CC BY
95
ISSN 2410-1672 (online) Региональное развитие • № 2(20) • 2017 http://resrazvitie.ru
regrazvitie@yandex. ru
Выходные сведения статьи:
Серков А.И. Использование основных принципов архитектурно-строительной экологии при создании биопозитивных зданий и сооружений // Региональное развитие: электронный научно-практический журнал. 2017. № 2(20). URL: https://regrazvitie.ru/ispolzovanie-osnovnYh-printsipov-arhitekturno-stroitelnoi-ekologii-pri-sozdanii-biopozitivnvh-zdanij-i-sooruzhenii/_
УДК 69.001.5
Использование основных принципов архитектурно-строительной экологии при создании биопозитивных зданий и сооружений
© 2017 Серков Алексей Игоревич
E-mail: [email protected]
Самарский государственный технический университет
Архитектурно-строительный институт
Как показывают исторические и географические факты, использование основных принципов архитектурно-строительной экологии стало весьма актуальным в настоящее время. Понятие «биопозитивность» окружающей человека среды становится уже не просто экзотическим выражением, а термином, фигурирующим в повестках дня на большом количестве различных международных конференций. В данной статье освещено противоречие между непрерывным процессом производства и строительства и экологическим состоянием городов, выделены основные проблемы, способствующие нарушению экологического равновесия между городами и окружающей природной средой, а также проанализированы и приведены основные архитектурно-экологические мероприятия, позволяющие создание биопозитивных зданий и сооружений.
Ключевые слова: биопозитивность зданий и сооружений, архитектурно-строительная экология, повышение качества жизни населения, экологизация окружающей природной среды.
Using basic principles of architectural and construction ecology with the creation of
biopositive buildings and structures
© 2017 Serkov Aleksej Igorevich
E-mail: [email protected]
Samara state technical University
Institute of architecture and civil engineering
As shown by historical and geographical facts, using the principles of architectural and construction environment has become very relevant in present time. The concept of "neopositivist" of the human environment is no longer iust an exotic expression, and a term appearing on the agenda on a large number of various international conferences. In this article the contradiction between the continuous process of production and construction and environmental state of cities, the main problems contributing to the violation of the ecological balance between urban and natural environment, and also analyzed and the main architectural and environmental policies that create a food-grade, biodegradable buildings and structures.
ISSN 2410-1672 (online)
Regional development • № 2(20) • 2017
http://regrazvitie. ru [email protected]
Keywords: neopositivist of buildings and structures, architectural environment, improving the quality of life of the population, the greening of surrounding environment.
Синдром крупных городов — так ученые-психологи называют нервное и депрессивное состояние, от которого страдают жители городских джунглей. Однотипные хмурые здания и сооружения с непрерывными рядами оконных проёмов, сплошные бетонные ограждающие конструкции крайне неблагоприятно влияют на человеческую психику. Сверхскоростной рост мегаполисов происходит в разладе с природными устоями, постоянно загрязняя окружающую среду и накладывая негативный оттенок как на физическое, так и на психическое состояние жителей города.
Приведем конкретные цифры: главный показатель, свидетельствующий о здоровье населения, — средняя продолжительность жизни, — на сегодняшний день в столице нашего государства он на 3—5 лет ниже, чем в Софии, Будапеште; на 8—10 лет меньше, чем в Вене, Париже, Стокгольме. Негативное влияние большого города на здоровье населения возникает еще до рождения: научные исследования, которые проводились по линии ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения) дали понять, что именно во время зарождения и вынашивания плода будущего ребенка, когда деление и рост клеток в организме проходит с очень большой скоростью, различные факторы среды обитания в крупных городах воздействуют не напрямую, но неумолимо, способствуя созданию предпосылок для будущих болезней и патологий, неверного формирования личностных качеств, а, возможно, и угрожая самой жизни. В мегаполисах также намного больше встречаются болезни, связанные с органами дыхания и кровообращения, инфаркты, гипертоническая болезнь и новообразования, различные кожные заболевания. Нельзя не сказать о том, что не только физические заболевания, вызываемые неблагоприятной экологической атмосферой, является большой проблемой, но и влияние города на душевное состояние людей.
Данные вопросы, связанные с дальнейшим развитием человечества, впервые были поставлены на Конференции ООН в Рио-де-Жанейро в 1992г. При участии глав 178 стран мира, в последние несколько десятилетий они стали во многом определяющими при разработке стратегии развития цивилизованных государств. Далеко не последнюю роль в решении этих проблем играют инновационные технологии строительства.
Непрерывное устойчивое развитие человечества подразумевает как сохранение и восстановление окружающей среды, в том числе снижение пагубного влияния жизнедеятельности человека на воздух, почву, воду, флору и фауну, так и максимальное сохранение невосполнимых источников природных ресурсов.
Поскольку сфера строительства - это индустрия перерабатывающая и потребляющая огромное количество природных ресурсов, его роль в обоснованном и целесообразном природопользовании невероятно высока. Поэтому в марте 2006 года Всемирный Совет по устойчивому развитию в строительстве WBCSD, который возглавляет крупнейший в мире производитель и поставщик стройматериалов United Technologies Corp. вышел с предложением для крупнейших развитых и развивающихся стран (США, ЕС, Китаю, Индии и Бразилии) к 2050 году свести к минимуму потребление энергии и избавиться от выбросов вредных веществ во время процесса строительства, сохранив при этом его экономическую целесообразность и конкурентоспособность.
На настоящий момент дальше всех в этом деле продвинулись США. Уже на протяжении несколько лет в данном государстве работает совет по «зеленому» или биопозитивному строительству (USGBC), который дает оценку и сертифицирует проектную документацию возводимых зданий и сооружений именно с точки зрения их влияния как на окружающую среду, так и на человеческую жизнь.
ISSN 2410-1672 (online) Региональное развитие • № 2(20) • 2017 http://resrazvitie.ru
regraz vitie@yandex. ru
Таким образом, система «зеленого» строительства полностью отвечает принципам развития человечества. Она расширяет объемы экологически благоприятных зданий и сооружений, способствует улучшению окружающего климата и комфорту внутри помещений, ведет к уменьшению отходов, как в процессе строительства, так и в процессе эксплуатации зданий.
При возведении массивных зданий появляется возможность экономии энергии, которая тратится на искусственное кондиционирование здания при максимальном обеспечении естественной вентиляции, что, кроме того, создаёт более благоприятный климат внутри помещения и уменьшает количество вредных выбросов в атмосферу. Далее рассмотрим данный вопрос применительно непосредственно к нашему государству.
Большинство городов России в настоящее время также находятся в крайне неблагоприятной обстановке, ведь они являются центрами возникновения основных экологических проблем. Поэтому перед всеми участниками строительства стоят две очень важные задачи: создание высокого качества жизни населения и достижение экологического равновесия между городами и окружающей природной средой. Для оценки экологичности необходимо рассматривать весь жизненный цикл строительного комплекса, начиная от производства строительных материалов и заканчивая утилизацией строительных отходов после сноса зданий. Только при грамотном сочетании «зеленых» стандартов с инновационными технологиями удастся достичь новых архитектурных принципов для создания биопозитивных объектов, сочетающих защиту окружающей среды и комфорт населения.
Идеальная экологичность (биопозитивность) зданий и инженерных сооружений - это их способность органично вписываться в природную среду (в экосистемы), не быть отторгаемыми ею и при этом создавать здоровую и эстетичную архитектурно-ландшафтную среду городов. Кроме того, что эти здания не должны наносить вред окружающей среде, они должны и восстанавливать её.
При проектировании биопозитивных объектов в первую очередь необходимо соблюдение визуальной экологичности. Общепризнанным методом решения этой проблемы является широкое использование пространственных конструкций (оболочек, мембран, структур) как наиболее близких к природным формам. Эти конструкции относятся к визуально приятным и требуют малого расхода строительных материалов. Ведь правильно выбранная (обтекаемая) форма здания приводит к снижению ветровых нагрузок, что даёт возможность уменьшения расчетных сечений несущих конструкций.
Также необходимо создать условия для существования и роста растений и мелких животных на приспособленной для этого поверхности экологичного здания или сооружения. Растения, закрепленные на различных поверхностях сооружения, создают звуко- и теплозащиту, улучшат микроклимат, а также визуальное восприятие.
Уровень экологичности можно повысить использованием биопозитивных строительных материалов из возобновимых природных ресурсов (имеющихся в большом количестве в данном регионе и являющихся традиционными для него), не оказывающих негативного воздействия на человека и окружающую среду, требующих минимальных затрат энергии при изготовлении и разлагающихся после выполнения своих функций, либо являющихся полностью рециклируемыми. К таким материалам можно отнести дерево, шерсть, войлок, кожу, пробку, природный песок и камень, глину, стекло, алюминий, натуральный шелк и хлопок, натуральный каучук, натуральные клеи и пр.
ISSN 2410-1672 (online)
Regional development • № 2(20) • 2017
http://regrazvitie. ru [email protected]
Необходимо предусмотреть экономию энергопотребления и использование возобновимой энергии, так как она не приводит к дополнительному нагреву атмосферы. К мероприятиям по энергосбережению можно отнести: эффективные объемно-планировочные и конструктивные решения зданий, правильная ориентация здания по ветру, использование дополнительной теплоизоляции наружных стен, утилизацию теплоты от внутренних источников здания, солнечные батареи на кровлях и экранах лоджий, регуляторы и счетчики тепла, аккумулирование энергии, при возможности - использование подземного тепла, ветровой энергии, биогаза и др.
Одним из направлений в конструировании является создание активно-биопозитивных зданий и сооружений, в которых усилены функции по охране окружающей среды. Они могут очищать воздух или воду путем устройства на них фильтров. В будущем возможно создание «умного» здания, которое контролирует состояние внешней и внутренней среды через систему датчиков и при отклонении показателей стремится привести их к нормативным.
Описывая биопозитивность зданий необходимо затронуть и малоисследованные проблемы: существование высокопродуктивных и малопродуктивных, экологичных и менее экологичных территорий, а также ландшафтов, на которых проблема экологизации носит особый характер (районы вечной мерзлоты, пустыни). В таких условиях многие методы повышения экологичности неприемлемы, и данная проблема требует более глубокого рассмотрения. Необходимо отметить, что проблема биопозитивности зданий также растет с повышением их этажности. Далеко не все направления могут быть применены в небоскребах. Скоростные лифты в таких домах создают вертикальные воздушные потоки (поршневой эффект), что требует применения эффективной вентиляции. Вместе с тем, сооружение домов повышенной этажности ведет к увеличению плотности застройки, что ухудшает озеленение внутриквартальных территорий и уменьшает продолжительность инсоляции. Однако использование экологичных строительных материалов, утепление наружных стен и пр. приемлемо и для высоток.
Благоустройство, озеленение и обводнение прилегающих к зданию территорий, а также создание культурного антропогенного ландшафта снижают отрицательное воздействие здания на окружающую природную среду. Необходимо максимально увеличить площадь озеленения, оптимизировав при этом площадь проездов, автомобильных стоянок, пешеходных дорожек и дворовых площадок. Экологически более благоприятными являются покрытия из штучных материалов (брусчатые и плитные из природного камня). Они не создают непроницаемого ковра, сохраняют доступ воздуха и влаги к почве, благоприятно влияют на микрофлору и грунтовые воды.
В начале XXI в. стали особенно сильно заметны признаки глобального экологического кризиса городов, поэтому задача применения архитектурно-строительной экологии на практике стала очень актуальна. Для того чтобы исключить отступление природы под антропогенным воздействием и восстановить нарушенное равновесие, необходима экологизация урбанизированных территорий, а также устойчивое биопозитивное строительство. Продуктом этого строительства будут принципиально новые объекты, родственные окружающей среде, которые природа будет воспринимать как естественные. Архитектор и инженер-строитель как основные участники создания комфортной среды обитания человека должны уметь исключить отрицательное воздействие зданий и сооружений на природу, органично вписать их в природную среду, помочь развитию экосистем и одновременно повысить качество жизни населения. Проектировщик, усвоивший основные законы и принципы архитектурной экологии, будет стремиться создавать объекты, которые, по словам русского ученого-гигиениста Г.В. Хлопина, делают "развитие человека наиболее
ISSN 2410-1672 (online) Региональное развитие • № 2(20) • 2017 http://regrazvitie.ru
regrazvitie@yandex. ru
совершенным, упадок жизни - наименее быстрым, жизнь - наиболее сильной и смерть -наиболее отдаленной".
Список литературы
1. Вишаренко В.С. Принципы управления качеством окружающей среды городов // Урбоэкология. М., 1990.
2. Владимиров В.В. Расселение и экология. М.: Стройиздат, 1996.
3. Горбовский В.В., Рыбальский Н.Г. Экологическая безопасность в городе. М., 1996.
4. Дубров А.П. Экология жилища и здоровье человека. М., 1995.
5. Журавлев В.П., Серпокрылов Н.С., Пушенко С.Л. Охрана окружающей среды в строительстве. М.: АСВ, 1995.
6. Истомин Б.С. Экологичность - важные критерии оценки качества любых проектных решений // Промышленное и гражданское строительство. 2002. №10.
7. Казначеев В.П., Прохоров Б.Б., Вишаренко В.С. Экология человека и экология города: комплексный подход // Экология человека в больших городах. Л., 1988.
8. Слепян Э.И., Реген В. Архитектура. Строительство. Экология. М., 2006.
9. Сугробов Н.П., Фролов В.В. Строительная экология. М., 2004.
10. Тетиор А.Н. Архитектурно-строительная экология. М., 2003.
11. Тетиор А.Н. Устойчивое строительство. М., 2003.
12. Шевцов К.К. Охрана окружающей природной среды в строительстве. М.: Высш. шк., 1994.
References
1. Visharenko V.S. Principy upravlenija kachestvom okruzhajushhej sredy gorodov // Urbojekologija. M., 1990.
2. Vladimirov V.V. Rasselenie i jekologija. M.: Strojizdat, 1996.
3. Gorbovskij V.V., Rybal'skij N.G. Jekologicheskaja bezopasnost' v gorode. M., 1996.
4. Dubrov A.P. Jekologija zhilishha i zdorov'e cheloveka. M., 1995.
5. Zhuravlev V.P., Serpokrylov N.S., Pushenko S.L. Ohrana okruzhajushhej sredy v stroitel'stve. M.: ASV, 1995.
6. Istomin B.S. Jekologichnost' - vazhnye kriterii ocenki kachestva ljubyh proektnyh reshenij // Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2002. №10.
7. Kaznacheev V.P., Prohorov B.B., Visharenko V.S. Jekologija cheloveka i jekologija goroda: kompleksnyj podhod // Jekologija cheloveka v bol'shih gorodah. L., 1988.
8. Slepjan Je.I., Regen V. Arhitektura. Stroitel'stvo. Jekologija. M., 2006.
ISSN 2410-1672 (online) Regional development • № 2(20) • 2017 http://regrazvitie.ru
9. Sugrobov N.P., Frolov V.V. Stroitel'naja jekologija. M., 2004.
10. Tetior A.N. Arhitekturno-stroitel'naja jekologija. M., 2003.
11. Tetior A.N. Ustojchivoe stroitel'stvo. M., 2003.
12. Shevcov K.K. Ohrana okruzhajushhej prirodnoj sredy v stroitel'stve. M.: Vyssh. shk.,
1994
