Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Международная и отечественная теория и практика в «зеленой» архитектуре для энергосбережения и получения энергии 10
1.1 Теория и концепция мировой «зеленой» архитектуры для энергосбережения и получения энергии 10
1.2 Международный опыт развития энергосберегающей архитектуры 30
1.3 Энергосбережение как экологический аспект в традиционной архитектуре Вьетнама 42
1.4 Экспериментальные энергосберегающие объекты в современной практике Вьетнама 48
Вывод по первой главе 55
Глава 2 Специфика развития архитектуры энергосберегающих зданий в условиях Вьетнама 56
2.1 Природно-климатические условия 56
2.2 Социально-экономические условия 60
2.3 Современный уровень энергопотребления в практике проектирования, строительства и эксплуатации зданий .66
Вывод по второй главе 82
Глава 3 Тенденции развития энергосберегающих зданий во Вьетнаме 84
3.1 Пути повышения энергоэффективности жилых и общественных зданий в крупных городах Вьетнама 84
3.2 Социальные и административные меры развития архитектуры энергосберегающих зданий 88
3.3 Способы повышения энергоэффективности зданий 91
3.3.1 Градостроительные мероприятия 91
3.3.2 Повышения энергоэффективности зданий 95
3.3.3 Организация внутренних пространств здания 115
Вывод по третьей главе 120
Основные выводы и рекомендации 123
Библиографический список 127
- Теория и концепция мировой «зеленой» архитектуры для энергосбережения и получения энергии
- Социально-экономические условия
- Пути повышения энергоэффективности жилых и общественных зданий в крупных городах Вьетнама
- Организация внутренних пространств здания
Введение к работе
Актуальность исследования.
Концепция архитектуры энергосберегающих зданий в последние десятилетия становится актуальной в современной архитектуре. При проектировании энергосберегающих зданий обращается внимание не только на эффективное использование энергии, но и на сокращение энергозатрат в целом цикле их эксплуатации.
Во Вьетнаме развитие архитектуры энергосберегающих зданий является весьма актуальным из–за сложившейся в стране ситуации: используемые архитектурные решения лишь в малой степени учитывают аспекты энергосбережения; невысока популярность идей энергосбережения среди населения. Природно-климатические ресурсы Вьетнама перспективны для получения воспроизводимой энергии, однако этот потенциал мало использован.
Можно сказать, что архитектура энергосберегающих зданий является новой для Вьетнама. Лишь в последние годы вопрос энергосбережения зданий привлекает внимание ученых, специалистов и инвесторов, а также населения. Однако ведущиеся научные разработки сконцентрированы на общих проблемах энергосбережения, а направленность на конкретные решения с учетом природно-климатических, социально-экономических и градостроительных факторов Вьетнама недостаточна.
Архитектура в обязательном порядке должны стать важной составляющей стратегии энергосбережения. Данная работа направлена на выявление наиболее перспективных путей решения этой задачи.
Степень разработанности темы исследования. К этой научной области обращаются как исследовательские организации Вьетнама (Центр образования и международного сотрудничества исследовательской архитектурной академии, Департамент научной технологии и экологии, Центр развития энергосбережения города Хошимина, Строительный институт Ханоя и др.), так и отдельные ученые (Нгуен Динь Тоан, Нгуен Чунг Хоа, Нгуен Ле Минь, Нгуен Ван Динь, Ле Тхй Бик Тхуан, Хоанг Винь Хынг и др.).
Отношение архитектуры и экологии, а также способы применения возобновляемых источников энергии в строительстве рассмотрены в трудах зарубежных исследователей. Среди советских и российских необходимо отметить работы Бродача М.М., Иолева В.И., Оболенского Н.В., Табунщикова Ю.А., Тетиора А.Н., Сарнацкого Э.В., Селиванова Н.П., Шилкина Н.В.
Были изучены публикации и проекты таких специалистов, как Герман Груб из Германии, Дэвид Opp из США, Норман Фостер и Шу Роаф из Великобритании, Ф. Асдрубали, Дж. Бальдинелли, Ф. Д’Алессандро из Италии, Танака С., Суда Р. из Японии, Кэн Ян из Малайзии и др.
Цель и задачи исследования.
Цель исследования определить возможности и пути развития архитектуры энергосберегающих зданий в условиях Вьетнама.
Объект исследования энергосберегающие здания в городах Вьетнама. Особое внимание обращается на типы зданий, которые являются основными и типичными для архитектуры страны (малоэтажные блокированные и многоэтажные жилые дома, общественные здания).
Предметом исследования является архитектурно-строительные решения зданий массовой застройки городов Вьетнама в совокупности с определяющими их природно-климатическими, социально-экономическими, инженерно-технологическими и градостроительными условиями.
Задачи исследования:
-
Определить общемировые тенденции развития архитектуры жилых и общественных зданий с учетом возрастающей роли факторов энергоэффективности.
-
Определить методы адаптации к климату в традиционном зодчестве, обобщить современный опыт проектирования, строительства и эксплуатации энергоэффективных зданий во Вьетнаме.
-
Выявить наиболее значимые природно-климатические ресурсы Вьетнама, которые важны для повышения энергоэффективности зданий.
-
Дать предложения по формированию системы архитектурно-строительных мер по рациональному энергопотреблению при проектировании, строительстве и эксплуатации зданий во Вьетнаме.
Методологической основой диссертационного исследования послужили:
-
Анализ зарубежных материалов по формированию и эксплуатации зданий энергоэффективной архитектуры;
-
Ознакомление с традиционным опытом народной экоархитектуры;
-
Анализ вьетнамских литературных источников и проектных материалов по вопросам энергосбережения в архитектурно-строительной сфере;
-
Изучение опыта внедрения современных технологий энергосбережения в современную практику проектирования и строительства во Вьетнаме;
-
Сопоставление материалов, полученных в ходе предшествующего анализа проведенных материалов, и разработка рекомендаций.
Область исследования соответствует требованиям паспорта научной специальности ВАК: 05.23.21 – Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности п.1 «Прогнозирование развития архитектуры гражданских и промышленных зданий и их комплексов».
Научная новизна исследования заключается в разработке предложений по развитию архитектуры энергосберегающих зданий в условиях Вьетнама, базирующихся на анализе международной теории и практики «зеленой» архитектуры, опыта народного зодчества в адаптации жилой среды к местным природно-климатическим особенностям.
Существенные результаты исследования, выносимые на защиту, и их научная новизна заключаются в следующем:
-
Выявлены основные способы энергосбережения зданий в мире, особенно в странах со сходными климатическими условиями с Вьетнамом.
-
Определение основных мероприятий по энергосбережению, применяющихся в народном зодчестве и современной практике проектирования и строительства зданий во Вьетнаме.
-
Анализ природно-климатических, социально-экономических условий и современной ситуации в практике архитектуры Вьетнама с точки зрения энергосбережения. Определены возможности применения во Вьетнаме мероприятий мирового опыта по энергосбережению.
-
Выявлены тенденции развития архитектуры энергосберегающих зданий во Вьетнаме на современном этапе и разработаны предложения по их перспективному развитию.
-
Составлен систематизированный перечень мероприятий по энергосбережению зданий для условий Вьетнама.
Практическая ценность и реализация результатов исследований. Возможно использовать предложения автора по новому подходу и архитектурно-строительным решениям формирования энергосберегающих зданий во Вьетнаме на современном и перспективном этапах.
Достоверность научной гипотезы. Обоснованность выводов и рекомендаций определяется использованием трудов российских, зарубежных и вьетнамских ученых по теории «зеленой» архитектуры, проблемам энергосбережения зданий, теории и практике мировых современных достижений в сохранении и получении энергии. Использованы теоретические и практические материалы вьетнамских и зарубежных ученых по улучшению микроклимата зданий.
Апробация работы. Основные положения и рекомендации диссертационной работы доложены на 67, 68-ой научных конференций профессоров и аспирантов СПбГАСУ, на 61, 62, 63-ой научных и практических конференций молодых учёных и специалистов, проведенных в университете в 2008 - 2011гг., и на 11-ой международной конференции Великого Новгорода и Санкт-Петербурга «Архитектор. Город. Время» в 2009г., а также на международной конференции «Автоматизация систем тепло – электроснабжения. Энергоэффективные здания, технологии, оборудование и материалы для улучшения среды жизнедеятельности» (СПб) в 2010г.
Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 10 научных статей (общим объемом 53 с. (3,3 п.л.), вклад автора – 49,25 с. (3,07 п.л.)), в т.ч. 4 статьи в журналах, рецензируемых ВАК - «Вестник гражданских инженеров» №1(26) и №3(28), СПбГАСУ, 2011г., №4(33), СПбГАСУ, 2012г. и в журнале ПГС №6 (июнь) 2011г.
Структура и объем работы. Диссертация представлена двумя томами:
Теория и концепция мировой «зеленой» архитектуры для энергосбережения и получения энергии
В настоящее время из-за глобального процесса изменения климата, загрязнения окружающей среды и истощения ресурсов все страны должны думать о сохранении окружающей среды, эффективном использовании и сохранении энергии. В области строительного производства и последующей эксплуатации зданий поглощается значительное количество энергоресурсов. Вопросы развития архитектуры энергосберегающих зданий стали актуальными, поскольку они играют важную роль не только в развитии архитектуры и строительства, но и в энергетической стратегии.
Концепция устойчивой архитектуры возникла после конференций ООН по окружающей среде и развитию в 1997г. «Повестка дня на XXI век» [66]. Устойчивая архитектура направлена на поддержание устойчивого развития городов архитектурными средствами. Она тесно связана не только с концепцией устойчивого развития, но и с архитектурно-строительной экологией и урбоэкологией. Постепенно в круг её проблем входят новые направления:
- комфорт и благосостояние городского пространства;
- использование естественных мероприятий в освещении и вентиляции;
- микроклимат в зданиях;
- устойчивое строительство высотных зданий;
- стратегии и инструменты для устойчивой архитектуры;
- материалы;
- оценка цикла жизни зданий;
- застроенная среда с нулевым энергопотреблением;
- традиционные решения в перспективе [62, 114].
Концепция «зеленой» архитектуры или архитектуры энергосберегающих и энергоэффективных зданий в последние десятилетия становится наиболее актуальной в мире. «Зелёное» здание - здание с увеличением эффективности использования ресурсов - энергии, воды и строительных материалов - в то же время отличается снижением вредного влияния здания на здоровье человека и окружающую среду в течение всего цикла существования здания.
Существуют различные типы «зеленой» архитектуры: архитектурная экология, архитектура энергосберегающих зданий, архитектура энергоактивных зданий, архитектура экологических зданий, архитектура энергоэффективных зданий, архитектура «интеллектуальных» зданий, архитектура «пассивных» домов, архитектура жизнеподдерживающих зданий и т.д. Все они связаны друг с другом, направлены на повышение качества предоставляемой человеку среды с поддержкой природы и современных энергосберегающих и естественных технологий в архитектуре, на учёт экологии человека. Кроме того, самой главной особенностью мировой «зелёной» архитектуры является эффективное использование энергии в зданиях и максимальное использование возобновляемых источников энергии [11, 62, 66].
Энергетические ресурсы в зависимости от источника энергии относятся к возобновляемым (солнечная энергия, энергия фотосинтеза, гидроэнергия, энергия приливов, энергия волн, ветровая энергия, геотермальная энергия и т.д.) и невозобновляемым (газ, нефть, уголь, торф, ядерное топливо, легкие элементы -водород, гелий, литий). Надо отметить, что запас невозобновляемых мировых энергоресурсов ограничен, а возобновляемые источники не ограничены. Вопрос заключается в получении и эффективности при использовании данных ресурсов.
В архитектуре и строительстве стали очевидными необходимость экономии энергии и ответственность за окружающую среду. Кроме того, новые тенденции архитектуры не только направлены на экономию энергии с использованием современных технологий, но и с учётом типичных региональных требований. «Энергоэффективные здания» - новое направление в экспериментальном строительстве - появились после мирового энергетического кризиса 1974 года. С течением времени изменялся и расширялся объект изучения: эффективность использования энергии в энергоэффективном здании. Если в самом начале строительства энергоэффективных зданий, вплоть до начала 90-х, основной интерес представляло изучение мероприятий по экономии энергии, то уже в середине 90-х годов центр тяжести переносится на изучение проблемы эффективности использования энергии и приоритет отдается тем энергосберегающим решениям, которые одновременно способствуют повышению качества микроклимата. Энергоэффективность подразумевает не только ликвидацию лишних трат энергии, но и повышение коэффициента полезного использования энергии во всех энергетических процессах. Для достижения этих целей существуют различные энергосберегающие архитектурно-строительные решения в мировой «зеленой» архитектуре и требуются соответствующие социальные, экономические и технические основы [76].
В обзоре мировой теории «зеленой» архитектуры можно выделить следующие основные направления энергосбережения при проектировании и эксплуатации зданий [24, 47, 60, 62, 77]:
- применение рациональных архитектурно-планировочных и конструктивных решений с учётом климатических условий для сохранения энергии;
- использование современных технологий и утилизация возобновляемых источников энергии для получения чистой энергии.
Ориентация здания: данный фактор играет главную роль в проектировании энергосберегающих зданий. Цель рациональной ориентации и взаиморасположения зданий - защита от светового, теплового и ветрового дискомфорта [32, 72]. При этом комплексная система оценки инсоляции может базироваться на трёх главных факторах: санитарно-гигиеническом, архитектурно-планировочном и технико-экономическом (Рисунок 1.1).
План и формы здания: при оптимальном проектировании формы здания и его расположения с пассивным использованием солнца, здание может получить естественное проветривание и освещение для создания комфорта при повышении энергетической эффективности здания [30] (Рисунок 1.1).
Естественная вентиляция: Условия воздухообмена в здании оказывают непосредственное воздействие на здоровье людей, ощущение комфортности и жизненный тонус [29]. С точки зрения физиологии человека наиболее важными в вентиляции являются чистота воздуха, характер его движения, а также косвенное влияние вентиляции на температуру и влажность. Подразделена вентиляция по ее назначению на три типа [24]:
- «вентиляция здоровья» поддерживает качество воздуха, замещает воздух внутри помещения свежим наружным воздухом;
- «вентиляция теплового комфорта» создает тепловой комфорт путем интенсификации процесса теплообмена между человеческим организмом и окружающей средой;
- «вентиляция охлаждения конструкций» охлаждает конструкции, когда температура воздуха в помещении становится выше температуры наружного воздуха.
В некоторых случаях вентиляция способствует повышению температур внутри здания, когда светлая наружная поверхность и тепловое сопротивление стены препятствуют абсорбции солнечной радиации [24, 97].
Естественное освещение: освещение помещений формируется из двух составляющих: естественный свет от неба, попадающий в контуры светопроема; и естественный свет, отраженный от противостоящего (экранирующего) светопроема здания. Дневной свет, бесспорно, является источником света высочайшего качества. Он обеспечивает самое реалистичное цветовоспроизведение. Считается, что он улучшает психическое и физическое здоровье. Использование технологий естественного освещения или освещения дневным светом в зданиях неоригинально. Однако творческие высокотехнологичные подходы делают процесс более эффективным, экономичным и удобным для реализации. Таким образом, разумно спланированные проекты по использованию естественного освещения выявляют поразительные показатели сбережения электроэнергии, которые невозможно игнорировать [70, 95].
Использование буферного пространства: одним из главных архитектурных элементов для улучшения естественной вентиляции и повышения теплоэффективности здания является буферное пространство в здании [111]. Использование буферной зоны для накопления солнечного тепла при обеспечении её хороших теплоизоляционных свойств также является методам экономии энергии (Рисунок 1.2).
Буферным пространством, предполагающим использование различных не отапливаемых (или частично отапливаемых) подсобных помещений вокруг дома, могут быть атриум, солнечный колодец, внутренний двор, теплица с южной стороны, веранды с востока и запада и т.д. В настоящее время атриум имеет многоцелевое назначение. Являясь основой объемно-пространственной структуры здания, атриум представляет собой ограниченное от внешней среды пространство, вокруг которого сосредоточены блоки жилых и служебных помещений, получающих из него дневной свет [16].
Социально-экономические условия
Во второй половине 20 века население Вьетнама характеризуется быстрым приростом численности. С начала 21 века темпы прироста снижаются благодаря радикальным политическим решениям государства, (например, в каждой семье чиновников разрешается иметь не более 2 детей). Темп годового прироста численности населения в среднем достигает 1,02 %. По статистическим данным, полученным в апреле 2009 года, численность населения страны составила 85,8 млн. чел. [124].
Средняя плотность населения в последние годы достигла 256 чел. на 1 кв. км. Считается, что на данный момент плотность населения особенно высока на двух равнинах - на Севере (на равнине системы реки Хонг) и на Юге (в городе Хошимине и прилегающих регионах). Например, этот показатель в городе Хошимине составляет около 3400 человек на кв.км. [124].
Вьетнам относится к региону активной экономической мировой значимости. Экономический рост Вьетнама достиг довольно высокого уровня. Осуществляются масштабные проекты в сфере энергетики и транспорта. В настоящее время экономика Вьетнама активно развивается (Таблица 7). Успехи в развитии экономии привели к тому, что 6 ноября 2006 года Вьетнам стал 150-ым членом Всемирной торговой организации. Ежегодный прирост ВВП, в среднем, составляет около 7 %. Вьетнам активно призывает иностранные компании инвестировать в промышленность. Прямые иностранные инвестиции поступают почти во все секторы экономики (Рисунок 2.7).
По данным Министерства промышленности и торговли, каждый год спрос на энергию во Вьетнаме увеличивается в 2 раза, что выше темпа роста ВВП (в развитых странах это соотношение обычно меньше) (Таблица 8). Энергопотребление страны быстро увеличивается со временем, например, зафиксирован 5 кратный рост за период 1990-2004 гг. (по эквиваленту от 4,21 млн. тонов нефти до 19,55 млн. тонов нефти).
Развитие экономики и рост уровня жизни во Вьетнаме вызывает всё большой спрос на энергию. В последние годы построено много электростанций, но это не удовлетворяет увеличивающимся потребностям. Каждый год Вьетнам должен импортировать большое количество энергии из соседних стран, в основном из Китая [167]. По плану развития энергетики страны на Юге недавно начали строить первую атомную электростанцию, которая, как полагают, сможет способствовать решению проблемы энергетики. Однако прогнозируемая потребность в энергии будет превышать количество производимой, если не осуществятся мероприятия по экономии.
Город Хошимин - промышленный и коммерческий центр Вьетнама, дающий около 30% продукции обрабатывающей промышленности всей страны и 25 % ее розничной торговли. Город производит 17 % национального ВВП, осуществляет 40 % экспорта. Темп общего роста: 10,7 % в год. Именно в город Хошимин поступает большинство иностранных инвестиций [169]. Численность населения города является самой большой во Вьетнаме. Официально в Хошимине проживает 7,5 млн. человек, но действительности - от 9 до 10 млн. Его территория небольшая по сравнению с другими крупными города мира. Общая площадь составляет около 2095 кв. км. Как отмечено выше, плотность населения является высокой, особенно в центре. Темп прироста численности населения составляет около 2,8 % в год [168]. Этот показатель намного выше среднего показателя по стране. Каждый год тысячи мигрантов приезжают сюда учиться, работать и найти новую жизнь.
Значительная часть населения имеет невысокое образование. Тем не менее, несмотря на важные шаги в последнее время, общее образование в городе имеет еще много недостатков. Интеллектуальный уровень людей невысок, существует большая разница между группами, особенно у жителей центра по сравнению с пригородными жителями. Этот фактор является одной из причин малой эффективности во всех областях развития города. С ним связаны хаотичность в строительстве и высокий уровень энергопотребления при эксплуатации зданий.
Ныне город развивается по плану социально - экономического развития до 2020 года, с продолжением до 2025 года (на основе плана 1997 года). Осуществлены проекты улучшения транспортной инфраструктуры, реконструкции систем коммунальной канализации и водоснабжения. Благодаря благоприятным природным условиям, город Хошимин стала важным транспортным узлом во Вьетнаме и Юго-Восточной Азии.
Отмечается, что город Хошимин сталкивается с проблемами слишком быстрого роста городского населения и загрязнения окружающей среды. Раньше Сайгон был городом с большим площадями зеленого пространства. Сейчас количество зеленых насаждений уменьшилось, архитектурное пространство города стало более тесным. Темп роста численности населения высоки по сравнению со слабым развитием дорожной системы. Транспорт города оказывается в ситуации перегруженности, отмечаются постоянные пробки [129, 146]. Причинами загрязнение окружающей среды в городе являются большое количество транспортных средств, строительство и промышленное производство. До сих пор нет конкретного решения этой проблемы.
Энергетика города характеризуется высокими затратами для поддержания сложной системы транспорта, обеспечения работы сложных и устаревших коммуникационных систем. Велики энергозатраты быстро развивающихся предприятий и промзон; нерационально энергопотребление в жилищно-коммунальной сфере, чрезмерны потери энергии при эксплуатации зданий. Спрос на энергию быстро увеличивается, причем производство и транспорт энергии не всегда отвечают новым потребностям [164]. Неоднородность качества инфраструктуры снижает эффективность в производстве и эксплуатации энергии.
Существует высокий уровень энергопотребления в бытовом хозяйстве. Можно перечислить некоторые особенности использования энергии населением [154, 156, 166]:
- в городах отсутствует привычка экономить энергию, так как осознание экономии горожанами не достаточно развито;
- нецелесообразное использование энергии приводит к большим потерям, например, велика разница между ярко освещенными и темными улицами;
- слабая роль архитекторов в консультациях с инвесторами для решения энергического вопроса при проектировании зданий;
- отсутствует информированность населения о мероприятиях по средствам экономии энергии и получения «чистой» энергии.
По данным Вьетнамского министерства строительства, в настоящее время объёмы строительства во Вьетнаме увеличивается на 15 % в год [163]. При этом страна стремится достичь устойчивого развития, в том числе и в строительстве. Определено, что одним из направлений может быт экономия энергии. Однако это положение считается труднодостижимым, поскольку существующий уровень экономики и жизни населения не всегда удовлетворяют новым требованиям по развитию нового типа архитектуры как архитектуры энергосберегающих зданий.
Пути повышения энергоэффективности жилых и общественных зданий в крупных городах Вьетнама
В последние годы в мировой практике наибольшее развитие получил процесс взаимного проникновения различных отраслей наук. Архитекторы не могут решить все мировые экологические проблемы, но они могут проектировать здания, требующие только часть потребляемой ныне энергии [62].
Одной из важных задач архитектуры является обеспечение в конкретном климатическом районе строительства наиболее здоровых и благоприятных жизненных условий и эстетической среды для человека путем эффективного использования всех положительных факторов природного окружения и климата, соответствующего архитектурно-конструктивным решениям зданий и их комплексов [26, 67, 69].
Ранее было показано, что для достижения комфорта во внутренних помещениях зданий необходимо учитывать и использовать 3 фактора: температуру, влажность и скорость воздуха [132]. Оптимальные параметры могут быть обеспечены использованием всей совокупности средств, которыми располагает архитектура.
Архитектурные решения во Вьетнаме будут меняться с применением достижений науки и технологии. Однако необходимо не повторять прошльіх ошибок - когда быстрое развитие науки и техники, особенно в конце двадцатого века, с одной стороны, улучшает позиции человека в отношениях с природой, но с другой стороны, приводит ко многим заблуждениям и ошибкам у людей во многих областях человеческой деятельности, в том числе строительстве и архитектуре. К сожалению, технический процесс вносит свой вклад в глобальные изменения климата, в загрязнение окружающей среды. Надо подумать и о сбережении ресурсов окружающей среды для достижения устойчивого развития.
Потребление энергии зданием начинается с этапа проектирования и продолжается в течение эксплуатации. Архитектурные меры по сохранению энергии могут быть использовать не только для улучшения бытового комфорта, но и для уменьшения загрязнения окружающей среды и рационального применения природных ресурсов.
Безусловно, в архитектуре должен использоваться потенциал современной технологии, усовершенствованные конструктивные решения, эффективные строительные материалы и т.п. Например, получение чистой энергии, имеющей большой потенциал в условиях Вьетнама, может оказаться выгодным при долгосрочной эксплуатации зданий, даже если первоначальное вложение считается достаточно высоким.
Однако необходимо учитывать, что реальные экономические возможности значительной части населения страны сейчас ограничены. Этот фактор сильно влияет на формирование социального заказа и призывает к экономии средств. Во Вьетнаме должны шире применяться такие решения, которые опираются на природный потенциал страны и не создают дополнительной нагрузки на окружающую среду.
На основе изучения теории и практики развития «зеленой» архитектуры в мире с учетом социально-экономических условий Вьетнама (на примере города Хошимина) можно утверждать, что архитектура энергосберегающих зданий во Вьетнаме, прежде всего, должна опираться на архитектурно-планировочные решения для повышения качества микроклимата зданий (Рисунок 3.1).
Рассмотрение традиционных зданий, хорошо адаптированных к местному климату, свидетельствует о том, в народном зодчестве были найдены способы улучшения микроклимата за счет ресурсов среды, не наносившие ей какого-либо ущерба. Применение и развитие ценностей традиционного зодчества в современных условиях Вьетнама открывает большие перспективы в связи со слабым развитием технологии, низким уровнем экономики и неподготовленным сознанием населения. В то же время, было показано, что сложившаяся среда крупного города не позволяет внедрить ряд достижений традиционного зодчества.
Все более актуальным во Вьетнаме является улучшение микроклимата естественными методами. Лишь в крайних случаях, когда для обеспечения и поддержания благоприятных условий в помещениях естественные методы оказываются недостаточными, можно перейти к применению технических устройств и систем искусственного регулирования микроклимата (освещение, систем вентиляции, кондиционирования воздуха, охлаждения и т.п.).
Применение современных технологий должно способствовать совершенствованию конструктивных решений, эффективности строительных материалов и т.п. при утилизации местных натуральных ресурсов. Это на перспективном этапе будет распространяться в связи с развития экономики.
На основе изучения зарубежных систем оценки энергоэффективности зданий рекомендуется обращаться внимание на развитие качества управления, а также стимулировать применение инноваций во всех стадиях реализации проекта. Данное направление обладает большим потенциалом при быстром развитии научно-технических деятельностей в мире и экономики Вьетнама в ближайшей перспективе.
Одной из задач является преодоление ограничений градостроительства, влияющих на меры энергосбережения зданий. Улучшение ситуации в градостроительстве с учетом повышения энергоэффективности является существенной задачей в сегодняшние дни и в будущем.
В стратегии развития архитектуры энергосберегающих зданий необходимо повышать роль государства, задачей которого считается развитие социальных и административных мер. Исключительное значение имеют повышение сознания населения и развитие навыков рационального энергопотребления.
Основными направлениями развития архитектуры энергосберегающих зданий во Вьетнаме можно считать:
- использование градостроительного потенциала, реализацию решений, способствующих внедрению архитектурно-планировочных мероприятий по энергосбережению;
- применение объёмно-планированных решений зданий, учитывающих реальные климатические условия во Вьетнаме;
- применение современных технологий для сохранения энергии в процессе эксплуатации зданий и для получения чистой энергии (солнечной, ветровой, геотермальной и др.);
- производство и применение новых конструкций и материалов, сертифицированных с учетом энергосбережения;
- применение новых видов инженерного оборудования и модернизация существующих технических систем эксплуатации зданий (системы охлаждения, освещения, электроснабжения, системы горячего водоснабжения и т.д.), использование систем автоматизации.
Перечисленные архитектурно-конструктивные и инженерно технологические новации должны быть поддержаны системой мер организационно-управленческого характера, направленных на стимулирование производства и внедрение энергоэффективных средств.
Таким образом, для развития архитектуры энергосберегающих зданий во Вьетнаме существует много задач на разных аспектах. Требуется совокупность мероприятий на разных уровнях архитектурных пространств и управления. Важнейшей задачей является снижение расхода при реализации мероприятий энергосбережения с концентрированием усилий на архитектурно-планировочные решения и учет устойчивого развития архитектуры и всего общества. Роль архитекторов проявляется не только в поиске рациональных архитектурных решений, но и в применении достижений современных технологий повышения энергоэффективности зданий.
Организация внутренних пространств здания
Ориентация помещений
Главные помещения целесообразно ориентировать на юг или на юго-восток - это позволит использовать прохладу освежающего ветра и избежать активного солнечного излучения с западных румбов [37, 139]. Для улучшения проветривания помещений рационально расположение окон и открытого пространства в направлении преобладающего направления ветра.
Естественная вентиляция
Естественная вентиляция может повысить уровень комфорта в помещении и здоровья пользователей. Кубатура воздуха на одного человека (воздухообмен) является одним из основных гигиенических показателей жилища [2, 22]. Чтобы обеспечить комфортность проживания, путь ветра должен проходить по высоте приблизительной высоты пользователя и через площадь деятельности, т.е. на 2 м над полом. Для жилых помещений идеально воздушный поток должен идти на высоте сидящего или стоящего человека в жилых комнатах и на уровне спального места в спальнях.
Реализация достоинств той или иной планировочной схемы проветривания зависит от решения открытых вентиляционных отверстий - оконных и дверных проемов.
Скорость воздушного потока внутри помещения может быть увеличена, если сделать вытяжное отверстие больше приточного. Таким образом, для достижения наибольшего охлаждающего эффекта приточные отверстия должны сконструированы и расположены в зависимости от пути, который воздушный поток должен пройти внутри здания, а правильно расположенные вытяжные отверстия должны быть как можно больше (по крайней мере, больше приточных). Воздушный поток можно изменять рядом регулируемых отверстий в вытяжных окнах.
Для обеспечения эффективной естественной вентиляции помещений в первую очередь необходимы большие оконные проёмы с рациональными солнцезащитными устройствами.
На основе проектирования разных вариантов структур внутренних воздушных потоков и измерения скорости воздуха в помещении А. Дэвис и Р. Шуберт сформулировали следующие соображения (Рисунок 3.29) [24]:
- глубина помещения не оказывает существенного влияния на вентиляцию;
- высота потолка незначительно влияет на вентиляцию;
- вертикальные элементы, правильно помещенные между двумя соседними окнами на наружной стене, могут усилить воздухообмен;
- при расположении окон на смежных стенах входной проем должен быть на стене, перпендикулярной направлению господствующих ветров;
- при окнах, расположенных друг против друга, наилучший эффект достигается, если входное окно находится под углом к направлению господствующих ветров;
- максимальная скорость воздушного потока наблюдается, когда площадь выходного проема больше площади входного;
- правильный выбор входного проема и горизонтального расположения выходного формирует характер воздушного потока.
Для проектирования окон можно выделить следующие варианты [24]:
- окна должны иметь подвижные створки для формирования нисходящих потоков воздуха;
- необходимо тщательно продумывать решения затеняющих устройств для обеспечения доступа нисходящих потоков воздуха в помещение;
- выходные окна следует располагать не ниже среднего уровня подоконников.
Кроме того, скорость ветра также зависит от меблировки и расположения перегородок в помещениях (Рисунок 3.29). Для улавливания и направления ветра в помещения рекомендуются разные варианты расположения окон и их конструктивных решений, а также объемно - формообразования помещений, соседних объемов и прилегающих элементов (Рисунок 3.30, Рисунок 3.31).
В секционных домах для проветривания квартир необходимо обеспечить подвижность воздуха во всем объеме за счет функциональной планировки. Для обеспечения естественной вентиляции всех помещений необходимо обратить внимание на возможности направления и скорости ветра в разных сезонах в городе Хошимина. С помощью графика направления и скорости ветра можно определить форму, этажность и наружные ограждения здания, чтобы обладать выгодной естественной вентиляцией и нижней эффективной температурой.
Помещения, открытые:
- на юг, юго-восток, юго-запад получают муссонный ветер целый год;
- на восток и запад получают часть муссонного ветра в зависимости от сезона;
- на северо-восток, северо-запад и особенно открыты на север не имеют возможности получения ветра в течение всего года [132, 149, 153].
В случае, когда планировка не может обеспечить проветривание всех помещений рекомендуются использование подвижных перегородок или рациональное расположение дверей между помещениями.
Планировка функциональных помещений.
Необходимо реализовать иерархию расположения помещений в зависимости от значимости требований к санитарно-гигиеническим показателям (Рисунок 3.32). Как сказано выше, приоритетным является надлежащий микроклимат для главных помещений за счет второстепенных помещений.
На направления на запад и юго-запад рекомендуется создание буферного пространства (передней - холла, лоджии), устройство технических отверстий для вентиляции и системы для защиты от солнечной радиации.
На направления востока и юго-востока (с этих сторон дует прохладный ветер) рекомендуется разместить балкон, лоджию и т.п. с целью получения прохладного ветра и для солнцезащиты, поскольку эти румбы также подвержены сильной солнечной радиации.
Одним из основных требований к пространственной организации внутренних помещений является обеспечение возможности вариантного размещения запланированных зон [40]. Например, для жилища по характеру использования помещения разделяются на 2 группы: жилые помещения (личные жилые комнаты и общесемейные комнаты) и подсобные помещения (санузлы, хозяйственные, коммуникационные и помещения для хранения вещей) [3, 6, 7]. Как правило, степень важности жилых помещений должна намного выше подсобных помещений. С учетом функции и продолжительности использования помещений, а также традиционного бытового уклада предлагаются приоритеты выбора решений при планировке следующим образом (Таблица 13): Естественное освещение
Одним из важных мер для сохранения энергии является уменьшение глубины помещения для обеспечения естественного света и эффективного искусственного освещения.
Во избежание сильной яркости от прямого западного и восточного солнца необходимы вертикальные солнцезащитные устройства с возможностью отражения, рассеяния и пропуска части света в помещения. При отсутствии яркости в зависимости от направления помещений требуются большие проемы с перпендикулярной ориентацией к солнцу и устройства отражения света для удовлетворения освещения помещений. Правильное расположение открытого пространства является способом улучшения естественного освещения в жилых и общественных зданиях.
В гражданских зданиях на систему искусственного освещения затрачивается большое количество электроэнергии. Рекомендуется поменять все лампы накаливания на компактные и флуоресцентные лампы. Для повышения эффекта не рекомендуется красить интерьер темным цветом, особенно рядом с источниками освещения, а также можно использовать специальные устройства для увеличения и отражения света на нужные места.
