ЭКОФОРМА
Этапы формирования современного энергоэффективного дома, теоретическое их обоснование, а также современная практика строительства
Можно выделить ряд основных и распространенных в мировой практике теории и направлений, характеризующих энергоэффективность и экологичность искусственной среды обитания:
1. В первую очередь интересным является недавно опубликованная книга Д.Л.Джонса “Архитектура и экология”, где теме биоклиматической архитектуры выделяются основополагающие позиции в формировании экологической архитектуры. Биоклиматический дом, по мнению автора, состоит из трех физиологических групп: производители, например растения, пользователи (Konsumenten), например животные и разрушители(Destruente), например бактерии и микроорганизмы.
Биосфера, как часть экосистемы, состоит из некоторых биокруговоротов (biokreislauf), самосбалансированных, составляющими единицами которых и являются эти физиологические группы. Биоклиматическое жилище, взаимодействует с ними и включается в процесс этих круговоротов (напр.: “вода-испарение-осадки-вода” “вода-потребление-сточная вода-испарение-осадки-вода”). Биоклиматический дом рассматривается здесь как шаг дальше к принципам теории сохранении при максимальном использовании природных ресурсов энергии, как интеграция в природный баланс планеты – биосферу, (учет природных круговоротов и “подключение” к ним искусственной среды), подражание некоторым физиологическим и морфологическим особенностям живых организмов, а также учет этнических и культурных особенностей рассматриваемого региона.
2. Большое распространение в области энергосбережения и экологии получила теория “Passiv-Solares Design”. Решение проблемы теплоэффективности в этой теории, сводится к использованию исключительно энергии солнца, являясь при этом подобием сустава организма между сильно изменчивыми внешними условиями.
3. “Mix-Betrieb”-здание, как альтернатива «Passiv-Solare Design» здание отличается тем, что связывает вместе понятия “конструктивной оболочки” и “техническое оборудование”. Такое здание максимально оснащено электронными приборами и техническими процессами контроля потребления, сохранения и распределения тепла внутри дома (системы, перераспределяющее солнечное тепло и тепло автономных печей на традиционном топливе для отопления и бытовых нужд). Идеологами такого направления можно назвать Б.Бакмайстера Фаллера, Ле Корбюзье.
4. «Passivhaus» является более жизнеспособной теорией. Теория «Passivhaus» разработана институтом жилища и окружающей Среды в Дармштадте, под руководством доктора В.Файста. Теоретические и практические основы энергосбережения в жилище заложены в модель «Passivhaus», воплощенной в 1988 году в Кранихштайне (Германия). “Passivhaus”- это здание, энерготехническая характеристика которого, при нормальной эксплуатации, не превышает 30кВт/м. Автор в своей работе «Принципы и понятия о пассив-доме» предлагает следующую эволюцию энергосберегающего дома: «старые здания» (Bestand Altbau) «дом с теплозащитой по шведским строительным нормам 1984 г» «дом с обычной теплозащитой» «дом с теплозащитой по шведским строительным нормам 1995 года» «энергоэффективное здание» «пассив-здание».
Основным энергопреобразующим элементом “Passivhaus” является окно. Вентиляция “Passivhaus” занимает второе место после инсоляции и облучения солнечной энергии. Внутреннее пространство разделяется на пространство приточного воздуха для помещений (“Zuluft-Zone”),(жилые, детские, спальные комнаты и рабочий кабинет) и пространство вытяжного воздуха (“Abluft-Zone”)(кухни, ванные, сушильные, кладовые, лестничное пространство). Система вентиляции совмещена с системой отопления и нагрева бытовой воды. Приточный и вытяжной воздух проходят через модуль-конвектор, который перераспределяет тепло для повторного его использования. Модуль-конвектор хоть и снабжен традиционным нагревателем, не требует значительных расходов традиционного топлива.
В третьей главе диссертации рассматривается также современная практика строительства энергоэкономичных жилых зданий. Основной характеристикой этих зданий служит направленность их энергоэффективности: от традиционных к нетрадиционным системам использования энергоресурсов, от герметичности контролируемой внут¬ренней среды к флюктуированности с окружающей средой, от искусственных материалов к природным, от централизации энергоснабжения к локальным энергосистемам и саморегуляции процессов внутри дома. Так для зданий, использующих нетрадиционные виды энергии характерна тенденция к применению воздушного отопления, прямого солнечного облучения и аккумуляции тепла в специальных конструкциях, перераспределение и вторичное использование тепла вытяжного из помещений воздуха. Во всех рассмотренных зданиях прослеживается тенденция применения такой конструктивной оболочки, способной использовать естественные воздушные потоки и солнцезащиту(лето) и систему искусственных воздушных потоков для вентиляции и отопления с максимальной инсоляцией помещений (зима). Широко применяются в конструкциях зданий природные и местные строительные материалы. Общим у этих сооружений является также соподчинение с формой ландшафта и местным природно-климатическим особенностям. Например, здание общежития в г.Кайзерслаутерн (Германия) своими помещениями «врезано» в горный склон, тем самым образуя искусственное продолжение горы. Стеклянная оболочка здания регулирует внутренний микроклимат, оставаясь на фоне леса прозрачной и незаметной. К сожалению, в рассмотренных примерах недостаточно используются традиционные особенности архитектуры. Внешний фасад этих зданий или максимально «замаскирован» с окружающим ландшафтом, придавая сооружению эстетическую невыразительность, или образуют простые рафинированные формы, «засоренные» инженерно-техническими деталями на стенах и крыше.
Практика строительства таких жилых зданий в нашей стране представляет фирма «…», строящая загородные коттеджи, основанные на воздушном отоплении ( г. Ломоносов, п. Порошкино, Ленинградская область). Такая практика, безусловно, является первым шагом в практике строительства такого жилья в Ленинградской области. Дом-серия в 2-3 этажа имеет вид протоформу куба, с размером 10-10м в плане. Тепловое ядро, расположенное в центре дома, осуществляет водо-,газоснабжение, имеет канализационную сеть, а также обеспечивает поэтажное воздушное отопление здания.
Существует ряд негативных факторов, которые значительно мешают внедрению в массовое строительство. Одним из них является удорожание оборудования и эксплуатации, требующее квалифицированного вмешательства в процесс проектирования и обслуживания. Также препятствием становится ощущение дискомфорта от шума циркулирующего воздуха в воздуховодах.