Вплив енергозберігаючих технологій на архітектуру

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Луцький національний технічний університет

Вплив енергозберігаючих технологій на архітектуру

Стецюк В.В., студент

Нінічук М.В., ст. викладач

Анотація

Стецюк В.В., Нінічук М.В. Вплив енергозберігаючих технологій на архітектуру

У дослідженні проаналізовано вплив енергозберігаючих технологій на архітектуру, а також подальші перспективи їх використання.

Annotation

Stetsyuk V.V., Ninichuk M.V., Influence of energy saving technologies on architecture

The study analyzes the development of the impact of energy-saving technologies on architecture, as well as further prospects for their use.

Постановка проблеми

На сьогоднішній день дуже важливим є питання використання енергозберігаючих технологій в сфері будівництва та архітектури. Це пов'язано з необхідністю пошуку ефективних шляхів заміни масового використання невідновлюваних джерел енергії відновлюваними. Бажання щодо зниження споживання та максимально раціонального використання природних ресурсів, за умов значного підвищення тарифів на енергоносії, дало людству поштовх для розвитку сучасних розробок, які сприятимуть енергозбереженню в архітектурі.

Аналіз останніх досліджень та публікацій: Появу енергозберігаючих технологій та їх вплив на архітектуру було розглянуто у таких роботах: Панасюк М.М. описує вплив енергозберігаючих технологій на тенденції розвитку органічної та біонічної архітектури [2]; Т.О. Кащенко висвітлює у своїй статті проблему енергозбереження і прогностики в архітектурі [5]; Л.О. Шулдан і М.О. Бродський розглянули проблеми енергозбереження в архітектурі громадських будівель [3].

Формування цілей статті: Ціллю статті є дослідження впливу сучасних енергозберігаючих технологій на архітектуру. Об'єктом дослідження є сучасна архітектура яка розвивається в напрямку енергозбереження, методи та способи енергозбереження.

Виклад основного матеріалу дослідження

Людство ще здавна запозичувало у природи її ресурси для поліпшення власного комфорту. Проте, у зв'язку з надзвичайно стрімким розвитком технологій, які потребують все більше природних ресурсів, а також значного підвищення цін на електроенергію гостро постає проблема у заміні шляхів масового використання невідновлюваних джерел енергії відновлюваними. На сьогоднішній день, в Україні відбуваються процеси модернізації архітектури в напрямку енергозбереження, котрі вимагають ще на стадії архітектурного проектування знаходити оптимальні рішення як у формоутворенні, так і в матеріалах, і технологіях.

Енергозберігаюча архітектура, як новий напрям у будівництві з'явилася після світової економічної кризи 1974 року. З перших експериментальних об'єктів вони перетворилися в реальні енергоефективні будівельні об'єкти, як синтез архітектурно- планувальних, конструкторських, інженерних рішень, спрямованих на зниження витрат енергоресурсів, без втрати комфортності та надійності.

Перша в історії енергоефективна будівля була зведена у 1972 в штаті Нью-Хемпшир, СІЛА (рис. 1), на її енергоефективність впливали різні фактори, зокрема: невелика площа скління (10%), мінімальна площа поверхні будинку, незасклена північна сторона, вертикальні і горизонтальні сонцезахисні пристрої для вікон

Рисунок 1 - Перша енергоефективна будівля, штат Нью-Хемпшир, СІЛА (1972)

Не можна не згадати про ще один яскравий приклад енергозберігаючої архітектури кінця 20 ст. - хмарочос «Commerzbank» (арх. Норман Фостер) (рис. 2) висотою 254 метри та площею понад 84000м², який був зведений у 1997 році в Німеччині. Енергоефективність даної будівлі досягається завдяки таким параметрам: двошарові світлопрозорі огороджувальні конструкції заповнені інертним газом з герметичними подвійними склопакетами, природна вентиляція будинку, охолоджувані теплоємні покриття, енергозберігаюче санітарне устаткування.

Рисунок 2 - Commerzbank (1997).

енергозберігаючий технологія матеріал конструкція архітектура

На даний момент, основна архітектурна діяльність розвивається у напрямку існуючого середовища в умовах реконструкції міст з пріоритетом у бік архітектурно-інженерних заходів з оптимізації енергоспоживання, а також формування такої архітектурно- містобудівної інфраструктури міста, яка раціонально застосовує енергію з відновлюваних як природних, так і штучних джерел і створює високу якість життєдіяльності населення.

На формування архітектури з енергоефективними технологіями впливає цілий ряд факторів, а саме:

- демографічні;

- ергономічні;

- типологічні;

- соціально-економічні;

- природно-кліматичні;

- містобудівні;

- функціонально-планувальні;

- технологічні (пов'язані з особливостями розміщення енергоефективного обладнання по відношенню до об'єкта архітектури);

- конструктивно-технічні; екологічні, художньо-естетичні тощо.

Також, при проектуванні енергоефективних будівель потрібно користуватися такими рекомендаціями як: орієнтація будівлі на південний бік; забезпечення теплостійкості конструкції будівлі; зменшення впливу тіні від інших будівель; використання авторегулюючої зональної системи опалення; використання енергоефективних огороджувальних конструкцій.

За повнотою розгляду проблеми, новітні розробки в галузі енергозбереження в архітектурі поділяються за такими напрямками:

— концептуальні - проекти майбутнього із застосуванням новітніх матеріалів, технологій;

— експериментальні - проекти, котрі втілюють результати досліджень із енергозбереження;

— технологічні - проекти, котрі враховують удосконалені інженерні системи відбору, накопичення та перетворення енергії традиційних та альтернативних джерел;

- конструктивні - проекти, котрі ґрунтуються на застосуванні огороджувальних конструкцій та матеріалів з покращеними теплофізичними якостями

Яскравим прикладом втілення сучасних розробок в галузі енергозбереження є Всесвітній торговий центр Бахрейну (рис. 3). Архітектурна компанія Atkins, вивчивши географічні особливості місцевості оптимально розташувала дві футуристичні вежі комплексу так, щоб скористатися перевагами вітрів пустелі острівної країни, з трьома турбінами, встановленими на небесних мостах між вежами для виробництва електроенергії. Форми веж, що нагадують арабські вітрильники доу, допомагають направляти вітер до турбін, які забезпечують близько 15% електроенергії в будівлях. В основі веж знаходяться відбиваючі басейни, які допомагають охолоджуватись завдяки випаровуванню.

Рисунок 3 - Всесвітній торговий комплекс Бахрейну (2008)

Прикладом вдалого поєднання технологій, що дозволяють досягти максимальних результатів енергозбереження є офісна будівля The Edge (рис. 4). Уникаючи традиційних електричних світильників та проводки, світлодіоди живляться від «цифрової стелі» з комп'ютерними кабелями, підключеними до датчиків, передбачаючи потреби в освітленні, а не працюючи з постійною швидкістю. Обшивка будівлі зроблена з сонячних панелей. Температуру регулюють за допомогою перекачування більш теплої та прохолодної води з різних рівнів у водоносному горизонті. Як результат, впроваджені в даній будівлі інновації забезпечують виробництво більшої кількості енергії, ніж необхідно для споживання.

Рисунок 4 - офісна будівля The Edge (2014).

Сучасна будівля, вершина енергозберігаючих заходів - Тоrrе Reforma (рис. 5), яка є найвищою будівлею в мексиканській столиці. Завдяки мінімальній товщині вежі максимізується кількість природного світла, внаслідок чого потреба в електричному світлі зменшується. Також у будівлі встановлена сучасна система, яка за допомогою системи управління автоматично відчиняє вікна, щоб впустити холодне повітря як форму природної вентиляції.

Рисунок 5 - Офісна будівля Тоrrе Reforma (2016)

Сучасні енергоефективні будинки створюються завдяки досягненням науки. Завдяки застосуванню різних систем теплоізоляції, досягається максимальна теплостійкість, однак найбільш ефективними та водночас поширеними є: системи сконструйовані за принципом «сандвіч», «скріплені системи», «фасади що вентилюються», колодязне мурування з шаром утеплювача, утеплення із внутрішньої сторони приміщення та інші. Енергозберігаючі теплоізоляційні системи повинні включати такі характеристики: якісні показники енергоефективності та екологічності, кількісні показники фізичних і фізико-механічних властивостей, ціни та довговічність.

Ефективність системи теплоізоляції залежить від збереження теплового балансу та балансу вологи огороджувальних конструкцій, а також типу або економічно обґрунтованої товщини ізоляції.

Найпоширенішими теплоізоляційними матеріалами, які застосовуються у сучасному будівництві для теплоізоляції огороджувальних конструкцій є волокнисті матеріали: скляна і мінеральна вата, а також полімерні теплоізоляційні матеріали: пінополістироли, пінопласти, пінополіуретани тощо. Найбільш ефективним варіантом утеплення зовнішніх стін з фізичної точки зору є вентильовані системи. Ці рішення надають можливість швидко відводити надлишкову вологу з конструкції стіни, забезпечувати надійний та довговічний захист її від температурних впливів, запобігати літньому перегріву та сприяти швидкому звільненню стіни від акумульованого тепла.

Рисунок 7 - утеплення фасаду історичної будівлі у селі Созань Львівської області

Основним недоліком будь якого виду утеплення фасадів є його вплив на загальне архітектурне рішення фасадів будівель, особливо історичної спадщини, оскільки внаслідок цього, відбувається зміна певних елементів історичного декору, кольорової гамми, що призводить до втрати автентичності будівлі. Як приклад можна навести проведену реконструкцію у селі Созань Львівської області (рис.⁷).

Висновки

Підсумовуючи усі проведені дослідження, можна дійти висновку, що ідеальною моделлю сучасного архітектурного об'єкту є споруда, яка не тільки гармонійно пов'язана з навколишнім природним середовищем, але, що є основним - відповідає сучасним нормам енергозбереження (досягнення максимального ефекту за мінімальних енерговитрат). Отже, невід'ємною складовою сучасної архітектури є така, при проектуванні якої застосовуються передові енергозберігаючі технології, оскільки дозволяють знижувати споживання природних ресурсів.

Перспективи подальших досліджень. Перспективи подальших досліджень вбачаються у впровадженні в архітектурному проектуванні нових та удосконаленні існуючих технологій, спрямованих на економію енергоресурсів.

Перелік джерел посилання

1. Хоменко О.Г. Енергозберігаючі технології в будівництві: навчальний електронний посібник.

2. Панасюк М.М. Вплив енергоефективних технологій на тенденції розвитку органічної та біонічної архітектури. Наукові матеріали: статті / Київський національний університет культури і мистецтв. с. 251.

3. Шулдан Л.О., Бродський М.О. Архітектура громадських будівель та проблеми енергозаощаджування. Наукові матеріали: статті Національний університет Львівська політехніка.

4. Мораді Пур Омід, Сьомка С.В. Вплив енергозберігаючих технологій на об'ємно-просторові вирішення середньо поверхового житла в майбутньому. Наукові матеріали: статті Київський національний університет будівництва і архітектури.

5. Кащенко Т.О. Енергозбереження і прогностика в архітектурі: Наукові матеріали: статті Київський національний університет будівництва і архітектури, кафедра архітектурного проектування цивільних будівель і споруд.

Размещено на allbest.ru