УДК 711:577.4

Данабаева М. Марх-2011

Тенденций развития энергоэффективных технологий в архитектуре общественных зданий

В данной статье рассматривается, глобальное состояние окружающей среды, проблемы исчерпания природных ресурсов. Основные задачи использования зеленых технологий, поиск альтернативных источников, сохранение окружающей среды для будущих поколений.

Актуальность проблемы - рост городов, который приводит к ухудшению состояния окружающей среды, создавая тем самым серьезную опасность для населения, и ограничивает возможности улучшения санитарного состояния окружающей среды, необходимого людям. Неблагоприятные условия, в которых проживают сотни миллионов людей в городских и пригородных районах, нарушают нормальный быт, приводят к утрате здоровья и социальных и моральных ценностей.

Рост городов ограничивает возможности общества удовлетворения потребностей человека, в связи, с чем сотни миллионов людей вынуждены плохо питаться, жить в неблагоприятных условиях и не пользоваться необходимыми услугами. Развитие городов имеет разрушительные последствия для физической среды и ресурсной базы, которые необходимы для устойчивого развития. Загрязнение окружающей среды в городских районах обусловливает чрезмерную заболеваемость и смертность. [1]

Рис. 1. Потребление первичных энергоресурсов на душу населения

В настоящее время с учетом истощающихся ресурсов планеты и ухудшением условий обитания, необходимо проектировать энергоэффективные здания, призванные беречь все потребляемые источники энергий, в том числе не нарушать баланс между человеком и природой. Основной задачей архитекторов стоит использование зеленых технологии в строительстве, стремление проектировать с минимальным выбросом CO2, поиск альтернативных источников, сохранение окружающей среды. Главное факторы, которые делают архитектуру устойчивой, технологически продвинутой устремленной в будущее, использование эко-технологий, с нулевым выбросом углекислого газа и без отходов.

Термин устойчивая или зеленая архитектура является составной частью понятия "устойчивое развитие" или по английский "sustainable architecture" . Основной смысл этого понятия, связан с архитектурой ближайшего будущего. Архитектура пригодная не только сегодня, но и завтра, с учетом растущих требований к экологии, экономике и качеству жизни человека. В настоящее время одной из наиболее важных понятий устойчивой архитектуры связано с переработкой и повторным использованием материалов и ресурсов. В понятие устойчивой архитектуры входит контроль за качеством атмосферы городов и зданий, комплексные меры по снижению потребления энергии, повышение эффективности потребления воды, комплексное развитие территории, рациональное потребление, восстановление природного баланса флоры и фауны.

Рис.2. здание Мэри, Лондон, Англия, арх. Н. Фостер.

Устойчивая зеленая архитектура это - широкое комплексное понятие, включающее в себя зеленую архитектуру, интеллектуальную архитектуру, эко-архитектуру, биоклиматическую архитектуру, умную архитектуру, энергоэффективную архитектуру.

При проектировании зданий стандарт зеленого проектирования руководствуется LEED, ("Руководство в энергоэффективном и экологичном проектировании"). LEED (The Leadership in Energy & Environmental Design) – "Руководство в  энергетическом и экологическом проектировании" – является рейтинговой  системой сертификации для так называемых Зеленых зданий (green building). Эта система была разработана  в 1993 году как Зеленый строительный стандарт измерения энергоэффективности и экологичности проектов и зданий. Система LEED разработана Американским Советом по «Зеленым» Зданиям - United States Green Building Council (USGBC) как стандарт измерения проектов энергоэффективных, экологически чистых и устойчивых (sustainable) зданий для осуществления перехода строительной индустрии к проектированию, строительству и эксплуатации таких зданий.[3] Данная система сопровождает весь цикл строительства, от начального проектирования до его эксплуатации. Стандарт LEED содержит требования, согласно которым члены Института сертификации экологически чистых зданий (Green Building Certification Institute, GBCI) оценивают здание и присваивают ему определенное количество баллов. Существуют четыре уровня сертификации, в зависимости от полученных баллов, одобренный» (Certified) —от 40 до 49, Серебряный» (Silver) от 50 до 59,«Золотой» (Gold)  от 60 до 79,«Платиновый» (Platinum) — от 80 до 100.

Зеленое строительство, Зеленые здания, Устойчивое строительство (Green Building, Green construction или Sustainable building) — это практика строительства и эксплуатации зданий, целью которой является снижение уровня потребления энергетических и материальных ресурсов при одновременном сохранении или повышении качества зданий и комфорта их внутренней среды[4]

Существует масса реализованных проектов, которые можно классифицировать к устойчивой архитектуре— то есть, структуры, включающие в себя переработка и повторное использование материалов и ресурсов, контроль за качеством атмосферы городов и зданий, комплексные меры по снижению потребления энергии, повышение эффективности потребления воды, комплексное развитие территории, рациональное потребление, восстановление природного баланса флоры и фауны.

Первый объект, получивший платиновый сертификат LEED,— коммерческое здание в штате Мэриленд. Этот статус также имеют здание компании Adobe в Калифорнии, штаб-квартира Pacific Controls в Дубае, здание Нью-йоркской академии наук.

Схема 1.Встроенные технологии «Bank of America Tower»-

«Bank of America Tower»- экологически чистое здание, так как все процессы производства и обслуживания небоскреба причиняют природе минимальный вред, башня Банка Америки — первый небоскрёб, заслуженно получивший Платиновый Сертификат LEED. Внутренняя система очистки сточных вод позволяет экономить на воде, а остекление здания не впускает тепла из строения в атмосферу, чем обеспечивает небольшие потребления электроэнергии. Башня Банка Америки построена из переработанного бетона со шлаками, побочного продукта доменных печей. Конкретно для постройки этой башни использовалась смесь из 55 % цемента и 45 % шлаков. Использование шлакового цемента уменьшает вред для окружающей среды благодаря снижению количества цемента, необходимого для постройки, что в свою очередь позволяет уменьшить выбросы углекислого газа, производимого обычными сооружениями из чистого цемента. Регулирование температуры в башне Банка Америки и производство энергии для этих целей будет выполнен экологически безопасным способом. Специальные стеклопакеты позволяют сократить потери тепла, благодаря чему сократится потребление энергии и возрастет видимость. Сенсоры углекислого газа включают вентиляции свежего воздуха, когда в небоскрёбе будет зарегистрировано повышенное содержание углеродного диоксида. [2]

Рис.3. Разрез. Калифорнийская Академия Наук в Сан-Франциско. Арх. Р.Пиано.

Калифорнийская Академия Наук в Сан-Франциско перекрыто зеленой крышей площадью более 1 га, засаженной почти 2 млн. экземплярами различных растений, характерных для флоры Северной Калифорнии. Этот травяной покров, дополненный по периметру полосой солнечных батарей – главный энергоактивный элемент нового здания, которое должно стать самым большим в мире, получившим платиновый сертификат «экологической устойчивости» LEED. Немалая часть выставок открытой для публики части комплекса АН посвящена экологическим проблемам: загрязнению окружающей среды, исчезновению видов животных, глобальному потеплению. Само здание помогает осуществлять эту просветительскую миссию: посетители могут подняться на его зеленую крышу и узнать о множестве выполняемых ею полезных функций, включая термо- и звукоизоляцию, сбор дождевой воды и т. д. Также они увидят в склонах на первый взгляд монолитных холмов окна с автоматически открывающимися створками: их задача – улавливать ветер с океана и использовать его для естественной вентиляции залов. Ренцо Пьяно использовал для стен и перекрытий здания стекло повышенной прозрачности, чтобы усилить ощущение единства между интерьером постройки и ее окружением – парком Голден-Гейт. По его словам, он хотел создать впечатление того, что зеленый ковер парка слегка приподняли и поместили под него здание – как неотъемлемую часть его природной среды. [5]

Здание для штаб-квартиры корпорации Toyota в городе Торренс, один из экологически чистых зданий. Университетский городок площадью 57 667 м2 служит реальным примером исполнения Toyota’ой обязательств по охране окружающей среды и демонстрирует акционерам всю важность зеленого строительства заслуженно получивший золотой Сертификат LEED. Экономия энергии составляет  $400,000 ежегодно, обширная система солнечных батарей на крыше окупится предположительно за 7 лет. Университетский городок также сохраняет $12,000 за год за счет сокращения потребления воды. Утилизация более чем 95% строительных отходов позволила сэкономить $35,000. [3]

Рис.4 Здание для штаб-квартиры корпорации Toyota в городе Торренс

Таблица-1.

Категория оценки баллов системы LEED зданий Калифорнийская академия наук в Сан-Франциско и торговое представительство автомобильной корпорации Toyota

	Система LEED	Калифорнийская Академия Наук в Сан-Франциско	Торговое представительство автомобильной корпорации Toyota
1	«Экологически устойчивые площадки застройки» – макси. 14 баллов.	Благодаря расположению, новейшему по конструкции зданию и зеленой крыше это научно-просветительская организация (Академия) является одним из самых современных музеев в мире. набранных баллов: 14/14	Прилегающая территория – 4 из 14
2	«Эффективность водных систем» – максим. 5 баллов.	Зеленая” крыша, спроектированная таким образом, чтобы сократить ливневые стоки, обеспечить изоляцию. набранных баллов: 5/5	Университетский городок также сохраняет $12,000 за год за счет сокращения потребления воды. на 94% меньше потребность в воде набранных баллов: 5/5
3	«Энергия и окружающая среда» – максимально 17 баллов	Ежегодное использование энергии (определенное при моделировании): 1160 мДж/м2, на 12% балл: 9/17	Экономия энергии составляет  $400,000 ежегодно, обширная система солнечных батарей на крыше окупится предположительно за 7 лет – 15 из 17
4	«Строительные материалы и ресурсы» – максимально 13 баллов	Подрядчики повторно использовали 90 процентов строительных остатков от старой академии набранных баллов: 7/13	Сокращая использование материалов, для мощения был использован бетонный лом. Утилизация более чем 95% строительных отходов позволила сэкономить $35,000. Набранных балла: 7 из 13
5	«Качество экологии в здании» – максимально 15 баллов	Среда в тропических лесах сохраняется теплой и влажной. Свет необходимый для роста тропических Растений обеспечивается за счет верхних окон круглой формы и дополнительного электрического освещения. Температура не поднимается выше разработанных критериев: 79-84 градусов с 50-70% влажностью, а поток быстрого воздуха предотвращает образования конденсата на внутренней панели корпуса, похожего на террариум. набранных баллов: 14/15	В сочетании с высокоэффективной воздушной вентиляцией и газовым чиллерам в системе климат-контроля Теплоснабжение, Вентиляция и Кондиционирование воздуха), эти стратегии делают университетский городок на 58,6% эффективнее Набранных балла: 11 из 15
6	Инновации в процессе проектирования». До 5 баллов	Структурная сложность здания, в то же время, (за исключением выпуклой крыши) удивительно проста. План основного этажа  – это простой прямоугольник, который состоит из четырех монолитных бетонных структур на каждом углу. Набранных баллов: 5/5	Мероприятия по снижению давления на окружающую среду не привели к сильному завышению цены, которая составила $680 за м2. оценка балла: – 5 из 5
	Оценка:	LEED Platinum	LEED Gold

5.рис. Диаграмма классификаций зданий Калифорнийская академия наук ,торговое представительство автомобильной корпорации Toyota по системе LEED.

Столкнувшись с нарастающей угрозой глобального изменения климата, истощением природных ресурсов и коллапсом мировой экосистемы, в настоящий момент в частности мировая строительная индустрия находится на этапе беспрецедентной проверки на прочность. Задачи Зеленого строительства сокращение совокупного за весь жизненный цикл здания пагубного воздействия строительной деятельности на здоровье человека и окружающую среду, что достигается посредством применения новых технологий и подходов, снижение затрат на содержание зданий нового строительства.

6. рис . Динамика развития зеленой архитектуры

Система LEED является ппреимущество для здоровья и общества создание более комфортных условий в помещениях по качеству воздуха, а также тепловым и акустическим характеристикам, снижение уровня загрязнений, попадающих в воду, почву и воздух, и как следствие, сокращение нагрузки на городскую инфраструктуру. транспорт и т.д.).

Зеленые технологии - новое направление архитектуры. В настоящее время это система может решить многие глобальные проблемы экологии, нехватки источника энергии. В будущем система зеленой технологии будет для каждого из нас стандартом в каждом доме. Новые зеленые технологии является ключом в будущее.

В заключение необходимо выделить, что тенденция сторительства энергоэффективных, пасивных, биоклиматических,, интелектуальных, зеленыхт и здоровых зданий, все время возростает из года в год (см.Диаграмма 1.) которая демонстрирует с 1993 г. колебательный процесс подъема объемов офисных площадей строительства выше перечисленных видов технологий в архитектуре зданий.

Список использованной литературы:

1. http://www.un.org/ru/состояния окружающей среды за 2000 год ООН [1]

2. http://ru.wikipedia.org [2]

3. http://ecorussia.info/ru/ecopedia/green-building [3]

4. . http://ecorussia.info/ru [4]

5. http://archi.ru/foreign/news/news_present.html?nid=9436 [5]