Экологические нормативы в архитектурно-градостроительном проектировании

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Актуальность исследования. Увеличение проблем, связанных с ухудшением состояния окружающей среды, способствовало постепенному формированию нормативной экологической базы. Возникновение и становление экоправа продолжалось достаточно длительное время, однако укрепилось экологическое законодательство в развитых странах с введением экологических нормативов в середине-конце XX века. Для подтверждения экологичности и энергоэффективности экоустойчивых объектов на рубеже XXI века принимаются экологические стандарты (ЭС) для зданий, ориентированные на национальное экологическое законодательство страны, где они разрабатываются.

В настоящий момент роль эконормативов очень велика, они регулируют многие аспекты экологичности, в том числе безопасное строительство и утилизацию зданий, снижение эксплуатационных издержек (энерго-, водопотребления), обращение с отходами, выбор материалов, уменьшение выбросов углекислого газа, сохранение природных ресурсов, при этом не учитывая экологические архитектурно-градостроительные принципы проектирования.

Технологическая направленность "зеленого" строительства в скором времени способна исключить экоустойчивые архитектурные решения, разработанные на протяжении многих столетий древними зодчими и архитекторами.

Международные экостандарты, нацеленные в большей степени на стимулирование бизнеса и внедрение "зеленых" технологий, оказывают существенное влияние на объемно-пространственные приемы, устанавливая ряд критериев, обязательных для исполнения. Учитывая быстрые темпы распространения ЭС в мировой строительной индустрии, в скором времени экосертификация будет обязательным требованием, в связи с чем возникает необходимость выявить степень влияния ЭС на проектирование. В России уже разработаны национальные стандарты экологичности в строительстве, однако нет системы для архитектурного экологического проектирования общественных зданий.

Интеграция экоприемов в структуру зданий требует особого подхода к архитектурному формообразованию. Для использования экоустойчивых решений архитекторам необходимы систематизация архитектурно-градостроительных принципов и модель системы экологического проектирования.

Актуальность темы связана с усовершенствованием и ориентацией российских ЭС, находящихся на стадии становления, в сторону архитектурно-строительной экологии, безопасной для природы, а не автоматизации систем, зависящих от дорожающих энергетических ресурсов.

Теоретическая база исследования: экологические закономерности при возведении зданий и городов выявлялись в трактатах Альберти Л.Б. "Десять книг о зодчестве" (XV в.), Палладио А. "Четыре книги об архитектуре" (XVI в.);

- история России и права изучалась по книгам Анисимовой И.П., Дулова А.В., Зимина А.А., Манькова А.Г., Плехановой Л.А., Соловьева С.М., Ялбулганова А.А.; история экоправа - в работах Булгакова М.Б., Краснощекова Г.П., Кульпина-Губайдуллина Э.С., Маковика Р.С., Рахимовой Л.М., строительное законодательство России - в трудах Золотаревой М.В., Пирожковой И.Г.; история государства и права зарубежных стран - в изданиях Дживелегова А.К., Исаева М.А., Жидкова О.А., Крашенинниковой Н.А.;

- вопросы градостроительства и градоэкологии изучены в работах Айдаровой Г.Н., Ахмедовой Е.А., Глазычева В.Л., Гутнова А.Э., Клочковой О.Н., Краснощековой Н.С., Крашенинникова А.В., Лежавы И.Г., Маслова Н.В., Нефедова В.А., Тетиора А.Н.; экологическая культура и социальная экология - в работах Яницкого О.Н., Ситарова В.А.; охрана окружающей среды - в изданиях Вронского В.А., Миркина Б.М.; типология и архитектоника зданий рассмотрена в трудах Гельфонд А.Л., Змеул С.Г., Норенкова С.В.;

- проблемы архитектуры энергоактивных зданий рассматривали советские ученые: Беляев В.С., Бродач Н.В., Захаров В.В., Мелуа М.Д., Сарнацкий Э.В., Селиванов Н.П., Табунщиков Ю.А.; среди авторов книг по экоустойчивому проектированию рассмотрены: Бауэр М., Бэкер А., Боери С., Винес Дж., Гернот М., Гилман Р., Даунтон П., Зоколей С., Линз В., Меркат Г., Файст В., Шварц М., Юделсон Дж., Янг К.; роль эконормативов в архитектурно-градостроительном проектировании изучена в книгах Князевой В.П., Чистяковой С.Б.; вопросы стандартизации и "зеленого" строительства рассматривали: Гуткин А., Крылова Г.Д., Миллер Ю.В., Наумов А.Л., Ремизов А.Н., Смиф Х.;

- изучались диссертационные работы по энергоэффективности и экологичности зданий и пространств: Анисимова Л.Ю., Афанасьевой О.К., Баклановой Э.И., Волковой Л.А., Ворониной А.В., Денисенко Е.В., Иовлева В.И., Куликова Д.А., Молодкина С.А., Пипунырова П.В., Погонина А.О., Рябова А.В., Смирновой С.Н., Тиманцевой Н.Л., Тиханчикова О.С., Тунга Н.Т., Экономова И.С.

Несмотря на многообразие работ, посвященных исследованию экопроектирования, внедряемым национальным ЭС для зданий, отсутствует структурированная модель системы экологического проектирования общественных зданий на начальном этапе, свободно применяемая российскими архитекторами.

Нормативно-правовая база исследования:

- нормативная документация Российской Федерации: экологическое законодательство (Законы РФ, ФЗ, Приказы, Указы, Постановления), нормативные и методические документы в сфере экологии, энергосбережения и строительства (СНиП, ЕНиР, ГОСТ, СанПиН, СП, ГН, ВСН, СТ СЭВ, Р, ЭПП, П, МУ);

- зарубежное экологическое законодательство: директивы Европейского союза в области экологии и энергосбережения (85/337/EEC, 2002/91/EC, 2010/31/EC), EUROCODE, DIN, REACH, Киотский протокол в странах СНГ;

- международные системы экологической сертификации зданий: BREEAM (Великобритания, 1990 г.), LEED (США, 1998 г.), DGNB (Германия, 2009 г.), SB-Tool (Канада, 2007 г.), CASBEE (Япония, 2001 г.), Green Star (Австралия, 2003 г.), Three Star (Китай, 2007 г.), SBAT (Южная Африка, 2010 г.), HQE (Франция), "Зеленый стандарт" (Россия, 2011 г.), олимпийский "зеленый" стандарт (Россия, 2011 г.), НП-СПЗС 1.1.М - 2011 (Россия, 2011 г.);

- международные экостандарты в строительстве: Passive House (Германия, 1996 г.), Minergieм (Швейцария, 1998 г.), PromiseE (Финляндия, 2003 г.), Code for Sustainable Homes (Великобритания, 2007 г.), Open House (Европа), Living Building Challenge 2.0. (США, 2009 г.), Active House (Европа, 2010 г.), EcoMaterial (Россия, 2010 г.), АДДсерт (Россия, 2011 г.).

Цель исследования состоит в выявлении предпосылок, этапов формирования, становления экологического законодательства, выражении эконормативов в принципах архитектурно-градостроительного проектирования, соответствующих современным международным экоустойчивым требованиям.

Задачи исследования:

- в процессе изучения исторического материала: природоохранных актов (XI-XIX вв.), архитектурно-градостроительных приемов в проектировании (XV- середина XX вв.) выявить предпосылки возникновения эконормативов;

- изучить и проанализировать международную политику в области экологического строительства, выявить основные цели, задачи, ограничения, накладываемые экостандартами, и определить степень влияния их требований на архитектурное формообразование;

- на основе изучения эконормативов и опыта проектирования архитектурно-градостроительных объектов (XV-XXI вв.) сформулировать принципы организации экоустойчивого пространства;

- разработать теоретическую модель системы архитектурного экологического проектирования и научно-методический подход к экореабилитации общественных зданий в городской среде.

Объектом исследования являются: эконормативы - международные экостандарты в строительстве и созданные на их основе сертифицированные здания; а также поселения, районы, города, соответствующие требованиям экоустойчивого проектирования будущего.

Предметом исследования становятся закономерные требования эконормативов и экостандартов, влияющие на выбор архитектурных решений, и поиск направлений их совершенствования в рамках предложенной автором системы.

Гипотеза исследования состоит в том, что определение характерного влияния требований эконормативов на архитектурно-градостроительное пространство позволит сформировать новый подход для экоустойчивого проектирования будущего, учитывая как современные приемы, так и разработанные архитекторами на протяжении долгого периода в истории архитектуры.

Границы исследования обозначены формированием эконормативов ХI-ХХI вв. - периодом зарождения природоохранных мероприятий, экоприемов в проектировании, формированием экологической политики разных стран. Данная работа сосредоточена на изучении международных экологических стандартов. Анализ опыта проектирования экологических объектов в данном исследовании не включает в себя жилищное строительство, также в границы работы не входят предложения по экопроектированию для различных климатических зон.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- впервые формирование эконормативов рассмотрено в процессе исторического развития общества на примере законодательных актов различных эпох, справочных пособий в области архитектуры, экологических архитектурно-градостроительных объектов;

- автором сформулированы определения "зеленого" строительства (экологический стандарт, система экологической сертификации, сертифицированное здание), выявлены методы стимулирования экоустойчивого проектирования за рубежом, предложено усовершенствование экологической политики в России;

- на основании сопоставления критериев ЭС, имеющих инженерно-техническую направленность требований, определена степень их влияния на архитектуру;

- на основании сопоставления критериев стандартов с более чем 120 проектами экозданий, экопоселений, экорайонов, экогородов сформулированы принципы организации экоустойчивого пространства;

- впервые разработаны структурированная модель системы для начального этапа экопроектирования и научно-методический подход к экореабилитации общественных зданий с учетом действующих на сегодня эконормативов.

Практическая значимость определена использованием научных результатов для усовершенствования эконормативов и систем экосертификации в России или в качестве отдельного руководства по проектированию и реконструкции экоустойчивых объектов. Материалы исследования могут быть включены в: курсы лекций по архитектурно-строительной экологии, архитектурной физике, практические занятия по "Архитектурному проектированию".

Методика исследования основана на базе анализа литературных источников, научных журналов, интернет-ресурсов, научно-документальных фильмов, нормативных документов, экостандартов, мирового опыта проектирования экоустойчивых объектов; наглядного изучения научно-технических разработок.

В работе широко применяется графоаналитическая форма анализа. Используется метод графического моделирования теоретических принципов экоустойчивого архитектурно-градостроительного проектирования. Проводится натурное обследование с фотофиксацией новых общественных объектов Саратова с выявлением несоответствия современным требованиям экоустойчивого проектирования. Проведен эксперимент по предложению концептуального решения экореабилитации существующих зданий в городской среде.

На защиту выносятся:

- предпосылки возникновения и этапы формирования эконормативов;

- требования эконормативов, регулирующих аспекты устойчивого проектирования;

- влияние критериев экостандартов на архитектурное пространство;

- новые принципы экоустойчивого архитектурно-градостроительного проектирования и научно-методический подход к экореабилитации общественных зданий в городской среде.

Апробация работы: основные положения диссертации отражены в 18 публикациях (5 в изданиях, рекомендованных ВАК). Результаты исследования раскрыты в научных докладах на международных и внутривузовских научно-практических конференциях (2010- 2013 гг.). Материалы исследования реализованы в учебном проектировании СГТУ на 3, 4 курсах по дисциплине "Архитектурное проектирование" и использованы в рабочей программе по дисциплине СДА.В.ОЗ "Энергосберегающие здания". Принципы экопроектирования апробированы в дипломных работах по темам: "Жилой комплекс с энергоэффективными домами", "Российская научная антарктическая станция "Восток".

По материалам научной работы в 2011 году подготовлено "Предложение по стимулированию законодательства в области экологического малоэтажного строительства для России" в "Рабочей группе по совершенствованию законодательства" Совета RuGBC. Положения диссертации использовались при разработке раздела "Архитектурно-планировочные и конструкторские решения" системы сертификации зданий "Зеленые стандарты". На базе исследования автором ведется деятельность в Совете по "зеленому" строительству НП СПЗС.

Основные положения диссертации апробированы в практической архитектурной деятельности автора, являющегося консультантом DGNB (немецкого стандарта экоустойчивого строительства). Дипломный проект автора "Поселок с энергоэффективными домами в районе села Шумейка" (2009 год выпуска) послужил началом диссертационного исследования, в 2010 году проведен по системе конкурсной оценки в рамках 1-го Всероссийского конкурса "Green Awards". Данному проекту присвоены дипломы: МООСАО; СМА; участника международных конкурсов во Флоренции от культурного фонда Ромуальдо дель Бьянко (2010 г.), устойчивого развития среды Holcimawards-2011.

1. Предпосылки возникновения экологических нормативов в архитектуре и градостроительстве

экологический градостроительный энергосберегающий

Рассматривается природоохранное законодательство русского государства и зарубежных стран (XI-XIX вв.), анализируется экологическая ситуация в архитектурно-градостроительном проектировании (XV - середина XIX вв.), изучается период зарождения эконормативов в архитектуре и градостроительстве (середина XIX - XX вв.).

Авторский анализ законодательных норм и правил от Древней Руси до Российской империи показал, что противостояние природным силам и стихиям со стороны человека на Древней Руси выражалось в первых запретах, грамотах, указах, касающихся защиты лесов от пожаров, плодородных угодий и домашних животных от сторонних посягательств ("Русская правда", Вислицкий статут, Судебник 1589 г., Валовый писцовый наказ, Соборное уложение 1649 г.).

Государственных постановлений об охране природы на первых порах не было, что связано с незначительным антропогенным влиянием человека на естественное окружение. Формирование природоохранного законодательства началось в Российской империи (XVII - XVIII вв.) с активным развитием наук, экспериментальной деятельности и производства. Формирование экоправа в полном соответствии с нынешним его пониманием в России было начато Петром I.

Анализ "Строительного устава Российской империи 1876 года" в соответствии с разделами международных экостандартов показал, что в рассматриваемом документе большое внимание уделялось безопасному месту расположения здания, устройству правильных улиц установленной ширины, отступов до построек, выбору качественных материалов, достаточной инсоляции помещений, противопожарной защите, но отсутствуют требования по сохранению тепла в зданиях, которые сегодня относятся к энергосберегающим решениям.

Законодательные акты Средневековой Европы берут начало в варварских древних Правдах. Немногочисленные постановления относительно вырубки лесов, краж и убийств животных не дают полного представления об отношении человека в те далекие времена к природному окружению. В период существования мануфактурного производства и развития промышленности больше внимания стало уделяться охране природных ресурсов: контролю вредных выбросов в окружающую среду, сбережению лесных массивов, незагрязнению рек, организации заповедников и охране животных. С увеличением плотности городской застройки (середина XIX в.) издаются нормативы, регулирующие инсоляционный режим и доступ свежего воздуха в помещения. Особенно тяжело пострадала естественная среда в период развития капитализма (конец XIX - начало XX вв.), когда вместе с лесами исчезали некоторые виды животных.

Написание трактатов об архитектуре великих зодчих Альберти Л.Б. и Палладио А. (XV - XVI вв.) в эпоху Возрождения являлось своего рода началом нового "здорового" проектирования городов и зданий в гармонии с окружением, после средневековой зажатости и ограниченности городского пространства. Анализ книг показал, что существует явная связь древних трактатов с критериями современных экостандартов.

Неспокойная военная ситуация Средневековья делала необходимым возводить оборонительные сооружения вокруг городов и зданий все больше отдаляя человека от природы. Проекты идеальных городов (конец XV- середина XIX вв.) свидетельствуют о стремлении архитекторов того времени создать благоприятные условия для человека; развитие идей регулярного планирования, функционального зонирования и расширение зеленых пространств способствовали органичному развитию городов со здоровым микроклиматом.

Формирование в начале XX века науки экологии и ее расслоение на научные течения: архитектурно-строительную экологию, визуальную экологию, социальную экологию закрепили экологическое направление в проектировании, регулируемое и структурируемое в дальнейшем эконормативами. Возникновение в начале-середине XX века одного из направлений модернизма - органической архитектуры, сближающего здание с природной средой, проектирование энергоактивных зданий, развитие бионаправленной архитектуры на рубеже XXI века являются своего рода предтечами для зарождения современных ЭС.

Анализ экологической ситуации в архитектурно-градостроительном проектировании Европы и России в середине XIX - начале XXI вв. позволил автору выделить три временных этапа формирования эконормативов (ЭН):

Этап зарождения ЭН (середина XIX - середина XX вв.), когда четко наметилось два направления развития городов: углубленная урбанизация и дезурбанизация. В понимании человека формируется мысль о возвращении к природной среде с включением зеленых насаждений в города и в объем здания.

Этап развития ЭН (середина XX - конец XX вв.) характеризуется активной политикой в сфере энергосбережения, интенсивным загрязнением окружающей среды, активным внедрением приемов экопроектирования, схожих с требованиями современных систем экосертификации зданий и городских территорий. Этап становления ЭН (конец XX - начало XXI вв.) характеризуется формированием устойчивых требований, повышающих экологичность архитектуры (благоприятная среда обитания, сокращение площади застройки, энергосберегающие технологии, безотходное производство, экоматериалы, "здоровый" микроклимат) и введением международных ЭС в строительстве.

Для определения роли эконормативов в архитектуре и накладываемых ими ограничений возникает необходимость изучить основы экологического законодательства развитых стран и структуру действующих ЭС в строительстве.

2. Формирование требований международных эконормативов в проектировании (середина XX - XXI вв.)

Освещаются вопросы по экологической политике европейских стран, США и России, анализируются и сравниваются международные экостандарты в строительстве, определяются критерии стандартов, влияющих на архитектуру зданий, выявляются архитектурные, технологические, инженерные особенности зданий, сертифицированных по стандартам BREEAM, LEED, DGNB.

При формулировании терминов экоустойчивого проектирования автором определена технологическая направленность "зеленого" строительства, в большей степени нацеленного на внедрение инженерных технологий; экопроектирование, в свою очередь, подразумевает применение объёмно-пространственных архитектурных методов, влияющих на энергопотребление и ресурсосбережение, безопасное для окружения. В XXI веке следует разделять эти два направления в целях уменьшения техногенного давления на природные экосистемы. Человек не должен отдаляться от природы путем упрощения и автоматизации процессов жизни, архитектурная среда, созданная в согласии с естественным окружением, никогда не заменит интеллектуальных систем, регулирующих все процессы жизнеобеспечения в здании и на территории.

Сегодня "зеленое" строительство стимулируется экологическими стандартами и системами экологической сертификации, способными ускорить переход от традиционного проектирования зданий и сооружений к устойчивому.

Во 2-й половине XX века охрана окружающей среды стала важным элементом внутренней правовой системы развитых стран. Большое внимание в Европе уделяется вопросам энергосбережения и уровню выброса СО2.

При рассмотрении экологического законодательства стран-членов ЕС (Швеции, Латвии, Финляндии, Австрии, Дании, Франции, Германии, Англии) и США определено три метода регулирования в области экостроительства.

* Принудительный метод - законы, аудиты, обязательные требования по сбережению, рациональному использованию энергии для застройщиков, арендаторов, покупателей при строительстве, реконструкции и эксплуатации зданий.

* Поощрительный метод - материальная помощь и дополнительные стимулы при строительстве экологических зданий.

* Информационный метод - ознакомление, обучение и массовая пропаганда принципов экоустойчивого строительства.

Наиболее действенным методом в области экостроительства является принудительный метод, поощрительный метод стимулирует собственников экономно относиться к расходу ресурсов и использовать энергию от возобновляемых источников, информационный метод помогает инвесторам и пользователям ознакомиться с преимуществами "зеленого" строительства.

Исследование экологической политики в России показало, что у нас отсутствует структурированная система эконорм для зданий. Разделение существующих российских документов по основным разделам ЭС2 позволило автору проследить состояния законодательной базы на текущий момент времени по количеству введенных постановлений (таблица 1).

Таблица 1 - Законодательная база Российской Федерации

Название раздела экостандарта	Форма документа	Период введения, гг.	Кол-во документов, %
1. Прилегающая территория	ФЗ, Приказ, Указ, Постановление, СНиП, ЕНиР	1976-2011	15,5
2. Охрана природы	Приказ, ГОСТ, ГОСТ Р ИСО	1977-2012	10,7
3. Водоэффективность	ГОСТ, СНиП, СанПиН, СП, ГН	1983-2001	8,7
4. Энергосбережение	Закон РФ, ФЗ, Указ, Постановление, Приказ, ГОСТ, СНиП, ВСН, Р, ЭПП, СП, П	1979-2009	36,9
5. Материалы	ГОСТ, ГН, МУ	1977-2001	3,4
6. Отходы	ФЗ, Приказ, ГОСТ Р	1998-2002	2
7. Здоровье и социальное благополучие	ГОСТ, СНиП, СТ СЭВ, ВСН, СанПиН	1977-2002	22,8

Большинство указов - в области энергосбережения, наименьшее количество требований - в области раздельного сбора отходов, их безопасной переработки и утилизации, практически нет норм по рациональному водопотреблению, благоприятному микроклимату внутри здания и на участке, использованию экоматериалов. Анализ российских строительных норм показал, что многие требования СНиП, СанПиН, СП схожи с критериями международных ЭС.

Автором сформулированы предложения по усовершенствованию экологической политики в России: формирование эконормативов по: раздельному сбору и переработке бытовых отходов, рациональному водопотреблению, сбору дождевой воды, благоприятному микроклимату, использованию экологичных стройматериалов; массовое внедрение энергосберегающих решений для зданий; обязательное получение энергосертификата для новых и реконструируемых зданий; повышение уровня контроля качества экоустойчивых решений после сдачи объекта в эксплуатацию; изменение поведения потребителей (при предоставлении экологического сертификата - выдача субсидий); государственное стимулирование использования экологических мероприятий при строительстве (предоставление льгот, кредитов с низким процентом, снижение налогов); высокий уровень информативности населения (школьников, студентов).

К предпосылкам формирования международных ЭС можно отнести: природно-климатические, территориальные, производственные, социально-экономические факторы. Сегодня системы сертификации зданий не заменяют собой требований эконормативов, установленных в своей стране, они только дополняют более совершенными критериями оценки качество постройки.

При анализе стандартов BREEAM (Великобритания, 1990 г.), LEED (США, 1993 г.), DGNB (Германия, 2009 г.) определены их основные цели: защита окружающей среды; благоприятные условия для здоровья человека; экономическая целесообразность. Системы в большей степени нацелены на коммерческую выгоду, в наименьшей степени проявляется забота об окружающей среде и не рассматривается возможное влияние экотребований на архитектурно-градостроительное проектирование. По версии экспертов, BREEAM и LEED были разработаны в большей степени инженерами, экологами, экономистами, в результате чего оценке подлежат лишь технические составляющие здания (энергосбережение, водоотведение, транспорт) и не берутся во внимание такие аспекты, как социально-культурные ценности, взаимосвязь с окружением (архитектурно-строительная экология), эстетически привлекательные архитектурные решения, выражающиеся в новом направлении - визуальной экологии.

Развитие идей "зеленого" строительства и внедрение систем экосертифицирования в зарубежных странах прошло долгий путь (1990-2013 гг.), в России ЭС только на подходе. С определением города Сочи местом для проведения зимних олимпийских игр (2014 г.) у нас закрепился курс на экоустойчивое проектирование. Соответствие спортивных сооружений мировым стандартам качества побудило проектировщиков использовать новые "зеленые" решения (внедряются "Зеленый стандарт", олимпийский "зеленый" стандарт).

При сравнении структуры двенадцати систем экосертифицирования (BREEAM, LEED, DGNB, SB-Tool, CASBEE, Green Star, Three Star, SBAT, HQE, "Зеленый стандарт", олимпийский "зеленый" стандарт, НП-СПЗС) определено, что в основе рассматриваемых документов лежат разделы британского стандарта BREEAM и американского LEED, как наиболее распространенных, давно зарекомендовавших себя на международных строительных рынках.

Распространение экосертифицирования зданий в мире проявляется в общности стандартов по многим позициям экооценки2, используемых автором в научной работе как основы для выявления экологических закономерностей.

В процессе исследования систематизированы ограничения, накладываемые экологическими стандартами (BREEAM, LEED, DGNB, "Зеленый стандарт", НП-СПЗС 1.1.М - 2011) на здания. Одни требования ЭС не устанавливают жестких границ и предполагают творческий подход к реализации экопринципов, другие критерии устанавливают ограничения в свободе выбора концептуальных возможностей, в минимальном количестве представлены требования относительно архитектурных экорешений зданий. Соответствие требованиям ЭС может оказывать определенное влияние на формообразующие факторы объектов: планировку, выбор строительных материалов, тип остекления, освещения, утепления, ограждающие элементы фасадов, автоматизацию всех систем и пр.

Анализ критериев систем (BREEAM, LEED, DGNB, "Зеленый стандарт", НП-СПЗС) с перераспределением требований по разделам, предложенным автором, показал, что большинство ЭС имеют инженерно-техническую направленность (таблица 2). Выполнение требований ЭС зачастую превращают здания и поселения в "умные механизмы", зависящие от электроэнергии и другой подпитки извне, что негативно сказывается на формировании архитектурных объемов и городских пространств.

Таблица 2 - Анализ критериев международных экостандартов

Количество требований рассматриваемого раздела, %	Название экологического стандарта
	BREEAM	LEED	DGNB	"Зеленый стандарт"	НП- СПЗС
Инженерно-технические системы, оборудование	20,02	34,6	14,28	28,35	26,24
Объемно-планировочные решения	14,56	5,76	6,12	13,23	16,40
Конструктивные решения	3,64	3,84	6,12	11,34	4,92
Эффективное использование материалов	10,92	19,2	6,12	9,45	9,80
Эстетические решения	1,82	1,92	4,08	-	-

Создатели ЭС в наименьшей степени учитывают архитектурную составляющую, ведь энергоэффективности, а следовательно, и экологичности можно добиться и архитектурными приемами. В строительных нормах, разработанных еще в СССР (СП 31-107-2004), приведены различные архитектурно-планировочные решения многоквартирных жилых зданий, характерные для определенного климата, позволяющие сберегать энергию в холодных регионах и избегать перегрева зданий в районах с жарким климатом. Сегодня при сертифицировании объектов происходит "выхолащивание" архитектуры, зачастую здания возводят в виде простых остекленных объемов с содержанием внутри "зеленых" технологий. В России ЭС не должны становиться аналогом зарубежных систем, а способны формироваться, учитывая культурные, природно-климатические, социальные и экономические реалии страны.

В процессе исследования произведена систематизация особенностей проектирования зданий разной типологии (учебно-воспитательного назначения, сервисного обслуживания, культурно-досуговой деятельности, научно-исследовательского и кредитно-финансового назначения) за рубежом и в России, сертифицированных по BREEAM, LEED, DGNB, по следующим аспектам: архитектурные и технологические решения; инженерное обеспечение.

При помощи фотоизображений и архитектурной графики определены схожие архитектурно-композиционные решения "зеленых" небоскребов: одиночные параллелепипеды правильной или изогнутой формы; спаренные идентичные высотные объемы; прямоугольные формы, расположенные уступами; здания, объединенные единой платформой нижних этажей. На фасадах выявлены типовые ритмические ряды одинаково повторяющихся геометрических элементов, членений как противопоставление бионаправленной архитектуре.

Выявлены следующие типологические ряды "зеленых" зданий: высотные компактные доминанты с остекленными плоскостными фасадами; объемы простой кубической формы со сплошным остеклением; объемы простой прямоугольной формы с ленточным остеклением; расчлененные объемы павильонного типа; пластичные объемы криволинейной формы, взаимодействующие со средой; линейные формы простой или сложной геометрии, гармонично вливающиеся в природную среду.

Некоторые технологические решения экосертифицированных построек полностью автоматизированы, другие не требуют энергопотребления. Для "зеленых" зданий типично интеллектуальное управление всеми процессами и инженерными коммуникациями. В отличие от западных, в российских экосертифицированных сооружениях по минимуму представлены экологические архитектурные решения, по максимуму - "зеленые" технологии.

Выбор экологических решений для сертифицируемых зданий напрямую зависит от климатических условий местности. В районах с теплым климатом чаще используются павильонный тип сооружений с навесами, террасами, биоразнообразие территории, водоемы, растительность на фасадах, большие окна, перфорированное остекление, светоотражающее покрытие на кровле, мощные охладительные установки. Для холодного климата характерны компактные планировочные решения, небольшие энергоэффективные окна, герметичная теплоизоляционная оболочка, высокоэффективное оборудование для обогрева.

Можно заключить, что требования экостандартов в большей степени ориентированы на инженерно-конструктивные и социально-функциональные факторы, не учитывается архитектурно-художественная выразительность зданий, заложенная еще древними зодчими (новая система пропорций ордеров А. Палладио, чистота форм и гармоничность соотношений архитектуры Л.Б. Альберти), в третей главе автор пытается решить данную проблему.

3. Принципы архитектурно-градостроительного проектирования в контексте экологических нормативов

Предлагаются экопринципы организации архитектурно-градостроительного пространства, сформирована авторская модель системы экологического проектирования общественных зданий, предложен научно-методический подход к экореабилитации.

Активное распространение на рубеже XXI века экостандартов в строительстве создало необходимость выявления их роли в формировании архитектурно-градостроительных пространств с целью усовершенствования требований ЭС и уменьшения техногенного давления на природу.

При выявлении соответствия первых экопоселений (1970-1990 гг.) современным ЭС определено, что до введения систем человек формировал пространство вокруг себя за счет природных особенностей места, подручных стройматериалов и общей идеологии взаимопомощи между жителями. Технологические решения при этом сведены к минимуму и возможны при использовании энергии только от альтернативных источников, что делает строения не зависящими от дорогостоящего топлива. При систематизации современного опыта проектирования экорайонов (2000-2013 гг., после введения ЭС) определена технологическая направленность экопроектирования (интеллектуальные системы: освещение, солнцезащита, рекуператоры, датчики-регуляторы, автополив и пр.).

При рассмотрении мирового опыта и теоретических исследований экологически эффективного проектирования и строительства определены и сопоставлены архитектурные, социальные и технологические решения рассматриваемых объектов. На основе обобщения материала определены экоустойчивые методы проектирования: безопасное взаимодействие архитектуры и естественного окружения; экономическая устойчивость объектов; минимальное использование инженерно-технологических решений в архитектурно-градостроительном пространстве; благотворное взаимодействие жителей с природой.

В XX веке угроза экологической катастрофы на Земле приводит к формированию нового типа городского образования - экогорода. Автором при изучении 50 проектов экополисов (1950-2013 гг.) предложена их следующая классификация по: хронологии; странам; степени реализуемости; месту расположения в биосфере; климатическим условиям; концептуальным особенностям; формообразованию; степени экологичности.

В процессе исследования определены типологические виды градостроительных структур (экопоселений, экорайонов, экогородов) по следующим особенностям: расположению в биосфере; взаимодействию с окружением; использованию территории; выбору объемно-планировочной концепции; изменению композиционной структуры; типологии жилой застройки.

На сегодня в зарубежных ЭС и строительных российских нормативах не учитывается экоустойчивое градостроительное проектирование. По мнению автора, необходим комплексный подход в экологической оценке объекта и окружающей его градостроительной среды. Автором сформулированы основные принципы организации экоустойчивого градостроительного пространства.

* Принцип функциональной организации прилегающей территории без ущерба для окружающей среды: с учетом природно-климатических особенностей выбор "здорового" места для строительства с хорошей видовой панорамой; рациональное планирование территории с благоприятной ориентацией улиц, зданий по сторонам горизонта; включение зеленых насаждений в городскую ткань и структуру зданий; строительство, безопасное для окружающей среды.

* Принцип обеспечения водоэффективности, необходимой для нужд населения: вода из местных источников; безотходная система использования водных ресурсов включает ряд мероприятий по эффективному очищению и облагораживанию существующих и созданию новых водоемов; приветствуются биоспособы очистки водоемов.

* Принцип активного и пассивного энергосберегающего пространства: предполагает рациональное расположение возобновляемых источников энергии в городской среде; пассивные методы энергосбережения включают благоприятно ориентированные компактные структуры для максимального использования солнечной радиации; эффективные теплоизоляционные материалы.

* Принцип организации рельефа с учетом микроклимата участка и создания благоприятных условий внутри кварталов: естественное затенение и проветривание; особое расположение улиц и зданий.

* Принцип минимизации длины инженерно-транспортных сетей: замкнутый цикл энерго-, водопотребления и отходов; использование безотходных технологий; облагораживание выступающих над землей инженерных сооружений; планировка, способствующая отказу горожан от автомобилей в пользу пеших прогулок; бесплатная аренда велосипедов; общественный экотранспорт; освобождение центра города от заторов, за счет перехватывающих парковок.

* Принцип социального взаимодействия жителей: заключается в безопасной человеческой деятельности на территории; обучении населения мероприятиям по сохранению природы; развитии экотуризма, научного туризма; интернет-магазинов для покупки продуктов; аграрно-продовольственных цепей.

На текущий момент нет четко структурированной системы на начальном этапе экопроектирования общественных зданий, адаптированной и свободно применяемой архитекторами. Необходимо создать такое руководство для проектирования, в котором экологичности во всех аспектах, будь то территория, энергосбережение или водоэффективность, можно было бы достичь в основном за счет архитектурно-планировочных и композиционных решений, с минимальным использованием интеллектуальных процессов, зависящих от энергии.

При разработке концептуальной модели системы экопроектирования общественных зданий автором предложены экологические методы и средства организации архитектурного пространства, безопасные для природы и человека, по следующим разделам: прилегающая территория; водоэффективность; энергосбережение; материалы и конструкции; отходы; микроклимат; здоровье и социальное благополучие. В авторской модели системы архитектурного проектирования в процентном отношении предложены следующие решения: архитектурно-композиционные (54%); архитектурно-технологические (24%); организационно-социальные (12%); инженерные (8%); экономические (2%).

В процессе диссертационного исследования систематизированы архитектурные экологические принципы проектирования общественных зданий.

* Принцип благоприятного взаимодействия здания и среды с учетом природно-климатических особенностей места строительства: безопасное возведение и органичное включение зданий в окружающую среду без негативного воздействия на природу и окружение; использование даров природы по мере необходимости без существенного вреда; восстановление нарушенных ландшафтов, экосистем; снижение автоматизации систем без вредных отходов.

* Принцип использования потенциала места строительства: гармоничное сосуществование здания с природной средой, используя естественное освещение, естественную вентиляцию, дождевую воду; функциональное зонирование здания и участка по отношению к сторонам горизонта и ветрам.

* Принцип тщательного подбора строительных материалов: в зависимости от природных особенностей места и конструктивных решений.

* Принцип создания благоприятного микроклимата на участке и в самом здании: продуманные архитектурно-планировочные решения в сочетании с природно-климатическими особенностями и сезонными циклами; организация здорового комфортного пространства для жизни в гармонии здания с природой; благоприятное восприятие человеческим зрением окружающего пространства.

Одна из главных практических задач научного исследования заключается в возможности вывести на новый уровень экореабилитируемые общественные здания Саратова, не отвечающие требованиям экологичности. Определены значительные экологические проблемы в Саратовской области относительно: экологии производства; качества водных ресурсов; экологии транспорта; обращения с отходами; здоровья населения; охраны растительного и животного мира; экологии городской среды. Автором определено 11 новых зданий (2006-2012 гг.), расположенных на значимых улицах города, разного функционального назначения (офисно-делового, торгово-развлекательного, культурного, учебного, административного). С учетом расположения и природно-климатических условий Поволжья разработан научно-методический подход к экореабилитации общественных зданий, состоящий из 4 этапов: 1) оценка существующего положения, сбор материала, натурное обследование здания: характеристика здания, его расположения, процессов, мест приложения труда, элементов, поверхностей, инженерных сетей; 2) построение архитектурной модели экореабилитируемого здания, анализ собранного материала: анализ затенения и отражения, солнечной радиации, освещенности, энергетическая модель здания, проектирование солнцезащиты, расчет акустики, анализ видимости, жизненный цикл здания; 3) возможность использования в существующей оболочке здания устройств для преобразования альтернативной энергии: анализ объемов, геометрических связей основных форм и членений фасадов; при экореабилитации памятников архитектуры необходимым является анализ архитектурных слоев фасада; 4) предложение по экореабилитации на основе проведенного анализа и выявленных экоустойчивых принципов проектирования.

Систематизированные решения архитектурной экореабилитации существующих зданий для архитектурно-градостроительной среды города выражаются в архитектурных, социальных и экономических преимуществах.

Заключение

В результате проведенного исследования решена важная для архитектурной науки задача - на основе становления экологического законодательства выявлены закономерности развития экоустойчивых принципов архитектурно-градостроительного проектирования. Сформулированы и сделаны следующие выводы:

1. В процессе изучения природоохранных актов различных эпох, справочных пособий в области архитектуры, трактатов, анализа градостроительных объектов и новых течений в архитектуре XX века автором определены предпосылки возникновения эконормативов: исторические, природно-климатические, экономические, технологические, социальные.

2. Выявлены и изучены этапы формирования экологических нормативов: этап зарождения (середина XIX - середина XX вв.); этап развития (середина XX - конец XX вв.); этап становления (конец XX - начало XXI вв.).

3. Определена технологическая направленность экопроектирования, в большей степени ориентированного на внедрение современных автоматизированных технологий. В XXI веке следует четко разъединить эти два направления: "зеленого" строительства и экоустойчивого проектирования в целях уменьшения чрезмерного давления на природные экосистемы.

4. По мнению автора, экологизация в России должна происходить аналогично экологической политике стран-членов ЕС (Швеции, Латвии, Финляндии, Австрии, Дании, Франции, Германии, Англии) и США, выработавших три метода регулирования в области экологического строительства: принудительный, поощрительный, информационный. Убедившись в эффективности данных методов, мы можем рекомендовать их для использования в России.

5. Анализ экоправа РФ показал, что в нашей стране существует необходимость создания нормативной базы по экоустойчивому строительству, которая стала бы четким руководством по проектированию экозданий, экопоселений, экорайонов и экогородов.

6. Перераспределение требований ЭС по разделам, предложенным автором, показало, что большинство экосистем имеют инженерно-техническую направленность, в международных ЭС наименьшее количество требований касается объемно-планировочных, конструктивных и эстетических решений.

7. Выявление особенностей проектирования зданий за рубежом и в России, сертифицированных по экостандартам (BREEAM, LEED, DGNB), позволило определить степень влияния их критериев на архитектуру.

8. При систематизации особенностей градостроительного проектирования определено, что зарубежные экопоселения (1970-1990 гг.), до введения ЭС, использовали мероприятия, не наносящие вреда природе, после введения ЭС прослеживается инженерно-технологическая направленность градостроительного проектирования из-за развития интеллектуальных научных достижений.

9. Систематизация опыта проектирования градостроительных объектов позволила выявить их новую типологию и сформулировать экопринципы организации градостроительного пространства, безопасные для природы, человека.

10. Комплексное исследование одиннадцати существующих общественных зданий Саратова на основе предложенного авторского научно-методического подхода помогло определить несоответствие зданий требованиям ЭС и предложить новые архитектурные средства и объемно-пластические решения с минимальным использованием инженерных и автоматизированных процессов.

Литература

1. Сухинина, Е.А. Выявление взаимосвязей современного опыта проектирования экопоселений, экорайонов, экогородов с экологическими стандартами в строительстве / Е.А. Сухинина // Architecture and Modern Information Technologies (Архитектура и современные информационные технологии): Междунар. эл. науч.- образ. журнал. - 2013 - №3(24).

2. Сухинина, Е.А. Концепция экологической реабилитации общественных зданий в Саратове в соответствии с критериями экологических стандартов / Е.А. Сухинина // Приволжский научный журнал: науч.-тех. журнал, 2013. - № 4. - С.115-119.

3. Сухинина, Е.А. Об экологических нормативах в архитектурно-градостроительном проектировании / Е.А. Сухинина // Вестник Оренбургского государственного университета: науч.-тех. журнал, 2014. - № 1(162). - С. 211-217.

4. Сухинина, Е.А. Роль экологических нормативов в формировании архитектурной среды / Е.А. Сухинина // Научный вестник ВГАСУ: науч.-тех. журнал, 2014. - № 1(33). - С. 131-139.

5. Сухинина, Е.А. Сравнительный анализ международных экологических стандартов в строительстве / Е.А. Сухинина // Интернет-вестник ВолгГАСУ, 2014. - 1(31).

Статьи в сборниках научных трудов и журналах:

6. Сухинина, Е.А. Системы экологической оценки зданий в аспекте архитектуры / Е.А. Сухинина // Экология: синтез естественно-научного, технического и гуманитарного знания: материалы Всерос. науч.-практ. конф. - Саратов: Изд-во СГТУ, 2010. - С. 284-285.

7. Сухинина, Е.А. Формулирование терминов "зелёного" строительства / Е.А. Сухинина // Наука сегодня: теоретические аспекты и практика применения: материалы Междунар. заоч. науч.-практ. конф.: в 9 ч. - Тамбов: Изд-во ТРОО "Бизнес-Наука-Общество", 2011. - Ч. 7. - С. 131-133.

8. Сухинина, Е.А. Формирование экологических нормативов в архитектурно-градостроительном проектировании стран Западной Европы (конец XIX - начало XXI века) / Е.А. Сухинина // Вопросы планировки и застройки городов: материалы XIX Междунар. конф. - Пенза: ПГУАС, 2012. - С. 40-47.

9. Сухинина, Е.А. Тернистый путь к экологизации / Е.А. Сухинина // Строитель. - М., 2012. - № 3-4 - С. 24-28.

10. Сухинина, Е.А. Анализ экогородов на соответствие экологическим стандартам в международной практике градостроительства (2-я половина XX-XXI вв.) / Е.А. Сухинина // Перспективы развития науки и образования: материалы Междунар. заоч. науч.-практ. конф.: в 14 ч. - Тамбов: Изд-во ТРОО "Бизнес-Наука-Общество", 2012. - Ч. 4. - С. 89-92.

11. Сухинина, Е.А. Преподавание принципов энергосбережения в архитектуре с использованием основных разделов международных экологических стандартов / Е.А. Сухинина // Российское педагогическое образование в условиях модернизации: материалы 9-й Междунар. науч.-метод. заоч. конф. - Саратов: Изд-во "Издательский Центр "Наука", 2013. - С. 277-282.

12. Сухинина, Е.А. Экологическая реабилитация общественных зданий в Саратове / Е.А. Сухинина // Экологические проблемы промышленных городов: материалы 6-й Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием: в 2 ч. - Саратов: Изд-во СГТУ, 2013. - Ч. 2. - С. 199-201.

13. Сухинина, Е.А. Анализ критериев международных экологических стандартов, влияющих на архитектуру зданий / Е.А. Сухинина // Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура: науч.-тех. журнал, 2013. - №2 (10). - С. 40-45.

14. Сухинина, Е.А. Поселок с энергоэффективными домами в районе села Шумейка / Е.А. Сухинина // Ресурсо-энергоэффективные технологии в строительном комплексе региона: материалы Междунар. науч.-практ. конф. - Саратов: Изд-во СГТУ, 2013. - С. 270-274.

15. Сухинина, Е.А. Энергосберегающие решения в концепции биоклиматического поселка для г. Саратова / Е.А. Сухинина, Д.В. Бренинг // Ресурсоэнергоэффективные технологии в строительном комплексе региона: материалы Междунар. науч.-практ. конф. - Саратов: Изд-во СГТУ, 2013. - С. 341-345.

16. Сухинина, Е.А. Вертикальная экологическая ферма как самодостаточный агропромышленный комплекс / Е.А. Сухинина, И.В. Багдасарян // Ресурсоэнергоэффективные технологии в строительном комплексе региона: материалы Междунар. науч.-практ. конф. - Саратов: Изд-во СГТУ, 2013. - С. 348-352.

17. Сухинина, Е.А. Важность архитектурной составляющей при экологическом сертифицировании зданий / Е.А. Сухинина // Современные тенденции в образовании и науке: материалы Междунар. заоч. науч.-практ. конф.: в 26 ч. - Тамбов: Изд-во ТРОО "Бизнес-Наука-Общество", 2013. - Ч.12. - С. 136-137.

18. Сухинина, Е.А. Принципы организации экоустойчивого архитектурно-градостроительного пространства / Е.А. Сухинина // Проблемы развития городской среды: науч.-тех. сборник. - Киев: НАУ, 2014. - Вып. 1(11). - С. 92-103.

Размещено на Allbest.ru

...