Влияние использования альтернативной энергетики на формирование архитектуры автозаправочных станций

В мире сегодня происходит активное повышение уровня производства электроэнергетики из различных ВИЭ в отдельных странах, включая Россию. Сегодня актуальность введения альтернативных источников энергии не вызывает сомнений при повышении количества автотранспортных средств, потребления бензина.

Совокупный объем выбросов различных загрязняющих средств в атмосферу от автомобилей является одним из главных источников загрязнения окружающей среды. Автозаправочные станции также вносят некоторый вклад в ухудшение состояния экологии, ведь в результате попадания в воздух вредных веществ страдает геологическая среда и её биосоставляющая.

Сегодня во многих развитых странах реализуемая природоохранная деятельность быстро совершенствуется. Проблема сокращения общего объема выбросов различных загрязняющих окружающую среду веществ связана с совершенствованием и применением нетоксичных электрических транспортных средств, более плодотвор- ное распространение по стране АЗС, реализующих деятельность от электрической сети [1].

Их предполагается ввести в ближайшее время на всех автозаправочных станциях, соответственно, перейти на них с традиционных автомобилей. В данном случае, выхлопы газов будут снижены, заправочные станции в пригородах существенно понизят собственный уровень шумового загрязнения.

Энергоэффективность электромобилей приблизительно в 4 раза выше, чем у традиционных автомобилей, однако они не производят всевозможные загрязнения от выхлопных газов.

Это происходит ещё успешнее, если электричество производится из ВИЭ. Основные планы совершенствования электростанций присутствуют во многих странах.

Приоритетными в данном вопросе планы по развитию в Японии, Китае, США (рис. 1).

Рис. 1. Повышение уровня производства электроэнергетики с помощью ВИЭ в странах [1]

Существуют конкретные виды устройств, согласно которым возможно получение возобновляемых источников энергии на различных АЗС.

Таблица. Виды устройств для получения отдельных ВИЭ на АЗС

Виды	Устройства	Страны	Аналог (вид)
Солнечная энер гия	Солнечные коллекторы, фотоэлектрические элементы	Германия, Италия, США, Великобритания, Япония	MoTechEco, Pininfarinia
Энергия ветра	Ветрогенераторы, вет ровые турбины	Германия,   США, Великобритания, Китай,  Австралия, Италия	Sanya SkyPump, Urban Green Energy
Энергия биотоплива	Оборудование для переработки, биогазовые установки	Канада, США, новая Зеландия, Финляндия, Бразилия	Biooctanic Gas Stations, UPI 2M

Все указанные ВИЭ включают в себя большое разнообразие источников энергии, отраженных в таблице. Однако не все регионы РФ могут быть благоприятными для данного внедрения относительно климатических условий, соответственно, инженеры их сочетают с иными видами ВИЭ [2]. Сложнее обстоят дела с устройствами и технологиями (инженерными решениями), преобразующими эту энер- гию для нужд человека. Их разнообразие крайне велико, они постоянно видоизменяются, совершенствуясь и усложняясь, повышая свои качественные характеристики [3].

В целом, вопрос использования ВИЭ затрагивает архитектурные и инженерные аспекты. Однако, если рассматривать архитектурную сторону вопроса, использование таких видов оборудования стоит учитывать, так как оно оказывает большое влияние на общий архитектурный облик автозаправочных станций.

При этом в современных архитектурных решениях АЗС сегодня появляется принцип композиционной целостности, а также приемы соединения архитектурных элементов, отдельных инженерных устройств в общую структуру, акцентирова- ние вопроса их дизайна.

Можно сказать, что исследование АЗС с использованием ВИЭ показывает, что применение солнечной энергии сегодня получает самое большое распространение. При конструктивных возможностях отдельных солнечных панелей возможно получение криволинейной формы, она является базой для выразительной архитектур-

Рис. 2. The Helios House, Johnston Marklee, 2007

Специальные навесы, созданной Норманном Фостером АЗС «Repsol» (рис. 3) выполнены в виде повернутых пирамид. Главная идея архитектора отражается в формировании модульных структур, их можно легко создать и установить. Вся станция сооружена из различных перера- ной композиции автозаправочных станций [4, 5].

Интегрирование в общую конструкцию помогает формировать единую системы конструктивных и архитектурных элементов АЗС. Работа архитектора Джонстона Маркли может являться идеальным примером – «The Helios House» (рис. 2). Данная конструкция АЗС сформирована из треугольных стальных панелей, в них установлена система сбора дождевой воды, а также вмонтировано около 900 солнечных батарей, пункт переработки отходов, это покрывает все расходы энергии станции. Кроме того, данный специалист утверждает, что крыловидная архитектурная форма АЗС сможет помочь в размещении солнечных батарей наиболее оптимальным способом относительно солнца.

ботанных материалов, отражается одной из первых станций в мире относительно применения 100% светодиодного освещения. Формирование навеса станции происходит с помощью кластеров данных структур в форме зонтиков, перекрывающих друг друга.

Рис. 3. Repsol Gas Stations, Norman Foster

Компания Acciona сегодня активно занимается проектированием и исследованием пристроенных объемов ВИЭ. Проект АЗС «Legarda» (рис. 4) формируется из двух частей: навеса и блока обслуживания.

Навес представляет собой некоторую зиг-заообразную крышу, где расположены фотоэлектрические панели, непосредственно обеспечивающие реализацию энергетической автономии объекта.

Рис. 4. Legarda, Acciona

Указанный ряд архитектурных объектов отражает, что современные специалисты-архитекторы активно совершенствуют проектирование АЗС более нового поколения. Чтобы получить интересный архитектурный образ, применяют специальные формы размещения, а также выразительный дизайн инженерных устройств отдельных ВИЭ. Формируя архитектурный образ, многие архитекторы интегрируют успешное конструктивное решение, а также экологичность инженерных технологий и решений, применение вторичных материалов [4, 8, 9].

Все объекты АЗС в совокупности выполняются как единый пространственносредовой комплекс, с небольшим наполнением, но функционально самостоятельный. Сравнительный анализ схем станций позволяет выделить неизменные принципы проектирования и основные функциональные блоки в структуре современных АЗС.

Рис. 5. Схема АЗС

Рекомендации размещения ВИЭ на АЗС:

Наилучшим местом для установки источников солнечной энергии является кровля навеса, поскольку она имеет наибольшую площадь поверхности из всех объектов АЗС, максимально возвышается над объектами и деревьями, бывает меньше всего затенена. Важно учитывать ориентацию для получения максимального потока солнечных лучей.

Солнечное электричество максимально эффективно, когда солнечный свет попадает перпендикулярно на поверхность, следовательно, для повышения эффективности учитывают ориентацию панелей, которая соответствует среднегодовым параметрам положения солнца в зените.

Уклон и ориентация может формировать конфигурацию навеса в зависимости от ориентации и посадки АЗС на генплан участка.

Таким образом, исходя из вышеперечисленного, определяется силуэт навеса.

Рис. 6. Варианты формы навеса с установкой солнечных панелей

При наличии рекламного щита его можно также использовать для установки получения энергии солнца. На рисунке 7 проиллюстрировано использование установки на рекламном щите для питания щита, навеса и магазина. Также при таком расположении солнечных панелей эффективней использовать рекламный щит как отдельный блок питания, при этом размещать солнечные панели на навесе.

Рис. 7. Установка солнечных панелей на рекламном щите

Используя силу ветра для выработки механической и электрической энергии ветрогенератором, вносится практический вклад в сохранение окружающей среды [6].

Размещать ветроустановку следует там, где для ветров существует как можно меньше помех (деревья, окружающие постройки). Чем выше устанавливается вет-роустановка, тем больше выходная мощность, следовательно, ее можно размещать на свободной территории АЗС в зоне парковки и при выезде с АЗС. Для достижения большей эффективности ветряные генераторы можно установить на обочинах дороги, особенно если это оживленная трасса т.к. от проезжих машин практиче- ски всегда присутствуют ветряные потоки (рис. 8). Производство энергии сопровождается выработкой шума и вибрации, поэтому в данном случае наилучшим местом для установки является кровля навеса (рис. 9). При размещении ветроустановки следует учитывать розу ветров. Ветроус-тановки следует располагать по оси движения ветра, но со смещением оси симметрии (рис. 10).

При наличии рекламного щита его можно также использовать для установки получения энергии ветра. На рисунке 11 проиллюстрировано интегрирование вет-роустановки в конструкцию рекламного щита для питания всей АЗС.

Рис. 8. Установка ветрогенераторов на свободной территории АЗС

Рис. 9. Установка ветрогенераторов на кровле навеса

Рис. 10. Установка ветрогенераторов на кровле навеса

Рис. 11. Интегрирование ветрогенератора в конструкцию рекламного щита

Подводя итог, можно сказать, что сочетание текстуры, разных форм, материалов и поверхностей фасада с архитектурной точки зрения сегодня важно, ведь композиции становятся основным акцентом. Присутствующее разнообразие дизайна инженерных устройств отдельных ВИЭ, сти для получения уникального архитектурного образа АЗС. Формирование инновационных технологий и инженерных устройств перед архитектором открывает новое поле для творчества – разработку выразительной архитектуры автономных АЗС.

их компоновки в архитектурных элемен тах и конструкциях формируют возможно