Энергосберегающие заглубленные жилые здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Энергосберегающие заглубленные жилые здания

1.1 Классификация заглубленного жилья

1.2 Выбор места для строительства

1.3 Особенности заглубленных зданий

1.4 Выбор архитектурных решений

1.5 Выбор конструктивных решений и взаимосвязь заглубленных зданий с поверхностью земли

2. Концепция биопозитивного устойчивого города (эко-сити)

2.1 О термине "эко-сити"

2.2 Требования к развитию эко-сити

2.3 Основные направления стратегии создания эко-сити

2.4 Города будущего: уникальные проекты эко-сити

Список используемой литературы и интернет источников



1. Энергосберегающие заглубленные жилые здания

энергосберегающий жилой строительство город

С экологической точки зрения заглубленные дома интересны не только тем, что способствуют сбережению энергоресурсов, но и тем, что позволяют использовать под застройку территории, непригодные для размещения наземных зданий: с большими уклонами или расположенные вдоль транспортных магистралей и аэродромов, оставляемые обычно для защиты наземной застройки от высоких уровней шумов. Таким образом, создается возможность экономии городской земли за счет земель, считавшихся непригодными для строительства. Обсыпка зданий грунтом с последующим озеленением позволяет резко повысить площадь зеленых насаждении в населенных пунктах, улучшить микроклимат застройки. В районах существующей плотной застройки заглубленные дома образуют открытые озелененные пространства, зеленые островки, которые улучшают городской ландшафт, способствуют очищению воздуха от пыли и других загрязнений, обогащают атмосферу кислородом, абсорбируют дождевую воду и формируют жизненную среду для живых организмах.

Таким образом, в городских условиях заглубленные дома помогают восстанавливать и сохранять растительный и животный мир, улучшают качество окружающей городской среды, т.е. способствуют охране природы.

Энергосберегающий эффект заглубленных жилых домов определяется защитной толщей грунта. Летом заглубленные дома практически не нуждаются в охлаждении воздуха в помещениях, так как он охлаждается вследствие отдачи тепла через ограждающие конструкции (пол, стены, покрытие) грунтовой обсыпке. Специальные меры охлаждения могут понадобиться только в особо жаркие периоды.

Зимой обсыпка грунтом резко уменьшает, -- по сравнению с наземными домами, теплопотери за счет добавочного термического сопротивления грунтовой обсыпки; практического отсутствия неконтролируемой инфильтрации холодного воздуха через не плотности ограничивающих конструкций, прикрытых грунтом; а также существенного изменения расчетных суточных и годовых амплитуд колебания температур. Как известно, температура грунта уже на глубине 5... 8 м является постоянной и не снижается до отрицательных значений даже зимой.

Благодаря обсыпке дом (если он сам достаточно массивен)функционирует в условиях равномерного теплового режима как помещений, так и конструкций, что способствует их сохранности. Практически чем больше заглубление сооружения, тем более постоянны и благоприятны условия для поддержания теплового режима.

Однако по санитарно-гигиеническим требованиям помещения жилого здания должны иметь естественное освещение и инсолироваться. Поэтому заглубление жилых домов ограничивается возможностями устройства окон, обеспечивающих естественное освещение и инсоляцию. Допускается также устройство световых фонарей. Исходя из этого, заглубленные дома не строят более одного-двух этажей.

1.1 Классификация заглубленного жилья

Подземные здания и сооружения классифицируют по степени заглубленности, по освещенности и по функциональному назначению. Тетиор А.Н. разделяет подземные здания и сооружения по глубине заложения на следующие виды:

1. полузаглубленные (обвалованные),

2. мелкого (обычно не ниже 10 м от дневной поверхности грунта) заложения,

3. глубокого заложения (как правило, глубже 10 м).

При этом в литературе применяется понятия как «заглубленные» (в англ. яз. - «earth-sheltered»), так и «подземные» здания и не определена граница между этими понятиями.

Таким образом, развивая классификацию Тетиора А.Н., логично рассматривать здания в двух группах:

1) подземные неосвещенные естественным светом сооружения (в том числе, транспортные сооружения, например, метрополитен и промышленные объекты);

2) заглубленные и подземные здания, частично или полностью освещенные естественным светом.

Целесообразным было бы рассматривать степень заглубленности вместе с освещением (искусственным и естественным). При заглублении здания перед архитектором встает вопрос организации освещения, которое по возможности должно быть естественным.

Здания проектируют с освещением :

· естественным боковым,

· естественным, устраиваемым через окна с приямками, внутренние дворики и другие;

· с верхним зенитным через проемы или фонари в кровле;

· с комбинированным естественным, иногда в сочетании со световодами и рассеивателями;

· с полностью искусственным.

В зависимости от вида планировочного решения существуют следующие основные типы заглубленного жилья (рис. 1):

а) полузаглубленные без внутреннего двора;

б) полузаглубленные с внутренним двором;

в) заглубленные с внутренним двором;

г) врезанные в склоны;

д) возвышающиеся - заглубленные;

е) заглубленные с внутренним двором и солнцеприемником.

1.2 Выбор места для строительства

Необходимый эффект снижения энергозатрат при условии создания соответствующего комфорта проживания людей может быть достигнут только при выполнении ряда требований, касающихся выбора места для строительства, определения типа дома, его размещения на участке и ориентации, рационального планировочного и конструктивного решений, инженерного оборудования, благоустройства и озеленения участка строительства.

Основными требованиями к участку являются:

· наличие сухих, не склонных к эрозии, желательно песчаных почв;

· низкий уровень грунтовых вод;

· наличие рельефа;

· небольшая относительная влажность воздуха.

Решающую роль в выборе участка для строительства играют грунтовые условия и грунтовые воды. Низкая несущая способность грунтов, высокий уровень грунтовых вод могут настолько осложнить конструкцию и гидроизоляцию сооружения, что строительство может стать нерациональным. Большое значение имеет характер рельефа, так как от него и от уровня грунтовых вод во многом зависит выбор типа здания и степень его заглубления. Крутизна и ориентация склонов, общий характер рельефа определяют возможность благоприятной ориентации дома. Наиболее предпочтительны склоны южной ориентации, позволяющие эффективно использовать для обогрева помещений солнечную энергию. При большой крутизне склонов появляется возможность проектирования заглубленного дома в двух уровнях, что предпочтительно для экономии энергии. Этому же способствует и низкий уровень грунтовых вод.

При проектировании заглубленных домов в системе существующей застройки необходимо учитывать потребность в обваловке дома, соответствующие разрывы между зданиями (особенно если сооружение имеет внутренний дворик, чтобы избежать его затенения), а также возможность наблюдения с соседних участков. Разрывы, кроме того, должны обеспечивать пожарную безопасность, естественное освещение, инсоляцию, вентиляцию, создание эстетической окружающей среды и условий для рациональной эксплуатации здания.

В качестве примера рассмотрим 2-этажный суперизолированный дом в холодном климате штата Миннесота. Здание имеет трапециевидную в плане форму с широким фасадом, обращенным на юг. Остальные фасады находятся в земле, т.к. участок поднимается к северу.

Элементами пассивного солнечного отопления служат витражи и оранжерея южного фасада с тройным остекление проемов, массивные бетонные стены и кирпичные полы. Вход в дом -- с промежуточного уровня. Вдоль северной стены расположены нежилые помещения. Для уменьшения энергопотребления использован дифференцированный режим эксплуатации помещений. На 1-ом этаже располагаются гостиная, кухня, столовая, которые требуют наибольшего отопления в дневное время, на 2-м этаже -- спальни, пик потребления тепла в которых приходится на вечернее и ночное время. Теплопоступление регулируется системой клапанов и вентканалов. Для горячего водоснабжения имеются водяные коллекторы. Вертикальная вентиляция организована через двухсветную оранжерею и фонарь верхнего света. Плоскость остекления защищена от летнего перегрева специальным навесом.

На плоских участках используется земляная подсыпка, имитирующая заглубление в грунт. Компактный жилой дом такого типа имеет почти квадратную в плане форму и перекрыт вальмовой крышей. С северной стороны к дому примыкает гараж. По остальному периметру здания, за исключением атриума на южном фасаде, идет земляная подсыпка (берма) до уровня крыши.

Энергетический цент дома -- двухсветный атриум, обогреваемый прямыми солнечными лучами через витраж и остекленную часть кровли. Теплоаккумулятором служат камин и массивные простенки, отделяющие атриум от гостиной. В остальные помещения чистый воздух подается за счет механического побуждения. Приточные и вытяжные отверстия системы размещены между балками перекрытия. Одна из спален, кухня, столовая и центрально расположенная гостиная освещаются вторым светом, главным образом через атриум.



В жарком климате заглубление в землю обеспечивает охлаждение здания за счет относительной стабильности температуры грунта ниже уровня промерзания.

1.3 Особенности заглубленных зданий

В мире и в России построено и запроектировано множество объектов, которые можно отнести к группе заглубленных или подземных зданий. Есть и здания, в которых только часть помещений, задействованных под общественную функцию, располагается под землей.

Среди этих зданий театры, библиотеки, музеи, корпусы учебных заведений, торговые центры и спортивные стадионы. Анализ существующих объектов показал, что заглубленные здания обладают рядом особенностей:

1. Предпосылки выбора такого объемно-пространственного решения (заглубления).

Среди заглубленных оказались здания, расположенные в исторической среде. Такими, например, являются новая часть Лувра в Париже (арх. Йо Минг Пей, 1989), торговый комплекс на Манежной пощади в Москве (ГАП Штеллер В.П., 1995-1997), реконструкция Штеделевского музея во Франкфурте-на-Майне (арх. «Шнайдер+Шумахер», 2007-2012) Кроме того, предпосылками могут служить задача сохранения природного комплекса, вписания в ландшафт (чаще всего здание на склоне) или авторское решение (например, Пекинский оперный театр).

2. Решения входных групп.

Поскольку здание заглублено, входные группы могут располагаться либо в небольшом объеме здания, возвышающимся над землей, либо через приямок, перепад рельефа, либо через наземное здание, соединенное с заглубленным.

3. По организации пространства среди заглубленных зданий можно выделить несколько типичных решений для такого типа зданий:

а) Здание под зеленой кровлей и обвалованное здание. Примерами могут послужить музей стали в г. Монтеррей (Мексика) архитектора Николаса Гримшо, построенный в 2007 г. и художественный музей Нельсона-Аткинса в Канзас-Сити (США), построенный архитектором Стивеном Холлом в том же году.

б) Здание-площадь. Здание заглублено в землю на всю высоту, а на крыше организована пешеходная площадь. Освещение в таких зданиях решено с помощью фонарей, световодов. и атриумов. Такими зданиями являются новая часть Лувра в Париже (арх. Йо Минг Пей, 1989), торговый комплекс на Манежной пощади в Москве (ГАП Штеллер В.П., 1995-1997), музей Иоанненум в г. Грац.

в) Террасированное здание. Это здание, организованное в виде террас, представляющих многоуровневое открытое пространство, выполняющее роль рекреационной зоны. Ярким примером является рынок Ле Аль в Париже архитектора Клода Вискони (Claude Visconi), построенный в 1986 г. Другое здание, отнесенное к этому типу - Музей Калифорнии в Окленде архитектора Кавина Роша (Kevin Roche), построенный в 1969 г.

г) Здание в «световом кольце» - это здание, которое заглублено в землю и по всему периметру имеет приямок или фонарь, через который организовано естественное освещение нижних этажей. В здании «Капелла уединения» (Capilla del Retiro) архитекторного бюро Undurraga Devйs Arquitectos (Чили, 2009 г.) такое кольцо выполнено через приямок, а в здании библиотеки Чикагского университета архитектора Хельмута Яна (Helmut Jahn) такое кольцо представляет собой фонарь по всему периметру здания под стеклянным куполом, который освещает подземное книгохранилище.



Таким образом, выявление архитектурных приемов, использованных при проектировании рассмотренных зданий, позволяет расширить набор архитектурных средств и послужить основой для разработки нормативной документации для проектирования заглубленных зданий.

1.4 Выбор архитектурных решений

При строительстве частично или полностью заглубленного дома нельзя использовать параметры цокольного этажа аналогичной площади из-за того, что увеличение глубины для такого здания намного удорожает строительство и непрактично.

Типичный цокольный этаж в обычном доме выполняет ряд функций, которые должны быть признаны необходимыми и предусмотрены в основных решениях любого заглубленного дома. Едва ли эти помещения потребуют большего пространства, чем под них отводится в типичном цокольном этаже. Весьма вероятно, что новые более эффективные методы организации и использования пространства позволят совместить эти функции, характерные для цокольного этажа с функциями всего здания в целом.

Одна из функций привлекает особое внимание при разработке основных решений - это организация пространства для механического оборудования. Потребности в мощности отопительного и охлаждающего оборудования для заглубленного здания значительно меньше, чем для обычного здания тех же размеров. Но это не означает, что физические размеры оборудования могут быть уменьшены столь же значительно. Желательно для уменьшения шума и обеспечения безопасности, механическое оборудование располагать в отдельном помещении. Только одно механическое оборудование займет площадь около 5,6 мІ, если принять что сюда входят: установка для умягчения воды, солнечная установка для горячего водоснабжения, газовая или электрическая, кондиционер или установка для осушки воздуха, смонтированные под потолком трубопроводы, регулирующая аппаратура, смонтированная на стенах.

При выборе основных решений важно учитывать целесообразность применения альтернативных механических систем, таких как солнечные коллекторы, кондиционирование воздуха с использованием льда и рекуперация тепла из сточных вод. Системы солнечного отопления для заглубленных зданий представляются весьма перспективными, поскольку такие здания потребляют немного тепла и имеют хорошие тепловые характеристики. При любом решении, предусматривающем применение системы активного использования солнечной энергии, требуется дополнительное пространство для установки оборудования и накопительных емкостей. Вода и камень могут считаться лучшими накопителями тепла. Применение солнечных коллекторов оказывает существенное влияние на ориентацию участка и выбор общего решения, если коллекторы являются элементом конструкции здания.

Другим примером альтернативных механических систем, оказывающих влияние на общие решения и проектирование конструкции здания, может быть система кондиционирования воздуха с использованием больших масс льда, которая в настоящее время начинает получать все большее распространение. Эта система предусматривает устройство около здания подземного помещения, в котором зимой производится замораживание большого количества льда, используемого летом для охлаждения здания. При проектировании такой установки необходимо учитывать потребность в дополнительном пространстве для оборудования, а также взаиморасположение дома и ледника. Все альтернативные энергетические системы, которые могут быть применены для заглубленных домов, оказывают влияние на проектные решения, и нередко оно весьма значительно. По этой причине всесторонняя, глубокая оценка таких систем при выборе основных решений позволит обоснованно включить их в проектное решение. Поскольку к отоплению и охлаждению таких помещений, как гаражи и склады, не предъявляются столь жесткие требования, как к отоплению и охлаждению жилых помещений их целесообразно размещать на поверхности земли по соседству с заглубленным домом. Некоторые помещения, как например, веранда, также целесообразно располагать на поверхности что создает лучшие условия их использования. Следовательно, на стадии выбора решений важно помнить, что подземное жилище представляет собой совсем иной тип, чем наземное здание, и некоторые помещения могут быть расположены на поверхности без уменьшения энергетической эффективности заглубленного здания.

Существуют три основных типа планировочных решений, каждое из которых имеет свои особенности: возвышающееся здание, здание с внутренним двориком и сквозное. Разница между ними в основном заключается в размерах и ориентации оконных проемов. У здания возвышающегося типа все окна выходят на одну сторону, три стены засыпаны землей. В здании с внутренним двориком окна расположены по периметру дворика, и все наружные стены находятся в земле. В зданиях сквозного типа окна могут быть различного размера, их допускается располагать в любом месте по периметру здания. На практике возможны различные варианты этих планировочных решений, например, в двух уровнях или комбинация наземной постройки с подземной.

1.5 Выбор конструктивных решений и взаимосвязь заглубленных зданий с поверхностью земли

Для любого здания конструктивные решения представляют собой важнейшую часть проекта. Применительно к заглубленным зданиям это тем более верно, поскольку нагрузки от засыпки на кровлю весьма значительны. Конструктивные элементы, воспринимающие эти нагрузки, могут быть подразделены на две группы: более удобные плоские кровли и различные варианты менее удобных пространственных покрытий.

Плоские кровли представляют собой предварительно напряженные железобетонные или монолитные железобетонные плиты, уложенные по деревянным или стальным балкам. Все эти системы имеют общие характеристики, которые позволяют выбрать наиболее простую и обычно прямоугольную конфигурацию здания с плоской или скаткой кровлей.

Необходимость выдерживать большие, чем нормальные, нагрузки на кровлю у заглубленных зданий может привести к необычным конструктивным решениям - сферическим и сводчатым конструкциям из бетона или стали. Такие конструкции способны нести большую нагрузку, и более эффективны, чем плоская кровля, хотя они могут ограничивать планировку помещений. Эти конструкции в большей степени, чем обычные, влияют на выбор размеров, формы здания и внутренних помещений. Кроме того, конструкции в основе которых лежат купола или арки не очень хороши для устройства оконных проемов, уменьшающих несущую способность этих систем. Например, если основной несущей конструкцией служит большепролетная арка, то окна могут быть размещены только в торцах здания, а планировка внутренних помещений должна учитывать кривизну крыши. В этом случае наиболее удобной будет конструкция, допускающая устройство второго этажа, либо состоящая из ряда примыкающих друг к другу небольших помещений, что позволит сделать больше оконных проемов.

Применение стальных арочных элементов может привести к разработке очень интересных решений возникающих в результате стремления к максимально эффективному использованию обсыпки. Однако следует отдавать себе отчет в том, что применение необычных систем вызывает различные ограничения при проектировании и ужесточает требования к конфигурации здания. В качестве примеров, иллюстрирующих различные аспекты проектирования заглубленных зданий, приведены проектные решения, главным образом, использующие обычные конструктивные элементы. С этой точки зрения можно сказать, что подавляющее большинство заглубленных индивидуальных домов построено с применением обычных конструктивных решений. Вместе с тем следует отметить, что все проектные и энергетические соображения, касающиеся строительства заглубленных зданий, рассмотрены с позиции использования любых конструктивных систем, как обычной плоской кровли, так и пространственных покрытий. При планировке здания с внутренним двориком достигается большее уединение, и воздействие окружающего ландшафта сказывается меньше, чем у здания с видом на улицу.

Другой важный вопрос - взаимосвязь формы здания с поверхностью земли. Форма здания, обусловленная требованиями обеспечения безопасности, уединенности и использования внутреннего пространства, предъявляемыми к зданию, может и не создавать единой гармонии с ландшафтом. Например, на плоском ландшафте полузаглубленное и полностью заглубленное здания выглядят по-разному. Земляные насыпи вокруг полузаглубленного дома в большой степени создают зрительный барьер для тех, кто находится снаружи, и могут быть использованы для того, чтобы отделить внешнее пространство от здания. Кроме того, возвышение насыпей вокруг дома позволяет отводить поверхностный сток с прилегающей территории, а также поднять пол здания над уровнем грунтовых вод. Еще один фактор, влияющий на общее решение, - это расположение гаража, входа и наземной жилой части по отношению к заглубленной части здания. Наземная часть в этом случае становится доминирующей в визуальном отношении. Помещение, расположенное на крыше заглубленного здания, следует рассматривать как дополнительное, которого нет у обычного здания; оно более доступно и изолировано при входе в дом с прилегающей наземной территории. Естественно, форму заглубленного здания и его назначение можно изменять в зависимости от конкретных требований (здесь будут рассмотрены только общие соображения), но при этом важно учитывать внешний вид здания и возможность образования замкнутого пространства, так как эти параметры могут в значительной степени влиять на конкретные проектные решения. Важно учитывать два основных параметра, связанных с взаиморасположением здания и поверхности земли: вид из дома на окружающий ландшафт и форму самого здания.

Если рельеф достаточно живописен, или если обитатели хотят иметь больший зрительный контакт с окружающей средой, то в этом случае полузаглубленное здание на склоне представляется более предпочтительным, чем наземное здание на равнинном рельефе. Зрительный контакт с окружающей средой еще больше у здания, расположенного в склоне на падающем рельефе. Есть и другие решения, которые позволяют не только разрешить проблему совмещения широкого обзора из здания и заглубления его, но и сэкономить значительное количество энергии. Одно из них - расположение здания в двух уровнях: минимум помещений, таких как жилые комнаты и рабочие помещения, находятся над землей, а остальные помещения - под землей.



2. Концепция биопозитивного устойчивого города (эко-сити)

При новом строительстве может быть рекомендовано возведение принципиально нового устойчивого эко - сити или эко - района с максимальным использованием экосовместимых решений, позволяющих минимизировать или полностью исключить внесение загрязнений в среду, повысить качество жизни, приблизить жителя к природе, улучшить понимание поддержки природной среды, снизить энергопотребление, и др. (табл.1).

Таблица 1

НАПРАВЛЕНИЯ СОЗДАНИЯ УСТОЙЧИВОГО ГОРОДА
Совершенствование сложившихся мест расселения	Экореконструкция города и зданий. Визио - экология. Перевод под землю ряда объектов. Энергосбережение, использование НВИЭ	Экологическое зонирование, благоприятное размещение промышленности. Экологизация транспорта	Фитомелиорация. Озеленение всех вертикальных и горизонтальных поверхностей	Глубокая очистка сточных вод и система сбора отходов. Сбор и использование дождевой воды.
Разработка новых экологичных решений для мест расселения, зданий и сооружений	Достижение экологического равновесия, миниатюризация мест расселения	Решение проблем сенсорной экологии (зрение, запах, звук)	Глубокая очистка загрязнений, система утилизации и повторного использования	Полностью устойчивое биопозитивное место расселения (эко - сити)
Принципиально новые решения экологичных мест расселения	Достижение экологического равновесия на Земле	Биопозитивные места расселения на шельфе	Биопозитивные места расселения на Луне и в космосе	Биопозитивные места расселения на других планетах
Принципиально новое устойчивое место расселения будущего



Концепция (идеология) устойчивого эко - сити является основой для разработки принципиальных решений и поэтому представляет особый интерес.

Смысл создания эко - сити состоит:

- в обеспечении устойчивости города; в сокращении глобальных и региональных воздействий от города на природную среду, достижении состояния экологического равновесия;

- в создании высокого качества жизни людей и достойного жилища для каждого человека;

- в создании устойчивых и хороших условий для жизни животных и растений;

Степень устойчивости и экологичности города можно оценить следующими критериями:

· минимизирует ли город глобальные воздействия (минимизация использования энергии и ресурсов, исключение отходов и загрязнений).

· минимизирует ли город региональные воздействия (загрязнения водных бассейнов, рек, воздуха, земли, и др.).

· обеспечивает ли город наличие многообразных и обширных естественных территорий для животных и растений.

· предоставляет ли город каждому человеку широкие возможности и широкий выбор для реализации его нужд.

· приспособлен ли город для удобной, приятной, спокойной, здоровой, устойчивой жизни каждого жителя; обеспечивает ли город возможности для постоянного общения жителей.

· обеспечивает ли город равные возможности для различных этнических, возрастных, культурных, профессиональных и других групп.

· является ли город саморегулирующейся структурой, развивающейся как комплексная система и реагирующей на изменения с помощью прямых и обратных связей; не прерывает ли город природные потоки веществ и энергии.

· обеспечивает ли город наличие достаточного жизненного пространства для каждого жителя (достаточно ли мала плотность населения).

· достаточно ли экологичны все формы жизни и деятельности человека в городе (транспорт, промышленность, энергетика и др.).

· экологичны ли (биопозитивны) все решения зданий и инженерных сооружений, сохраняется ли почвенно-растительный слой от застройки.

· обеспечивает ли город экологическое воспитание жителей и формирование новой экологичной этики путем новых урбоэкологических и архитектурно-строительных решений.

Устойчивый эко - сити создается, с одной стороны, для жителей (повышение качества жизни, приближение к природе, экономия энергии, поощрение передвижения на велосипеде или пешком и др.), и, с другой стороны, для поддержки природы. Можно выделить цели создания эко - сити:

Таблица 2

Для жителей:	Для природы:
1. Повышение качества жизни (более чистый воздух, зелень, малая этажность, чистая вода, экологичные материалы и др.)	1. Восстановление, исцеление биосферы (воздуха, воды, почвы, биоразнообразия, экосвязей), пополнение энергии, биомассы, пищи.
2. Постоянное экологическое воспитание жителей и детей, приближение к природе.	2. Озеленение, создание зеленых коридоров для свободной миграции животных.
3. Поощрение коммун, общения жителей в коммунах (в эко - сити предусмотрено все для максимального общения).	3. Сокращение или исключение загрязнений природы от города.
4. Обеспечение здоровья и безопасности жителей.	4. Использование возобновимой энергии и сокращение потребления невозобновимой энергии, невозобновимых материалов.
5. Обеспечение общественной справедливости (нет резкого отличия в размерах и качестве жилья).	5. Сокращение площади города, недопущение "расползания" городов, сохранение естественных ландшафтов от застройки.
6. Поощрение мелких товаро -производителей и торговцев (1 этаж дома - мастерские или магазин, кафе, 2 этаж - квартира).	6. Сокращение загрязнений и разрушения природы от транспорта.
7. Достижение экономии энергии, вообще экономичности жилья. Поощрение естественных технологий.	7. Постепенное изменение в позитивном направлении отношения людей к природе.
8. Уважение к историческому наследию.	8. Сохранение природы. Поддержание участков «дикой» природы.
9. Повышение эстетических качеств города. Восприятие города как естественного компонента природной среды, включение его в экосистему.	9. Как следствие - поддержание экологического равновесия между освоенными и естественными территориями.

2.1 О термине "эко-сити"

Эко - сити (ecocity, ecological city) - это экологически здоровый город или его часть, например квартал. Термин эко - сити в 1978 году ввел американский строитель и эколог Ричард Реджистер (Richard Register). Однако помимо этого термина существует ряд слов и словосочетаний также определяющих экологически здоровый город. Вот некоторые из них: Город-сад (Gardenden city); Зеленый город (Green city); Здоровый город (Health city); Экопоселение (Ecovillage); Экополис (Ecopolice).

Более полное определение эко - сити предлагает д.т.н., профессор А.Н.Тетиор:

Эко - сити - город, построенный на принципах экологичности, находящийся в экологическом равновесии с природой и не отторгаемый природными экосистемами, не загрязняющий природу и пронизанный зелеными коридорами, с нишами для жизни диких животных, с экологичными зданиями и экологизацией всей деятельности людей в городе, с высоким качеством жизни, системой экологического образования, воспитания и вовлечения всех жителей в процесс экологизации их жизни и деятельности.

Развитие эко - сити включает 4 стадии: инициирование концепции и всестороннее планирование; планирование экологичного ландшафта и законодательства; экологичная разработка проекта и развития; контроль экосистемы и управления.

Так же эко - сити необходимо пять мотивирующих факторов: административное поручение; научное наблюдение; индустриальная поддержка; участие граждан и их мотивация к действиям.

Канадский специалист в области строительных наук и экологического планирования Себастьян Моффэтт выделяет три основных типа эко - сити:

I тип. Зеленые эко - сити. Зеленые только снаружи. Города цель которых в увеличении или сохранении городской природной среды таким образом, что бы среда была более зеленой, более разнообразной, более дружественная для городских жителей, а не автомобилей. Увеличение количества и качества пешеходных зон, сохранение сельскохозяйственной земли, выявление экологически чувствительных областей, создание природных парков для отдыха граждан.

II тип. Эко - сити преодолевающие пределы. Города обеспокоенные прежде всего тем как преодолеть биофизические пределы, так экономический рост и увеличенные уровня потребления могли быть устойчивыми. Их проблемы типично касаются нехватки земли под строительство жилья, загрязнения воздуха, дефициты пресной воды, переполненные дороги, мест для закапывания , ухудшения качества воды в местной реке или озере, и беспокойствах об увеличивающихся затратах и ненадежности энергии и топлива. Таким образом акцент дается таким целям как увеличение инфраструктуры пропускной способности, чтобы удовлетворить долгосрочные планы относительно экономического роста. Большая и более продвинутая транспортная инфраструктура, системы водоснабжения и канализации и уборки - переработке мусора, что как ожидается приведет к меньшему загрязнение воздушной и водной среды.

III тип. Здоровые эко - сити. Города включающие в планы своего развития элементы устойчивого развития, признается право будущих поколений, и таким образом планирование эко - сити становится расширением просвещенной социальной политики. Исторически городская природная среда всегда отодвигалась на задние планы в усилии достигнуть краткосрочной социально-экономический цели. Таким образом третий тип эко - сити принимает сбалансированный подход, который обеспечивает экономические и социальные выгоды, при одновременном обеспечении долгосрочного экологического здоровья, управление ресурсов, и адаптируемости природной среды.

2.2 Требования к развитию эко-сити

l. Экологически чистый воздух, безопасные и надежные водные и продовольственные ресурсы, здоровое жилье и рабочие места, муниципальные услуги и защита от стихийных бедствий для всех жителей.

2. Экологически эффективная очистка и рециркуляцию отходов человеческой жизнедеятельности.

3. Экологизация промышленности, сохранение природных ресурсов и защита окружающей среды, путем изменения промышленного производства, включая повторное использование материалов, жизнеспособного производственного цикла, возобновляемой энергии, эффективной транспортной системы и удовлетворение всех человеческих потребностей.

4. Городская структура характеризуется целостностью экологичного пейзажа: открытых пространств типа парков и площадей, связующих элементов типа улиц и мостов и естественных элементов типа рек и холмов. Увеличение доступности города для всех граждан при сохранении энергии и ресурсов и облегчения таких проблем как несчастные случаи на дороге, загрязнение воздуха, гидрологическое ухудшение, мезоклимат города, смог и глобальное потепление.

5. Объяснение жителям понятия экологизации и места человека в природе, ответственности за окружающую среду, помощь в изменении психологии потребления по отношению к природе и увеличение способности жителей внести свой вклад в поддержание высококачественных городских экосистем.

2.3 Основные направления стратегии создания эко-сити

На основе идеологии эко - сити и материалов по конкретным проектам эко - сити можно выделить основные направления стратегии создания эко - сити:

Генплан. Озеленение значительной части города, района (озеленение должно быть рассчитано с учетом очистки воздуха и частичной очистки дождевой воды) и создание зеленых коридоров для прогулок жителей, свободной миграции животных; создание сети улиц с учетом устройства велодорожек и пешеходных дорожек, не пересекающихся с автомобильным транспортом; сбор дождевой воды с проезжей части и тротуаров для вторичного применения; полное использование подземного пространства для устройства складов, гаражей, стоянок, аккумуляторов тепловой энергии и др.; в центре района - эко - центр образования и воспитания, зал собраний и культурно - коммерческий центр; при возможности - отдельно сохраняются старые здания и сооружения (культурное наследие), которые могут быть реконструированы и использованы; большой парк (сквер) в составе озеленения с игровыми площадками и аттракционами для детей; участки "дикой природы" (небольшие пруды, речки, болота, луга, рощи и др.) с возможностью спокойного проживания небольших диких животных, удаленные от транспортных магистралей и жилья; плодоносящие сады и огороды для производства продукции, внесения вырабатываемого из биоотходов, биогумуса; включение этих решений в систему экологического воспитания.

Устойчивые архитектурно-планировочные решения зданий. Используется только малоэтажная высокоплотная застройка, здания не выше деревьев (2-5 этажей); первый этаж - как правило, мастерские, магазины, кафе, второй этаж - жилое помещение; кровля-газон или гелиоколлектор, солнечная батарея; широко используются пространственные конструкции покрытий как формы, наиболее близкие к природным формам; энергоактивные здания; форма зданий наиболее приспособлена для утилизации солнечной (и ветровой) энергии и энергосбережения (утепленные северные стены с минимумом проемов, теплицы и зимние сады с южной стороны, энергосберегающие окна, двери, стекла, форточки, жалюзи); места расположения жилых зданий выбираются с учетом исключения вредных воздействий электромагнитных полей земли (в стороне от геопатогенных зон); в конструкциях (кровля, стены) предусмотрены меры по наиболее полному озеленению горизонтальных и вертикальных поверхностей; в отделку зданий введены элементы национального искусства, настенной живописи. Имеется достаточно широкий набор зданий - отдельно стоящие индивидуальные дома, сгруппированные, кооперативные и др., но все они - недорогие, "неприбыльные".

Устойчивые конструктивные решения зданий и сооружений: надземно - подземные, подземные, здания на неудобъях, биопозитивные «умные» здания и инженерные сооружения, обеспечивающие сохранение почвенно-растительного слоя, очистку и восстановление природной среды.

Повышение устойчивости путем обеспечения общения, связей и равных возможностей по качеству жилья и обслуживания жителей. В составе эко - кварталов города предусматривается строительство залов общественных собраний (театров), экологического центра образования и воспитания с видеозалом, небольшим зоопарком, аквариумом, террариумом, оранжереей; многие жилые дома соединены на уровне 2 этажа верандами, играющими роль тротуаров, отделенных от проезжей части; отдельные здания имеют общие кровли-газоны или площадки-газоны на уровне 2 этажа для общения и прогулок соседей; отдельные жилые дома имеют общие сети сбора и очистки сточных и дождевых вод и общие установки для утилизации биоотходов и производства биогумуса.

Устойчивая энергия. Приняты все возможные решения по устойчивости энергопотребления, экономии энергопотребления и использованию возобновимой энергии: энергосберегающие объемно - планировочные и конструктивные решения зданий, гелиоколлекторы и солнечные батареи на кровлях и экранах лоджий, регуляторы тепла на каждой батарее и счетчики тепла, пассивное солнечное отопление и летнее охлаждение, использование стратегии "зеленого проектирования"("green design strategy"), аккумулирование энергии, утилизация внутреннего тепла; солнечные батареи на кровлях отдельных зданий, объединенные в общую электростанцию; при возможности - использование подземного тепла, ветровой энергии; биогаза, поступающего от метантенка с биоотходами, и др.

Устойчивые материалы. Максимально используются природные (главным образом имеющиеся в большом количестве в данном регионе и традиционные для него - кирпич, природный камень, дерево, черепица, стекло и др.) материалы, не вредные для человека. Одновременно поощряется использование материалов, которые могут быть в наибольшей степени рециклируемы (или повторно использованы) с минимальными потерями, после выполнения своих функций, при реконструкции или разборке: естественный камень, кирпич, дерево, стекло, алюминий, и др.; не рекомендуется использование выделяющих вредные вещества синтетических отделочных материалов, любых других материалов с вредными выделениями (гранитный щебень с повышенной радиоактивностью и др.). Ограничивается использование железобетона и стали.

Устойчивая деятельность в городе. Использование только экологичной техники и технологий, безотходность, природоподобие..

Устойчивый транспорт. В эко - сити поощряется общественный транспорт, не загрязняющий среду или выбрасывающий малые загрязнения, причем преимущество отдается электротранспорту (идеальным является электротранспорт в подземной трубе - типа метро) или личным электромобилям или автомобилям на газе; всячески поощряется пешеходное движение (для этого устраивается специальная сеть дорожек, не пересекающихся с транспортными путями, с озеленением; всячески поощряется велотранспорт, для чего также устраивается сеть удобных велодорожек, стоянок; на первом месте при проектировании сети дорог стоят пешеходные и велодорожки, а не автодороги; все стоянки личного транспорта находятся на границах эко - кварталов, чтобы не было проезда внутри кварталов; в особо нагруженных участках рекомендуется устройство движущихся тротуаров.

Устойчивое водопотребление. Вводятся меры по экономному использованию воды: предусматривается сбор и использование дождевой воды, стекающей с крыш (после небольшой очистки - как питьевой воды), сбор и использование дождевой воды с покрытий автодорог и проездов (после небольшой очистки - для полива зеленых насаждений, смыва в туалетах), сбор и повторное использование сточных бытовых вод после глубокой очистки (для полива зелени, смыва в туалетах), устройство подземного резервуара чистой воды для района; в некоторых работах предлагается устройство небольшого центра внутри эко - кварталов по подготовке, использованию и очистке всей воды внутри этого квартала (центр рециклинга воды всех соседей в эко - квартале), причем в этом центре могут быть установлены и некоторые сооружения и устройства, требующие повышенного расхода воды-бассейны для плавания, стиральные машины для всего квартала и др.; в подземном пространстве под этим центром располагаются резервуары чистой воды, устройства глубокой очистки стоков и небольшой очистки дождевой воды. Используются и простые способы экономии воды: счетчики, умывальники, душевые, краны с пониженным расходом воды и др.

Устойчивая система отходов. Внутри эко-сити действует система сбора и утилизации всех твердых бытовых отходов с целью, во - первых, их минимизации, и, во - вторых, полного рециклинга. Для этого отходы сортируют при их сдаче (в развитых странах принята сортировка бытовых отходов населением на горючие, утилизируемые и бросовые (только последние идут на свалку). Как правило, в эко - квартале все жители должны собирать отходы бумаги, стекла, металла, пластмасс в раздельные сборники. Отдельно собирают органические отходы. Если все же есть часть отходов, которые надо направить на свалки, то для сокращения объемов свалок отходы, которые туда направляются, прессуют на маленьких домашних прессах (они серийно выпускаются за рубежом). Это также исключает возгорание, развитие грызунов, выделение запахов. Растительные остатки и органические отходы компостируют и используют для получения биогумуса с помощью разных видов дождевых червей (вермикультура).

Очистка, рециклинг, восстановление свойств. Предусмотрена очистка всех загрязнений, сокращение (минимизация) поступления отходов и их повторное использование в результате рециклинга и переработки; очистка воздуха от пыли и загрязнений и улучшение его состава с помощью озеленения и сокращения выбросов, очистка воды, очистка и восстановление свойств почвы с помощью растений и биогумуса, и др.

Устойчивые ландшафты и устойчивое озеленение; возможное производство биопродукции (овощей и др.). Устойчивому озеленению и фитомелиорации города и экокварталов уделено специальное внимание: высокий индекс озелененности (много взрослых деревьев),специально подобраны виды деревьев, кустарника, трав с целью наиболее продуктивной очистки воздуха и дождевой воды и поступления в воздух целебных фитонцидов, создания наиболее эстетичных ландшафтов, наиболее биопродуктивных (много зеленой массы); озеленение всех доступных для этого горизонтальных и вертикальных поверхностей зданий и сооружений(кровли-газоны, стены-газоны, шумозащитные и подпорные стены-газоны, озелененные ограды, столбы освещения); создание системы ухода за этой зеленью; возможное отведение небольшой части территории для плодоносящего сада и огорода, куда и поступает компост и гумус; введение этого хозяйства в общую систему экологического воспитания детей.

Устойчивая фауна (мероприятия по сохранению биологического разнообразия, создание "ниш" для животных). Отвод небольшой части территории в зоне парка для создания участка "дикой природы" и расселения мелких животных, характерных для данного ландшафта и климата; устройство в конструкциях зданий и инженерных сооружений специальных "ниш" и скворечников для привлечения и расселения мелких животных и птиц; поддержание "зеленых коридоров", чистой среды, отсутствия шумового загрязнения для привлечения, обеспечения существования, размножения и свободной миграции животных; введение этого хозяйства в общую систему экологического воспитания детей.

Экологическое образование и воспитание, проверка перспективных экологичных решений. Выделение участков на территории города и эко - кварталов для возведения новых типов перспективных экологичных зданий: например, полностью энергетически автономный дом, энергоактивные здания, здания с пристроенными вертикальными теплицами с южной стороны, здания с полной утилизацией внутреннего тепла, надземно - подземные жилые дома (вся поверхность почвы не занята застройкой, кроме опор), активно - биопозитивные здания с очисткой воздуха и воды через все поверхности, контактирующие с воздухом и грунтовой водой, "умные" здания с автоматическим слежением за состоянием здоровья жильцов и поддержанием нормального их состояния, здания с естественными и не требующими энергозатрат технологиями.

2.4 Города будущего: уникальные проекты эко-сити

Город без машин

Построить город, в котором можно будет обходиться без автомобилей, взялось правительство Китая, одобрив проект населенного пункта Great City. «Великий город» строится с нуля невдалеке от Чэнду. Город будет рассчитан на 80 тысяч жителей, и любые передвижения по нему можно будет совершать пешком или на велосипеде без каких-либо сложностей.

Быстро добираться в любую точку города поможет его уникальная проектировка -- жилой центр будет расположен в самом центре Great City, а дороги, офисные и административные здания -- вокруг него. Таким образом, чтобы добраться пешком от центра до внешнего кольца из парков, необходимо будет потратить не более 10 минут.

Согласно проекту, китайский город будущего будет потреблять на 58% меньше воды и на 48% меньше электроэнергии. При этом количество отходов в нем будет ниже на 89%, чем в городах схожего размера.

Город без выбросов углерода

Если китайский Great City -- это город без машин, то Масдар в ОАЭ -- город без машин и без небоскребов.

Масдар уже сегодня строится с нуля в центре пустыни недалеко от Абу-Даби. Главной особенностью города станет его полная независимость от традиционных источников энергии. Вместо нефти, газа и угля Масдар будет получать энергию от солнца, ветра и геотермальных источников. Таким образом, он станет первым городом с нулевыми выбросами углерода.

В этом городе будущего особое место будет уделено скоростному общественному транспорту, исполинские «подсолнухи» будут укрывать улицы от дневного зноя, а накопленная ими энергия будет использоваться лишь в ночное время.

Зеленый город в пустыне

Дубай -- еще один город из ОАЭ, который сможет стать «зеленым» городом будущего. Специалисты компании Baharash Architecture создали проект, в котором использовали главные мировые достижения в эко-строительстве. Их проект включает в себя 550 комфортабельных вилл, учебных заведений и органических ферм, энергию для которых будут вырабатывать 200 квадратных километров солнечных панелей. Солнечные батареи смогут давать городу половину от его потребностей, а использование экологически чистого общественного транспорта позволит компенсировать оставшуюся часть выбросов углерода.

«Зеленый» город с плотной застройкой

В бюро Kjellgren Kaminsky Architecture считают, что сверхплотная застройка -- одна из визитных карточек города будущего. Специалисты бюро предлагают превратить в город будущего второй по величине шведский город Гетеборг. Согласно их планам, сверхплотная застройка и использование крыш для размещения на них огородов, солнечных батарей и ветряных мельниц полностью удовлетворит все потребности жителей в пище и энергии. Кроме того, такая застройка существенно ослабит трафик и поможет сделать городскую реку главной транспортной артерией.

Вертикальный город

В John Wardle Architects предположили, каким может стать австралийский Мельбурн через 100 лет. Их проект Multiplicity («Множественность») демонстрирует огромный мегаполис, растущий не вширь, а вниз и вверх. Для перемещения по Мельбурну будущего будут использоваться подземные и воздушные трассы, а над всем городом будет создана общая прозрачная «крыша», которая будет использоваться для выращивания пищи, сбора воды и солнечной энергии.

Город пешеходов

Пуэрториканский город Сан-Хуан -- это еще один город, в котором решили полностью отказаться от автомобилей. Но в отличие от Great City и Масдара, Сан-Хуан создается не с нуля, а перестраивается. Власти города, обеспокоенные стремительным сокращением числа жителей, инвестируют в перестройку 1,5 миллиарда долларов. Главной задачей является отказ от автомобилей и создание красивейших пешеходных зон. Власти Сан-Хуана рассчитывают, что экологически чистый город с прекрасными возможностями для расслабленного отдыха привлечет как туристов, так и будущих жителей.

Город-лужайка



Шан-Суи -- еще один китайский город будущего в нашем обзоре. Созданием его проекта занимается студия MAD Architects, а в основу самой идеи положено почитание в Китае водной стихии и гор. Шан-Суи представляет собой город с большим числом многофункциональных небоскребов. В каждом из них для жителей и гостей будут доступны десятки общественных мест с кусочками живой природы для спокойного отдыха и созерцания. Авторы проекта считают, что будущее -- за высокой плотностью заселения, ведь это позволит без труда добираться в любую точку пешком, на велосипеде или общественном транспорте.

Город с центром комфорта

Конкурс ReThink Athens призван был найти проект, который позволит полностью переосмыслить центр античного города, сделает его более спокойным и чистым.

Победителем конкурса был признан проект, предлагающий отказаться от автотранспорта, и наполнить центр Афин зелеными зонами для создания более комфортных условий для пеших прогулок. А небольшая перепланировка позволит пешком без труда добираться из центра в соседние районы.

3D-город

Одним из самых оригинальных проектов конкурса eVolo 2011 Skyscraper Competition стал проект NeoTax. Его суть -- в строительстве домов не только вверх, но и в стороны над деревьями. Проще говоря, дома в городе будущего будут занимать лишь небольшую площадь на земле, но в воздухе на уровне 10-20 этажа они будут разрастаться во всех направлениях. Таким образом, удастся сберечь зеленые насаждения, а сами здания за счет строительства дополнительных модулей, предложат людям намного большую площадь для жизни и работы.

Город из камешков



Черпая свои идеи из природных форм, бельгийский архитектор Винсент Каллебо предложил проект города будущего для китайского города Шэнчьженя. Каждое здание, согласно задумке Каллебо, будет выглядеть как пирамидка из морских камешков, поставленных друг на друга. Архитектор подчеркивает, что такой дизайн наполнит город позитивной энергетикой и позволит оборудовать сады и огороды непосредственно в жилых башнях. Кроме того, «пирамидки из камешков» будут иметь ветрогенераторы и солнечные батареи, а высокая плотность квартир и домов уменьшит роль автотранспорта.

Проект Turbine City

Это туристический комплекс на альтернативной энергии. Специалисты компании On Office представили проект размещения в районе береговой линии Норвегии ряда гигантских ветрогенераторов, которые станут частью масштабного туристического комплекса Turbine City. Ветрогенераторы будут объединены в группы наподобие искусственного архипелага. Ветроэлектростанции будут обеспечивать электроэнергией построенные на воде развлекательные и оздоровительные заведения: отели, музеи, торговые центры. Для обеспечения Turbine City энергией будут использоваться ветрогенераторы мощностью 1-8 МВт.

...