Энергосбережение – высшая математика архитектуры

Проблемы энергосбережения в сознании общества стали особенно актуальными в середине прошлого века. Экономическая конъектура, рост цен на топливо вынудили страны, где собственные источники углеводорода отсутствуют, крепко задуматься. Второй фактор – рост населения и городов. В 1900 г. население планеты составляло один миллиард, в 1950-м – уже три. С такими темпами землян скоро будет все 10 миллиардов. Причем в большинстве своем горожан, численность которых каждые 11 лет удваивается. Город, городское жилье будут формировать среду проживания большей части человечества и, следовательно, актуализировать проблему энергосбережения.

Этот вопрос можно рассматривать на двух уровнях. Первый предполагает глобальный, широкий, вездесущий взгляд на реальные проблемы. Второй носит более приземленный, бытовой или даже утилитарно-практической характер.

Роскошествующее капиталистическое общество с его громадными особняками, персональными лимузинами, яхтами, самолетами сегодня на фоне разительного удорожания энергоносителей все более задумывается об экономии, признавая свою расточительность.

Опыт нашей страны, где во времена СССР не было частной собственности, также продемонстрировал полную неспособность рационально использовать природные ресурсы. Еще живут воспоминания о временах, когда годовая оплата коммунальных услуг среднестатистической квартиры была равна стоимости пары женских сапог. Эпоха условных цен окончилась вместе с эпохой “развитого социализма”, но ментальность, привитая в те годы, крепко укоренилась в нашем сознании. Принцип “все вокруг колхозное – все вокруг мое” отнюдь не способствовал воспитанию бережливости; дома, построенные в прошлом веке, до сих пор отапливают улицы, многие мерзнут в своих малогабаритных квартирах.

Где же выход? Какой должна быть доминирующая идеология, какими чертами должна обладать цивилизация, чтобы оптимально развиваться? Их можно свести к следующим: 1) низкая энергетика (экономичное потребление энергии); 2) высокая устойчивость (восстановление ресурсов, питающих человечество); 3) экологическая чистота;
4) демилитаризация; 5) подлинная человечность.

Практически это идеальная модель, но как скоро, если вообще это возможно, ее удастся реализовать? Политические реалии показывают, что ждать быстрых изменений к лучшему не приходится. Остается надеяться, что экономические условия заставят нас эволюционным путем все-таки прийти к разумной модели. Смогла же Голландия с ее 17 миллионами жителей на площади, равной территории Минской области, организовать производство молока и масла почти для всей Европы.

Пусть пока мы не в состоянии глобально изменить идеологию, но решать проблемы на своем более приземленном, утилитарно-практическом уровне мы, архитекторы и проектировщики, в состоянии. Ведь именно коммунальные услуги пожирают львиную долю (примерно 60%) всех энергетических затрат.

Энергосбережение у нас – это в первую очередь утепление фасадов, то есть тотальное покрытие стен пенопластом даже там, где такой потребности в этом нет. Работа не требует большой квалификации, но внешне очень заметна.

Вместе с этим уже вполне популярно использование инженерно-технических средств и мероприятий (солнечные коллекторы и батареи, тепловые насосы, рекуперация тепла, навесные стеклянные витражи и др.).

Однако я не помню, чтобы в нашей республике перед проектировщиками ставилась задача существенного сокращения бытовых энергетических затрат за счет объемно-планировочных решений. Хотя архитектор, организуя пространственную среду дома, района, города, может сэкономить не меньше, чем все перечисленные технические мероприятия. Каким образом это достигается?

Если по порядку, то следует начать с генерального плана. Не имеет значения, город это или деревня, научно-производственный центр или армейский гарнизон. Рельеф местности, пространственная ориентация, этажность зданий и сооружений, их габариты определяют любую градостроительную структуру. Создавая ее, необходимо, пожалуй, больше математики, чем чисто художественного творчества, но именно здоровая основа обеспечит здоровую жизнедеятельность.

Нынешние города – достаточно однообразные транспортные коммуникации, застроенные по обе стороны. Почему архитектурные критики и приходят к неожиданным утверждениям: двадцатый век не стал веком градостроительства.

Предшествующие века и эпохи создавали каждый нечто специфическое, неповторимое; города, построенные сотни лет назад, притягивают как магниты туристов со всего света. Манят Венеция, Вильнюс, Суздаль, а не Чандигарх, Тольятти или Новополоцк. Города прошлого интересны пространственной организацией, а не отдельными зданиями. Двадцатый век, начиная с Уол-стрита, показал пример, как на сравнительно небольшой территории можно воспроизвести десятки зданий. Для многих скопище небоскребов стало образцом для подражания. Что там Шанхай с Сингапуром, даже Париж с Лондоном не избежали этой участи, Москва тоже бросилась вдогонку. Демонстрируя пока в макете свой “Минск-Сити”, мы даем понять миру, что тоже созрели, готовы.

Но сколько стоять этим очень энергозатратным сооружениям? Расчетный срок жизни большинства зданий не намного превышает среднюю продолжительность человеческой жизни; здания, ставшие памятниками культуры, стоят уже сотни лет за счет постоянных реконструкций, обновлений. Новые мегасооружения – это смешение разных типов материалов, в том числе и композитных. Применение разнородных материалов (бетона, дерева, пластика, металла, полиэтилена и др.) вряд ли способствует удлинению срока жизни сооружений. Проблема мало изучена, эксплуатация и дальше потребует колоссальных затрат на их содержание.

Нас приучили проектировать дешево и быстро, и в этой гонке нет времени отвлекаться на разные планировочные изыски. Мало того, сегодня мы проектируем и строим, опираясь на свод норм и правил, многие из которых – порождение нашей соцпрактики. Многочисленные экспертизы стали бичом, который исключает всякие, даже разумные, творческие отклонения от некогда прописанного. Малейшие сомнения в соответствии вашего решения требованиям норм будут встречены в штыки, даже если оно, по сути, предлагает значительные преимущества. К примеру, жесткое следование отечественным нормам инсоляции, рожденным в СССР и подобных которым в Европе вообще не существует, вызывает массу планировочных издержек, приводящих к значительному удорожанию строительства. Практикующие архитекторы знают, что наиболее приемлемая для инсоляции меридиональная ориентация (восток-запад) для жильцов оборачивается сплошными неприятностями: зимой квартиры практически не получают солнечного тепла, летом же низкое восточное и западное солнце вызывает перегрев помещений. В нашем климатическом районе только в помещениях, ориентированных на юг, возможно сокращение расходов на отопление.

Но все ли так безупречно у наших иностранных коллег?

Крутизна, в которой соревнуются западные архитекторы, отнесенные прессой к элите, действует на нас завораживающе, увлекая за собой подобно волшебной дудочке. Ну и пусть квартиры в жилом доме шведского города Мальме, который запроектирован испанским архитектором Колотравой, баснословно дороги, выход общей площади для такой этажности дома ничтожно мал. Зато как необычно, как неожиданно.

“Женщины и архитекторы способны разорить любое государство” – эта реплика Наполеона вряд ли уместна по отношению к китаянкам, в основной массе не приученных к роскоши, а вот цвет западноевропейской архитектуры готов украшать Пекин своими шедеврами вплоть до последнего юаня.

“Звездные” архитекторы мира заняты работой над собственным имиджем, отдавая предпочтение мастерству архитектурного макияжа, а не поиску уместных решений, учитывающих особенности конкретного региона. Английский архитектор Норман Фостер в своих запасниках имеет немало заготовок (пирамиды, трилистники, яйца и т.д.) и готов при помощи многочисленных эмиссаров сбывать их в любом медвежьем углу. Стеклянная пирамида, не представляющая как архитектурная находка никакой ценности в силу банальности и избитости приема, нашла применение в холодных степях Казахстана. В качестве визитной карточки новой столицы Астаны это сложное инженерное сооружение некоторое время потешит честолюбие нынешнего правителя, став постоянным пожирателем бюджетных средств на свое содержание.

Высшая математика архитектуры нами еще не освоена, сегодня большинство из нас одолевают арифметику начальных классов.

Ценность любого сооружения станет значительно выше, если уникальность, оригинальность будут достигнуты благодаря приемам, позволяющим улучшить и его эксплуатационные показатели. Можно уверенно предположить, что идеальными станут сооружения, постройки, обеспечивающие высокий комфорт проживания без значительных энергетических затрат, то есть без сжигания природных невозобновляемых ресурсов (угля, торфа, нефтепродуктов).

То же надо сказать и о градостроительном решении. Плохо запроектированные расползшиеся города – одна из причин чрезмерных энергетических затрат и экологического неблагополучия. При повышении жизненного стандарта и сохранении нынешнего подхода к строительству ситуация станет угрожающей. Хотя вполне очевидно, что территорию города можно резко сократить только за счет уменьшения жилой застройки и территорий, занятых транспортными коммуникациями.

Массовая компьютеризация в проектировании позволит сохранить время на поиск самого оптимального решения и повсеместно овладеть высшей математикой энергосбережения.

В реальной жизни проблемы создания здоровой среды возникли и существовали вместе с появлением человека разумного. Традиционное жилье, будь то Африка, Сибирь или древний Египет, отнюдь не было примитивным. Эволюция его развития, вероятно, изобилует массой проб и ошибок, но время ставило все на свои места. Во многих городах мира строят так же, как и тысячу лет назад. Евреи до бегства из Египта занимались строительством жилья из материалов (согласно Библии – глина, солома), которые мы так настойчиво пытаемся внедрить сегодня, выдавая это за ноу-хау.

“Господа, повеселимся, а после нас хоть потоп” – эти слова одного из эпатажных французских королей могут стать девизом нашего времени. Солнце – единственный источник энергии на Земле – позволило накопить огромные ресурсы минерального сырья, ископаемого топлива (процесс фотосинтеза), но запасы эти уже почти израсходованы.

Текущий век должен стать веком новой архитектуры. В процесс создания среды обитания должен быть вовлечен интеллектуальный потенциал человечества, включая не только архитекторов и инженеров, но и биологов, экологов, физиков, математиков. Методика подготовки архитекторов должна существенно измениться.

Попробуем воссоздать портрет города с точки зрения эколога.

Транспортные коммуникации – как базовый элемент, костяк, хребет, к которому выходят пространственные структурные образования, непрерывная застройка, насыщенная зимними садами, наклонными улицами, рекреациями на всех уровнях. Зеленые насаждения находятся на всех уровнях, суммарные площади газонов, садов могут и превышать рекомендуемую норму, но не требуют дополнительных площадей самой земли. Уже сегодня отдельные здания можно воспринимать как фрагменты подобного города будущего, как прообразы энергосберегающих зданий.

Характерная особенность энергосберегающего здания – это отношение объема, вернее, полезных площадей к площади ограждений. Если обратиться к чистой геометрии – это куб или цилиндр при одинаковых отношениях высоты и диаметра.

С другой стороны, компактная форма безразлична к пространственной ориентации. С точки зрения пассивного использования энергии Солнца наиболее благоприятна ориентация на юг. Когда холодно, солнце желательно улавливать, когда жарко, его тепло можно аккумулировать, подогревать воду. Рассуждения подобного вида вряд ли расширят чье-то мировоззрение и станут универсальной основой для реального проектирования.

Создание проекта типового энергосберегающего здания – намерение чисто дилетантское. Проблема решается по-разному в каждом конкретном регионе и даже в одном городе. Следует заимствовать и зарубежный опыт, но тоже осмотрительно: что хорошо в Испании или Японии, то не всегда устроит нас.

Важно понять, что особенно актуально сегодня, что акцентируют в остальном мире. Ну, конечно же, это экология: возвращение к естественной вентиляции, упрощение техники обогрева, замена тяжелых материалов на более легкие, типологический выбор характера зданий, позволяющий использовать его как многоцелевое, работа с формой и параметрами построек на основе их соответствия природным факторам и т.д.

Уменьшение – это сохранение. Снижение потребления ресурсов – улучшение качества жизни. Поэтому со временем акцент явно сместится к объектам, которые помимо формальной уникальности будут иметь высокие эксплуатационные показатели. Уже сегодня в отдельных комплексах можно рассмотреть фрагменты будущей архитектуры.

Архитектура, по крайней мере в техническом аспекте, развивается по восходящей, не возвращаясь на круги своя, используя новые технологии, материалы.

Сегодня мы не вправе ограничивать себя чисто утилитарными требованиями: кров, убежище с параметрами, удовлетворяющими физиологические потребности. Чтобы приблизиться к новым представлениям, понятиям, чтобы обрести надежду на новое, необходимо осознанное желание отбросить поношенные одежды прежних стилей и мнимых ценностей. Нашу архитектуру крушить не надо: она сама давно изветшала, созрела для саморазрушения. Естественно, никто не проектирует, предполагая разрушительное воздействие построек на среду. Но то, что это происходит, должны понимать все. Ответственность перед будущим несет все общество, проектировщик не в состоянии кардинально изменить ситуацию, но, принимая решение, он обязан каждый раз ставить вопросы, сознательно беря ответственность на себя.

Источник ais.by