Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Этапы формирования архитекгуры доиндустриалыюго малоэтажного жилища с учетом влиянии природно-климатическихфакторов местности 11
1.1. Зарождение биоклиматических средств и способов организации малоэтажного жилища в первобытные времена и эпоху древних цивилизаций (111 тыс. до н.э. -IX в. до н.э.) 11
1.2. Накопление и систематизация знаний об использовании природно-климатических факторов при организации жилища в Античности (VIII в. до н.э. -VII в.) 28
1.3. Становление традиционного типа жилища в Средневековье (VIII-XV в.) 37
1.4. Консервация традиционных биоклиматических приемов проектирования во времена Возрождения и последующие годы (XVI-XIX вв.) 46
Выводы по I главе 57
Глава II. Становление архитектуры биоклиматических ма л оэтажн ых жилых зда н и и 61
2.1. Сложение биоклиматологии, как науки; в архитектурном пространстве (80-е годы XIX - 70-е годы XX вв.) 61
2.2. Становление научно-обоснованного биоклиматического подхода к проектированию (80-е годы XX -XXI вв.) 92
2.3. Перспективы развития биоклиматического подхода к проектированию малоэтажных жилых зданий в России 128
Выводы по II главе 137
Глава III. Теоретические основы формирования архитектуры биоклиматических малоэтажных жилых зданий 140
3.1. Особенности биоклиматического подхода к проектированию на примере моделей БМЖЗ доиндустриалыюго периода 140
3.2. Особенности биоклиматического подхода к проектированию на примере моделей БМЖЗ индустриального периода 150
3.3. Особенности биоклиматического подхода к проектированию па примере моделей БМЖЗ постиндустриального периода 157
3.4. Методика биоклиматического проектирования малоэтажных жилых зданий 165
Выводы по III главе 173
Заключение 175
Общие выводы по работе 176
Библиоірафический список
- Накопление и систематизация знаний об использовании природно-климатических факторов при организации жилища в Античности (VIII в. до н.э. -VII в.)
- Консервация традиционных биоклиматических приемов проектирования во времена Возрождения и последующие годы (XVI-XIX вв.)
- Становление научно-обоснованного биоклиматического подхода к проектированию (80-е годы XX -XXI вв.)
- Особенности биоклиматического подхода к проектированию на примере моделей БМЖЗ индустриального периода
Введение к работе
Актуальность исследования. Широкие технические возможности, открывшиеся обществу с развитием научно-технической революции, позволили утвердиться принципам биоклиматической архитектуры в конце ХХ – начале ХХI вв., создавать собственный микроклимат внутри зданий независимо от условий внешней среды. Следствиями технического переоснащения зданий стали огромные энергетические затраты, отходы производства, дискомфорт и загрязнение окружающей среды. Само жилое пространство стало подвержено различным видам загрязнений, а также нарушился относительный баланс в естественной экосистеме. Весомую долю в ущербе, наносимом окружающей среде, имеют жилые здания, на эксплуатацию которых расходуется 20% электроэнергии, 60% тепловой энергии, 79% воды и 15% газа от общего ресурсного потребления строительным комплексом в России.
В качестве средства создания относительного экологического равновесия природной и антропогенной среды может служить биоклиматический подход к проектированию зданий, который обеспечивает и условия устойчивого развития градостроительной системы. Он определяется автором, как система методов и средств организации пространства жизнедеятельности людей, преобразующих действие негативных природных и антропогенных факторов в позитивные характеристики здания и его окружения. Биоклиматическую архитектуру, в данном случае, можно описать как материально организованную среду, обеспечивающую комфортные и здоровые условия для существования человека внутри здания, при минимизации вредных выбросов, отходов производства и жизнедеятельности в окружающую среду. Биоклиматическое малоэтажное жилое здание (БМЖЗ) – тип индивидуального жилого дома, учитывающего весь спектр природных и антропогенных факторов среды, с полностью замкнутым циклом ресурсопотребления.
Своевременность исследования эволюции архитектуры малоэтажного жилого здания в аспекте биоклиматического подхода связана с увеличивающимися объемами выбросов вредных веществ в окружающую среду и ориентацией государственных программ на развитие малоэтажной жилой застройки, масштабы которой, по словам премьер-министра Российской Федерации В.В. Путина, к 2015 году планируется увеличить до 60 % от общего объема возводимого жилья в стране.
Теоретическая база исследования. Вопрос взаимодействия антропогенного пространства с природным достаточно широко изучен на сегодняшний момент.
Теоретической базой исследования в описании первых принципов формирования жилых зданий согласно природным факторам места послужили трактат Витрувия и работы Леона Батисты Альберти и Андреа Палладио.
История развития жилища была рассмотрена на базе теоретических трудов Г. Н. Айдаровой, Г.В. Алферовой, А.К. Байбурина, Н.И. Брунова, Е.Н. Бубнова, Г.Д. Коуэн, Я.И. Мышковского, А.М. Павлинова, В.И. Пилявского, П.А. Раппопорта, Т.Ф. Саваренской, А.А. Тица, Ю.С. Ушакова, А.Н. Харузина, О. Шуази и др.
Влияние климата на формирование архитектуры жилых малоэтажных зданий на современном этапе в отечественной практике исследовалось Б.М. Давидсоном, А.В. Крашенинниковым, В.К. Лицкевичем, А.П. Михеевым, Н.В. Оболенским, А.Г. Осиповым, А.Н. Петряниной, А.Н. Римша, Э.И. Реттер, Ю.Ф. Хохлом, Н.И. Щепетковым и др. В зарубежной науке фундаментальными в изучении биоклиматических факторов стали труды Дж. Аронина, Б. Дживони, В. Олджиай, П.Р. Сабади.
Вопросы экологии и устойчивого развития в отечественной архитектуре рассматривали В.П. Бандаков, А.П. Дубров, В.Ю. Дурманов, В.И. Иовлев, П.А. Казанцев, В.П. Князева, Ю.Н. Лапин, Н.В. Маслов, В.А. Розанов, Н.А. Сапрыкина, А.Н. Тетиор, В.А. Филин, Е.М. Ченчик.
В зарубежном опыте особое внимание экологии жилища уделяли Дж. Вайнс, К. Дэй, С. Ван дер Рин, У. Макдонах.
Исследованиями в области энергоэффективной и ресурсосберегающей архитектуры занимались О.К. Афанасьева, Е.М. Белова, М.М. Бродач, Д.А. Куликов, А.А. Магай, С.А. Молодкин, А.О. Погонин, С.Н. Смирнова, О.С. Субботин, Ю.А. Табунщиков, Н.Л. Тиманцева, Н.В. Шилкин, И.С. Экономов.
Рассмотрены работы, посвященные пассивным методам энергосбережения и альтернативным энергосистемам следующих авторов: Я. Антонина, В.С. Беляева, С.В. Зоколей, Е.Г. Малявиной, А.И. Мелуа, Я. Ржеганек, Н.П. Селиванова, Р. Суда, С. Танака, Н.П. Умнякова, Л.П. Хохловой, Р.Н. Яковлева и др.
Биоклиматические принципы проектирования зданий описаны в работах М. Бауэра, О.М. Васкеса, Б. Данстера, Г. Мерката, Х.М. Мигута, П. Мюсле, В. Файста, М. Шварца, К. Янга, но эволюция архитектуры в аспекте биоклиматического подхода к проектированию до сих пор не рассматривалась.
Автором выдвигается гипотеза о существовании и эволюции биоклиматического подхода к проектированию малоэтажных жилых зданий, основанного на принципах организации природной среды, с учетом внешних факторов места.
Цель работы заключается в выявлении закономерностей и особенностей возникновения, становления и развития биоклиматического подхода к проектированию малоэтажных жилых зданий, исследовании способов и средств формирования БМЖЗ.
Задачи исследования:
выявить предпосылки и истоки возникновения, раскрыть процесс становления и эволюции архитектуры малоэтажного жилища в аспекте биоклиматического подхода;
определить особенности и закономерности эволюции биоклиматического подхода на различных этапах социально-экономического развития общества;
систематизировать основные способы и средства биоклиматического подхода к проектированию малоэтажных жилых зданий;
разработать теоретические модели организации БМЖЗ и их объемно-пространственные интерпретации по климатическим зонам;
описать методологию проектирования БМЖЗ и сопоставить ее с современным опытом организации малоэтажных жилых зданий;
Объектом исследования является жилище доиндустриальной, индустриальной и постиндустриальной эпох социально-экономического развития общества.
Предметом исследования являются функционально-планировочные и архитектурно-пространственные способы и средства организации биоклиматической малоэтажной жилой архитектуры.
Границы исследования. Рассматривается опыт проектирования жилых малоэтажных зданий в аспекте биоклиматического подхода от истоков до начала ХХI века.
В работе применяются следующие методы исследования: графоаналитический, историко-генетический, структурный, моделирование, анкетирование, а также анализ литературных источников и проектной документации по соответствующей проблематике.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые:
- биоклиматический подход к проектированию малоэтажных жилых зданий рассмотрен в процессе социально-экономического развития общества на примере архитектурных объектов различных эпох;
- установлены предпосылки и доминирующий фактор использования биоклиматического подхода в архитектуре малоэтажного жилища;
- разработаны теоретические модели организации архитектуры БМЖЗ и объемно-пространственные их интерпретации по выделенным автором дифференцирующим климатическим зонам;
- осуществлено сопоставление разработанных теоретических моделей и методологии проектирования БМЖЗ с более чем 80 проектами современных малоэтажных жилых зданий, использующих биоклиматический подход, не опубликованных в литературных источниках путем онлайн опроса их авторов.
Практическая значимость определена использованием результатов исследования в проектировании жилых малоэтажных зданий, в разработке стандартов и систем экологической сертификации для жилых малоэтажных зданий в России. Диссертационные материалы могут быть включены в курсы лекций по строительной климатологии, архитектурной физике, архитектурно-строительной экологии и истории архитектуры или использоваться в качестве самостоятельного курса «Биоклиматическая архитектура» для студентов архитектурных специальностей.
На защиту выносятся:
закономерности и особенности формирования биоклиматического подхода к проектированию малоэтажной жилой архитектуры в ходе эволюции;
модели организации архитектуры БМЖЗ;
методология биоклиматического подхода к проектированию малоэтажных жилых зданий.
Апробация и внедрение результатов исследования. Основные положения диссертации отражены в 11 публикациях, три из которых в периодических научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Результаты исследования раскрыты в научных докладах на международных, всероссийских, областных и внутривузовских научно-практических конференциях в 2007, 2008, 2009, 2010 и 2011 гг.
Основные положения диссертации апробированы в практической архитектурной деятельности автора, применены в ряде дипломных, курсовых и конкурсных проектов, включены в курс «Климатология» для студентов кафедры «Архитектура» Саратовского государственного технического университета. На базе исследования автором ведется деятельность в совете по экологическому строительству России.
Объем и структура диссертации. Диссертация представлена в двух томах, первый том содержит 200 страниц текста, включающего введение, три главы с основными выводами, заключение, библиографический список (156 литературных источников). Второй том, иллюстрированный, состоит из 46 графоаналитических таблиц и 15 приложений в количестве 90 страниц.
Накопление и систематизация знаний об использовании природно-климатических факторов при организации жилища в Античности (VIII в. до н.э. -VII в.)
Таким образом, дом ориентируется углами по сторонам света. Северо-запад отводится для прогулок, а северо-восток - для образования. Руководствуясь этим разделением, древнеиндийские архитекторы не только планировали внутреннее пространство жилища, но и возводили целые города. Основное внимание Васту уделяет восточной и западной частям дома, так как именно эти зоны получают самый большой заряд солнечной энергии. Л чем больше в доме солнца, тем гармоничнее и благополучнее жизнь его обитателей. Север и юг по васту «питаются» за счет энергии земли и полюсов планеты [139J.
Важно, чтобы внутренняя планировка дома позволяла солнечной и магнитной энергиям струиться по часовой стрелке и накапливаться в юго-западной части помещения. В здании непрямоугольной формы, в котором есть пристройки или недостает углов, энергия начинает застаиваться, что, по мнению индийских мудрецов, ведет к депрессии и разорению [50].
Подобный подход иллюстрирует отражение природно-климатических факторов местности в жилище под действием религиозного мировоззрения древнеиндийских зодчих. В целом, жилище Древней Индии - это отражение окружающего мира, а человек часть природы, которая согласно ведам, сборникам священных песен и жертвенных формул, полностью одухотворена, то есть после гибели тела душа перемещается в тело другого человека, животного или растения 1124].
Принципы Древнеиндийской Васту легли в основу другого известного учения о жилище - Фэн-шуй, применявшегося в цивилизации Древнего Китая, жилая архитектура которого отличается своеобразием и фундаментальными традициями, которые дошли до наших дней.
Свое начало эта цивилизация получила в середине III тысячелетия до н.э. в плодотворной долине реки Хуанхэ, характеризующейся субтропическим климатом средиземноморского типа. Этой территории свойственно выпадение большого количества осадков 1200-1500 мм (Том II, Табл. 1.2).
Возведение зданий в Китае так же тесно связано с религиозными традициями. Издревле здесь существовали культы неба, земли, гор, ветров, огня и других природных явлений, поэтому традиции жилого малоэтажного строительства в этих странах сохранились и по сей день, практически в неизменном виде. Культовые традиция возведения китайских зданий и ориентации их по странам света, в итоге, сложились в учение о ветрах и водах -фэн-шуй [20].
Главным строительным материалом здесь, как и в Индии, было дерево. Из-за влажного климата происходило расширение и сжатие древесины, поэтому восточноазиатскис зодчие использовали метод сборного строительства из готовых деревянных щитов «тогами», размеры которых определялись при помощи мерных единиц «сяку», «сап» и «кеи» [39J.
Применение легкосборных деревянных конструкций в Японии связано еще с частыми подземными толчками. Таким образом, используя дерево в строительстве, зодчий осуществляет связь здания с природой. Каменными были лишь те части зданий, которые подвергались воздействию влаги.
Для обеспечения хорошего стока воды использовались высокие скатные крыши. Как правило, они покрывались соломой или расщепленными бамбуковыми стволами и имели изогнутые очертания. Для того, чтобы обеспечить достаточную защиту от зноя крыши были многослойными. Это также позволяло осуществлять естественную вентиляцию всего здания.
Основной формой китайского дома являлся дом-павильон, в котором были размыты понятия внутреннего и внешнего пространства (Том II, Табл. 1.9). Дом вписывался в природу, растворяясь в окружении. Стены здесь представлены в виде раздвижных перегородок, положение которых изменялось в зависимости or погодных условий. Использование мобильных перегородок позволяло не только стереть грани между внутренним и внешним пространством, но и осуществить необходимое естественное проветривание помещений в условиях высокой влажности.
Пограничным пространством между домом и природой был сад, который в древнем Китае рассматривался как элемент архитектуры. Все формы его подвергались подробному анализу и создавались с целью интерпретации природных форм. В китайской архитектуре были важны визуальные эффекты, которые производились на человека при помощи природных явлений.
Гак, существовало несколько видов падения воды: контрастное падение воды, боковое падение, скачкообразное падение, спиралевидное падение, падение воды большой массы, струйкой, подобное нитке, двойное падение воды, падение воды направо и палево, косое падение и так далее [17].
В своем стремлении вписать здание в окружающую среду китайские зодчие достигли совершенства. Помимо бытовых и утилитарных особенностей построения жилища на основе природно-климатических факторов местности, они выделяли общефилософские принципы. Поэтому, не только жилище в Китае строилось па основе взаимодействия с природой, по и культурные и религиозные традиции восходили к этому взаимодействию.
Совершенствуя методы строительства па основе природных факторов, китайские зодчие научились создавать не только физиологические условия комфорта человека, но и при помощи визуальных эффектов и умелого построения композиции организовывали психологический комфорт своего жилища.
Консервация традиционных биоклиматических приемов проектирования во времена Возрождения и последующие годы (XVI-XIX вв.)
Достижения в области климатологии способствовали развитию новых технологий. В архитектуре начала XX века, по всему Миру активно реализуются экспериментальные проекты гелеодомов, открывающих возможности применения солнечной энергетики в жилищном строительстве. Гелеодома используют неисчерпаемые источники энергии для отопления жилых помещений и нагрева воды. Первые эксперименты с применением солнечного коллектора в структуре здания были осуществлены еще в 1891 году Кларенсом Ксмпом, запатентовавшим эту технологию [140, 141J. Применение подобных альтернативных систем, использующих природно-климатические факторы местности в целях ресурсосбережения ознаменовало совокупное влияние продуктов научно-технического ироіресса и биоклиматического подхода па архитектуру малоэтажных жилых зданий. Как следствие, уже в начале XX века в качестве биоклиматического средства можно выделить использование альтернативных источников энергии.
В целом временной этап с 80-х годов XIX по 20-е годы XX вв. характеризуется научным познанием природно-климатических факторов среды.
На фоне глобальной индустриализации и техноцентристской тенденции выделяется личность известнейшего архитектора XX столетия Фрэнка Ллойда Райта. (1869 - 1956 гг.). Он стал одним из первых мастеров XX века, в творчестве которого можно выделить биоклиматический подход к проектированию.
В поисках оригинальной эстетики своих зданий, Райт вдохновлялся японской архитектурой. Вместе с рядом стилистических элементов, он заимствовал японские традиции строительства зданий в гармонии с природой.
После знакомства с японской архитектурой в 1893 году на всемирной колумбийской выставке в Чикаго в работах Фрэнка Райта выделяется, прежде всего, стремление включить архитектуру в ее природное окружение, применяя естественные природные материалы, такие как, дерево и камень. Немаловажным для него становится построение зданий согласно потребностям человека. Таким образом, словам своего учителя Луиса Салливаиа «форма следует функции», Райт придает собственное звучание, сообщая нам, что «функция и форма едины» [82].
Па основании принципа гармонии здания и его природного окружения Райт развивает особую ветвь в архитектуре эпохи модернизма, именуемую «органической архитектурой». Он придает зданиям органичность не бессмысленным цитированием природных форм, а при помощи построения формы, подобно тому, как развивается живой организм. Его произведения сливаются с природой, вырастают из нес, осуществляя взаимопроникновение внешнего и внутреннего. Это можно заметить как на начальном этапе творчества мастера, па примере многочисленных «домов прерий», так и в период расцвета - па примере дома Кауфмана («дома над водопадом»), построенного в 1936 году (Том II, Табл.2.2).
Ярким примером биоклиматического проектирования в творчестве Райта становится возведение Роби хауз в Чикаго в 1909 году. Функциональное зонирование дома предусматривает организацию подсобных помещений в северной его части в качестве барьера от холода, и раскрытие жилых помещений на южную сторону. Размеры окон и их количество также проектируется в соотношении с движением солнца и направлением преобладающих ветров, при этом небольшие окна в верхней части северной стены способствуют естественной вентиляции, а выступы крыш обеспечивают затенение летом и инсоляцию комнат зимой.
В произведениях Райта применяются одни из первых систем естественного регулирования микроклимата и поддержания комфортных условий внутренних пространств - системы встроенного в перекрытия воздушного отопления и в качестве технического новшества, элементы воздушного кондиционирования [27J.
Большой интерес, в качестве биоклиматических методов организации пространства, вызывает работа мастера с естественным освещением. Райт придавал большое значение освещенности интерьеров и, как правило, помещения в возведенных им домах располагаются таким образом, чтобы свет проникал в них с трех сторон. За счет различного угла падения солнечных лучей и отражения в окнах разных участков неба создается игра света, полутени и тени. Поток света из одного источника, независимо от его размера, лишен подобной жизненной силы. Совмещение главных помещений в единое пространство позволило достичь нужного результата. Уровень освещенности такого пространства регулируется при помощи мобильных перегородок, уходящих своими корнями к традиционным жилищам цивилизации Китая и Японии. Более того, как правило, подобные пространства іруппируются вокруг камина - источника тепла в зимний период, что позволяет легко отапливать основные жилые помещения. Камин, являясь источником еще и душевного тепла, обеспечивает психологический комфорт обитателям дома, наполняя пространство интерьера теплым естественным своим сиянием.
Средством наїрева домов Райта в зимний период служит солнечная радиация. Как правило, полностью остекленная южная стена домов позволяет беспрепятственно проникать лучам зимнего солнца в интерьеры зданий, а глубокие выступы карнизов крыш или консолей защищают внутренние пространства от палящего солнца летом. Нижние поверхности карнизов крыш -плоские, окрашенные в белый цвет, что создает сияние рассеянного света.
Па позднем этапе творчества Райт часто навес крыши над остеклением делает не сплошным, а решетчатым, как правило, овитым зеленью. Летом листья зелени препятствуют проникновению палящих лучей внутрь здания, а зимой доступ света в помещения открывается. Также можно встретить в произведениях мастера верхние боковые окна, располагаемые под крышей здания. Очевидно, что функционально они предназначены не для инсоляции помещений, а скорее естественной их вентиляции.
Также средством спасения от жары являются многочисленные озелененные террасы, используемые Райтом во всех его жилых зданиях. Террасы в данном случае представляют собой буферную зону между внутренней и внешней средой здания. Здесь воздух очищается и увлажняется естественным образом.
Во всех произведениях мастера можно заметить характерную приземистость формы. В местности, где преобладают сильные ветра, подобное прижимание здания к земле рекомендует себя с лучшей стороны: осуществляется естественная вентиляция помещений, но при этом форма здания позволяет защитить внутренние пространства от излишне сильных ветров.
Важнейшим элементом биоклиматического подхода в произведениях Райта можно считать бережное отношение к окружающей среде в ходе возведения строительных конструкций зданий. Это ярко выразилось в идее «дома над водопадом», в процессе строительных работ которого были приняты все меры для того, чтобы оставить нетронутыми естественные условия площадки, сохранить существующую экосистему места: русло ручья, камни, растительность, характер склонов.
Становление научно-обоснованного биоклиматического подхода к проектированию (80-е годы XX -XXI вв.)
Дифференциации моделей по климатическим зонам
Особенности организации доиндустриальиого малоэтажного жилища складывались па протяжении многих веков, находясь в тесной зависимости от природно-климатических факторов, поэтому рассмотрение биоклиматических моделей малоэтажного доиндустриальиого жилого дома выявляет зависимость архитектуры БМЖЗ от выделенных факторов (Том II, Табл.3.9).
Для жаркого сухого климата характерна замкнутая заглубленная форма биоклиматического жилища, ориентированная в противоположную сторону от солнца, с компактным, оптимизированным под потребности конкретной семьи планом и раскрывающимися в затененный внутренний двор жилыми помещениями. Функция внутреннего двора в зависимости от хозяйственно-бытового уклада принимает различные интерпретации: вторая кухня, рекреация, парадный двор, агропроизводство и т.д. В качестве особенностей выделяются: минимизация световых проемов и ориентация их в противоположную от дневной солнечной радиации сторону; массивные многослойные ограждающие конструкции, аккумулирующие тепло и холод; устройство сложной системы естественной вентиляции, совмещенной со сбором и храпением дождевой воды. Характер застройки также формируется иод влиянием природно-климатических факторов: узкие тенеобразующис переулки, плотно скомпонованные и ориентированные но сторонам света жилые кварталы. По большей части, это оштукатуренные дома белого цвета с плоской эксплуатируемой кровлей. Применяемые здесь материалы, как правило, земляного и минерального происхождения, поэтому основными расходуемыми природными ресурсами в жарком сухом климате доиндустриалыюй эпохи становятся минеральные ископаемые и территориальные резервы.
В зоне жаркого влажного климата распространен приподнятый над землей и открытый в окружающую среду тип жилого дома из легких конструкций, с организацией простой системы естественной вентиляции и многослойной солнцезащитной оболочкой, как правило, обильно озелененный, обводненный во впутридворовых пространствах и вокруг здания. Ориентация домов осуществляется согласно преобладающим в конкретной местности ветрам. Характер застройки обеспечивает разрывы между зданиями, способствующие интенсивному проветриванию. Характерной для данного типа биоклиматической особенностью организации жилого пространства станови тся раскрытие его во внешнюю среду, трансформирусмость оболочки, модульность и легкосборпость несущих конструкций, свободная планировка, климатическая колористика и тскстурироваиие в светлых топах. Скатная многослойная кровля с развитым карнизным выносом также способствует интенсивному воздухообмену и сбору дождевой воды. В рассматриваемой климатической зоне широкое применение находят материалы растительного происхождения, что формирует особое идеологическое отношение общества к взаимосвязи жилища с природой.
Теплый климат представлен широким разнообразием планировочных решений с раскрытием зданий в окружающую среду при помощи буферных пространств и свегопрозрачных ограждающих конструкций с применением многослойной оболочки. Для данного типа биоклиматического жилища характерны обильно озелененные кровли и фасады; место сбора и хранения дождевой воды; поэтажное зонирование здания в использовании строительных материалов от земляных и минеральных в нижней части, до растительного происхождения - в верхней. Характер застройки в рассматриваемой климатической зоне определяется хозяйственно-бытовым укладом общества и, но сравнению с выше рассмотренными типами жилищ, в меньшей степени отражает влияние природно-климатических факторов.
В холодном климате без устойчивого снежного покрова распространена компактная форма жилища с массивной многослойной оболочкой и тепловым зонированием помещений, выделением ярко выраженного теплового ядра здания, озелененными плоскими или скатными кровлями, организацией солнце-защиты светопрозрачных ограждающих конструкций и южная их ориентация. Здесь применяются системы сбора дождевой воды с хранением в искусственных резервуарах или в структуре здания. Заглублешюсть жилища под землю определяется конкретными геологическими условиями участка. Также как и в выше рассмотренной климатической зоне, здесь используется вариантное поэтажное зонирование оболочки в отношении применяемых строительных материалов и природных ресурсов, а характер застройки формируется иод воздействием хозяйственно-бытового уклада общества.
Холодный климат с устойчивым снежным покровом характеризуется компактными планировочными решениями с тепловым и сезонным зонированием помещений, использованием буферных пространств различного назначения, скатной кровлей с карнизным выступом, массивными многослойными ограждающими конструкциями, совмещенными системами отопления и вентиляции через дымоходы. Объем здания, как правило, приподнят над землей, оборудован подвальным или цокольным этажом и чердачным перекрытием. Здание трансформируемыми многослойными световыми проемами ориентировано на солнечную сторону без обеспечения дополнительных солнцезащитных мероприятий. Применение строительных материалов определено наличием природных ресурсов в конкретной местности, как правило, здесь используются материалы растительного и животного происхождения. Характер застройки формируется под влиянием хозяйственно-бытового уклада общества.
В суровом климате используется компактное, заглубленное в землю и изолированное от внешней среды жилище с массивными оіраждающими конструкциями из теплоемких материалов. Характерным для данного типа становится многоуровневое тепловое зонирование помещений с использованием хозяйственных построек; периметральная организация буферных зон вокруг ярко выраженного теплового ядра; минимизация, мпогослойпость и ориентация па солнечную сторону световых проемов; использование теилоаккумулирующих свойств снежного покрова па крышах и стенах здания, а также сезонность использования помещений; минимизация и строгое пропорциоиирование в соответствии антропометрическими характеристиками человека жилого пространства. В качестве строительных материалов применяются ресурсы растительного и животного происхождения. Характер застройки находится в прямой зависимости от природно-климатических условий и складывается в плотно застраиваемые жилые кварталы с интеграцией в защитные природные образования с подветренной стороны.
Особенности биоклиматического подхода к проектированию на примере моделей БМЖЗ индустриального периода
Экономическая составляющая биоклиматического подхода и данном случае складывается из четырех пунктов: - рационального использования территории участка, включающего освоение подземного пространства на основании геологических и климатологических данных, минимизацию и нронорционирование жилой среды согласно составу предполагаемой семьи и ее функциональным требованиям, агропроизводство в структуре здания; - эффективного использования строительных материалов, па основании данных полученных па предироектной стадии по наличию антропогенных ресурсов и особенностям местного производства; - применения пассивных методов ресурсосбережения на основании климатологических параметров окружающей среды, путем теплового зонирования помещений, сбора дождевых и переработки сточных вод, расчета толщины, состава и зонирования ограждающих конструкций, устройства систем естественной вентиляции и оптимизации естественного освещения. - применения активных методов ресурсосбереэюения, при помощи «зеленых» технологий, преобразующих влияние внешних факторов среды и перерабатывающих отходы производства в энергетические ресурсы. Социальные требования к проектированию ЬМЖЗ, можно обобщить в двух группах биоклиматических требований к организации жилой среды: - обеспечение физиологического комфорта и здоровья жилой среды использованием биоклиматических средств, противодействующих негативному влиянию внешних и внутренних условий, как по отношению к природно климатическим, так и антропогенным факторам, но результатам исследования состояния окружающей среды, путем применения архитектурных и технологических биоклиматических средств, выявленных ранее; - обеспечение психологического комфорта, за счет включения в структуру здания зеленых насаждений, организации водоемов, пропорциопирования среды, интеграции в природу, взаимосвязи внутреннего и внешнего пространств, преемственности традиций и оптимизации естественного освещения,
Экологические особенности биоклиматического подхода складываются из требований к участку, зданию и внутренней среде. Особенности экологизации участка связаны с сохранением и восстановлением ландшафта местности, интеграцией зеленых насаждений и организацией водоемов. На уровне здания и его внутреннего пространства это осуществляется путем использования пассивных методов энергосбережения, применения естественных материалов, агропроизводства и рециркуляции ресурсов, планирования автоматизации энергетических систем, фильтрации и рециркуляции воздушных масс, интеллектуализации оболочки и систем мониторинга среды.
Строительство
С целью оптимизации строительных процессов и экономии ресурсов в архитектуре БМЖЗ принимается во внимания фактор использования местных строительных материалов и отходов производства в минимальном радиусе доступности; применения конструкций фабричного производства и реконструкции существующих на участке зданий. Кроме этого, следует предусмотреть возможность использования ресурсоемкого строительного оборудования и производства. В целях оздоровления среды необходимы меры по контролю за материалами, содержащими вредные соединения, выбросами выхлопных газов, осуществлению уборки строительной площадки и производству вредных для здоровья человека работ при минимальном количестве работающих. Следует 171 предусмотреть мероприятия по защите систем кондиционирования и вентиляции от попадания в них источников химического загрязнения, проводить мониторинг строительной площадки на наличие источников химических и радиационных загрязнений.
Особое значение, с экологической точки зрения, уделяется стадийности строительства, которая позволяет снизить негативное воздействие па экосистему, сохранив ландшафт местности и существующие природные элементы. Следует отслеживать циклы добычи сырья, производства, доставки и использования строительных материалов, устраивать георешетки и высаживать сезонные кустарники, в качестве естественных фильтров строительных процессов по отношению к окружающей среде. Здесь важен также процесс управления строительным мусором, с последующей его утилизацией.
Эксплуатации
Эффективность эксплуатационных процессов достигается за счет автоматизации и интеллектуализации жилища, сокращающих потребление природных ресурсов, обеспечивающих учет и контроль энергии, а также аудит инженерного обеспечения. В процессе эксплуатации здания пеобхо/щмо предусматривать сбор и хранение отходов для переработки, мониторинг состояния окружающей среды и контроль источников внутреннего загрязнения. В процессе проектирования необходимо учитывать возможность обслуживания и реконструкции инженерных систем, перепланировки и переустройства здания под другие функции.
