Архітектура як предмет екології

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Екологія - наука, яка вивчає взаємодію організмів та їх угруповань між собою і середовищем їх існування. Головний предмет сучасної екології - це взаємозв'язки живих істот та їхніх груп із середовищем, а також вплив природних та антропогенних чинників на функціонування екосистем. Специфіка сучасної екології полягає у тому, що вона із суто біологічної науки перетворилася на цілу систему знань, увібравши в себе розділи географії, геології, хімії, фізики, соціології, теорії культури, економіки й навіть теології [1, с. 45]. Особливу позицію у сучасній екології посідає екологія людини.

У великому комплексі екологічних наук одне з провідних місць належить екологічним проблемам містобудування, оскільки головним завданням містобудування і загалом формування архітектури осель є гармонізація природного, техногенного і соціального середовищ у містах. Вважають, що основним завданням у містобудуванні майбутнього має бути вирішення екологічних проблем. Видатний український містобудівельник І.О. Фомін відзначав, що в сучасних умовах екологія стає одним з головних критеріїв оцінки усіх видів містобудівної діяльності. Ця вимога стосується не тільки функціональних аспектів, але й справи формування архітектурного образу міста [2, с. 128-135].

Докорінно змінилося розуміння людством екологічних проблем і аспектів довкілля. Підкреслюють, що усі види антропогенної діяльності у довкіллі потрібно екологізувати. Під екологізацією розуміють поширення екологічних принципів та підходів на усі сфери життєдіяльності людського суспільства: культуру, науку, виробництво та соціальні явища [3, c. 354]. Людство мусить переглянути свої життєві позиції і принципи, знову відчути себе частинкою природи. Йдеться про становлення нової, екологічної моралі та екологічної філософії.

Архітектура як предмет екології

«Архітектура для мене - просторова реалізація існування». Це визначення було подаровано прекрасним російським архітектором Борисом Устиновим ще в 1974 році.

Екологія ж (від грец. Ойкос - будинок, логос - вчення) - наука про взаємини живих організмів, умов середовища їх проживання і всіх функціональних процесів, що роблять середовище придатне для життя. Термін запропонований німецьким біологом Е. Геккелем в 1866 - 1869г.

Архітектура - передусім наше, людське уявлення про своє власне існування, причому просторово реалізоване.

Екологія ж, як наука, своїм предметом вважає дослідження взаємовідносин живих організмів і умов їх проживання, безумовно, включає людську спільноту. Відомі багато екологічні проблеми, пов'язані з господарською діяльністю людини на Землі. Ці проблеми сформульовані, і способи вирішення завдань в достатній мірі опрацьовані.

Але в архітектурі є, як мені видається, кричуща екологічна проблема - це руйнування людиною власного середовища проживання - міського простору.

Міський простір, по суті, є природним місцем існування городян. Боротьба в останнє століття, атака на основні міські якості, міські цінності - просторову щільність, просторову визначеність та інше не може не викликати заклопотаності, якщо не сказати неприйняття.

Поява так званих «нових районів», по-хижацькому поглинаючих територію, що створюють безглузду суміш диких, нічийних «лісосмуг» та багатоповерхових блоків - бараків, згубно позначається на економічному самопочутті міста. Ніяке місто не витримає такого саморуйнування.

Мені представляється необхідним розгляд міста, як якогось цілого, що володіє, незважаючи на створений спотворенням, і структурою, дуже близькою до природної. Вражаюче, як схожі структури середньовічних міст на структури живої тканини, як багато в цих структурах органічного.

Звичайно, людина створила цю рукотворну природу. І, в процесі створення її, а, згодом існуючи в ній, вона тільки й стала людиною.

Впевнений, що місто - це одне з перших створінь людини, яке, не тільки відбувшись, стало культивувати її саму, цю людину, але, і зажило своїм самостійним життям. Це перша машина, яка, «відбилася від рук». Скільки їх, таких, буде на віку людства?!

Тому необхідно в рамках екологічної науки з'ясувати причини конфлікту між людиною і містом, як середовищем її природного існування. Ця тема мені представляється найважливішою, і вирішення її, в найближчому майбутньому, є найактуальнішим.

Основи екологічного формування архітектурних об'єктів

Розглядаються основні напрями екологічного формування архітектурних об'єктів. Аналізуються об'ємно-планувальні і конструктивні засоби екологізації архітектурних об'єктів і їх роль в галузі енергозбереження.

Будинки - це штучно створена екосистема. Ця система, з одного боку, є конструктивно замкнутою, а з іншого - не може існувати самостійно. Вона тісно пов'язана з навколишнім середовищем. Тому всі екологічні проблеми, що склалися в сучасних містах, є актуальними не лише для міських територій, а й для архітектурних об'єктів. А таких проблем є чимало. Найактуальнішими з них для архітектурно-містобудівельної галузі є забруднення середовища (забруднення повітряного і водного басейну, шумове, радіаційне і електромагнітне забруднення) і порушення параметрів середовища (порушеність поверхні землі, гідрогеологічного режиму, характеристик кліматичних величин тощо). Крім того, в усьому світі дуже болючою стала проблема енергоресурсів й енергозбереження.

Аналіз вітчизняних і зарубіжних теоретичних і практичних рішень показує, що саме енергозбереження є однією з головних вимог до екологічного формування архітектурних об'єктів. На цих засадах базується творчість таких відомих архітекторів, як Норман Фостер, Кен Янг та ін. В сфері теоретичних досліджень навіть виникла нова наука - архітектурна екологія. Вона вивчає питання впливів будівництва на довкілля, екологічної безпеки житлових і громадських будівель, безпеки будівельних матеріалів і виробів, енергозбереження в будівництві, екологічного права і екологічного моніторингу міського середовища. Не достатньо проаналізованими лишаються переважно питання, пов'язані з роллю конкретних архітектурних засобів в екологізації середовища і в сфері енергозбереження.

Наприкінці ХХ століття, коли, власне, і почали загострюватися екологічні проблеми, почали виникати архітектурні напрями і течії, головною концепцією яких є єдність з природою. В наш час найвідомішими з таких напрямів є еко-архітектура, архітектурна біоніка, органічна архітектура і біокліматична архітектура. За своєю ідеологією і методами вони дещо відрізняються одне від одного. Але їх спільною рисою є прагнення до стійкого балансу між природними і штучними компонентами середовища, створення гармонії між архітектурою та екологією.

В рамках будь-якого з цих архітектурних напрямів формування екологічно комфортних умов життєдіяльності людей і регулювання параметрів внутрішнього середовища архітектурних об'єктів відбувається, переважно, завдяки конструктивно-планувальним засобам. До основних об'ємно-планувальних і конструктивних засобів екологізації будівель, які, водночас, є енергозберігаючими, насамперед слід віднести:

- застосування раціональних композиційно-планувальних і конструктивних рішень (відповідно до конкретних кліматичних умов);

- максимальне використання підземного простору;

- використання захисних властивостей рельєфу;

- будівництво будинків типу «екодом»;

- озеленення усіх поверхонь будівлі [5].

При цьому одні з цих засобів ефективні для захисту від факторів забруднення і порушення середовища, інші є енергозберігаючими, а деякі дієві в обох галузях.

Раціональні конструктивно-планувальні рішення. До ефективних і раціональних засобів у галузі енергозберігаючих архітектурно-планувальних рішень належать:

1) спрощення конфігурації будинків (зменшення площі огороджувальних конструкцій відносно загальної площі);

2) зведення мансардних поверхів на існуючих будівлях;

3) оптимізація архітектурних форм (у відповідності до кліматичних особливостей);

4) оптимальна орієнтація будинків за вітром і сонцем [5].

Спрощення конфігурації будинків актуальне як для південних, так і для північних регіонів, бо дозволяє зменшити теплообмін з навколишнім середовищем через зменшення площі контактних поверхонь. Будинки зі складною формою плану доцільно зводити переважно в середніх широтах. Зведення мансардних поверхів на існуючих будинках, особливо з плоским дахом, також дозволяє зменшити витрати на опалення. Це пов'язано з тим, що додаткове утеплення мансарди зменшує тепловіддачу в повітря. Оптимізація архітектурних форм у відповідності до кліматичних умов - це вибір конструктивно-планувальних рішень, які дозволяють максимально захистити будівлю від впливу зовнішнього середовища. Наприклад, у регіонах, де характерною є велика кількість дощів, високий дах сприяє швидкому водовідведенню і, таким чином, захищає від надмірного зволоження.

Питання оптимальної орієнтації будинків за вітром і сонцем необхідно розглядати у двох аспектах. З одного боку, мають забезпечуватися природне провітрювання приміщень і мінімальний нормативний рівень інсоляції. З іншого боку, розміщення будинку в зонах з підвищеними швидкостями вітру (на пагорбах, протягах і т.п.) може призвести до збільшення інфільтрації повітря всередину будівлі і, як наслідок, до збільшення швидкості руху повітря в приміщенні вище нормативно дозволеної. Один з планувальних засобів захисту - розміщення будинку відносно переважаючого напряму вітру торцевим фасадом, на який виводяться вертикальні комунікації і технічні приміщення. Так само планувальними чи конструктивними засобами має забезпечуватися захист від перегріву приміщень. Запобігання надмірній інсоляції, тобто, перегріву приміщень, у південних регіонах є однією з головних проблем, які необхідно вирішувати для забезпечення комфортних еколого-гігієнічних умов. Сонцезахисту сприяє північна орієнтація вікон та еркерів, пилкоподібна форма в плані зовнішніх стін, шедові покриття, горизонтальне і вертикальне сонцезахисне обладнання [3].

Усі ці засоби умовно можна трактувати як енергозберігаючі, бо вони забезпечують захист приміщень від переохолодження чи перегріву і, таким чином, зменшують витрати на опалення і кондиціювання.

Підземна урбаністика. Останнім часом у великих і найбільших містах підземна урбаністика набуває все більшого поширення. Порівняно з наземними, підземні споруди мають такі екологічні переваги:

1) можуть розміщуватися майже на всій території міста через мінімальний вплив на ландшафт і навколишнє середовище;

2) не порушують існуючу структуру міської забудови;

3) зберігають енергоресурси в процесі їх експлуатації;

4) характеризуються підвищеною вібростійкістю і акустичною ізоляцією [4, 5].

Технічно найлегшим підземне будівництво є в містах з розвинутим метро будівництвом, де наявність таких організацій дозволяє використовувати їх потужності для освоєння підземного простору. Основними типами зведення підземних споруд є відкритий котлован (головний недолік - потребує великих площ і тому майже неприйнятний для міської забудови), відрощування (недолік - обмежується за типами ґрунтів), «стіна в ґрунті» та метод опускного колодязя. Останній метод є оптимальним для будівництва підземних гаражів, бо не потребує участі спеціальних будівельних організацій і дозволяє зводити підземну споруду у безпосередній близькості від існуючих будівель [2].

Але при освоєнні підземного простору на урбанізованих територіях виникає низка інженерних проблем:

1) необхідність облаштування складних систем вентиляції, гідроізоляції, освітлення, каналізації, спеціальної сигналізації;

2) застосування складного обладнання;

3) забезпечення безпеки проведення підземних робіт;

4) утилізація ґрунтів [5].

Крім цих виключно технологічних проблем не варто забувати також про те, що будівництво підземних споруд можливе лише на територіях, не схильних до підтоплень: навіть якщо підземна споруда буде добре ізольована і сама не страждатиме від підтоплення, то вона може суттєво змінити гідрогеологічний режим прилеглих територій і спровокувати підтоплення існуючої навколишньої забудови.

Отже, підземне будівництво не лише дозволяє зменшити енерговитрати на опалення (споруди захищені від холоду, вітру і т.п.), а й захищає від зовнішніх шумів і вібрації, тобто зменшує шумове і вібраційне забруднення.

Захисні властивості рельєфу. Збереження енергоресурсів у архітектурно-будівельній галузі може також досягатися завдяки будівництву заглиблених житлових будинків, які називають енергозберігаючими. У даному випадку принцип енергозбереження той же, що і в підземній урбаністиці: земля захищає будинок від вітру, холоду і т.п. Енергозберігаючі заглиблені будівлі за глибиною залягання поділяють на:

напівзаглиблені (відвальні),

заглиблені (мілкого і глибокого залягання),

врізані у схили,

а за характером об'ємно-просторового рішення на :

підвищені,

врізані у відкоси,

будівлі з внутрішніми двориками,

будівлі наскрізного типу.

Оскільки заглиблені житлові будинки зводять з дотриманням умов природного освітлення та інсоляції, їх не будують більше одного чи двох поверхів [3, 5]. В регіонах зі складним рельєфом ці типи будинків можуть використовуватися як основні при будівництві еко-поселень. В містах вони можуть зводитися на схилах балок. При цьому заглиблені будинки матимуть майже усі переваги підземних споруд, але, на відміну від об'єктів підземної урбаністики, при їх зведенні не виникатиме складних технологічних проблем. А розміщення на схилах забезпечує заглиблені будинки від такого порушення міського середовища, як підтоплення.

Будинки типу «екодом». Як уже неодноразово зазначалося, одним з головних принципів екологічної архітектури є збереження і ефективне використання енергоресурсів. При цьому сучасні еко-будинки мають бути не тільки енергозберігаючими, а й енергоефективними, тобто самостійно забезпечувати себе енергією, необхідною для всіх процесів життєдіяльності. Екодом - автономний малоповерховий будинок, в якому на максимально можливому рівні використовуються природні процеси для забезпечення його життєдіяльності,у тому числі енергозабезпечення і переробки відходів. Їх поділяють на такі види:

енергозберігаючі,

геліоенергоактивні,

біоенергоактивні,

вітроенергоактивні .

До головних переваг екодому належать:

1) використання сонячної енергії для опалення будинку і приготування гарячої води;

2) освітлення від сонячних батарей;

3) утилізація органічних відходів за допомогою біорективів;

4) використання в архітектурі будинку енергозберігаючих і естетичних принципів, притаманних історичним, національним і культурним особливостям його мешканців і території [5, 4].

Рослини як засіб «екологізації» архітектурних об'єктів

Важливим засобом екологізації будинків і архітектурного середовища в цілому є рослини.

Загально відомо про здатність рослин поглинати вуглекислий газ і продукувати кисень, захищати забудову від вітру і шуму, тобто покращувати якісний склад екологічних параметрів навколишнього середовища. Крім того, рослини позитивно впливають на психоемоційний стан людей, пом'якшуючи агресивну дію урбанізованого оточення. Через це у світі виникла й активно розвивається тенденція до озеленення усіх поверхонь будівлі. Будівлі і споруди, органічно пов'язані з живою природою (з озелененим дахом, стінами і т.п.) називають біопозитивними.

При реконструкції існуючої забудови і зведенні нових біопозитивних споруд доцільно передбачати архофітомеліоративні заходи:

обладнання зимових садів в середині будівель;

озеленення цокольних поверхів (біопозитивні конструкції відмосток і цоколів, створення фітоекрануючих покриттів стін);

вертикальне озеленення стін (веранди, тераси, ампельні покриття, навісні системи);

озеленення надземних територій над об'єктами підземної урбаністики і організація садів на даху [5].

Ідея організації садів на даху базується на тому, що багато токсичних сполук мають досить велику питому вагу і накопичуються, переважно, біля поверхні землі. Зі збільшенням висоти концентрація шкідливих речовин у повітрі знижується, а на висоті 30-35 метрів від поверхні землі в повітрі майже немає шкідливих речовин у небезпечній концентрації. Крім того, озеленений дах краще поглинає шум і пил, а використання засобів ландшафтного дизайну дозволяє збагатити ландшафт міста, підвищити естетичні якості архітектурного середовища, розширити спектр дозвілля населення [1, 6].

Отже, озеленення даху і стін не лише покращує мікроклімат, а й зменшує перегрів будівлі влітку і рівень тепловтрат взимку, тобто, робить біопозитивні будинки енергоефективними. Крім того, озеленення зменшує рівень шумового і газопилового забруднення в середині приміщень.

Екологія та архітектура в Україні

Традиційна архітектура України є тісно пов'язана з природою. Поєднання з краєвидом, з природним довкіллям є особливою ознакою української архітектури. В інших країнах таке єднання архітектури з природою проглядається не так яскраво.

Особливе місце у вивченні цього явища належить дослідженням, виконаним з позицій екології. Сучасна екологічна ситуація виникла не на порожньому місці. Упродовж тисячоліть людьми на Землі нагромаджено великий досвід співіснування з природою, опрацьовано різні варіанти влаштування свого середовища відповідно до різних природно-географічних умов і до світоглядних особливостей суспільства. Екологічний досвід людства в галузі формування міст і осель - це велике історичне багатство, яке вимагає вивчення. І справді, без вивчення історичного досвіду формування людьми адекватного для себе екологічного довкілля не можна говорити про раціональний розвиток архітектурної ситуації в майбутньому, а також про об'єктивний аналіз спадщини минулого.

Мета полягає у тому, щоб визначити екологічні основи української традиційної архітектури, тобто викласти головні засади, на яких ґрунтується традиційна українська архітектура у своєму стосунку до навколишнього природного середовища. Завдання полягає також в тому, щоби визначити, яке місце в аспекті свого пов'язання з природою має українська архітектура у комплексі надбань культури цивілізованого світу.

Дослідження має дати новий поштовх розгляду питань, які ще не ставилися. Ми намагалися викласти матеріал так, щоб він міг дати підставу для аргументованих обговорень.

Проблема, яку ми досліджуємо, охоплює дуже широкий обсяг наукового матеріалу, який стосується різних галузей знань та різних наук. Необхідно було збирати наукові матеріали для дослідження буквально по крупинці, з різних джерел. Щоб дати аргументовану відповідь на поставлені запитання, які стосуються архітектури, потрібно було діяти на засадах системного підходу, спираючись не тільки на архітектурні дослідження, але і на комплекс екологічних та інших наук.

Подані малюнки та креслення мають на меті не стільки мистецьке ілюстрування і наочний показ досягнень української архітектури, скільки пояснення і підтримку викладеного у тексті наукового матеріалу. Малюнки і фотографії мають бути аргументом, який додатково підтверджує постулат, що його подано в тексті. Власне цим пояснюється конкретний підбір ілюстрацій.

Важлива складова частина нашого дослідження полягає у тому, щоб у ситуації, вільній від будь-якої упередженості, аргументовано визначити роль і значення, що їх має традиційна українська архітектура у комплексі надбань культури цивілізованого світу. Наукова гіпотеза полягає у тому, що на землях України в минулому була сформована унікальна за характером екологічна архітектура, яка являє собою один з двох альтернативних варіантів формування архітектурного простору і становить протилежність до іншого варіанта композиції, який орієнтується на формування урбанізованого середовища.

Сучасний етап розвитку міст і сіл вимагає того, щоб гармонізувати життєдіяльність суспільства в аспекті його стосунку до природи.

Першим з посеред принципів такої гармонізації екологи називають зміну філософії життя людини і суспільства. В основу цієї філософії мають бути покладені культурні і духовні традиції і настанови на збереження соціально-екологічної цілісності середовища існування [1, c. 403].

Власне цю проблему в її історико-архітектрному аспекті розглядає наша робота. На прикладі традиційної української архітектури ми намагалися аргументовано показати наявність у минулому у центральному регіоні Європи певної чітко сформованої концепції соціально-екологічної системи формування архітектурного простору, яка склалася у пов'язанні з комплексом культурних і духовних традицій, що їх дотримувалося українське суспільство.

Так, у селі Кротенки на Полтавщині завершують будівництво першого в області солом'яного будинку. Його власник, мешканець обласного центру Віктор Олексійович не шкодує, що зважився на експеримент: будинок із солом'яними стінами теплий, дешевий у експлуатації, довговічний і зводиться з відносно недорогих екологічно чистих матеріалів. Для мурування стін у ньому замість цегли використовують солом'яні блоки.

Висновки

Таким чином, з даної роботи можна зробити такі висновки:

1) До основних засобів «екологізації» архітектурних об'єктів належать: раціональні конструктивно-планувальні рішення, підземна урбаністика і заглиблені будівлі, будинки типу «екодом», озеленення усіх поверхонь будівлі.

2) Кожен із засобів сприяє енергозбереженню: зменшує перегрів будівлі влітку і (чи) рівень тепловтрат взимку, тобто, зменшує витрати на опалення і кондиціювання. Крім того, деякі з них захищають від забруднень і порушень міського середовища: підземні і заглиблені будівлі - від шумового й вібраційного забруднень, заглиблені на схилах - від підтоплення, біопозитивні будівлі - від шумового і газопилового забруднення та вітрового навантаження.

підземний урбаністика рельєф екологічний

Посилання на джерела

1. Білявський Г. О., Фурдуй Р. С., Костіков І. Ю. Основи екології. - К.: Либідь, 2005. - 408 с.

2. Фомін І. О. Основи теорії містобудування. - К.: Наук. думка, 1997. - 182 с.

3. Запольський А. К., Салюк А. І. Основи екології К.: Вища шк., 2005. - 384 с.

4. Воробьев О. Зеленые пояса высоток // Ландшафтная архитектура. Дизайн. 2004. - №4. - С.28-29.

5. Ивахнюк В.А., Кочерженко В.В. Развитие подземной урбанистики как средство экологической реабилитации городов России // Промышленное и гражданское строительство. - 1996. - №10. - С.126-130.

6. Маклакова Т.Г., Нанасова С.М. и др. Архитектура. - М.: Издательство АСВ, 2004. - 464с.

7. Маслов Н.В. Градостроительная экология. - М: Высшая школа, 2002. - 284с.

8. Передельский Л.В., Приходченко О.Е. Строительная экология. - Ростов н/Д: Феникс, 2003. - 320с.

9. Штейман Б.И. Устройство эксплуатируемых крыш // Жилищное строительство. - 2004.- №6. - С.13-15.

Размещено на Allbest.ur