«Светопрозрачные конструкции в теплозащитных оболочках зданий в контексте развития экоустойчивой архитектуры»
Аннотация
АННОТАЦИЯ
Концепция "Устойчивое развитие", принятая в 1992 г в Рио-де -Жанейро на Конференции по окружающей среде, определила общую стратегию в решении экологических задач по созданию и развитию устойчивой среды обитания и повышения "качества жизни". Вопросы энергоэффективности остаются приоритетными в развитии данной концепции, в частности в сфере мировой и российской экономики. В конце 2010 года Правительство утвердило «Государственную программу Российской Федерации энергосбережения и повышения энергетической эффективности на период до 2020 года». Актуальность энергосбережения и повышение энергетической эффективности зданий обусловлена высокими затратами и постоянным ростом тарифов на энергоресурсы.
Данная проблема наиболее актуальна в строительной индустрии, которая традиционно считается затратной в энергетическом отношении. Актуальность энергосбережения и повышения энергоэффективности при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений обусловлена не только высокими энергозатратами и постоянным ростом тарифов на потребление энергоресурсов, но все более плачевным состоянием окружающей природной среды и мировой экосистемы в целом. Для серьезных продвижений в данной области недостаточно решения только социальных задач - внедрением в массы идей экономии энергоресурсов и разумного использования природных ископаемых, хотя это несомненно важно, необходимы многофакторные и комплексные исследования, развитие инновационных технологий, методов возведения и конструктивных решений, создание новых и актуальное использование традиционных строительных материалов, именно их разумное использование во многом определяет качество среды обитания. Так важно не только грамотно организовать процесс проектирования и возведения здания, но выбрать экологически эффективные материалы и рационально использовать их свойства.
Важная тактическая роль в этом процессе отводится качеству наружных ограждающих конструкций, которые не только защищают здание с его внутренними помещениями и их обитателей от негативных проявлений окружающей среды, но и являются посредником между внутренним и внешним пространством, природой или городом. Причем, это не бездействующая оболочка, но некая «кожа», способная реагировать и взаимодействовать с внешним миром, регулировать обмен энергией: визуальной, естественного освещения, инсоляции, притока свежего воздуха. Именно ограждающие конструкции определяют архитектурную форму и эстетику здания в природном или градостроительном контексте. Особое место в данной области отводится использованию в зданиях светопрозрачных ограждающих конструкций, рассмотрению их качественных, функциональных и эстетических свойств, вопросам целесообразности применения.
Проектирование современного здания требует тщательной проработки на стадии проекта всех узлов и примыканий ограждающих конструкций. А оценка теплотехнических характеристик светопрозрачных элементов наружных стен и примыканий этих элементов в непрозрачных участках во многом определяет энергоэффективность здания в целом. Соответственно, важным является подбор тепловой оболочки для проектирования более жизнеспособных зданий, в которых затраты на энергопотребление будут снижены за счет применения энергоэффективных ограждающих конструкций в совокупности с оптимальным объемно-планировочным решением, ориентацией здания, грамотного выбора строительных материалов и фасадных решений.
АКТУАЛЬНОСТЬ
Сегодня архитектурно-конструктивные решения общественных зданий самого широкого назначения, включая все виды реконструкций, все больше связывают с использованием светопрозрачных конструкций в системах ограждающих наружных оболочек, что изначально предполагает наличие двух противоречивых, а часто взаимоисключающих фактора. С одной стороны, привлекательные функциональные и эстетические возможности "стеклянного здания", особенно с использованием панорамного и кровельного остекления приветствуется, с другой стороны, это, как правило, сопряжено с целым комплексом технических проблем, особенно в вопросах энергосбережения и экологии, что позволяет говорить о необходимости поиска компромиссного решения - сочетание особых методов и приемов. Наиболее приоритетным направлением в современной архитектурно-строительной практике в рамках данной проблемы выделяется развитие автоматизированных комплексов для поиска оптимальных решений. Актуальной становится формирование "принципиально иной рационалистической философии стеклянного здания"[1], что требует прежде всего всестороннего анализа предмета исследования. В данной работе предлагается проанализировать мировой опыт в создании «стеклянной архитектуры», в области инновационных технологий, выявить некоторые закономерности и принципы взаимодействия базовых основ современного зодчества.
ОБЛАСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
Теплозащитные оболочки зданий.
ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ
Светопрозрачные конструкции теплозащитных оболочек зданий.
ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ
Принципы формирования светопрозрачных оболочек по критериям экоустойчивого развития архитектуры.
ГРАНИЦЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Комплексное рассмотрение градостроительных, функционально- планировочных, архитектурно-пространственных, конструктивных и экологических особенностей в формировании светопрозрачных теплозащитных оболочек:
• в границах объектной и пространственной типологий общественных зданий зарубежной и отечественной архитектурной практики;
• в границах рассмотрения исторических зданий библиотек и современных центров – медиатек (апробация – проектное предложение «Общественный центр – медиатека в г. Верхняя Пышма»)
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
Выявить общие принципы формирования теплозащитной оболочки здания и подобрать наиболее оптимальные типы ограждающих конструкций для объекта с заданной функцией, исходя из критериев устойчивого развития.
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1. Рассмотреть современные типы ограждающих теплозащитных оболочек зданий.
2. Определить критерии устойчивого развития, по которым будет производиться сравнение ограждающих теплозащитных оболочек, базируясь на нескольких системах добровольной сертификации зданий для оценки энергоэффективности и экологичности проектов.
3. Сравнение ограждающих теплозащитных оболочек по выявленным критериям.
4. Определить типы ограждающих конструкций в соответствии с функциональным назначением помещений и требуемыми параметрами микроклимата для их оправданного использования в здании.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ предполагает системно-структурный метод:
1. Подбор, изучение и систематизация собранной информации из литературных источников и электронных ресурсов с последующим графоаналитическим способом ее систематизации по ключевым критериям экоустойчивого развития и основным типологическим и конструктивным характеристикам предмета исследования;
2. Анализ современных тенденций и выявление проблемных вопросов в ходе исследования.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА
Заключается в детальном изучении функциональных свойств и приемов использования светопрозрачных конструкций, в том числе проблемы взаимоотношений с критериями энергосбережения, что требует комплексного рассмотрения целого ряда вопросов, связанных с использованием светопрозрачных конструкций в наружных оболочках зданий, а также в систематизации собранного материала с позиций задач исследования.
АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
1. Материалы исследования были апробированы в статье «Опыт применения светопрозрачных фасадных систем в Екатеринбурге», которая размещена в архиве журнала "Стройкомплекс Среднего Урала" № 3 март 2017, стр. 51-52.
2. Основные положения исследования были представлены в рамках III международной конференции «Проблемы безопасности строительных критичных инфраструктур» и опубликованы в сборнике статей, стр. 574-579.
3. Результаты исследования нашли свое отражение в проектном предложении "Общественный центр – медиатека в г. Верхняя Пышма" в части, посвященной применению светопрозрачных ограждающих
Концепция "Устойчивое развитие", принятая в 1992 г в Рио-де -Жанейро на Конференции по окружающей среде, определила общую стратегию в решении экологических задач по созданию и развитию устойчивой среды обитания и повышения "качества жизни". Вопросы энергоэффективности остаются приоритетными в развитии данной концепции, в частности в сфере мировой и российской экономики. В конце 2010 года Правительство утвердило «Государственную программу Российской Федерации энергосбережения и повышения энергетической эффективности на период до 2020 года». Актуальность энергосбережения и повышение энергетической эффективности зданий обусловлена высокими затратами и постоянным ростом тарифов на энергоресурсы.
Данная проблема наиболее актуальна в строительной индустрии, которая традиционно считается затратной в энергетическом отношении. Актуальность энергосбережения и повышения энергоэффективности при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений обусловлена не только высокими энергозатратами и постоянным ростом тарифов на потребление энергоресурсов, но все более плачевным состоянием окружающей природной среды и мировой экосистемы в целом. Для серьезных продвижений в данной области недостаточно решения только социальных задач - внедрением в массы идей экономии энергоресурсов и разумного использования природных ископаемых, хотя это несомненно важно, необходимы многофакторные и комплексные исследования, развитие инновационных технологий, методов возведения и конструктивных решений, создание новых и актуальное использование традиционных строительных материалов, именно их разумное использование во многом определяет качество среды обитания. Так важно не только грамотно организовать процесс проектирования и возведения здания, но выбрать экологически эффективные материалы и рационально использовать их свойства.
Важная тактическая роль в этом процессе отводится качеству наружных ограждающих конструкций, которые не только защищают здание с его внутренними помещениями и их обитателей от негативных проявлений окружающей среды, но и являются посредником между внутренним и внешним пространством, природой или городом. Причем, это не бездействующая оболочка, но некая «кожа», способная реагировать и взаимодействовать с внешним миром, регулировать обмен энергией: визуальной, естественного освещения, инсоляции, притока свежего воздуха. Именно ограждающие конструкции определяют архитектурную форму и эстетику здания в природном или градостроительном контексте. Особое место в данной области отводится использованию в зданиях светопрозрачных ограждающих конструкций, рассмотрению их качественных, функциональных и эстетических свойств, вопросам целесообразности применения.
Проектирование современного здания требует тщательной проработки на стадии проекта всех узлов и примыканий ограждающих конструкций. А оценка теплотехнических характеристик светопрозрачных элементов наружных стен и примыканий этих элементов в непрозрачных участках во многом определяет энергоэффективность здания в целом. Соответственно, важным является подбор тепловой оболочки для проектирования более жизнеспособных зданий, в которых затраты на энергопотребление будут снижены за счет применения энергоэффективных ограждающих конструкций в совокупности с оптимальным объемно-планировочным решением, ориентацией здания, грамотного выбора строительных материалов и фасадных решений.
АКТУАЛЬНОСТЬ
Сегодня архитектурно-конструктивные решения общественных зданий самого широкого назначения, включая все виды реконструкций, все больше связывают с использованием светопрозрачных конструкций в системах ограждающих наружных оболочек, что изначально предполагает наличие двух противоречивых, а часто взаимоисключающих фактора. С одной стороны, привлекательные функциональные и эстетические возможности "стеклянного здания", особенно с использованием панорамного и кровельного остекления приветствуется, с другой стороны, это, как правило, сопряжено с целым комплексом технических проблем, особенно в вопросах энергосбережения и экологии, что позволяет говорить о необходимости поиска компромиссного решения - сочетание особых методов и приемов. Наиболее приоритетным направлением в современной архитектурно-строительной практике в рамках данной проблемы выделяется развитие автоматизированных комплексов для поиска оптимальных решений. Актуальной становится формирование "принципиально иной рационалистической философии стеклянного здания"[1], что требует прежде всего всестороннего анализа предмета исследования. В данной работе предлагается проанализировать мировой опыт в создании «стеклянной архитектуры», в области инновационных технологий, выявить некоторые закономерности и принципы взаимодействия базовых основ современного зодчества.
ОБЛАСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
Теплозащитные оболочки зданий.
ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ
Светопрозрачные конструкции теплозащитных оболочек зданий.
ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ
Принципы формирования светопрозрачных оболочек по критериям экоустойчивого развития архитектуры.
ГРАНИЦЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Комплексное рассмотрение градостроительных, функционально- планировочных, архитектурно-пространственных, конструктивных и экологических особенностей в формировании светопрозрачных теплозащитных оболочек:
• в границах объектной и пространственной типологий общественных зданий зарубежной и отечественной архитектурной практики;
• в границах рассмотрения исторических зданий библиотек и современных центров – медиатек (апробация – проектное предложение «Общественный центр – медиатека в г. Верхняя Пышма»)
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
Выявить общие принципы формирования теплозащитной оболочки здания и подобрать наиболее оптимальные типы ограждающих конструкций для объекта с заданной функцией, исходя из критериев устойчивого развития.
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1. Рассмотреть современные типы ограждающих теплозащитных оболочек зданий.
2. Определить критерии устойчивого развития, по которым будет производиться сравнение ограждающих теплозащитных оболочек, базируясь на нескольких системах добровольной сертификации зданий для оценки энергоэффективности и экологичности проектов.
3. Сравнение ограждающих теплозащитных оболочек по выявленным критериям.
4. Определить типы ограждающих конструкций в соответствии с функциональным назначением помещений и требуемыми параметрами микроклимата для их оправданного использования в здании.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ предполагает системно-структурный метод:
1. Подбор, изучение и систематизация собранной информации из литературных источников и электронных ресурсов с последующим графоаналитическим способом ее систематизации по ключевым критериям экоустойчивого развития и основным типологическим и конструктивным характеристикам предмета исследования;
2. Анализ современных тенденций и выявление проблемных вопросов в ходе исследования.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА
Заключается в детальном изучении функциональных свойств и приемов использования светопрозрачных конструкций, в том числе проблемы взаимоотношений с критериями энергосбережения, что требует комплексного рассмотрения целого ряда вопросов, связанных с использованием светопрозрачных конструкций в наружных оболочках зданий, а также в систематизации собранного материала с позиций задач исследования.
АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
1. Материалы исследования были апробированы в статье «Опыт применения светопрозрачных фасадных систем в Екатеринбурге», которая размещена в архиве журнала "Стройкомплекс Среднего Урала" № 3 март 2017, стр. 51-52.
2. Основные положения исследования были представлены в рамках III международной конференции «Проблемы безопасности строительных критичных инфраструктур» и опубликованы в сборнике статей, стр. 574-579.
3. Результаты исследования нашли свое отражение в проектном предложении "Общественный центр – медиатека в г. Верхняя Пышма" в части, посвященной применению светопрозрачных ограждающих