Загрузка ...Солнечная энергия в архитектуре и строительстве
Исторический экскурс. Гелиоэнергетика и строительство исторически взаимосвязаны: вспомним концепцию «солнечных домов» Сократа; оранжерею — прототип пассивной гелиосистемы («Хрустальный дворец» Дж. Пэкстона, 1851 г.); первый патент на активную гелиосистему P.M. Интайр, 1911 г.; Хрустальный дом на выставке в США — первая реализованная гелиосистема в архитектуре, 1932 г.; дома Массачусетского технологического института, 1938 г., который считается родоначальником системных исследований в области гелиоэнергетики; создание и внедрение стены Ф. Тромба в жилом доме Д. Кельбау, 1956 г., и др.
В Украине разработкой гелиосистем применительно к проектированию и строительству зданий и сооружений с 70-х годов занимаются специалисты КиевЗНИИЭП, НТУУ «КПИ», КНУСА, КиевНИИПГрад.
Общие положения. При совместном рассмотрении комплекса задач архитектурно-строительного проектирования с включением в их состав принципов энергосбережения и возможностей использования гелиосистем следует различать несколько уровней решения.
A. Разработка объемно-планировочных и градостроительных решений, являющихся «энергоактивными».
Б, Создание конструктивных решений зданий и сооружений, направленных на энергосбережение, с одной стороны, и ориентированных на применение гелиосистем, с другой.
B. Разработка специальных методов моделирования и технико-экономического анализа, позволяющих корректировать с указанных позиций разрабатываемые архитектурные и конструктивные решения, а также оптимизировать характер размещения гелиосистем на единичных объектах и в застройке в целом.
Г. Разработка и внедрение гелиосистем не только в стадии проектирования и эксплуатации зданий и сооружений, но и в процессе строительства, т. е. в технологии строительного производства.
Д. Гелиосистемы в архитектуре и градостроительстве. В терминологическом словаре современной архитектуры прочно закрепились понятия «гелиоархитектура», «биокл и магическая архитектура», «энергоактивные здания», «автоклиматизация объектов».
В украинской народной архитектуре активно использовались гелиоактивные принципы, в частности, предусматривалась рациональная ориентация объектов по отношению к Солнцу, создавались внутренние закрытые дворы, применялись галерейные планировочные схемы и т. п.
Существует схема районирования территории Украины по признаку применимости гелиосистем. Схема предусматривает градацию территории Украины на пять зон, из которых первая, по мнению автора, является рациональной для непосредственного использования гелиосистем. Следует, однако, заметить, что потенциальный ареал может быть значительно расширен с учетом активных разработок в области повышения чувствительности гелиоприемных устройств и возможности оптимизации их применения и расположения.
На градостроительном уровне применения гелиосистем рассматриваются централизованные решения, гелиокомплекс-ных способов собирать, сохранять и перераспределять значительные энергопотоки. Это обеспечивается применением известных технологических решений гелиосистем активного типа.
Пассивные гелиосистемы на 1радостроительном уровне интегрируются в значительные по размерам остекленные пространства оранжерейного типа. Отечественный и зарубежный опыт показывает, что в данном случае можно рассчитывать на 60…70% покрытия потребностей здания в энергии за счет пассивной системы.
Основные проблемы градостроительного уровня:
- степень централизации активных, а также степень интеграции пассивных гелиосистем;
- расположение значительных по физическим размерам гелиосистем обоих типов в структуре объектов;
- создание комплексных градостроительных решений с рациональной ориентацией застройки с точки зрения поступления солнечной радиации.
На объемно-планировочном (объектном) уровне проектирования решаются задачи размещения гелиосистем по отдельным зданиям, включения гелиосистемы в архитектурную и конструктивную структуру объекта, а также разработки энергоактивных объемно-планировочных решений.
На обоих уровнях важнейшей характеристикой является степень влияния гелиосистем на формообразование архитектурно-градостроительных объектов. По этому признаку объекты можно классифицировать таким образом:
- Гелиосистема существует автономно вне объекта. На градостроительном уровне — вне градостроительного образования или комплекса (например, северо-восточный жилой район г. Алушта). На объектном уровне гелиосистема располагается вне здания в виде отдельной гелиоустановки на территории участка или за его пределами (гелиосистема гостиницы «Горизонт» в г. Судак).
- Гелиосистема включена в структуру объекта и вызывает в ней отдельные изменения. На градостроительном уровне — это оборудование гелиосистемами традиционных по решению комплексов с незначительной реорганизацией застройки. На объектном уровне это приводит к изменению объемного решения без изменения планировки.
- Гелиосистема интегрируется в структуру объекта. На уровне градостроительства — это система, включенная в образование и вызывающая изменение его структурных элементов: общественного центра, жилой зоны и т. п. В данном случае градостроительные принципы прямо зависят от гелиотехнических требований. На объектном уровне объемно-планировочная структура имеет специфический характер, ориентированный на удовлетворение гелиотехнических требований. Изменяется планировочное решение, гелиоприемные поверхности активных систем совмещены с ограждающими конструкциями, тепловые аккумуляторы — с элементами зданий: фундаментами, внутренними стенами и т. п. Часто пассивные системы формируют отдельные функционально-планировочные элементы — зимние сады, оранжереи и другие остекленные пространства.
Указанные уровни влияния гелиосистем на формирование градостроительных и объемно-планировочных решений отражают общие тенденции развития гелиоархитектуры.
Если известную классификацию гелиосистем дополнить архитектурно-конструктивными параметрами, образуется комплексная архитектурно-инженерная классификационная схема зданий с гелиосистемами. Примеры активных и пассивных гелиосистем приведены ниже.
Дата публикации: 05.05.2013
Характеристики и варианты применения квадрокоптера Autel Robotics Evo Max 4T
Правила установки газовых котлов отопления в доме
«ЗАВОД-РЕДУКТОР» — современное предприятие с высокой культурой производства
