Архитектурно-эстетические аспекты применения энергоэффективных технологий при проектировании дошкольных организаций

В данной статье рассматриваются современные приемы и способы применение энергоэффективных технологий, оказывающих влияние на архитектуру зданий объектов дошкольного образования. Проанализированы отдельные компоненты развития инновационных технологий в отечественной архитектурной практике. Обозначены основные проявления инновационных технологий в архитектурном проектировании: инженерные системы, строительные материалы и технологии, архитектурно-конструктивные элементы. Представлен обзор наиболее современных примеров проектирования в каждой из областей. Выявлены основные направления влияния технологий на эстетическое восприятие объекта проектирования. Ключевые слова: архитектура, детский сад, инновационные технологии, озелененные кровли, фасадные решения.

Энергосбережение и повышение энергоэффективности одно из основных направлений развития государственной политики [1], оно охватывает все сегменты экономики, включая сферу образования [2]. Дошкольные образовательные учреждения (ДОУ) относятся к группе социально-значимых объектов, обеспечение коммунальными системами и плата за содержание используемых энергоресурсов таких объектов, является расточительной частью в числе расходов образовательной отрасли [1]. Вопрос повышения энергоэффективности зданий ДОУ важен не только для экономической сферы, но также для сферы архитектуры и дизайна, так как применение инновационных строительных и проектных технологий меняет не только инженерные системы, строительные материалы, но и внутреннюю среду проектируемого объекта, и, безусловно, экстерьер разрабатываемого здания.

Направления повышения энергоэффективности дошкольных организаций были рассмотрены во многих современных исследованиях, как в России, так и за рубежом [3, 4, 11]. В результате анализа современных проектов, нормативной документации, научных статей можно выделить основные направление, под изучением которых можно рассматривать вопрос применения энергоэффективных технологий при проектировании зданий дошкольных образовательных учреждений: 1) инженерные системы; 2) архитектурноконструктивные элементы (фасадные конструк- ции, эксплуатируемые, озелененные кровли, оконные конструкции); 3) строительные материалы и технологии и т.д.

Компоненты, характеризующие данные направления имеют прямое либо косвенное влияние на архитектуру зданий дошкольной организации, его визуально-эстетическое восприятие, основываются на изучении и внедрении «зеленых» технологий, таких как возобновляемые источники энергии, системы экономии энергопотребления и расхода воды, снижения теплопо-терь здания, применения безвредных для человека технологий и материалов. Также учитываются принципы устойчивого развития архитектуры, эколого-экономического обоснования проектируемого объекта [3, 4, 7, 8].

Современные энергоэффективные системы для зданий дошкольных организаций используются для получения тепловой энергии, электроснабжения, инсоляции, и аэрации помещений. В России уже апробированы и внедрены в эксплуатацию здания дошкольных организаций, потребность которых в тепле и горячей воде обеспечивается за счет использования геотермальных тепловых насосов [2]. Техническое решение данных насосов основано на заимствовании тепловой энергии, накопленной в земле (геотермальная энергия). Наибольшая степень энергоэффективности системы отопления с тепловыми насосами достигается при использовании водяных теплых полов. Такая тепловая система была применена при строительстве детского сада №83 «Солнечный зайчик» в г. Томске [9]. Применение данной системы отопления позволило максимально увеличить световые проемы данного детского сада, несмотря на климатические условия места строительства. Также энергоэффективность объекта повышается с помощью применения системы световодов, например Solautube [2], для освещения темных пространств. Благодаря чему, возможно строительство зданий на основе компактно-блочной, цен-тричной композиционных схемах [10], что позволит экономично использовать градостроительные ресурсы городов и мегаполисов. Можно выделить еще одну эффективную систему отопления и горячего водоснабжения, основанную на применении индивидуальных отопительных пунктов в совокупности с терморегуляторами. Данная технология была успешно применена в Свердловской области, в рамках реализации «Социальных проектов» агентством стратегических инициатив (АСИ) при правительстве Российской Федерации [5].

Важным компонентом в формировании архитектурного облика энергоэффективного детского сада является остекление. В современной отечественной практике в качестве заполнителя для оконных проемов используют пятикамерный стеклопакет увеличенной ширины, воздушные камеры которого заполнены аргоном. Такой вид стекла можно использовать как для стандартных оконных проемов, так и для сложных архитектурно-конструктивных решений, что позволяет разнообразить стилевые решения фасадов дошкольных организаций с целью поддержки ин-дификации объекта для детской аудитории.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что современные инженерные системы оказывают прямое влияние на интерьерное и экстерьерное пространство здания, а следовательно, и на взаимосвязанные с ними архитектурноконструктивные элементы, которые находят свое проявление в образе современного дошкольного учреждения.

Важным компонентом этой группы являются фасадные конструкции, применение которых возможно при строительстве новых и реконструкции существующих зданий ДОУ. Для повышения энергоэффективности существующих зданий применяют разнообразные системы навесных вентилируемых фасадов, в качестве облицовочного материала используют стекло, керамическую плитку, керамогранит, что позволя- ет сформировать колористическое решение, основанное на цветовом восприятии дошкольников, сочетать глухие и остекленные пространства в одной проектной плоскости [1]. Также в качестве материала для отделки фасада используют термообработанную древесину, данный способ наиболее популярен в зарубежных странах [6]. При применение фасадных систем для реконструируемых зданий, осуществляется важная задача в области повышения энергоэффективности, такая как термосаниция внешних ограждающих конструкций. Термосаниция подразумевает утепление специальными теплоизоляционными материалами. Она дает возможность уменьшить расходы на отопление в зимнее время, а также на охлаждение в летние месяцы. Такой метод позволяет защитить фасад здания от влияния атмосферных осадков, высоких и низких температур и продлевает время его эксплуатации [1]. Также такой способ позволяет выполнить дополнительные фактурные элементы на фасаде здания, позволяющие обыграть светотеневой сценарий, выделить отдельные зоны, входы в здания, что позволит детской аудитории ориентироваться по фасаду детского сада и запоминать отдельные зоны и помещения через изучения экстерьерной области архитектурного объекта.

При строительстве и проектирования современных энергоэффективных зданий дошкольных образовательных учреждений следует особое внимания уделять не только инженерным системам, ограждающим элементам, отделочным фасадным материалам и оконным конструкциям, но и предусмотреть использование эксплуатируемой, озелененной кровли, что является неотъемлемым компонентов группы архитектурно-конструктивных элементов. Использование в проектировании эксплуатируемых кровель, актуально для дошкольных объектов, строительство которых подразумевается в крупных городах и мегаполисах, при дефиците территории. Помимо экономии градостроительных ресурсов, эксплуатируемые кровли несут дополнительный архитектурно-эстетический смысл для объекта детской архитектуры, что позволяет достичь большей индификации архитектурного образа, развить эстетическое восприятие у дошкольников, а также увеличить площади для предметно-пространственной среды, соединив тем самым, внутреннее и внешние пространство проектируемого объекта.

Для большего представление о таком важном элементе здания, как эксплуатируемая кровля, следует рассмотреть отдельно конструктивные особенности и варианты функционального использования такого элемента в дошкольном учреждении. Основная цель, большинства проектов, в которых используются эксплуатируемые, озлённые кровли, являет создать оптимальные условия окружающей среды для «обитателей» здания (дошкольников и воспитателей, которые в нем находятся продолжительное время). В большей степени зарубежные архитекторы и ландшафтные дизайнеры проанализировали и пришли к выводу о том что, перед проектированием здания детского сада необходимо тщательно изучить местность, потенциальное воздействие солнца и температурные условия региона строительства [11]. В свою очередь российские исследователи, в частности в Московском регионе [5], разработали способ компенсации нехватки мест для озеленения крупных городов. В группы нетрадиционных видов озеленения были включены варианты вертикального озеленения, крышного озеленения и контейнерного. Идея создания садов на крыше имеет богатое историческое развития. Уже в XVII веке в Западной Европе встречались сады на крышах-террасах [3]. В современной практике встречается три вида озелененных крыш: экстенсивные (тонкий слой субстрата, локальные посадки); ин- тенсивные (большая площадь озеленения, возможна высадка кустарников и деревьев); комбинация интенсивной кровли и фотогальванических элементов [11].

Применение озелененных кровель несет дополнительную функциональную насыщенность для проектируемого объекта. На эксплуатируемой крыше детского сада можно предусматривать прогулочные площадки для каждой группы, строительство теплиц и небольших огородов, что позволит сохранить существующее фито разнообразие региона, а также познакомить воспитанников дошкольного учреждения с процессом садоводства. На эксплуатируемых кровлях также можно предусматривать разнообразные тематические игровые зоны, объединяя разные высоты, проектные отметки возводимого объекта. В зарубежной практике строительства дошкольных учреждений, эксплуатируемые кровли применяются достаточно интенсивно и разнообразно. На крышах устанавливаются спортивные закрытые горки, по которым дошкольник может попасть с крышного пространства на входную зону, при этом объект проектирования мимик-рирован в окружающую среду. Часть кровли детского сада может быть спроецирована в ландшафт, создавая тем самым холм для прогулок, так же крыша используется для спортивных мероприятий и соревнований (рис. 1).

Варианты функционального использования эксплуатируемых кровель в детском саду

Проектирование миниогородов и теплиц.

The Farming kindergarten.

Vietname.

окружение.

высотах.

Kindergarten. Germany.

Kindergarten. Germany.

Kindergarten. Big architects.

Denmark.

Мимикрия здания в ландшафтное

Игровые элементы на разных

Тематические площадки.

Рис. 1 Варианты использования эксплуатируемых, озелененных крыш в дошкольных образовательных учреждениях (Options of use of the operated, planted trees and shrubs roofs in pre- school educational institutions)

В российских регионах применение эксплуатируемых озеленённых крыш более затруднительно в связи с обильными осадками в течение года. Но на данный момент, существуют методы и способы, учет которых при проектировании объекта, позволяет в дальнейшем комфортно его эксплуатировать. Необходимо учитывать вес кровельного пирога, строительный уклон, тип озелененной крыши, отвод ливневых стоков, ветровую нагрузку и т.д. Поскольку на высоте ветровые нагрузки больше, чем внизу, необходимо предусматривать на кровле специальные ветрозащитные стенки по одной из сторон здания с учетом розы ветров. Для борьбы с излишними дождевыми осадками применяют встроенные системы коллекторов дождевой воды при монтаже озелененных кровель. В них собираются излишки воды, которые не поглощаются субстратом и растениями. Они фильтруются и могут быть использованы на другие нужды (в сантехнических помещениях, полив растений и т.д.) [12]. Также большой объем воды возвращается в естественный круговорот путем транспирации и испарения с поверхности субстрата. К остальным плюсам озелененной крыши можно отнести за- щиту гидроизоляции конструкции, борьбу с ливневыми стоками, улучшение климатических условий окружающей среды, появления дополнительной среды обитания для представителей флоры и фауны [11].

Следовательно, можно сделать вывод о том, что современный энергоэффективный детский сад – это симбиоз инженерных систем, архитектурных элементов и форм, инновационных строительных и проектных решений. Учет всех компонентов из каждого направления позволит создать не только экономически выгодный строительный проект, но и позволит разнообразить, идентифицировать образ архитектурных объектов для детей, развить архитектурноэстетический аспект зданий дошкольных образовательных учреждений.

• 1.    Ватин, Н.И., Немова, Д.В. Повышение энергоэффективности зданий детских садов // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2012. №3. С. 52–76.

• 2.    Школьников, Д.И. Детский сад категории «А» // Энергосовет. 2012. №5 (24). С. 60–61.

• 3.    Лицкевич, В.К., Конова, Л.И. Учет природно-климатических условий местности в архитектурном проектировании: учебно-методические указание к выполнению курсовой расчетно-графической работы. М., МАРХИ, 2011. 44 с.

• 4.    Парфентьева, Т. Архитектурный аспект формирования среды дошкольной образовательной организации // Научный поиск. 2013. №4. С. 104–109.

• 5.    Агентство стратегический инициатив: «Энергоэффективный детский сад»: http://asi.ru/news/6300/

• 6.    Миндзаева, М.Р. Опыт применения энергоэффективных технологий и принципов экологического строительства при проектирование детских дошкольных учреждений // Архитектон: известия вузов: http://archvuz.ru/numbers/2014_22/50

• 7.    Вавилова, Т.Я., Пьянков, В.В. К вопросу об эволюции принципов учета климатических факторов в архитектуре // Архитектура и дизайн: история, теория, инновации: сб. материалов международной научной конференции. Инженерная школа Дальневосточного федерального университета. 2016. С. 26–30.

• 8.    Вавилова, Т.Я., Манцурова, Е.М. Эколоутек – инновационный вектор архитектурного проектирования // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре. Архитектура и дизайн сборник статей / под ред.: М.И.Бальзанникова, К.С.Галицкова, Е.А.Ахмедовой; Самарский государственный  архитектурно

  строительный ун-т. 2016. С.39–43.

• 9.    Энергоэффективный детский сад в Томске: http://energodoma.ru/proekty/regionalnye-proekty/396-pervyj- energoeffektivnyj-sad-v-g-tomsk

• 10.    Кузнецова, А.А. Современные архитектурно-планировочные способы моделирования зданий дошкольных организаций // Известия Самарского научного центра РАН. (Социальные, гуманитарные, медикобиологические науки). 2014. Т. 16. № 2. С.221–225.

• 11.    Озелененные         кровли         в         зарубежной         практики         строительства:

• 12.    Зеленые крыши. Информационный бюллетень. Лето 2008: http://www.www.mo-la.ru/files/GreenRoof.pdf

ARCHITECTURAL AND VISUAL ASPECTS OF THE ENERGY EFFICIENT TECHNOLOGIES APPLICATION IN OBJECTS OF PRE-SCHOOL EDUCATION