимся от преобладающих в экваториальных широтах помещений сезонного характера и минимизации теплового ядра в жарких странах к рациональному равновесному сочетанию зон в умеренных и северных широтах с четко выраженными границами тепловой дифференциации.
Таблица 1 - Зависимость архитектуры БМЖЗ от климатических факторов
|
Факторы Уровни |
Солнце |
Ветер |
Осадки |
Температурно-влажностный режим |
|
|
Участок |
Ориентация здания, организация зеленых насаждений |
Ориентация здания, ветрозащитные мероприятия |
Дренаж воды и характер зеленых насаждений |
Плотность застройки |
|
|
Форма здания |
Углы наклона кровли и стен дома |
Аэродинамика объема |
Тип и характер кровли; посадка здания |
Наличие чердачных и подземных пространств |
|
|
Несущий остов |
Массивность |
Ветровые нагрузки |
Снеговые нагрузки |
Деформационная жесткость |
|
|
Оболочка |
Характер световых проемов, солнцезащитных элементов, колористическое решение |
Устройство воздухозабора и ветрозащиты |
Гидроизоляция и влагостойкость |
Теплоизоляция |
|
|
Внутреннее пространство |
Планирование инсоляционного режима помещений |
Раскрытие во внешнюю среду |
Характер зеленых насаждений |
Тепловое зонирование и раскрытие во внешнюю среду |
|
|
Инженерное оборудование |
Система кондиционирования и вентиляции |
Устройство вентиляции |
Водоснабжение и канализация |
Теплоснабжение или кондиционирование |
|
|
Примечание: таблица составлена автором на основе исследования эволюции БМЖЗ |
Дифференциация объемно-пространственных решений прослеживается в характере расположения, ориентации и размере оконных проемов, силуэте и форме крыш, положении дома относительно рельефа, типе применяемых в нем строительных материалов. Конструктивная составляющая различается по толщине и количеству слоев ограждающих конструкций: от массивности в зонах максимальных температур, многослойности в районах с большой амплитудой температурно-влажностных режимов до легкости и продуваемости в экваториальных и тропических широтах.
Доиндустриальная теоретическая модель биоклиматического подхода включает в себя влияние всех природно-климатических факторов, рассматривает потребление зданием всех биологических ресурсов, в целях удовлетворения первичных потребностей человека.
В индустриальной модели биоклиматические приемы и способы организации жилой среды стремятся к унификации климатических зон, за счет эффективности, многослойности и трансформируемости ограждающих конструкций, использования альтернативных систем энергоснабжения и приемов оптимизации естественного освещения, при этом сохраняются дифференцирующие биоклиматические средства и приемы, выявленные в доиндустриальной модели. В индустриальный период появляется антропогенная специфика использования биоклиматических средств организации жилой среды, выраженная в учете взаимодействия антропогенного пространства с естественным природным окружением.
Отличительной особенностью постиндустриальной модели биоклиматического подхода становится использование приемов и средств, обеспечивающих рециклинг в здании. Происходит переориентация проектного процесса на сокращение потребления зданием биологических ресурсов, таким образом, здесь рассматриваются в качестве основного сырья для возведения жилища все ранее выявленные антропогенные ресурсы. Влияние антропогенных факторов на архитектуру БМЖЗ постиндустриального периода сказывается в большей степени. Воздействие антропогенной среды складывается из внешнего, внутреннего загрязнения и характера окружающей застройки, преломляющей действие природно-климатических факторов. Дифференциация используемых биоклиматических средств в постиндустриальной модели прослеживается лишь в трех климатических зонах: жаркого, теплого и холодного климата, и обеспечивается за счет применения биоклиматических средств предыдущих периодов. Отражением эволюции в архитектуре БМЖЗ становится оболочка здания, интеллектуализируемая, трансформируемая и многослойная на постиндустриальном этапе.
Предлагаемая автором методология проектирования БМЖЗ включает в себя следующие особенности: выбор участка под строительство согласно критериям по экономии ресурсов, комфортности и экологизации среды; подробный анализ природно-климатических и антропогенных факторов окружающей среды на предпроектной стадии проектирования; оценку наличия антропогенных ресурсов и потенциала участка по сокращению потребления биологических ресурсов; моделирование строительных процессов, минимизирующих негативное воздействие на экосистему, ресурсные затраты и источники загрязнения в проектируемом объекте; планирование автоматизированных систем, сокращающих потребление биологических ресурсов, обеспечивающих учет и контроль потребления энергии, а также аудит инженерного оборудования в процессе эксплуатации здания; обеспечение в ходе проектирования возможности деконструкции, реконструкции и переоборудования жилища, с последующей утилизацией отходов и восстановлением на участке естественных природных условий среды.
Основные выводы и результаты исследования
В результате настоящего исследования решена важная для архитектурной науки задача: выявлены закономерности и особенности возникновения, становления и развития биоклиматического подхода и архитектуры БМЖЗ.
1. В контексте периодов социально-экономического развития общества определены этапы эволюции архитектуры малоэтажного жилища в аспекте биоклиматического подхода к проектированию:
- доиндустриальный период, включающий четыре этапа: зарождение, накопление-систематизация, забвение и восстановление биоклиматического подхода;
- индустриальный период, дифференцирующийся на: научное познание, экспериментальное проектирование, сложение предпосылок научно обоснованного подхода;
- постиндустриальный период, характеризуемый научно обоснованным биоклиматическим подходом к проектированию малоэтажных жилых зданий.
2. Выделен доминирующий фактор в осуществлении биоклиматического подхода к проектированию в процессе эволюции, определяемый автором как концепция отношения общества к природе. В результате исследования установлено шесть концепций, характеризующих отношение общества к природе, согласно этапам эволюции: пассивная, утилитарная локальная, утилитарная глобальная, преобразовательная, техноцентристская и экоцентристская.
3. Выявлены биоклиматические средства организации жилой среды, систематизированные в пять способов формирования архитектуры БМЖЗ: трансформация, аккумуляция, подобие, приспособление и ограничение.
4. Установлены предпосылки использования биоклиматического подхода к проектированию малоэтажных жилых зданий, действующие на всех этапах эволюции: ограниченность ресурсов, агрессивность окружающей среды, низкое технологическое развитие, идеологические и религиозные традиции общества, потребности в комфортной и здоровой жилой среде.
5. Разработаны теоретические модели биоклиматического подхода и их практические интерпретации по выделенным автором дифференцирующим климатическим зонам, согласно периодам эволюции малоэтажного жилища. Модели характеризуют взаимосвязь архитектуры БМЖЗ с природно-климатическими и антропогенными факторами окружающей среды.
6. Предложена методология биоклиматического подхода к проектированию малоэтажных жилых зданий, заключающаяся в моделировании процессов анализа среды, строительства, эксплуатации и утилизации здания, минимизирующем негативное воздействие на экосистему, ресурсные затраты и источники загрязнения в проектируемом объекте.
7. Сформулированы особенности архитектуры БМЖЗ в соответствии с выделенными автором уровнями использования биоклиматических средств: сохранение, восстановление, ревалоризация и оптимизация участка; демонтируемость, контекстуальность и возобновляемость несущего остова; мобильность, адаптируемость и преемственность формы; эффективность, трансформируемость, многослойность и интеллектуальность ограждающих конструкций; эргономика, оздоровление и комфорт внутреннего пространства; безотходность, независимость, интеллектуальность инженерного оборудования.
8. Установлены закономерности эволюции биоклиматического подхода к проектированию малоэтажных жилых зданий:
- архитектура малоэтажного жилища находится в тесной зависимости от природно-климатических факторов окружающей среды на всех этапах эволюции;
- применение биоклиматических средств в процессе эволюции архитектуры малоэтажного жилища преобразовывается и расширяется в связи с появлением новых антропогенных факторов;
- в ходе эволюции сокращается потребление биоклиматическим жилищем биологических и увеличивается спектр потребляемых антропогенных ресурсов;
- в процессе эволюции планировочное и объемно-пространственное решения жилища трансформируются в более гибкую, универсальную, оптимизируемую под конкретные условия внешней среды форму;
- с развитием технологий биоклиматические способы и средства организации жилого пространства стремятся к унификации дифференцирующих их климатических зон.
Список публикаций по теме диссертации
Статьи в реферируемых изданиях, рекомендованных ВАК
1. Пипуныров, П. В. Предпосылки возникновения биоклиматической архитектуры / П. В. Пипуныров // Вестник Саратовского государственного технического университета. - Саратов, 2010. - № 3 (46). - С. 175-180.
2. Пипуныров, П.В. Эволюция формирования архитектуры биоклиматического жилища в доиндустриальный период / П.В. Пипуныров // Приволжский научный журнал. - Н.Новгород, 2011. - №3(19). - С. 146-150.
3. Пипуныров, П.В. Фактор местности в архитектуре биоклиматического малоэтажного жилого здания / П.В. Пипуныров // Вестник Оренбургского государственного университета. - Оренбург, 2011. - №9(128). - С. 119-124.
Статьи в других изданиях
4. Пипуныров, П. В. Преподавание новых принципов формообразования в архитектуре / П. В. Пипуныров, О. Н. Клочкова // Основные направления совершенствования качества подготовки специалистов: сб. науч. тр. - Саратов, 2007. - Ч. 2 (И-О). - С. 54-55.
5. Пипуныров, П. В. Города будущего в анализе западной архитектурной практики ХХ века / П. В. Пипуныров, О. Н. Клочкова // Вопросы планировки и застройки городов : материалы XIV Междунар. науч.-практ. конф. - Пенза, 2007. - С. 41-45.
6. Пипуныров, П. В. Особенности формообразования в деятельности ведущих архитекторов начала ХХ века / П. В. Пипуныров // Архитектура и современность: материалы III Междунар. науч.-практ. конф. - Пенза, 2008. -
С. 78-81.
7. Пипуныров, П. В. Предпосылки возникновения новых принципов формообразования в архитектуре конца ХIХ - начала ХХ веков / П. В. Пипуныров, О. Н. Клочкова // Полипарадигмальный подход к модернизации современного образования : сб. науч. тр. - Саратов, 2008. - Ч. 1. - С. 230-235.
8. Пипуныров, П. В. Кибернетика, как фактор развития цифровой архитектуры / П. В. Пипуныров // Проблемы сохранения историко-культурного наследия Саратовской области в современных условиях: сб. науч. тр. обл. науч.-практ. конф. - Саратов, 2008. - С. 81-83.
9. Пипуныров, П. В. Предпосылки возникновения биоклиматической архитектуры в XXI веке / П. В. Пипуныров // Классическое университетское образование для XXI века : доступность, эффективность, качество : сб. науч. тр. - Саратов, 2009. - Ч. 2. - С. 123-125.
10. Пипуныров, П. В. Принципы организации биоклиматических зданий / П.В. Пипуныров // Вопросы планировки и застройки городов : материалы XVI Междунар. науч.-практ. конф. - Пенза, 2009. - С. 275-278.
11. Пипуныров, П. В. Климатические критерии при проектировании биоклиматических зданий в условиях города Саратова / П. В. Пипуныров // Экология: синтез естественно-научного, технического и гуманитарного знания: материалы Всерос. науч.-практ. конф. - Саратов, 2010. - С. 280-284.
Приложения
Приложение А. Систематизация биоклиматических средств по способам организации жилой среды и периодам эволюции малоэтажного жилища
Размещено на http://www.allbest.ru/
Приложение Б. Концепция организации архитектуры БМЖЗ
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Периоды развития архитектуры Японии. Описание основных стилей и типов японских жилых сооружений. Планировочные принципы и конструктивные системы строений городов. Архитектурные композиции замков и дворцов. Самобытность традиционного японского дома.
реферат [6,7 M], добавлен 21.12.2011Описание особенностей жилой архитектуры конца существования СССР. Строительство жилых домов по типовым проектам. Рассмотрение "хрущевского" и "брежневского" строительства. Изучение перспектив для совершенствования и гуманизации городского пространства.
курсовая работа [8,3 M], добавлен 20.12.2014Сталинский ампир – отдельное явление архитектуры XX века, его художественный язык, общие особенности. История возникновения стиля. Отличительные черты административных и жилых зданий, интерьеры станций метрополитена. Ансамблевая застройка улиц и площадей.
курсовая работа [76,1 K], добавлен 17.11.2014Фундаменты малоэтажных зданий и основные причины их высокой стоимости. Ленточные фундаменты жилых и общественных зданий с подвалом. Виды строительных материалов для малоэтажного строительства. Виды возведения зданий. Сравнение экономической эффективности.
реферат [26,4 K], добавлен 14.04.2011Индивидуальный жилой дом. Блокированные дома, усадебные жилые дома. Типы блоков и квартир. Объёмно-планировочные решения блокированных домов. Секционные, коридорные, галерейные малоэтажные дома. Конструктивные решения многоэтажных жилых зданий.
курсовая работа [41,4 K], добавлен 05.07.2015Индивидуальный жилой дом. Блокированные дома. Объёмно-планировочные решения блокированных домов. Гибкая планировка квартир. Лестнично-лифтовые узлы, применяемые в многоэтажных домах. Конструктивные решения многоэтажных жилых зданий.
реферат [15,3 K], добавлен 05.03.2004Выбор территории и размещение жилого дома. Планировочные, объемно-пространственные и конструктивные решения многоэтажных жилых домов. Природно-климатические и инженерно-геологические условия строительства. Генеральный план и благоустройство участка.
дипломная работа [5,4 M], добавлен 21.06.2022Объемно-планировочные структуры многоэтажных жилых зданий. Исследование ориентации и инсоляции. Изучение внутренних коммуникаций и пожарной эвакуации. Применение лестнично-лифтовых узлов разных типов в секционных жилых домах различной этажности.
реферат [10,6 M], добавлен 18.04.2019Характеристика района и условий строительства. Объемно-планировочные и конструктивные характеристики жилых домов. Определение объемов строительно-монтажных работ. Технология возведения группы жилых зданий. Расчет потребности в ресурсах, генеральный план.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 14.11.2017Общие сведения о зданиях и сооружениях. Технико-экономическая оценка проектов жилых и общественных зданий и сооружений. Объемно-планировочные и конструктивные решения жилых зданий. Основания и фундаменты зданий. Инженерное оборудование зданий.
курс лекций [269,4 K], добавлен 23.11.2010
