ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ПОДЗЕМНОГО
ПРОСТРАНСТВА
И
ДЛЯ
СТРОИТЕЛЬСТВА
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОГО ЖИЛЬЯ
Дзюба Е.А., Захарова А.В., Саньков П.Н.
Приднепровская
государственная
академия
строительства
и
архитектуры, Днепропетровск, Украина
THE UTILISATION OF UNDERGROUND SPACE FOR THE
DESIGN AND CONSTRUCTION OF ENERGY-EFFICIENT BUILDINGS
Dziuba E. A., Zakharova A. V., Sankov P.N..
Prydniprovs’ka State Academy of Civil Engineering and Architecture
Dnipropetrovsk, Ukraine
В статье рассмотрен метод строительства зданий заглублением как
способ
повышения
энергоэффективности.
С
помощью
современных
технологий, появляется возможность проектировать и строить здания,
практически, под землей. Необходимость строить дом под землей
обусловлена следующими факторами: экологический фактор (снижение
теплопотерь и сокращение затрат на поддержание микроклимата в здании);
фактор экономки природопользования, то есть строительство в условиях
сложного рельефа; эстетический фактор обусловлен облагораживанием
неудобных для строительства территорий.
The article describes the method of construction of recessed buildings as a
way to improve energy efficiency. With modern technology, buildings it is possible
to design and construct buildings, almost underground. The need to build the
house under the ground due to the following factors: environmental factor
(reduction of heat loss and reduce the cost of maintaining a microclimate in the
building); ecological factor, that is, construction in difficult terrain; aesthetic
factor due to ennoblement inconvenient for the construction of the territories.
Актуальность.
Актуальность
тематики
энергосбережения
сегодня
становится все более масштабной и весомой во всем мире. Одним из наиболее
проблемных аспектов этого вопроса является индивидуальное жилье. Статистика
показывает, что в общем объеме конечного потребления энергии в странах ЕС
доля промышленности составляет 28,8%, доля транспорта - 31%, сферы услуг 47%. С учетом того, что около 1/3 объема энергопотребления тратится на
жилищный сектор. Сложно заставить современного человека отказаться от
привычного образа жизни ради экономии ресурсов планеты. Решением может
стать создание комфортной и одновременно энергоэффективного жилья.
Мировая
ситуация
нехватки
топливных
ресурсов
обусловливает
необходимость рационального использования энергии.
Цель. Повышение энергоэффективности жилья путем использования
подземного пространства.
Задачи работы:
- ознакомиться с классификацией заглубленных зданий;
- определить особенности энергоэффективного строительства;
- выделить достоинства и недостатки заглубленного жилья.
Объект исследования. Обеспечение энергоэффективности зданий.
Предмет исследования. Метод заглубления зданий.
Научная новизна полученных результатов: На территории Украины
ранее не проводилось комплексного исследования в области строительства
малоэтажного заглубленного жилища.
Практическое значение полученных результатов:
- строительство заглубленных жилищ позволяет снизить тепловые
потери здания и сократить затраты на поддержание микроклимата в зданиях,
размещаемых на территории регионов с холодным или жарким климатом;
- технология заглубления позволяет вписать здание в сложный рельеф
(такой прием помогает сократить объемы дорогостоящих работ по
выравниванию участка).
- заглубление влияет на внешний вид зданий, может использоваться как
авторское решение.
Основная часть.
Основная причина строительства заглубленных жилищ - минимизация
влияния окружающей среды на здание, снижение теплопотерь, улучшение
экологического состояния нашей планеты. Заглубление зданий считается
одним из наиболее эффективных методов использования геотермальной
энергии. В результате мы можем сэкономить до 60% энергии на обогрев или
охлаждение помещения. Такое здание мало зависит от внешних погодных
условий (при отключении источника тепла оно охлаждается лишь на 1-2°С в
сутки).
1 Классификация методов заглубления зданий
1.1 Классификация по способу заглубления
В индивидуальном строительстве выделяют два основных типа
заглубленных
зданий:
дома
мелкого
или
глубокого
заложения
и
обвалованные дома.
Здания мелкого заложения характеризуются углублением до 10 м. под
поверхностью почвы. Могут иметь надземную часть. При строительстве
раскрывается дневная поверхность (вырывается котлован).
Здания глубокого заложения фактически не имеют надземной части,
кроме входной группы. Строительство ведется закрытым способом (без
рытья котлована).
Обвалований дом - самый простой вид заглубленного жилища.
Обвалованные дома, или «лисьи норы», являются очень экономичными
сооружениями, кроме того, они достаточно просты. В основе этого типа
экологической архитектуры лежит один простой проект, который меняется в
зависимости от особенностей участка. Прототипом таких домов есть
землянка. Такое здание частично или полностью находится на поверхности
почвы, после возведения конструкций его присыпают слоем земли, позднее
на поверхности появляется растительность, которая служит дополнительной
теплоизоляцией.
При отключении источника тепла температура в таком сооружении
колеблется от 0 до +5°С, то есть летом в нем прохладно, зимой тепло.
Недостатком таких домов является сложности при капитальном ремонте.
1.2 Классификация по степени и характеру углубления
Различают три основных вида заглубленных жилищ: углубленные,
полузаглубленные и дома с атриумом.
Заглубленные дома полностью погружены в почву, видимой с
поверхности остается только входная группа. Такой тип здания исключает
дорогостоящие фасадные работы, оставляет больше функционального места
на
участке.
Опыт
США
показывает,
что
стоимость
строительства
эквивалентного здания, по сравнению с заглубленным всего на 10% меньше.
Заглубленные дома имеют более привычный для нашего глаза внешний
вид. Здание лишь частично скрыто под поверхностью почвы. Такие дома
делятся на две подгруппы: дома, которые врезаны в склон.
Здания, которые имеют как подземную, так и надземную части. Чаще
всего возводятся на равнинной местности.
Врезанные в склон дома возводятся на сложной топографической
местности.
Чаще
всего
используются
природные
склоны,
пещеры.
Оптимальный наклон земной поверхности для таких домов 30-50°.Таким
образом, решается проблема вписания здания в сложный природный ландшафт
и получается интересное объемно-пространственное решение, сокращается
список дорогостоящих геодезических работ по выравниванию грунта.
В индивидуальном строительстве полузаглубленный тип жилищ чаще
проявляется в виде террасированных домов и зданий под зеленой кровлей.
Важно заметить, что одно здание так же может иметь признаки сразу
нескольких типов заглубленного жилья.
2 Архитектурно-планировочные решения заглубленного жилища
Архитектурно-планировочные решения заглубленных зданий часто
диктуются
требованиями
естественного
освещения
и
вентиляции
помещений. Для типа зданий, которые заглубляются, характерны следующие
планировочные решения:
Прямая планировка заглубленного здания практически не отличается от
планировки обычного наземного здания. Допускается произвольный размер и
ориентация
окон.
К
плюсам
этой
планировки
можно
отнести
ее
компактность, неосвещенное пространство ограничивается центральной
частью.
Планировка с ориентацией на две стороны разделяет здание на два
крыла: одно из них вмещает гараж и входную группу, второе – жилые
помещения. Между двумя частями расположены технические помещения.
Спальни и жилые комнаты располагают вдоль южной стены, имеют большое
количество окон для обеспечения светом и использование солнечной энергии
зимой.
Для заглубленного типа зданий характерна односторонняя планировка –
окна здания ориентированы на юг с целью максимального использования
солнечной энергии. В таких зданиях нужно тщательно продумывать
размещение жилых и технических помещений с учетом особенностей
вентиляции и естественного освещения.
В зданиях с атриумом чаще всего используется планировка с жилыми
помещениями, расположенными по периметру внутреннего дворика. Это
позволяет решить проблему освещения, но подобная схема считается
приемлемой для теплого климата.
Также применяется планировка с ориентацией на три стороны, которая
характеризуется расположением жилых помещений с трех сторон, четвертая
сторона остается открытой для естественного освещения, или устройства
входа.
Для врезанных в склон зданий предусматривается односторонняя
планировка. Увеличение угла наклона, позволяет сделать двух- и более
этажные дома. В этом случае планировка становится более компактной, а
длина внутренних коммуникаций сокращается. Здание в двух уровнях имеет
окна, ориентированные на юг, и довольно компактную планировку, очень
эффективную с энергетической точки зрения.
3 Мировой опыт использования подземного пространства для жилья
1) Ярким представителем обвалованного типа зданий может быть
Edgeland House (рисунок 1). Расположен в штате Техас, США, он был
спроектирован и реализован компанией Bercy Chen Studio. Он состоит из
двух независимых частей – гостиной и спальни. Чтобы пройти из одного
помещения в другое, необходимо выйти на улицу.
Покатая крыша дома, расположенная на уровне земли, покрыта травой.
Большие стеклянные стены компенсируют недостаток окон, и пропускают
солнечный свет внутрь, а микроклимат контролируется геотермальной
системой охлаждения и обогрева помещения.
2) Примером полностью заглубленного дома может служить Villa Vals
(рисунок 2). Все комнаты виллы находятся под землей и только терраса
открывает прекрасный вид на Швейцарские Альпы. Все жилые помещения
сосредоточены вдоль одной стены (типичная для заглубленных зданий
односторонняя планировка). Большие окна террасы делают кухню самой светлой
комнатой.
Проект
этого
необычного
дома
разработан
голландской
архитектурной студией SeARCH совместно со студией Christian Muller Architects
в 2010 году.
Рисунок 1 - Пример обвалованного типа здания
Edgeland House
Рисунок 2 – Пример полностью заглубленного
дома Villa Vals
3)
Примером
атриумного
типа зданий может быть Aloni
house в Греции (рисунок 3) от
компании
DECA
ARCHITECTURE. Он имеет 4
внутренних двора, разделяющие
внутренние помещения на пять
частей,
вследствие
чего
он
получился светлым, но каждая из
зон сохранила интимность. Две
Рисунок 3 - Пример атриумного типа зданий Aloni house
длинные каменные стены между
скатами соединяют их, поддерживая непрерывность ландшафта. Такое
решение
делает
дом
практически
незаметным.
Проект
использует
традиционные мотивы каменных стен-террас, создавая искусственный
пейзаж, в то же время привычный для этой местности. Дом номинирован на
архитектурную премию Piranesi Award 2009 года.
Вывод
В
результате
проделанной
работы,
можно
сделать
вывод
о
целесообразности использования подземного пространства для строительства
энергоэффективного жилья. Мировой опыт показывает, что заглубленный
тип зданий позволяет нам максимально рационально использовать как
энергию, так и земельные ресурсы, может иметь оригинальное объемнопространственное решение, отвечать всем запросам современного человека.
Основные
преимущества
заглубленных
жилищ:
такое
здание
значительно повышает энергоэффективность, вместе с этим, органично
вписывается в любую архитектурную среду и не требует значительного
увеличения расходов на строительство.
Основные недостатки заглубленных жилищ: заглубленные здания
требуют индивидуального подхода на всех этапах строительства, что делает
невозможным типовое строительство таких сооружений.
Таким образом, мы видим, что заглубление зданий может стать удобным
инструментом
в
решении
проблем
рационального
использования
пространства и энергии.
Литература
1 Казанцев
П.А.
Основы
экологической
архитектуры
и
дизайна.
Владивосток: ДВГТУ– 2008.
2 Реттер
Э.И.
Архитектурно-строительная
аэродинамика.-
М.:
Стройиздат, 1987 – 255с.
3 Табунщиков Ю.А. Энергоэффективные здания / Ю.А. Табунщиков,
М.М. Бродач, Н.В.Шилкин / М.: АВОК-ПРЕСС, 2003. – 200с.
4 Сапрыкина
Н.А.
Альтернативная
архитектура
с
автономным
энергообеспечением – Известия вузов. Строительство. – 2000. – № 7-8. – С.
112-116.
5 Ashrae Green Guide. The Design, Construction and Operation of
Sustainable Buildings./ Butterworth – Heinemann, Burlington / – MA. – 2006.