VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Актуальность. Во время строительного бума и нерационального использования природных ресурсов, считавшиеся до недавнего времени неисчерпаемыми, было построено большое количество зданий, которые в настоящее время морально и физически устарели. Это проявляется в целом ряде характеристик, которые не удовлетворяют современного человека. Это в первую очередь, моральный износ фонда, что подтверждается следующими реалиями жизни: 1 - не эстетичный вид фасадов; 2 - плохая тепло и звуко изоляция как внешних, так и внутренних ограждающих конструкций. Физический износ, так называемых «хрущевок» и «брежневок» вообще, не выдерживает ни какой критики. Решение описанных проблем требует огромных энергозатрат. Проблема энергосбережения в строительстве выходит на первое место по своей актуальности. В наше время в этом направлении уже имеется много достижений и существует масса примеров реального решения данных вопросов. В статье рассмотрены некоторые известные направления в энергосбережении и сделан анализ перспективы их применения.

Цель. Рассмотрение предложений по усовершенствованию энергоэффективности как существующих зданий, так и вновь возводимых.

Объект исследования: энергоэффективность конструкций зданий.

Предмет исследования: методы повышения энергоэффективности для существующих зданий, так и вновь возводимых.

Основная часть. Рассмотрим некоторые предложения по усовершенствованию энергоэффективности как для существующих зданий, так и вновь возводимых.

Первое направление: эксплуатируемые крыши. Ни для кого не секрет, что в XX веке Ле Корбюзье предложил такой архитектурный прием как эксплуатируемая кровля, сейчас этот прием довольно распространен в Европе (см. рис. 1).

Второе направление: система вертикального озеленения. Данная методика облагораживания фасадов так же известна в Европе. Но, к сожалению, не имеет соответствующего объема применения на практике, как у нас, так и в самой Европе (см. рис. 2).

Рассмотрим все возможные преимущества и недостатки данных направлений.

Эксплуатируемые крыши. Если кровлю благоустроить с применением приемов ландшафтной архитектуры то мы получаем:

1) соблюдение основного экологического закона в природопользовании: принцип, сколько взял, столько - возместил;

2) дополнительную площадь, которая может выполнять рекреационную функцию;

3) растительный слой выполняет теплоизоляционную функцию (как в холодное, так и в теплое время года).

Минусом может быть только то, что это трудо- и материало- затратное мероприятие, конструктивно усложненное (толщина слоя может достигать 1метр и более). Это ведет к удорожанию строительства.

Система вертикального озеленения. Применяя систему вертикального озеленения, мы достигаем тех же качественных показателей, что и при озеленении кровли только по вертикали. Таким образом, мы получаем:

Для людей:

1) жилье с улучшенной степенью комфортности (что может повлечь и его удорожание на рынке услуг);

2) благоприятный психологический эффект контакта людей с природой;

3) повышение эстетичности в восприятии самого здания и города в целом.

С инженерной и экологической точки зрения такое озеленение:

1) служит дополнительным утеплением кровли;

2) поглощает  вредные электромагнитные излучения;

3) защищает здание от ультрафиолетовых лучей;

4) предохраняет его от механических повреждений;

5) уменьшается запыленность в районе;

6) снижается шумовая эмиссия в районе.

Рассмотрим минусы кубических (параллепипедных конструкций зданий). Минусы углов:

1) издавна человечеству известен тот факт, что в углах здания собирается негативная энергия;

2) в природе нет ничего идеально угловатого. При попадании в поле зрения человека угла (торца здания), глаз концентрируется на нем и при этом в нем (глазу) возникает напряжение;

3) углы увеличивают теплопотери здания.

Исходя из выше сказанного, ответ на данный вопрос возникает сам по себе: необходимо избавиться от углов в архитектурно-художественном и объемно- планировочном решении.

Рассмотрим эту проблему с точки зрения теории архитектурного формообразования.

Из всех современных течений наиболее подходящем является «Бионика». Принципы бионики в архитектуре определяются природным феноменом. Форму, конструкции, текстуру, фактуру и т.п. определяем по природному образу и подобию. Поэтому бионика в архитектуре является наиболее подходящим для использования человеком, ибо человек создан самой природой. Другие стили, допустим, деконструктивизм, вступают в спор с природой и создают большой контраст.

Возьмем условно проектируемое здание изначально с углами. Избавившись от углов, мы получим нечто сферическое. Но при учете аэродинамических свойств формы, проанализировав господствующие ветра, мы можем создать универсальное по форме здание для данной территории. Так как в природе нет ничего статичного, то данную форму, благодаря новым технологиям, необходимо сделать пластичной и динамичной. Не станем отрицать, что материалом для возведения таких зданий могут служить некие клетки, которые в процессе размножения будут формировать конструкцию здания и здание в целом. Таким образом, мы получим, полидинамоморфическую модель здания с неограниченной степенью свободы, которая позволит нам максимально, экологически обосновано, решать все проблемы энергосбережения.

На рис. 3 представлен образ процесса трансформации обычной формы здания (параллелепипедной) в полидинамоморфическую модель с неограниченной степенью свободы.

Выводы и перспективы дальнейших исследований:

1. При реконструкции здания единственным способом возврата к природе или компенсации ее части, взятой при строительстве данного здания, может быть только использование вертикального озеленения и озеленение крыш.

2. При проектировании зданий необходимо не забывать, что площадь застройки уменьшает часть территории зеленых насаждений, нарушает биологические процессы, проходящие на этой территории или проходящие через нее. Так же нарушается естественная инсоляция, проветривание  и т.д.

3. Форма здания и его конструкции, как подземные, так и надземные, должны быть продуманы таким образом, что бы не нарушать все вышеперечисленное.

4. Основные теплопотери здание несет через оконные и дверные проемы, а так же в узловых точках на стыках конструкций  (углы стен, стык крыши и стен и т.д.). На современном рынке множество предложений 2-х камерных стеклопакетов, которые выполняют свою теплозащитную функцию по максимуму, так же есть методы и материалы позволяющие утеплить фасады домов.

5. Изготовители 2-х камерных стеклопакетов утверждают, что такие конструкции обладают повышенной звукоизоляцией. Исследования, проведенные в ГВУЗ «ПГАСА», говорят о противоположном эффекте. Но этот вопрос будет рассмотрен нами в дальнейших работах.