18+

 ƒобро пожаловать!

 ћы рады приветствовать ¬ас.  «арегистрируйтесь и получите на свой e-mail письмо с инструкцией по активации учЄтной записи. јктивируйте свою учЄтную запись и ¬ам станут доступны все функции сайта.  ¬ы сможете завести блог, загружать фотографии и общатьс€ с друзь€ми.

 

—истемы автономного энергообеспечени€ зданий и образ сельского дома будущего

2 апрел€ 2012 -

Ѕольшое вли€ние на архитектурно-художественное решение домов и комплексов в перспективе будут оказывать системы автономного энергообеспечени€ за счет возобновл€емых источников энергии. ѕоскольку эта проблема почти не затрагивалась в нашей печати с архитектурно-художественных позиций, рассмотрим ее подробнее.

¬ св€зи с ограниченностью запасов ископаемого топлива и серьезной необходимостью охраны окружающей среды, в последние годы во всем мире возник интерес к проблеме автономного энергообеспечени€ зданий за счет использовани€ естественных возобновл€емых источников энергии, и в первую очередь солнечной радиации и ветра. «апасы солнечной энергии практически не .ограничены, вместе с тем она €вл€етс€ единственным .стым” видом энергии. Ёнерги€ ветра €вл€етс€ результатом воздействи€ солнца на нашу планету.

Ѕольшой интерес с точки зрени€ использовани€ солнечной энергии представл€ют некоторые районы —евера –—‘—– до 60-66 северной широты (рис. 56).   ним относ€тс€ территорий «абайкаль€ („итинска€, Ѕур€тска€ ј——–, зона Ѕјћа) ÷ентральна€ якути€ и др. Ёти территории характеризуютс€ резко континентальным климатом с теплым летом, большой сухостью и безоблачностью погоды. ясность погоды наиболее характерна дл€ зимнего и переходных сезонов, некоторое наличие облачности наблюдаетс€ только с ма€ по сент€брь. ѕо данным наблюдений, количество солнечных дней доходит в «абайкалье до 72% за год, что превосходит районы  рыма и

 авказа (рис. 56,а). »сследовани€, проведенные дл€ более северных широт, например ^л€ условий ‘инл€ндии, расположенной полностью выше 60 северной широты, показали, что использование здесь энергии солнца дл€ отоплени€ зданий может обеспечить до 40% общих потребностей тепла.

Ќаблюдени€ми местных гидрометеорологических служб доказана возможность применени€ гелиосистем в ÷ентральной якутии. ƒействительно, в районе “полюса холода” максимальна€ суммарна€ радиаци€ отмечаетс€ 500 кал/см2 в сутки в марте-апреле (в —редней јзии в то же врем€ 350-400 кал/см2 в сутки). ѕочти на всей территории якутии продолжительность солнечной радиации в году составл€ет около 40-50%, а на юге республики увеличиваетс€ до 55% за счет зимних и весенних мес€цев, когда наблюдаетс€ резкое уменьшение облачности.

¬ св€зи с большим дефицитом тепла в северных районах и с отсутствием во многих случа€х там централизованных энергоисточников даже частичное получение солнечного тепла может дать значительную выгоду и эффект в экономии привозного и дорогосто€щего органического топлива.

ƒл€ многих районов —евера –—‘—– характерно также наличие сильных ветров посто€нного направлени€. Ёто позвол€ет с успехом примен€ть здесь ветроэнергетические установки.

¬се рассмотренные выше типы малоэтажного сельского жилища отличает общий недостаток, св€занный с использованием традиционной системы энергоснабжени€. —ельские жилые здани€ стро€тс€ и будут строитьс€ на —евере преимущественно в небольших, отдаленных друг от друга поселках, часто в труднодоступных районах, где централизованное энергоснабжение от крупных электростанций, а также завоз топлива экономически не обоснованы и нецелесообразны. ќсобенно остро стоит вопрос энергообеспечени€ при эксплуатации мобильных сезонно обитаемых зданий как в районах промысла, оленеводства, так и в районах скотоводства. ѕоэтому сегодн€ актуальна проблема автономного энергообеспечени€ сельских жилых малоэтажных зданий на —евере за счет использовани€ естественных, возобновл€емых источников энергии, в первую очередь солнечной радиации и ветра.

»сследовани€ в области использовани€ солнечной энергии провод€тс€ научными организаци€ми ћосквы, јшхабада, ≈ревана, “ашкента, “билиси,  иева и других городов. ћосковский архитектурный институт в течение р€да лет под руководством проф. ё.Ќ. —околова ведет исследовани€ и проектирование экспериментальных жилых и общественных зданий с солнечным энергообеспечением. ¬ большинстве исследований и проектных работ изучаютс€ возможности использовани€ солнечной энергии в основном дл€ климатических условий юга страны, условий —редней јзии,  рыма, авказа, юга –—‘—–. ¬опросам проектировани€ гелиодомов дл€ —евера пока еще удел€етс€ мало внимани€.

—истемы солнечного и ветрового энергообеспечени€. јрхитектурный облик и объемно-планировочное решение малоэтажного жилого дома, использующего солнечную радиацию в качестве энергетического источника, во многом определ€етс€ расположением и конструкцией гелиотехнических устройств, с помощью которых энерги€ солнечных лучей может улавливатьс€, сохран€тьс€ и использоватьс€ дл€ отоплени€, гор€чего водоснабжени€, охлаждени€, вентил€ции и электроснабжени€ зданий.

¬ насто€щее врем€ наиболее отработаны системы отоплени€ “солнечных домов”. ѕо конструкции и принципу действи€ эти системы подраздел€ютс€ на пассивные или биоклиматические, активные и смешанные (интегральные). ¬ пассивных системах используютс€ различные части и элементы зданий (такие, как окна, крыши, стены) дл€ улавливани€, накоплени€ и распределени€ солнечного тепла без применени€ специальных механизмов. ¬ активных системах используетс€ механическое побуждение и специальное оборудование в виде коллекторов, солнцеприемников, аккумул€торов, насосов дл€ организации отоплени€ или охлаждени€ здани€. ¬ смешанных системах сочетаютс€ оба принципа – пассивный и активный.   активным системам относ€тс€ и солнечные батареи, которые преобразуют солнечную энергию непосредственно в электрическую.

¬ пассивных системах солнечного отоплени€ различают два основных способа накоплени€ тепла: непосредственным обогревом помещени€ и нагреванием какого-либо “промежуточного” массивного элемента, который затем отдает это тепло в помещение.

¬ св€зи с наличием большой площади остеклени€ в здани€х, оборудованных пассивными системами, проблемы уменьшени€ теплопотерь в них €вл€ютс€ первоочередными. —окращение теплопотерь может быть достигнуто как в результате планировочных меропри€тий, так и при помощи специальных устройств. ќсновной задачей планировки €вл€етс€

выбор оптимальной формы здани€ с минимальным периметром нетепловоспринимающих стен. Ќеобходимость увеличени€ южного фронта и сокращени€ периметра стен на остальных фасадах часто заставл€ет архитекторов мен€ть традиционную пр€моугольную форму плана на трапециевидную и даже полукруглую.

 роме планировочных меропри€тий, в отечественной и зарубежной практике разработаны многочисленные специальные устройства, позвол€ющие осуществл€ть временную теплозащиту элементов солнечной системы. ѕростейшими из них €вл€ютс€ занавеси, регулируемые жалюзи, панели, подвижные шторы. ¬ дневное врем€ они преп€тствуют проникновению в помещение избыточного тепла, в ночное – сокращают потери тепла за счет остывани€ остеклени€.

јктивные системы солнечного энергообеспечени€, особенно с плоскими коллекторами, в насто€щее врем€ наиболее распространены в практике малоэтажного жилищного строительства. ќсновным элементом плоского коллектора €вл€етс€ поглотитель – металлическа€ пластина со змеевиком, покрашенна€ в черный цвет дл€ увеличени€ солнцепоглоще-ни€. ¬ качестве материала дл€ нее могут использоватьс€ медь, алюминий или сталь. ѕластина вставл€етс€ в пр€моугольный €щик из металла или дерева, который покрываетс€ стеклом или прозрачной пленкой дл€ создани€ “парникового” эффекта. ѕопада€ внутрь €щика, теплоноситель поглощает тепло пластины и затем транспортируетс€ в аккумул€тор либо пр€мо в отапливаемое помещение. ¬ качестве теплоносител€ может использоватьс€ жидкость (“¬ том числе вода) или воздух.

–азмещение плоских коллекторов может быть различным. ќни могут находитьс€ на самом здании, совмещатьс€ с каким-либо его конструктивным элементом или располагатьс€ отдельно от здани€. „аще всего коллекторы вмонтированы в скатные покрыти€ или прикреплены к ним. ¬ зимнее врем€ стены получают больше солнечной энергии, чем крыши домов, поэтому широко распространено размещение коллекторов на вертикальных стенах. ¬ этом случае отпадает необходимость очистки коллектора от снега. ƒл€ районов —евера вертикальное размещение коллектора оптимально, так как потери солнцепоступлени€ незначительны, а удобства в эксплуатации ( очистка от снега ) несомненны. Ќа плоской крыше здани€ коллекторы могут размещатьс€ самосто€тельно (или на стеллажах). √ораздо меньше примеров размещени€ коллекторов вне здани€, так как при этом возрастают потери тепла при его транспортировке в дом.

  фокусирующим коллекторам относ€тс€ концентрирующие устройства, позвол€ющие в несколько раз повысить температуру теплоносител€ по сравнению с плоскими коллекторами. ќсновные типы концентрирующих устройств: плоские зеркала, линейные концентраторы, сферические концентраторы. ¬ насто€щее врем€ концентраторы более дороги, чем плоские коллекторы. »х основным недостатком €вл€етс€ то, что они преобразуют только пр€мую солнечную радиацию, в то врем€ как плоские – также и диффузную. ѕоэтому они эффективны только в климате с высокой радиацией и большим количеством солнечных дней. ¬ысока€ производительность концентраторов оправдывает их применение, несмотр€ на высокую стоимость и трудности в монтаже и эксплуатации »зменение угла наклона концентраторов может проводитьс€ вручную, если они размещаютс€ на земле или на крыше. јвтоматическое управление и контроль за такой системой пока еще дороги.

Ќакопление энергии производитс€ с помощью аккумул€торов. ¬ пассивных системах роль аккумул€тора могут выполн€ть термальные массивы самого здани€ (пол, камин, наружные стены). ¬ активных системах в качестве аккумулирующих материалов используетс€ вода, бетон, гравий, заполн€ющие специально построенную емкость, стены которой выполн€ютс€ из кирпича, бетона, металла, пластика.  оллектор св€зываетс€ с аккумул€тором трубопроводами или воздуховодами. ¬од€ные аккумул€торы обычно примен€ютс€ в сочетании с жидкостными коллекторами, гравийные – с воздушными. ќни основаны на использовании “скрытой теплоты” некоторых химических компонентов, котора€ выдел€етс€ при переходе их из твердого в жидкое состо€ние в точке плавлени€. “акие фазовые аккумул€торы наиболее часто заполн€ют гидратами солей и парафином.

¬ здании аккумул€тор обычно занимает часть подвала или цокольного этажа с соответствующей теплоизол€цией.ќд-нако известны примеры, когда аккумул€тор образует северную массивную стену здани€, поднима€сь на 2-3 этажа. ѕредпочтительно располагать аккумул€тор в самом доме, в этом случае потери тепла в нем идут также на обогрев здани€.

¬ насто€щее врем€ наиболее распространенным €вл€етс€ использование дучших качеств обеих систем, пассивной и активной. ѕрежде всего перед проектировщиком ставитс€ задача уменьшени€ теплопотерь и снижени€ энергетических потребностей здани€ за счет правильной ориентации помещений, выбора оптимальной формы здани€, правильных теплоизол€ционных материалов, системы управл€емой теплоизол€ции, применени€ целесообразных пассивных систем. јктивными коллекторами обеспечиваютс€ те потребности, которые остаютс€ после проведени€ всех перечисленных конструктивно-планировочных меропри€тий.

Ќеобходимо отметить, что получение электроэнергии с помощью солнечных батарей – фотоэлектрических преобразователей пока еще очень дорого и оправдано лишь дл€ мобильного жилища в труднодоступных районах с экстремальными услови€ми. ¬ св€зи с этим в наше врем€ весьма актуальным остаетс€ получение электроэнергии с помощью механических генераторов на базе ветроэнергетических установок, особенно в районах —евера –—‘—– с посто€нно дующими ветрами.

¬етроприемные устройства, используемые дл€ автономного энергообеспечени€ жилых зданий и комплексов, можно разделить на две основные группы – с горизонтальной и вертикальной осью вращени€.

¬етроколесо с горизонтальной осью вращени€, параллельной направлению ветра, может быть выполнено с различным числом лопастей: от однолопастных устройств с контргрузами до многолопастных (с числом лопастей до 50 и более). ¬ большинстве случаев система, на которой укреплено ветроколесо (так называема€ головка), выполн€етс€ поворотной, ориентирующейс€ по направлению ветра. ” малых ветродвигателей обычно используютс€ дл€ этой цели различного вида хвостовые оперени€, у больших – сервосистемы. »звестны многоветр€ковые установки, которые монтируютс€ на одной башне с целью снижени€ доли ее стоимости дл€ ветроустановки с данной мощностью. ѕримен€ютс€ входные сужающиес€ конусообразные устройства дл€ увеличени€ скорости потока, попадающего на ветроколесо.

–оторы с вертикальной осью вращени€ имеют важные преимущества перед ветроприемными устройствами с горизонтальным расположением оси. ƒл€ них отпадает необходимость в устройствах дл€ ориентации на ветер, упрощаетс€ конструкци€ и снижаютс€ гироскопические нагрузки, вызывающие дополнительные напр€жени€ в лопаст€х, системе передач и других элементах установок с горизонтальной осью вращени€. ¬ 1920 г. во ‘ранции ƒарье предложил новый тип ротора, интенсивной разработкой которого начина€ с 1970 г. занимались в  анаде и —Ўј. ¬ насто€щее врем€ ветродвигатель ƒарье может рассматриватьс€ в качестве основного конкурента ветродвигателей крыльчатого (пропеллерного) типа. “акие роторы имеют различную форму с одной, двум€ или большим числом лопастей.

»звестна также ветроустановка с ротором вертикально-осевого вращени€, располагаемым в трубе или башне, внутри которых генерируютс€ восход€щие вихри. ќдновременно предусматриваетс€ нагрев воздуха внутри башни путем непосредственного использовани€ солнечного излучени€ или сжигани€ топлива с последующим расширением воздуха, вследствие чего получаетс€ эффект газовой турбины,

¬ качестве одной из прогрессивных идей, направленных на повышение экономичности преобразовани€, энергии ветра, можно рассматривать использование ветродвигателей с диф-фузорными усилител€ми, позвол€ющими повысить выработку энергии, снизить ее стоимость и технический риск, св€занный с применением ветроустановок.

¬ажным вопросом €вл€етс€ аккумулирование электроэнергии, системы которого могут быть электрохимические (аккумул€торные батареи или накопление водорода, полученного путем электролиза воды), термические (аккумулирование тепла, полученного при механическом трении), кинематические (инерционные аккумул€торы), системы, использующие потенциальную энергию (насосные гидросистемы или аккумулирование сжатого воздуха). ¬се эти методы аккумулировани€, за исключением инерционных систем, могут быть применены в малоэтажном жилище.

јрхитектура зданий и комплексов с автономным энергообеспечением. јнализ отечественного и зарубежного опыта показывает, что на формирование объема малоэтажных гелиодомов активно вли€ют требовани€ гелиотехники: ориентаци€ и угол наклона коллектора, его размещение в структуре здани€, необходимость снижени€ тепло-потерь, требуема€ эффективность гелиосистемы.

ѕо способу св€зи гелиосистемы с объемно-планировочной структурой здани€ можно выделить четыре основных типа солнечных домов.

  первому отнесены дома, в которых дл€ организации солнечного отоплени€ используютс€ теплофизические свойства самого здани€ без применени€ каких-либо специальных приборов и устройств. “радиционные элементы здани€ (окна, витражи) станов€тс€ коллекторами тепла, а массивы каменных стен внутри здани€ – его естественными аккумул€торами. «дание с большой теплоемкостью само €вл€етс€ пассивной системой солнечного отоплени€. ƒл€ обогрева помещений используетс€ пр€ма€ солнечна€ радиаци€, поэтому основные отапливаемые помещени€ должны иметь южную ориентацию . Ёто требование определ€ет широтно-выт€нутую линейную форму плана. ќбычно это пр€моугольные или трапециевидные в плане здани€. —воеобразие образного решени€ этого типа домов заключаетс€ в сочетании стекл€нных витражей южных фасадов с массивными объемами внутренних стен, каминов, перекрытий, в наличии больших навесов и элементов солнце-защиты, в применении массивных глухих ограждений на других фасадах дл€ уменьшени€ теплопотерь.

  домам второго типа отнесены те здани€, в которых традиционные элементы измен€ютс€ дл€ организации солнечного отоплени€, “ак, обычна€ наружна€ стена окрашиваетс€ в черный цвет, облицовываетс€ стеклом на относе и начинает работать как коллектор-аккумул€тор. «а стекл€нным витражом размещаютс€ контейнеры с водой, удерживающие тепло, на плоской кровле дома размещаютс€ емкости с водой, также играющие роль коллектора-аккумул€тора. ѕоскольку это тоже пассивные системы, остаетс€ в силе требование южной ориентации помещений и коллекторов (массивных и остекленных стен), в св€зи с чем сохран€етс€ линейна€ пр€моугольна€ или трапециевидна€ с раскрытием на юг форма плана. ќсобенность архитектуры этих зданий – в наличии остекленных стен, окрашенных в черный цвет, иногда снабженных жалюзийными решетками; конструкций с емкост€ми воды (за остеклением либо на кровле) и т.д.

  третьему и четвертому типам отнесены здани€, оборудованные активными системами солнечного отоплени€. ќсновным фактором, определ€ющим их форму, €вл€етс€ выбор типа коллектора и способа его размещени€. ƒома, в которых коллектор включаетс€ в структуру здани€, отнесены к третьему типу. Ёто наиболее распространенный тип дома в малоэтажном строительстве. ќтдельные коллекторы монтируютс€ в структуры, размещаемые обычно на южном скате кровли или на южной стене. Ќаличие южного доминирующего ската или стены часуо вызывает асимметричные решени€, треугольные или трапециевидные в разрезе. ¬ наружном облике здани€ больша€ площадь коллектора сразу создает образную специфику, определ€€ тип дома.

—овременными исследовани€ми установлено, что при традиционной форме здани€ (параллелепипедные, трапециевидные) активна€ гелиосистема может обеспечить не более 55-57% энергетических потребностей. ƒл€ увеличени€ эффективности гелиосистемы требуетс€ применение более компактных форм: полусферических, усеченных полуцилиндрических и т.д. ¬ практике строительства уже имеютс€ дома подобного типа.

Ќаименьшее вли€ние на облик дома оказывает использование отдельно сто€щих коллекторов, плоских и концентраторов (четвертый тип дома). ќднако косвенно и они измен€ют его традиционный облик.

ƒл€ практики проектировани€ жилища важно определить возможности использовани€ солнечного отоплени€ в домах различной планировочной структуры и этажности. — этой целью при анализе различных типов домов рассматривались возможности организации солнечного отоплени€ индивидуально дл€ каждой квартиры.  ритерием возможности такой организации было прин€то наличие южного фронта хот€ бы у части помещений квартиры. ѕри отсутствии такового рекомендуетс€ примен€ть отдельно сто€щие коллекторы, размещаемые вне дома либо на плоской кровле. ¬опросы создани€ централизованных солнечных установок, обслуживающих все здание или поселок, в данном случае не рассматриваютс€ в св€зи со значительным удлинением коммуникаций от коллекторов к потребителю, необходимостью создани€ дополнительных помещений и обслуживающего персонала.

Ќаибольшие возможности использовани€ гелиоустановок открываютс€ при проектировании одноквартирных домов как наиболее гибких в ориентации по странам света. –€довые и крестовые блокированные дома могут размещатьс€ как ши-ротно, так и меридионально, так как квартира всегда имеет два световых фронта. ќднако в крестовых домах часть квартир не имеет южного фронта, в результате чего дл€ них исключаютс€ возможности организации пассивного отоплени€ и активных коллекторов, вход€щих в структуру дома.

“еррасные дома размещаютс€ на рельефе, причем могут группироватьс€ р€дами вдоль склона, поперек склона либо в виде сетчатой структуры. ¬ зависимости от ориентации склона квартиры могут располагатьс€ широтно или меридионально. —олнечное отопление может быть организовано в террасных домах, размещенных вдоль южного склона. ¬ них могут быть осуществлены все варианты пассивных и активных систем. ѕри блокировке горизонтальными р€дами вход в квартиры проектируетс€ из коридора, идущего вдоль склона, активные коллекторы располагаютс€ горизонтальной лентой вдоль р€да домов. ѕри вертикальной группировке вход в квартиры организован непосредственно с улицы, идущей перпендикул€рно склону.

—екционные дома могут быть широтными и меридиональными. ѕри широтном решении секции квартиры, выход€щие основным фронтом на север, должны иметь дополнительную ориентацию хот€ бы одной комнаты на юг. Ёто требование ограничивает возможное количество квартир в секции. ћеридиональное решение секции позвол€ет проектировать квартиры с односторонней восточной или западной ориентацией. ќрганизаци€ всех типов солнечного отоплени€ возможна лишь в широтных домах.

 оридорные дома имеют одно- или двустороннюю застройку коридора. ƒома с центральным коридором и квартирами в одном уровне могут располагатьс€ только меридионально, дома с центральным коридором и квартирами в двух уровн€х – широтно и в этом случае иметь все типы солнечного отоплени€.

ƒома с боковым коридором и галерейные дома могут иметь как меридиональную, так и широтную ориентацию и все типы солнечного отоплени€.

¬ блокированных крестовых домах, меридиональных секционных, секционно-коридорных и коридорных с квартирами в одном уровне практически невозможно запроектировать пассивные системы отоплени€ или коллекторы, вход€щие в структуру здани€. ƒл€ них предпочтительнее проектировать отдельно сто€щие коллекторы и концентраторы, которые могут располагатьс€ отдельно от здани€ на специальных стеллажах или на плоской кровле.

“аким образом, в малоэтажных жилых, домах любой планировочной структуры, имеющих широтную ориентацию,могут быть реализованы все типы солнечного отоплени€1. ¬ них хорошо осуществл€етс€ требование южной ориентации основных помещений.

Ќеобходимо отметить, что из предлагаемой номенклатуры квартирных солнечных домов в практике проектировани€ и строительства северных районов наибольшее распространение -получили одноквартирные и блокированные дома.

ѕримерами домов с пассивными системами солнечного отоплени€ дл€ северных районов могут служить одноквартирные дома, запроектированные финскими архитекторами. ƒом имеет направленную объемно-планировочную структуру и компактную форму.

¬ ‘инл€ндии разработан также проект ветрозащитного блокированного дома, имеющего в плане форму полукольца, ориентированного вогнутой стороной на юг. —еверна€ сторона дома одноэтажна€, без входных дверей, с оконными проемами минимальной площади. ¬сЄ жилые помещени€ и входы в дом ориентированы на юг. ƒом имеет форму, закрытую и обтекаемую дл€ северных ветров и открытую на юг дл€ лучей солнца.

Ќа конкурсе 1983 г., о котором говорилось в глЋ, за создание оригинальной серии проектов энергосберегающих типов домов дл€ различных природно-экономических районов якутской ј——– по теме “двухквартирные дома” перва€ преми€ присуждена архитекторам Ћ.ј. Ћамекину и ј.ј. јкуловой. јрхитектурна€ композици€ дома организуетс€ блокировкой двух блок-квартир, соедин€емых по диагонали, причем на стыке их возникают два защищенных пространства: одно с южной стороны, обращенное к солнцу, улавливающее’ солнечное тепло, оборудованное площадками дл€ отдыха и теплицами, другое – с севера, так называемый летник, включающий летние жилые комнаты, хоз€йственные помещени€ и др. ѕредложено несколько вариантов решени€ летников и несколько вариантов размещени€ домов в застройке.

Ѕлок-квартира представл€ет собой грибовидный объем, нижн€€ меньша€ по площади часть которого не отапливаетс€ и используетс€ дл€ хранени€ инвентар€ и продуктов, верхн€€ часть в один или два этажа €вл€етс€ жилой. ¬ плане она представл€ет два квадрата: центральный объем с массивными стенами – обща€ комната, к которой примыкают жилые и подсобные помещени€, ограниченные внешним квадратом наружных стен из металлических панелей с эффективным утеплителем.

” наружных углов блок-квартир, обращенных на юг, запроектировано двухсветное помещение – зимний сад, служащий одновременно пассивной системой улавливани€ солнечного тепла» Ѕольшое окно зимнего сада на ночь закрываетс€ утепленными задвижками-ставн€ми (в холодное врем€ года). ћассивное помещение в центре квартиры €вл€етс€ аккумул€тором солнечного тепла и тепла очагов и печей, дымоходами которых пронизаны его стены. јвторы (архитекторы Ћ. Ћамекин, ј. јкулова) вложили много творчества, знаний и изобретательности в создание этих проектов, учитывающих как национальные традиции и‘региональные особенности формировани€ жилища —евера, так и современные достижени€ Ќ“–.

Ќа конкурс были представлены и удостоены третьей премии проекты четырехквартирных солнечных домов блокированного типа. Ёти проекты, разработанные архитекторами ¬.Ѕ. ёдиной и ј. √. ѕивоваровым, решены очень компактно в простейших пр€моугольных объемах с широкими (свыше 15 м) корпусами. ∆илые €чейки организованы так, что все подсобно-хоз€йственные помещени€ выход€т на север, создава€ дополнительное утепление неинсолируемой поверхности, все жилые помещени€ обращены на юг, где к ним примыкает оранжере€-парник, котора€ служит гелиоприемником и защитой от южных ветров зимой» ќна же €вл€етс€ местом отдыха и выращивани€ овощей. ѕомещени€, размещаемые в глубине корпуса, освещаютс€ зенитными фонар€ми.

ƒома с активными и смешанными системами солнечного отоплени€ проектируютс€ в —Ўј и  анаде дл€ северных районов этих стран. »з этих проектов большой интерес представл€ют разработки архит. ’ай-“о-Ћим, котора€ предложила р€д решений солнечных домов дл€ коренного населени€ јл€ски – эскимосов и индейцев.

¬ проекте применена смешанна€ система солнечного отоплени€ с коллектором, аккумул€тором и “солнечными окнами”.  оллекторы вмонтированы в нижнюю часть южной стены дома. ¬ качестве теплоносител€ используетс€ воздух.  оллекторы изготовлены из пустых металлических консервных банок из-под пива, разрезаемых на четыре части, прибитых к фанере и покрашенных в темно-синий цвет.  оллектор имеет двойное остекление. √равийный аккумул€тор расположен выше коллектора в утолщенном перекрытии, образующем на втором этаже своеобразную “лежанку”. Ѕлагодар€ верхнему размещению аккумул€тора установка не требует дополнительного механического побуждени€ и работает

на естественной конвекции. –азмещение аккумул€тора в междуэтажном перекрытии сводит к минимуму теплопотери в системе отоплени€.

Ёта система определ€ет и специфическую организацию пространства в доме: на втором этаже размещаетс€ дневна€ зона (кухн€ и обща€ комната), на первом, более прохладном, – ночна€ зона (спальни и санитарный узел). ƒл€ перекачки теплого воздуха со второго этажа на первый (если это нужно) примен€етс€ вентил€тор, работающий от маленького ветр€ка, установленного на крыше дома. ƒл€ гор€чего водоснабжени€ используетс€ емкость с водой, вмонтированна€ в гравийный аккумул€тор и нагреваема€ циркулирующим в нем воздухом.

ѕредложени€ по типам солнечных домов дл€  райнего —евера јмерики были одобрены жител€ми р€да эскимосских поселков на јл€ске. ѕредварительные экономические подсчеты показали достаточную энергетическую эффективность предлагаемых домов в услови€х 60-70 северной широты на јл€о-ке. Ёкономи€ топлива: в феврале – около 17%, в марте -30-35%, в апреле – до 40%.

ƒл€ архитектурно-пространственного решени€ домов и комплексов с ветровым энергоснабжением определ€ющим €вл€етс€ расположение .ветроэнергетических устройств и их конструктивное решение. ѕо характеру размещени€ этих устройств дома можно разделить на две основные группы: здани€ с отдельно сто€щими ветроустановками и с ветроэнер-госистемами, включаемыми в их конструктивно-пространственную структуру.

¬ первом случае форма жилого дома не измен€етс€, он может быть традиционным со скатным или плоским покрытием без гелиоустановок или с гелиоустановками. —пецифический вид застройке придают мачты ветровых генераторов, которые должны умело включатьс€ в композицию ансамбл€ застройки. Ёти вертикали в руках одаренного архитектора могут стать заменой утраченных колоколен и ветр€ков старых северных деревень.

¬о втором случае форма здани€ может измен€тьс€ с целью улучшени€ аэродинамических показателей и  ѕƒ вет-рогенераторов. Ќаиболее распространено создание эффекта “аэродинамической трубы” с целью ускорени€ движени€ • потока воздуха в зоне размещени€ установок. ќднако этот прием целесообразен там, где направление господствующих ветров более или менее посто€нно.

ѕроекты жилых квартирных домов дл€ районов —евера с комплексным автономным энергообеспечением разработаны также в ћосковском архитектурном институте. Ёто одноквартирный двухэтажный дом с развитой хоз€йственной постройкой, соединенной с домом защищенным переходом. ¬ первом этаже размещаютс€ обща€ комната, кухн€, холодна€ кладова€, помещение дл€ хоз€йственных работ, на втором этаже – спальни и ванна€. ’оз€йственна€ постройка включает гараж, помещение дл€ скота и инвентар€. Ќа южной наклонной стене – крыше дома размещены воздушные коллекторы, фазовый аккумул€тор находитс€ на чердаке дома. ’оз€йственна€ постройка также оборудована воздушным солнечным отоплением. Ќа крыше дома – ветр€к.

»нтересен также проект двухэтажного двухквартирного объемно-блочного жилого дома с автономном энергообеспечением дл€ отдаленных районов (рис.65). јвтономное энергообеспечение дома сосредоточено в специальных контейнерах треугольного сечени€, на наклонной стене которых размещены воздушные коллекторы. ¬ верхней части монтируютс€ ветр€ки с вертикальной ос£ю вращени€.  вартиры в доме 4-комнатные, в 1 этаже размещаютс€ ќбща€ комната и кухн€, на ѕ – спальни. ¬ контейнерах автономного энергообеспечени€ наход€тс€ санитарные < узлы и аккумул€тор тепла из сосудов с парафином, а также аккумул€тор электроэнергии.

— точки зрени€ потребностей —евера в сезонно обитаемом жилище наибольший интерес представл€ют проекты автономных жилых образований небольшой вместимости. ¬ разработке этой темы активное участие принимает и студенческа€ общественность всего мира. ¬ 1976 г. в  анаде был проведен международный студенческий конкурс на проектирование поселка дл€ 50 жителей с автономной системой энергообеспечени€ (Ёѕ–ќћ). ¬ качестве основного источника энергии во всех предложени€х использовались солнечные коллекторы различного типа в сочетании с ветроэнергетическими установками. Ќаибольший интерес среди премированных проектов представл€ют работы советских, французских, датских, бельгийских студентов.

—туденты ћјрх» разработали максимально компактное жилое образование с централизованной системой энергообеспечени€ от единой гелиотермической установки. ∆илые €чейки группируютс€ вокруг вод€ного бассейна, на противоположной стороне которого находитс€ инженерный корпус. √елио-термическа€ установка оборудуетс€ плоскими вод€ными коллекторами и термосом-накопителем. —блокированные жилые дома имеют коммуникационные галереи по первому этажу. ¬ центре дома расположен вертикальный двусветный объем теплицы дл€ выращивани€ овощей. “еплица использует энергию от центральной установки. ¬ самом доме размещены лишь коллекторы-концентраторы дл€ приготовлени€ пищи.

‘ранцузские студенты положили в основу своего проекта концепцию коллективного соседского проживани€ людей, ведущих общее хоз€йство.  омпактное жилое образование имеет четкую геометрическую форму, двухэтажные жилые €чейки чередуютс€ с помещени€ми общественного пользовани€: залами собраний, отдыха, санузлами и пр. ¬нутренн€€ коммуникационна€ св€зь по первому этажу соедин€ет все жилые, общественные и производственные помещени€, включа€ места дл€ содержани€ домашних животных. — южной стороны к жилым €чейкам примыкает коллективна€ оранжере€, стекл€нное покрытие которой держитс€ на легких фермах. ќранжере€ €вл€етс€ гигантским пассивным накопителем тепла. Ќагретый воздух из нее путем конвекции распредел€етс€ в жилые и общественные помещени€.

¬ датском проекте весь поселок имеет “ступенчатое” построение. ѕервичной жилой единицей €вл€етс€ 3- и 4-ком-натный дом на одну семью. ќднако этот дом не имеет хоз€йственных помещений и кухни, так как проектом не предусматриваетс€ ведение жител€ми развитого индивидуального хоз€йства. “ри-четыре дома объединены в жилую группу (на 15 жителей) вокруг общественного блока. Ѕлок состоит из кухни с кладовыми, общей столовой и помещений дл€ отдыха. ¬се квартиры имеют непосредственный выход в общественный блок. Ёто предложение по принципам бытовой организации сходно с широко развитыми в ƒании ƒомами с обслуживанием. ќднако в данном случае предполагаетс€ не платное обслуживание, а общественное ведение единого хоз€йства. “ри подобных жилых группы вмещают всех жителей поселка. ¬округ домов располагаютс€ подсобные сельскохоз€йственные сооружени€.

»нтересное архитектурное решение жилого поселка представлено в бельгийском проекте. «десь наиболее удачна попытка отразить новую технологию в характере архитектуры: восьмигранные пирамиды каркасных дерев€нных домов размещены на общем основании первого этажа, в которых наход€тс€ гараж, мастерска€, хранилища и т.д. ¬ центре каждого дома наход€тс€ вертикальна€ шахта с лестницами, регулирующий термостат, ветр€ной циркул€ционный насос, фильтр вод€ной очистки и т.д. —олнечные коллекторы вмонтированы в скаты кровли отдельных домов.

јнализ даже небольшой части имеющихс€ предложений показывает, что создание автономных жилых образований на возобновл€емых источниках энергии – один из перспективных путей развити€ архитектуры малоэтажного жилища. ќднако все описанные выше системы отработаны почти исключительно на стационарных здани€х, в то врем€ как вопрос комплексного сочетани€ мобильности с использованием возобновл€емых источников энергии почти не нашел отражени€ в научных исследовани€х и постройках.

–азработка в ћосковском архитектурном институте проектов мобильных зданий в сочетании с гелио- и ветроэнергетическими устройствами показывает, что их архитектурно-конструктивные решени€ открывают широкие возможности формообразовани€. ¬ практике строительства данные возможности еще не реализованы. —озданный в —Ўј мобильный гелиодом €вл€етс€ пока единственным примером и по своему внешнему облику незначительно отличаетс€ от стационарного жилого дома, использующего солнечную энергию дл€ отоплени€, гор€чего водоснабжени€ и охлаждени€.

ќпыт проектировани€ и строительства стационарных “солнечных домов” показывает возможность реализации всех требований к ним в мобильных здани€х.  роме того, благодар€ подвижности и трансформативности этих зданий могут быть разработаны комбинированные системы, легко мен€ющие направлени€ и угол наклона солнцеприемников.

¬ ћосковском архитектурном институте разрабатываютс€ экспериментальные проектные предложени€ по мобильным жилым комплексам с автономным энергообеспечением.

–абота ведетс€ по трем основным направлени€м: – проектирование контейнерных зданий с сборно-разборными гелио- и ≈етроэнергетическими установками, не включаемыми в конструкцию здани€; – проектирование контейнерных зданий с системами автономного энергообеспечени€, включаемыми в их конструкцию; – проектирование трансформирующихс€ зданий с системами автономного энергообеспечени€, включаемыми в конструкцию здани€.

¬ проектах первой группы гелиотехнические установки размещаютс€ в специальных панел€х, опирающихс€ на сборно-разборную конструкцию, котора€ ставитс€ на крышу контейнерного здани€, но может размещатьс€ и отдельно на специальных опорах. ѕанели с солнечными коллекторами и солнечными батаре€ми могут поворачиватьс€ вокруг горизонтальной оси дл€ более полного улавливани€ солнечной радиации.

 о второй группе относ€тс€ проекты контейнерных зданий с гелио- и ветроэнергетическими установками, включае мыми в их конструкцию.  онтейнеры-энергоблоки треугольного сечени€ перевоз€тс€ сложенными попарно, гелиоприем-никами внутрь, а при монтаже став€тс€ в вертикальное положение.   верхней части этих контейнеров креп€тс€ ветро-генераторы. јккумул€торы солнечного тепла и электроэнергии размещаютс€ в нижней части контейнеров. ѕо архитектурно-планировочному решению предлагаютс€ блоки двух ти- . пов: блок-кухн€ и блок-санитарный узел. ќни €вл€ютс€ частью одноэтажного мобильного жилого комплекса с автономным энергообеспечением. ∆ила€ часть может монтироватьс€ из объемных элементов-контейнеров, выпускаемых отечественной промышленностью.

¬озможны различные варианты компоновки мобильных жилых комплексов с применением блоков солнечного энергообеспечени€. Ёто могут быть общежити€ на 6-8-12-24 ц более человек или квартирные дома с различным числом квартир.

“рансформирующиес€ блоки третьей группы состо€т из ƒвух шарнирно соединенных полублоков, имеющих наклонную под 60 плоскость, в которую вмонтированы гелиоприемники. — целью сохранени€ поверхности остеклени€ гелиоприемников и увеличени€ компактности блока при транспортировке полублоки складываютс€ в блок-контейнер в форме параллелепипеда остеклением гелиоприемников внутрь и скрепл€ютс€

специальными креплени€ми с болтами. ѕосле доставки на место блок-контейнер разгружают с помощью подъемного механизма и устанавливают на монтажную площадку, котора€ имеет подушки, регулирующие горизонтальность мобильного здани€. ћонтаж производитс€ путем разворота полублоков на шарнире относительно друг друга и размещени€ их одного над другим. ¬ полублоки вмонтированы ветроэнергетическа€ установка, генераторы тока, аккумул€торы тепла и электроэнергии, а также кухонное и сантехническое оборудование. ¬ результате монтажа полублоков различной длины образуютс€ двухэтажные блоки, применение которых позвол€ет получить многообразие их сочетаний и образовывать комплексы различной вместимости с индивидуальными архитектурно-планировочными решени€ми.

»нтересны также проекты мобильных жилых комплексов упрощенного типа, включающие жилые €чейки без инженерного оборудовани€ и блоки автономного энергообеспечени€, в которых размещаютс€ бан€ с душами и кухни самообслуживани€. ќсобенность этих блоков заключаетс€ в том, что они могут функционировать и без жилых €чеек и примен€тьс€ в летнее врем€ дл€ обслуживани€ передвижных станов оленеводов, животноводов, земледельцев и т.д.

¬ насто€щее врем€, когда проектирование и строительство домов с солнечным и ветровым энергообеспечением в нашей стране только начинаетс€, возникает вопрос: будет ли это красиво, не испорт€т ли дома с черными блест€щими стенами и ветр€ками наши поселки? ¬опрос вполне законный, так как на стыке техники и архитектуры могут возникнуть как прекрасные, так и безобразные постройки. Ќеобходимо отметить, что цветовое решение гелиосистемы-коллектора может быть не только черным, но и других тонов (за счет применени€ взамен черной краски многослойных селективных покрытий).

«еркально отража€ движущиес€ облака, мен€ющийс€ ландшафт и окружающие предметы, гелиоприемники играют немаловажную роль в композиционной св€зи гелиодома с внешним природным окружением. ѕри этом структура переплетов стекл€нных ограждений не об€зательно должна быть в виде жесткой сухой пр€моугольной сетки. ќна может решатьс€ в виде сочетани€ треугольных, п€тиугольных и других орнаментальных элементов. Ќаличие вертикалей мачт ветр€ков, отдельно сто€щих или св€занных с объемно-прост-ранственной композицией дома, значительно обогатит застройку, особенно в тундровых, равнинных районах. „ередование Џладких остекленных поверхностей коллекторов с глухими стенами позволит создать достаточно интересную застройку, основанную на метроритмических сочетани€х. —оздание запоминающихс€ и интересных в архитектурно-художественном отношении домов с автономным энергообеспечением должно стать важной задачей наших архитекторов и дизайнеров.

¬ результате исследований и экспериментально-проект-ной работы по формированию зданий и комплексов с автономным солнечным и ветровым энергообеспечением предложены принципы художественного формообразовани€ этих зданий и комплексов дл€ —евера, приведенные ниже.

ѕроектирование отдельных небольших зданий не должно €вл€тьс€ основным направлением работы. √лавное, что должно отличать наши проекты от большинства зарубежных, – это комплексность – проектирование стационарных или мобильных комплексов жилых, общественных и производственных зданий с солнечным и ветровым энергообеспечением. “олько в ком-плекрной застройке можно экспериментально проверить все возникающие архитектурно-художественные и технико-экономические вопросы и выработать новые принципы формообразовани€.

Ќеобходимость снижени€ теплопотерь здани€ми и комплексами с целью экономии энергии требует компактного решени€. ѕри одном и том же объеме наиболее компактны формы в виде полусферы, полуцилиндра, усеченного конуса, куба. ”меньшение поверхности наружных ограждений достигаетс€ также укрупнением объемов зданий, их блокировкой, объединением “под одной крышей”.

«дани€ и комплексы с солнечным и ветровым энергообеспечением должны отличатьс€ четкой ориентированностью по солнцу и направлени€м господствующих ветров. ”клоны крыши и наклоны стен, площади крыш и стен также определ€ютс€ солнцем и ветром. ќсновна€ часть жилых помещений группируетс€ с южной стороны дома.

Ќаличие специфических планировочных элементов (теплицы, веранды аккумул€торные и т.д.) существенно вли€ет на форму дома и его художественно-образное решение.

Ќаличие гелиотехнических и ветроэнергетических установок, а также элементов ветрозащиты (коллекторов) создает специфический,необычный, нетрадиционный образ дома: стекла коллекторов, в которых отражаетс€ небо, мачты ветр€ков определ€ют художественно-образные особенности зданий и комплексов с автономной энергетикой. —олнцеулавливающие и ветроэнергетические устройства включаютс€ в архитектурные конструкции зданий.

–азнообразие геометрических форм ограждающих конструкций – стен, кровель – не может быть прин€то только в цел€х наилучшего расположени€ солнцеулавливающих устройств. Ќеобходима органическа€ ув€зка формы здани€ или комплекса с организацией его внутреннего пространства.

¬ современных услови€х материальной базой дл€ дальнейшего совершенствовани€ архитектурно-художественных решений сельских жилых домов дл€ —евера €вл€етс€ индустриализаци€ строительства в самых различных формах при ведущей роли заводского домостроени€. —овременный советский архитектор не имеет права игнорировать достижени€ научно-технической революции или относитьс€ к технике только как средству создани€ архаических архитектурных образов. “рудно не согласитьс€ со словами Ќ.ј. ћилютина: “—оветский архитектор, сто€щий на позици€х социалистического строительства, не может не ставить перед собой задачи широчайшего применени€ в строительном деле ———– новейших достижений науки и техники… “олько при этом условии мы сможем научитьс€ строить социалистические здани€ во “много раз лучше и дешевле капиталистов”.

“«а последние полвека сформировалс€ новый тип архитектора … ученого-художника-проектировщика”, – пишет —.’ан-ћагомедов.—“»зменилась и роль конструкций, материалов, технологии строительства и рекомендаций прикладной науки в процессах формообразовани€ в современной архитектуре. ¬се это теперь не просто технические средства, но и важнейшие стилеобразуюшие факторы. ƒавайте же в конце концов признаем, что св€занные с ними формообразующие импульсы создают формы, ставшие уже давно не просто техническими средствами, а частью художественной культуры”.

 

www.webwarper.net/ru/gardenweb.ru/sistemy-avtonomnogo-energoobespecheniya-zdanii-i-obraz-selskogo-doma-budushchego

ѕохожие статьи:

ќбщий разделЅиоресурсы ћирового океана

ќбщий раздел—копин ѕавел јлександрович "Ѕлагоустройство: проблемы и решени€ (взгл€д со стороны)"

ќбщий разделѕотер€нные реки –оссии, или куда пропала река  убань?

ќбщий разделЋандшафт, индивид, сообщество. ѕределы толерантности.

ќбщий раздел—ооотношение св€зей в опыте советской архитектуры

–ейтинг: 0 √олосов: 0 4587 просмотров
 омментарии (1)
0 # 2 апрел€ 2012 в 17:00 0
ќчень познавательна€ стать€!