Некоторые вопросы применения гелиоактивных зданий в градостроительстве

Градостроительная практика, а также опыт проектирования и строительства гражданских зданий убедительно показывает, что основные вклады на проектирование городской среды и отдельных объёмов претерпевают существенные изменения и от преимущественно композиционных построений специальности переходят к более сложным компексным построениям, включающим социальные, экономические, композиционные, энерго- и ресурсосберегающие, а также современные системы управления процессами жизнеобеспечения и жизнедеятельности. Конфликт между человеческой деятельностью и возможностями природы выдерживать возрастающие антропогенные нагрузки обостяется. В настоящее время происходит загрязнение окружающей среды, что требует использовать такие виды энергии как геотермический и биологический газ, энергию ветра, солнечную энергию и другие возобновляемые нетрадиционные источники. На кафедре архитектуры БелГТАСМ в рамках экспементального проектирования на примере XI микрорайона г. Белгорода впервые разработаны и приведены исследования планировки и застройки с применением гелиоэнергоактивных планировки зданий. Проведенные исследования показали, что освоение солнечной энергии в проектировании и строительстве гражданских зданий осуществляется в двух аспектах: использование теплофиеских свойств самого здания для накопления и сохранение тепла (пассивные системы), и создание специальных технологических устройств в пределах здания, преобразующих энергию солнца в тепловую или электрическую (активные системы).
Проектирование микрорайона осуществлялось поэтапно. На стадии градостротельного проектирования были изучены местные природно-климатические фактоы района строительства с энергетической точки зрения. В результате анализа территория под застройку была определена как «условно-положительная», т.к. она:
• имеет уклон, что позволяет использовать солнечную энергию наиболее эффективно.
• склон расположен на оси север-юг, следовательно, здание будет получать прямое, а не скользящее облучение. При привязке проектируемых объектов на площадке проектировки застройки террито, этажность зданий определялась в соответствии с рельефом участка. На самых высоких точках микрорайона располагаются : три 20-ти этажных точных жилых дома, центральный из которых – с обслуживанием на 3-х нижних этажах с подземными гаражами. С понижением рельефа изменяется и этажность зданий: североднее запроектированы 12-ти этажные блокированные двухсекционные жилые дома с плоскими коллекторами – аккумуяторами на крыше и секционные жилые дома с переменной этажностью от 5 до 12 этажей. 3-х этажные 6-ти квартирные блокированные жилые дома создают структурно-целостную застройку, заверяющую комплексное решение генерального плана микрорайона.
В центральной части проектируемого микрорайона расположен центральный блок обслуживания микрорайона, досуговый центр с парковой зоной вокруг здания, а также стадион и искусственный водоем, являющийся местом отдыха для взрослых и детей.
Предусмотрено выполнение ряда ландшафтных мероприятий и целенаправленной организации рельефа с целью искусственного усиления энергетически нейтрализирующего воздействии на неблагоприятные природно-климатические факторы.
При проектировании микрорайона основной целью была оптимизация энергетического баланса всех объемов строительства.
На стадии архитектурного проектирования зданий:
• решался вопрос о снижении удельной площади наружных ограждений на единицу объема здания;
• осуществлялся целенаправленный выбор формы здания и его ориентации; • применялся метод введения внешних конструктивных элементов, обеспечивающих дополнительно приток к зданию энергии возобновляющего источника.
Жилые дома с использованием активных и пассивных солнечных систем разработаны для условий г. Белгорода. В гражданских энергоэкономичных зданиях комфортность создается архитектурно – и объемно – планировочными, конструктивными решениями, композиционными решениями, ориентацией, размерами и степенью герметичности светопроемов, теплоизоляцией ограждений и экономичностью отопления, вентиляции.
В жилой застройке применяется 2 типа исходных объемно-планировочных решений: точечный и секционный.
Исходя из расчетов, увеение протяженности дома с 4 до 10 секций влечет снижение удельного расхода тепла на отопление до 5-7 %; увеличение ширины корпуса с 12 до 15 м дает 9-10% экономии тепла (отопительной считается ширина корпуса 16,6 м), а повышение этажности зданий с 5 до 9 этажей – 3-5 % . Выше перечисленные данные были учтены и использованы при проектиовании многосекционных жилых домах с формой плана в виде восьмигранника.
Уменьшение теплопотерь точечных домов достигается созданием компактных (близких к квадрату) планиовочных решений и увелиением размеров в плане (26,7 х 21,9 м).
Повышение тепловой эффектности детских садов достигается устройством единого входа в здание. Вход имеет больой вестибюль, что значительно повышает его теплозащиту.
В зданиях школ рекомендуется широко использовать верхний естественный свет для подсвета учебных помещений и освещение рекреаций и коридоров. Это позвояет получить компактные планировки зданий с повышенной теплозащитой. Реация подобного решения дает возможность снизить затраты тепла на отопление примерно на 20 %.
На стадии конструктивной разработки здания разрабатывались: повышение тепозащитных свойств зданий путем применения новых строительных материалов и конструкций, геометрическая трансформация ограждений, применение энергоктивных систем.
В высотном точечном доме солнечные батареи совмещены с наружной стеной, ограждением балконов и зимнего сада. На крыше располагается вращающаяся солнечная ловушка, следящая за траектоей движения солнца. Часть стен южного фасада облицована солнечными стеклянными панелями SGG Frosol, разработанными лабораторией корпорации SaintGobain по изысканию альтернативных источников энергии.
Это один их трех типов панелей темносинего цвета с модульным размером 1000х1000 мм, который позволяет преобовать до 16 % солнечной энергии в электрическую, что соответствует около 80 % энергии, затрачиваемой на оснащение в здании. При этом нет каких-либо выдеений вредных веществ, нет значительных капиталовложений.
Солнечные панели – это многослойная конструкция, состоящая из стеклянных листов и солнечных ячеек, сплавленных вместе под давлением и при высокой температуре. На каждой стороне крыши блокированных трехэтажных жилых домов запроектирован аккумулятор солнечной энергии – плоский солнечный коллектор. Он располагается под углом 440, что соответствует расчетной схеме углов падения солнечных лучей г. Белгорода.
Исходя из расчета, дома коттеджного типа способны себя обеспечить теплом и горячим водоснабжением до 100 %. В слуе сбоя системы они могут быть подклюены к миникотельной.

В секционных домах гелиоустановки, расположенные на крыше могут обеспеть теплом, и горячим водоснабжением до 30 %. Таким образом, применение планировочных и конструктивных мероприятий, а также энергоактивных систем и совеменных систем управления жилища в сумме приводят к значительной экономии топливно–энергетических ресурсов, знательно улучшает выделение вредных веществ, что положительно влияет на окжающую среду и условия проживания жителей микрорайона.

Share

ЛИТЕРАТУРА
1. Беляев В.С., Хохлова Л.П. «Проектиование энергоэкономических и г энергоктивные гражданских зданий» Москва, «Высшая школа»
2. Энергоактивные здания под редакцией Э.В. Сорнацкого, Н.П. Селиванова. Москва, «Стройиздат» 1988г.
3. Обаленский Н.В. Архитектура и солнце. Москва, 1989г.