CC BY
5МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ www.srjournal.ru
Кизима В. В. Эколого-исторические подходы при строительстве жилых зданий с элементами энергосбережения / В. В. Кизима. - Текст : электронный // Научное обозрение. Международный научно-практический журнал. - 2020. - №4. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). Систем. требования: Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 Мгц; 128 Мб; 10 Мб; Windows XP/Vista/7/8/10; Acrobat 6 x.
ISSN: 2500-4212. Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 67083 от 15.09.2016 Научное обозрение. Раздел II. Наука и практика. 2020. № 4. ID 279
Кизима Виталий Владимирович
старший преподаватель, кафедра естественных и экономических наук, Бендерский политехнический филиал, Приднестровский государственный университет им. Т. Г. Шевченко, г. Бендеры (Приднестровская Молдавская республика)
vkizima@yandex. ги
УДК 504.54'75:69.035 (477/478)
ЭКОЛОГО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ С ЭЛЕМЕНТАМИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ
В статье рассматриваются экологические аспекты при проведении архитектурно-планировочных мероприятий, связанных со строительством энергосберегающих заглубленных жилых зданий в районах с холмистыми склонами и выступающими скальными породами.
Ключевые слова: архитектурно-планировочные мероприятия, энергосбережение, заглубленные сооружения, конструктивно-планировочные решения, биопозитивность.
В настоящее время потребление энергетических ресурсов становится всё затратнее в силу множества причин, одной из которых является увеличение народонаселения Земли и его потребностей. Одной из ресурсоёмких производств является строительная индустрия, на львиную долю которой и приходится большая часть энергетических затрат, связанных как с строительством, так и с обслуживанием сооружений в течение всего их жизненного цикла.
Предлагается рассмотреть нетрадиционный вид строительства жилых зданий, в которых применяются технологии энергосбережения благодаря применению конструктивно-планировочных решений.
На территории Приднестровья и Молдавии при возведении строительных объектов всё чаще обнаруживают подземные сооружения в виде тоннелей, ниш, сводчатых галерей. Специалистам не всегда понятен функционал этих строений, но одно точно ясно, человечество всегда искало защиту от неблагоприятных условий среды, обращаясь к земле.
Тому подтверждением являются строения, возведённые на территории Бендерской крепости построенной турками в 1538г. по приказу султана
Кизима В. В. Эколого-исторические подходы при НАУЧНОЕ ОБОЗРЕНИЕ строительстве жилых зданий с элементами энергосбережения МЕЖДУНАРОДНЫЙ / В. В. Кизима. - Текст : электронный // Научное обозрение.
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ Международный научно-практический журнал. - 2020. - №4.
wwwsrjournalru - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). Систем. требования:
Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 Мгц; 128 Мб; 10 Мб; Windows XP/Vista/7/8/10; Acrobat 6 x.
ISSN: 2500-4212. Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 67083 от 15.09.2016 Научное обозрение. Раздел II. Наука и практика. 2020. № 4. ID 279
Сулеймана, в год окончания покорения Турцией Молдавского княжества. На территории цитадели, возведённой турецким инженером и архитектором Синаном по образцу западноевропейских бастионов, до сих пор отлично сохранились заглубленные строения со сводчатыми каменными потолками, в которых проживали солдаты, были оружейные склады, хранилась провизия. И по сей день в них размещены казармы с солдатами, размещёнными на территории крепости. Температура воздуха в таких сооружениях всегда постоянная, не зависит от времени года и составляет примерно 14 градусов. На подобные сооружения в разные годы наталкивались и в других районах региона - Болграде (Одесская область), Леове, Исакче (Румыния), Галаце (Румыния), Кишиневе, а также в Измаиле (Одесская область) [1].
История, экономика и география региона указывают нам на необходимость возведения заглубленных строений.
Приднестровье занимает юго-восточную часть поймы реки Днестр, территориально находится в зоне с умеренно-континентальным климатом, представляющим особенности всех времен года. Здесь наблюдаются достаточно мягкие малоснежные короткие зимы и сравнительно жаркое и сухое лето, преобладают теплые западные и влажные атлантические массы воздуха.
Регион расположен на Приднестровской возвышенности с высотами 250-300м и вертикальным расчленением 150-200м. В западной части возвышенности в структуре рельефа встречаются пологие высокие известняковые склоны с максимальной отметкой 347м над уровнем моря с обнажением скальных пород, а восточная часть равнины круто обрывается к Днестру. Ландшафт региона представляет собой лесостепную зону с чередующимися равнинами и оврагами. Именно здесь имеется возможность использования защитных свойств рельефа при строительстве заглубленных сберегающих энергию жилых зданий. Экспериментальной площадкой, пригодной для инновационного строительства, могут служить окрестности города Каменки и отдельные территории Дубоссарского района, на которых селитебные зоны расположены на скально-известняковых склонах вдоль террас реки Днестр [5].
Ландшафт северной части региона в перспективе подходит для строительства с точки зрения заложения полузаглубленных (отвальных) и встроенных в известняково-глинистые склоны домов. Конечно нельзя отрицать возможность строительства заглубленных зданий мелкого заложения. По характеру объёмно-планировочного решения, жилые здания могут быть возведены по типу возвышающихся и размещающихся в крутых откосах. Предпочтительна планировка строений кубической и сходной с ней формы, поскольку она является компактной. Так в Дубоссарском и Каменском районах отмечается опыт заглубленного строительства сооружений, имеющих как
Кизима В. В. Эколого-исторические подходы при НАУЧНОЕ ОБОЗРЕНИЕ строительстве жилых зданий с элементами энергосбережения МЕЖДУНАРОДНЫЙ / В. В. Кизима. - Текст : электронный // Научное обозрение.
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ Международный научно-практический журнал. - 2020. - №4.
WWWSrj0UrnalrU - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). Систем. требования:
Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 Мгц; 128 Мб; 10 Мб; Windows XP/Vista/7/8/10; Acrobat 6 x.
ISSN: 2500-4212. Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 67083 от 15.09.2016 Научное обозрение. Раздел II. Наука и практика. 2020. № 4. ID 279
хозяйственное назначение, так и в комплексе с жилыми помещениями. Это может служить платформой для развития подобных технологий в строительстве этого региона.
Уровень выпадения осадков в Приднестровье составляют 37-56мм в год, из них около 10% приходится на снеговые. В связи с перепадом температур в зимнее время наблюдается частый переход агрегатного состояния воды, что для такого строительства может вызвать сложности в виде талых и грунтовых вод, собирающихся по склону. Грунт изобилует глинистыми отложениями, встречающимися вдоль террас реки Днестр. Исторические изыскания свидетельствуют о том, что местное население преимущественно использовало глину в качестве строительного материала, укладывая её полуметровым слоем по периметру заглубленной конструкции в виде «глиняного замка». В качестве гидроизоляции строение необходимо обнести толстым слоем глины, предварительно хорошо перемешанным с водой и впоследствии утрамбованным. Далее по внутренней стороне деревянного каркаса слоями укладывается дикий камень, и при этом вся конструкция выстраивается попеременно слоями глины, камня и каркаса. Для предотвращения попадания в дом талых вод, проводится бурение дренажных скважин, которые отводят воды в материковые пески, что гарантирует водонепроницаемость здания. В качестве варианта ресурсосбережения и снижения финансовых затрат на использование центрального водоснабжения дренажная вода после сбора может быть использована в хозяйственно-бытовых целях.
Земельный настил как купол со всех сторон укрывает здание и является естественным барьером от нежелательной сезонной инфильтрации осадков, ветра, перепадов температуры, что обеспечивает энергосбережение в подобном жилище. Такие архитектурно-планировочные решения дают возможность органично вписаться в экологическую систему, не вызывая отчуждения сооружения на фоне местного ландшафта.
Земляной покров не только сохраняет энергию, но и защищает сооружение от деформаций, которые могут быть вызваны колебаниями температуры, и в значительной мере устраняет вредное воздействие циклов «замораживание-оттаивание». В случае каких-либо нарушений в подаче тепла, например, в период исключительно холодной зимы, температура внутри здания, защищенного земляной обсыпкой, всегда будет положительной и само здание может оставаться обитаемым. Земляная засыпка не только уменьшает зависимость жизнеспособности здания от источника энергии, но и упрощает регулирование комфортности внутренней среды [2].
Температура воздуха в Приднестровье зимой может колебаться в пределах от
Кизима В. В. Эколого-исторические подходы при НАУЧНОЕ ОБОЗРЕНИЕ строительстве жилых зданий с элементами энергосбережения МЕЖДУНАРОДНЫЙ / В. В. Кизима. - Текст : электронный // Научное обозрение.
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ Международный научно-практический журнал. - 2020. - №4.
WWWSrj0UrnalrU - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). Систем. требования:
Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 Мгц; 128 Мб; 10 Мб; Windows XP/Vista/7/8/10; Acrobat 6 x.
ISSN: 2500-4212. Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 67083 от 15.09.2016 Научное обозрение. Раздел II. Наука и практика. 2020. № 4. ID 279
возможно кратковременное понижение температуры до -150С - -200С и в исключительных случаях до -350С. Так, по данным гидрометцентра ПМР, по республике температура воздуха варьируется на юге и севере от +7,50С до +100С, а показатель температуры почвы - от +100С до +120С. При этом следует обратить внимание на тот факт, что число солнечных часов в год составляет примерно 206236. Что же касается количества дней с предельным показателем температуры выше 00С, то их может быть примерно 165-200 в год [5].
При таких климатических показателях среднетемпературный параметр в заглубленном здании будет составлять 100С. Важно также отметить, что вопрос энергосбережения рассматривается и при устройстве в таком строении дальних ниш для хранения продуктов питания, где сохраняется стабильный температурно-влажностный режим (около +5 - +6°С).
На основании выше представленных климатических параметров региона, можно сделать вывод о возможности применения в таком типе зданий отопительных систем с минимальной затратой энергетических ресурсов. Специалисты подсчитали, что при таком конструктивном решении возведения сооружений возможно снизить расход энергии на отопление и нагрев воздуха в пределах 25-30%. В качестве альтернативного решения проблемы обогрева энергопассивного здания, предлагается задействовать высокотехнологичные энергоэффективные водяные коллекторы, работающие на солнечной энергии [3].
Микроклиматический комфорт в заглубленных жилых зданиях особенно важен летом, когда температурный режим воздуха в помещениях нет надобности регулировать, по той причине, что воздух, циркулируя, проникает сквозь конструкции (пол, стены, покрытие) грунтовой обсыпки и отдаёт через них тепло. Теплопотери в зимний период существенно снижаются за счёт термического сопротивления, которое оказывает грунтовая обсыпка сооружения. Таким образом через ограждающие конструкции устанавливается защита для проникновения холодного воздуха извне. Наблюдения за изменениями амплитуд суточных и сезонных колебаний температуры показывают, что по сравнению с наземными в заглубленных строениях имеются существенные различия.
Для заглубленных зданий важным является соблюдение санитарно-гигиенических показателей, которые и определяют комфортность проживания. Одним из таких показателей является светоинсоляция. Особенности архитектуры здания предполагают применение многокамерных стеклопакетов как во фронтальной части здания в виде панорамных окон, так и в форме купола, если позволяет рельеф склона. В связи с заглубленностью следует также предусмотреть сооружение вентиляционной системы в доме.
Заглубленные дома идеально вписываются в холмистый рельеф местности, при этом с помощью архофитомелиорационных технологий им можно придать
Кизима В. В. Эколого-исторические подходы при НАУЧНОЕ ОБОЗРЕНИЕ строительстве жилых зданий с элементами энергосбережения МЕЖДУНАРОДНЫЙ / В. В. Кизима. - Текст : электронный // Научное обозрение.
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ Международный научно-практический журнал. - 2020. - №4.
WWWSrj0UrnalrU - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). Систем. требования:
Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 Мгц; 128 Мб; 10 Мб; Windows XP/Vista/7/8/10; Acrobat 6 x.
ISSN: 2500-4212. Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 67083 от 15.09.2016 Научное обозрение. Раздел II. Наука и практика. 2020. № 4. ID 279
дополнительную биопозитивность. Речь идёт о посадке растительности на своде, фронтальной части здания. С одной стороны, это предупредит распространение эрозии почвы, с другой уменьшит теплопотерю через земляной настил здания. Здесь можно предусмотреть полив ампельных растений, что создаст дополнительные благоприятные условия, как для самих растений, так и для микроклимата жилища, за счёт испарения влаги произойдет охлаждение строения, причём сама система полива коснётся только верхнего слоя почвы [6].
Для достижения гармонии с рельефом региона и окружающей флорой необходимо при строительстве сохранить как эндемичные виды растительности, преследуя цель выполнения природоохранной роли, так и проектировать высадку ампельных растений в случаях размещения сооружений на крутых склонах. Высадка растений не только придаст эксклюзивность строению, как во всех смыслах необычного дома, но и будет выполнять важную роль в укреплении собственно насыпи заглубленного сооружения, в случае ливней, схода талых вод.
Так, сюда может вписаться Девичий виноград пятилопастной, который обладает средней морозостойкостью и отличается своей необыкновенной способностью прикрепляться практически к любой поверхности. Важно, что корневая система винограда закрепит грунт на склоне и вместе с тем не повредит свод здания. Благодаря своей ползучести, Девичий виноград может распространиться на большие площади, давая ежегодный прирост по 3-3,5м. Его листья ближе к осени принимают малиново-ежевичный окрас, что придаст необычный красочный вид и усилит биопозитивность.
Ещё одним примером фитомелиорации может служить дикорастущее злаковое растение ковыль, который формирует ковыльно-беллевалиевые древние сообщества, сохранившиеся в данном регионе. Как нельзя лучше он подчеркнёт местный природный ландшафт, не вызывая отчужденности вида жилого строения
[4].
Смета на строительство наземных и заглубленных сооружений примерна идентична, но энергосбережение превалирует в сторону заглубленного строительства, при этом составляет от 30% до 60% экономии энергии в течение всего его жизненного цикла. Поэтому для Приднестровья на фоне роста цен на энергоресурсы и сложного политического положения в регионе внедрение энергосберегающего заглубленного возведения жилых зданий может способствовать развитию строительной индустрии с привлечением местных ресурсов.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ www.srjournal.ru
Кизима В. В. Эколого-исторические подходы при строительстве жилых зданий с элементами энергосбережения / В. В. Кизима. - Текст : электронный // Научное обозрение. Международный научно-практический журнал. - 2020. - №4. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). Систем. требования: Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 Мгц; 128 Мб; 10 Мб; Windows XP/Vista/7/8/10; Acrobat 6 x.
ISSN: 2500-4212. Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 67083 от 15.09.2016 Научное обозрение. Раздел II. Наука и практика. 2020. № 4. ID 279
Список использованных источников
1. Аствацатуров Г. О. Бендерская крепость. 2-е изд., испр. Бендеры : Полиграфист, 2007. 176 с.
2. Калыгин В. Г. Промышленная экология. М. : МНЭПУ, 2000. 240с.
3. Кувшинов Ю. А. Энергосбережение в системе обеспечения микроклимата зданий. М. : Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2010. 320 с. Передельский Л. В., Коробкин В. И. Экология. М. : Проспект, 2009. 512 с.
5. Урсу А. Ф. Природные условия и география почв Молдавии. Кишинёв : Штиинца, 1977. 137с.
6. Цветкова Л. И., Алексеев М. И. Экология. М .: Химиздат, 2001. 552 с.
Kizima Vitaly
senior lecturer, Department of Natural and Economic Sciences, Bendery Polytechnic branch, T. G. Shevchenko Transdniestrian state University, Bendery (Transdniestrian Moldavian Republic)
ECOLOGICAL AND HISTORICAL APPROACHES IN CONSTRUCTION OF RESIDENTIAL BUILDINGS WITH ENERGY-
SAVING ELEMENTS
The article deals with environmental aspects at carrying of architectural and planning activities related to the construction of energy-saving buried residential
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ www.srjournal.ru
Кизима В. В. Эколого-исторические подходы при строительстве жилых зданий с элементами энергосбережения / В. В. Кизима. - Текст : электронный // Научное обозрение. Международный научно-практический журнал. - 2020. - №4. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). Систем. требования: Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 Мгц; 128 Мб; 10 Мб; Windows XP/Vista/7/8/10; Acrobat 6 x.
ISSN: 2500-4212. Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 67083 от 15.09.2016 Научное обозрение. Раздел II. Наука и практика. 2020. № 4. ID 279
buildings in areas with hilly slopes and protruding rocks.
Keywords: architectural and planning measures, energy saving, buried structures, structural and planning solutions, biopositivity.
© АНО СНОЛД «Партнёр», 2020 © Кизима В. В., 2020
Учредитель и издатель журнала:
Автономная некоммерческая организация содействие научно-образовательной и литературной деятельности «Партнёр» ОГРН 1161300050130 ИНН/КПП 1328012707/132801001
Адрес редакции:
430027, Республика Мордовия, г. Саранск, ул. Ульянова, д.22 Д, пом.1 тел./факс: (8342) 32-47-56; тел. общ.: +79271931888;
E-mail: [email protected]
О журнале
S Журнал имеет государственную регистрацию СМИ и ему присвоен международный стандартный серийный номер ISSN.
S Материалы журнала включаются в библиографическую базу данных научных публикаций российских учёных Российский индекс научного цитирования (РИНЦ).
S Журнал является официальным изданием. Ссылки на него учитываются так же, как и на печатный труд.
S Редакция осуществляет рецензирование всех поступающих материалов, соответствующих тематике издания, с целью их экспертной оценки.
S Журнал выходит на компакт-дисках. Обязательный экземпляр каждого выпуска проходит регистрацию в Научно-техническом центре «Информрегистр».
S Журнал находится в свободном доступе в сети Интернет по адресу: www.srjournal.ru. Пользователи могут бесплатно читать, загружать, копировать, распространять, использовать в образовательном процессе все статьи.
Прием заявок на публикацию статей и текстов статей, оплата статей осуществляется через функционал Личного кабинета сайта издательства "Партнёр" (www.anopartner.ru) и не требует посещения офиса.
