«Приемы повышения энергоэффективности зданий аэровокзалов в условиях Сибири» Татаринцева А. В. Научный руководитель канд архитектуры Гайкова Л. В

УДК 725.3

«Приемы повышения энергоэффективности



зданий аэровокзалов в условиях Сибири»



Татаринцева А.В.



Научный руководитель канд. архитектуры Гайкова Л.В.



Сибирский федеральный университет

Идея технического прогресса неразрывно связана с авиацией, и здание аэровокзала воплощает в себе все веяния современности. Удивительные сооружения, совмещающие в себе инженерные, архитектурные и дизайнерские решения сегодня в центре внимания.

Возможности создания ярких архитектурных образов аэровокзальных зданий и комплексов впервые проявилось в творчестве Ээро Сааринена, когда в 1956 году создал проект отдельного терминала в аэропорту Джона Кеннеди в Нью-Йорке. Сегодня среди архитекторов, спроектировавших здания аэровокзалов Ренцо Пьяно (международный аэропорт в Осаке), Ричард Роджерс (аэропорт Барахас в Мадриде), Норманн Фостер (аэропорт в Гоконге) и т.д. Особенные по архитектуре, размерам и технологиям современные здания аэровокзалов сегодня разбросаны по всему миру.

В результате изучения отечественного опыта проектирования зданий аэровокзалов стало очевидным, что применение современных архитектурно-планировочных идей, конструкций и технологий только начинает разворачиваться. Проблемы в этой области связаны не только с политическими, экономическими, организационными аспектами, но и с вопросами технического характера. В основе большей части технических сложностей при проектировании зданий аэровокзалов лежит специфика природно-климатических факторов. В условиях климата российских территорий и, особенно резкоконтинентального климата Сибири, эксплуатация большепролетных зданий, в том числе и вокзалов, сопряжена с существенными затратами и технологическими сложностями - для поддержания комфортного микроклимата расходуется много энергии, используется большее количество строительных материалов и т.д. Поэтому очень важно выявить возможные приемы повышения энергоэффективности таких зданий, что удобно сделать на примере аэровокзалов.

Энергоэффективное здание включает в себя совокупность архитектурных и инженерных решений, наилучшим образом отвечающих целям минимизации расходования энергии на обеспечение микроклимата в помещениях здания. При этом энергоэффективность не следует путать с энергосбережением. Разница в том, что энергосбережение направлено на уменьшение потреблении энергии, а энергоэффективность - на рациональное ее использование. Таким образом, очевидно, что приемы формирования энергоэффективного архитектурного сооружения должны определяться на стадии предпроектных исследований и закладываться в проектное решение.

Для определения принципов и приемов проектирования энергоэффективных зданий аэровокзалов необходимо рассмотреть факторы, воздействующие на здания и сооружения в условиях сибирского климата и формы их проявления. К числу основных факторов относятся: устойчивые ветровые потоки, излишняя или недостаточная солнечная радиация, резкий перепад температур, особенности рельефа. В отдельных случаях к этим факторам добавляются вечная мерзлота, снег и снегозаносы.

Низкие температуры

в течение зимнего периода и резкие температурные перепады в течение суток – это характерное явление сибирского региона.

Здесь преобладает резко-континентальный климат, поэтому средняя температура изменяется от +30 летом до - 30 зимой, в некоторых случаях падая еще ниже ( до -60). Возникают вопросы промерзания стен и стыков, большая теплоотдача фасадов. Следует использовать современные теплоизоляционные материалы, эффективную систему отопления и вентиляции, а также обеспечивать постепенный переход от внутренних теплых температур к низким наружным, с минимальными теплопотерями.

Ветровой режим

заметно влияет на комфортность проживания. В Сибирском регионе средняя скорость ветра составляет от 4,5 м\с до 6 м\с, увеличиваясь к северу, преимущественно западный и юго-западный. В зимний период часты локальные длительные штормовые ветры от 4 до 10 дней.

При эксплуатации здания наблюдается инфильтрация воздуха и, как, следствие в помещениях понижается температура, возникают сквозняки; также форма и расположение зданий вызывает различные аэродинамические эффекты, трансформируют воздушный поток. В зависимости от цели, применяются приемы, снижающие скорость и обеспечивающие защиту от ветра, а также минимизирующие инфильтрацию через наветренные и ограждающие конструкции.

Солнечная радиация

по территории Сибири имеет разный характер и интенсивность, т.к. регион протянулся на 4 климатических зоны. Лесостепные и степные зоны юга получают намного больше тепла и солнечного света, чем арктические зоны севера, на территории которых царят полярные день и ночь. В целом, характерно уменьшение продолжительности светового дня и количества солнечной радиации от юга к северу.

Необходимо обеспечить эффективную инсоляцию и необходимую освещенность, используя уменьшенную глубину зданий и помещений, расположение основных помещений здания на юг, уменьшение площади затененных участков, а также установку альтернативных источников энергии для уменьшения расходов энергии на искусственное освещение.

Осадки

проявляются в виде обильных снегопадов и интенсивных дождей. В условиях резко-континентального климата количество осадков варьируется от 100 мм до 500-800мм, снижаясь к востоку. Несмотря на то, что преобладающее количество осадков выпадает в теплое время года, в зимний период осадки в виде снега вызывают больше опасений, так как устойчивый снежный покров держится на поверхности от 300 дней до 150 дней в зависимости от территории. Снег оказывает давление на крыши зданий и на материалы, а также при снегозаносах - на стены и другие ограждающие конструкции. Этим обусловлено обязательное применение аэродинамичных форм и скатных кровель зданий. Наличие вечной мерзлоты, хотя бы на короткое время требует особого внимания при конструировании оснований, фундаментов и цоколей. В зависимости от региона и конкретных климатических условий возможно применение холодных подвалов и проветриваемых цоколей. Дождевые осадки требуют особых конструкций водоотвода, придание фасадам водонепроницаемых свойств, а также обязательного применения гидро- и пароизоляции и герметизация стыков.

Таким образом, при моделировании энергоэффективного здания аэровокзала в сибирских условиях (для нейтрализации негативного влияния и использования позитивного воздействия природных факторов) необходимо использовать особые конструктивные и архитектурно-планировочные приемы. Эти приемы можно разделить на три группы: территориально-планировочные, внешние (формообразующие) и внутренние (конструктивно-пространственные).

Территориально-планировочные приемы

связаны с определением месторасположения аэровокзального комплекса, вариантом компоновочной схемы на площадке, ориентацией в пространстве.

Здание аэровокзала по возможности следует располагать так, чтобы большинство помещений было обращено к югу, юго-востоку и юго-западу, так как это обеспечит необходимую инсоляцию помещений. Также, относительно розы ветров данного региона, здание должно предоставлять защиту от ветра, желательно располагать перпендикулярно или углом к основному наиболее частому направлению ветра, снижая, таким образом, силу и скорость ветра. Выбор ориентации здания оказывает непосредственное воздействие на инсоляцию территории, что необходимо для обустройства участка. Кроме того, сокращение площади затененности участка влияет на таяние снега и застой воды, и в некоторой степени - на тепловой режим ограждающих конструкций.

Формообразование

здания аэровокзала связано с использованием конструкций не только как ограждающих элементов, но и в качестве композиционного средства. В рассматриваемых климатических условиях следует использовать уже сложившиеся и эффективно применяемые конструкции и архитектурные формы. Так, наиболее эффективной будет скатная крыша (кровля), устройство различных ветрозащитных ребер и стен, использование рельефных фасадов с наветренной стороны . Эти приемы не только положительным образом влияют на энергоэффективность крупных зданий , но и придает архитектурную уникальность.

Размещение оконных и дверных проемов с подветренной стороны и оптимизация площади отопления позволят снизить потери тепла и, соответственно, расход энергии. А небольшая, в пределах трех этажей, высота здания значительно упростит устройство, функционирование и обслуживание инженерных и отопительных сетей.

Конструктивно-пространственные приемы

ориентированы на моделирование внутренних пространств аэровокзала с учетом параметров энергоэффективности. Так, в качестве регулятора микроклимата эффективно использование атриума, буферных зон (аванвестибюли, тамбуры, крытые переходы и т.п.). Объединение в одном объеме мелкоячеистых и зальных пространств, компактность здания, развитие помещений в глубину, обусловливает уменьшение поверхности теплоотдачи. В некоторых случаях целесообразно использование проветриваемого пространства под зданием, как и утолщение перекрытий холодных подвалов в качестве специфических буферных зон. Применение этого целесообразно для районов с большой вероятностью снегозаносов.

На сегодняшний день существует много вариантов конструкций, эффективных для применения в северных широтах. Например, использование утолщенного теплоизоляционного слоя, или комбинирование нескольких теплоизоляционных материалов одновременно, специальные конструкции окон и стеклянных ограждений, существенно снижающих инфильтрацию и теплопотери, использование навесных стен с вентилируемым фасадом и т.д. Особо хотелось бы выделить такой конструктивный прием как двойная оболочка здания с применением "солнечных стен" - своеобразного солнечно-воздушного коллектора, являющегося элементом пассивного отопления здания.

Для формирования энергоэффективного здания аэровокзала важны

и технические средства

, обеспечивающие повторное использование горячей воды, автоматическое управление узлом отопления, использование естественных источников энергии и т.п. Все они образуют внутренние инженерные системы, оказывая влияние на архитектурно-планировочные решения.

Таким образом, методология проектирования энергоэффективного здания аэровокзала в условиях городов Сибири должна основываться на рассмотрении здания как единой энергетической системы. Элементами этой системы являются не только средства содержания здания (отопление, вентиляция, водоснабжение и пр.), но и разнообразные по назначению и величине помещения (точно смоделированные и оптимально размещенные), конструктивный остов и отдельные конструкции. Основным принципом построения здания как энергетической системы может стать принцип теплового зонирования, при котором здание условно поделено на зоны с различными температурными условиями: тепловое ядро, буферные и наружные зоны. Тепловое ядро обладает наиболее комфортными условиями, плавный переход из которых обеспечивает буферная зона, образуя т. н. "энергетический каскад". Элементы, образующие наружный защитный слой, воспринимают непосредственно агрессивное воздействие окружающей среды. Здесь происходит своеобразная консервация тепла за счет слоистости общей структуры аэровокзала, где первый слой - это элементы, защищающие от особо неприятных воздействий (осадки, ветер) , второй слой - неотапливаемые и малоотапливаемые помещения и пространства ( склады, лестницы, веранды, тамбуры, пассажи и т д.) ; третий слой - внутреннее пространство здания. Использование описанных выше приемов системного повышения энергоэффективности , комбинирование этих приемов, позволит повысить архитектурную уникальность, улучшить функциональность и повысить комфортность пребывания и работы в зданиях аэровокзалов в сибирском регионе

Список использованной литературы:

1.Табунщиков Ю.А., Бродач Н.В., Шилкин Н.В. Энергоэффективные здания.-М.: АВОК-ПРЕСС, 2003.- 200 с.

2. Полуй Б.М. Архитектура и градостроительство в суровом климате . Учебное пособие для вузов. Л.: Стройиздат. , 1989.- 300с.

3. Гайкова Л.В. Архитектурное проектирование многофункциональных общественных комплексов: учеб пособие. - Красноярск: КрасГАСА, 2006.- 202 с.Добавить документ в свой блог или на сайт
gtz-predannost-idei-postoyannogo-razvitiya-organizacii-proekta-programmi.html
gu-6-centr-razvitiya-nauchnogo-sotrudnichestva.html
gu-dms-ukrani-v-odeskj-oblast.html
gu-dnepropetrovskaya-medicinskaya-akademiya-moz-ukraini-kafedra-obshej-i-klinicheskoj-farmacii-stranica-2.html
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат