Какими должны быть современные здания?

Однозначного ответа на вопрос, вынесенный в заголовок, нет. Ведь при проектировании и строительстве любого добротного дома нужно согласовать между собой множество требований и ограничений. А они в той или иной мере противоречат друг другу. Да еще и так называемый человеческий фактор не следует забывать. Скажем, у архитектора одни мысли, у строителя — другие, у заказчика — третьи… Тем не менее постепенно вырисовываются основополагающие решения современных построек. И ускоряет этот процесс матушка-природа.

Очевидно, что в течение последних десятилетий развитие техногенной деятельности человечества происходит исключительно стремительно. Однако, к великому сожалению, базируется эта деятельность преимущественно на невозобновляемых источниках энергии: угле, нефти, газе. В связи с этим возникли две фундаментальные проблемы.

Первая проблема — энергетическая. Так, разведанных запасов угля хватит лет на 400, нефти — всего лишь на 35–40, газа — на 50–55 лет. И хотя со временем будет освоена также часть прогнозных ресурсов этих ископаемых, стоимость их добычи будет постоянно возрастать.

Вторая проблема — экологическая. Она проявляется в антропогенном загрязнении биосферы, которое приобретает все более грозные масштабы. Причем отнюдь не последнюю роль в загрязнении важнейшей части биосферы — атмосферы — играют выбросы углекислого газа при отоплении зданий. Именно на них, по утверждению мэтра мировой архитектуры Нормана Фостера, приходится половина потребления энергии в развитых странах.

Здесь надо заметить, что масштабы и скорость наступления катастрофических последствий неразумного хозяйствования людей на своей маленькой планете ими же, скорее всего, явно недооцениваются. Но, думается, природные катаклизмы последнего времени, не обошедшие стороной и казавшуюся прежде сравнительно безопасной в этом отношении Европу, заставят проектировать и строить по-современному даже отсталую Беларусь.

Нынче любому зданию надлежит быть, по крайней мере, энергоэффективным. Нетрудно догадаться, что подобными строениями на продвинутом Западе озаботились после мирового энергетического кризиса начала 1970-х. Вообще, энергоэффективному зданию по определению присуще экономное или, точнее, эффективное расходование энергии. Для подобной же современной постройки, кроме того, характерно высокое качество микроклимата, достижение которого является приоритетной задачей. Пока наша страна в муках подходит к созданию некоего подобия энергоэффективных объектов, на все том же Западе развивается новое направление — строительство зданий эпохи устойчивого развития. Это так называемые sustainable buildings, что в переводе с английского означает «жизнеспособные здания». А известный российский ученый Юрий Табунщиков ввел в обиход понятие «жизнеудерживающие здания». Впрочем, проникнувшись пафосом принципиально новой архитектуры, не грех называть их даже жизнеутверждающими зданиями. Ибо они предназначены для функционирования в гармонии с человеком и окружающей средой.

Однако никакого по-настоящему энергоэффективного или жизнеудерживающего здания не получится, если при проектировании не рассматривать его как единую энергетическую систему. Простое суммирование новейших, но не взаимоувязанных решений не отвечает принципам системности и, как правило, влечет за собой существенное снижение энергетической и экономической эффективности проекта.

Современным зданиям присущи сбалансированные и примерно равноценные по значимости архитектурные, конструктивные, конструктивно-технологические и инженерные решения. В целом такие постройки представляют собой одновременно тепловые ловушки, солнечные коллекторы и аккумуляторы тепла. Причем делать их такими следует в первую очередь за счет архитектурных приемов, во вторую — за счет конструктивных решений и в третью — за счет правильно подобранного инженерного оборудования. Разумеется, для согласованного и оптимального функционирования всех их систем и подсистем современные здания стоит автоматизировать. Здесь нужно упомянуть еще один интересный термин — «интеллектуальное здание» (IB — intelligent building). Подобный архитектурный объект снабжается настолько «умной» автоматикой, что впору говорить о том, что он самостоятельно опекает своих обитателей и заботится о них. Иными словами, надежно поддерживает на должном уровне свое состояние и сам отвечает за свою эксплуатацию.

Форма наружной оболочки современного здания в энергетическом отношении близка к оптимуму, то есть отношение площади этой оболочки к расположенному в ее пределах отапливаемому объему — минимально возможное. Самая благоприятная в рассматриваемом контексте наружная оболочка — полусферическая. Одно из преимуществ такой оболочки заключается в том, что ее наилучшим образом обтекают ветровые потоки. Однако с объемно-планировочной и строительной точки зрения полусферическая форма имеет существенные недостатки. Так, она предполагает наличие неиспользуемых, используемых нерационально или неудобных в эксплуатации мест здания, вызывает трудности в устройстве криволинейных конструктивных элементов и их сопряжений (например, наружной облицовки на относе, бетонной и железобетонной части наружных стен и покрытия), усложняет задачу разводки инженерных коммуникаций. Примерно то же касается конусных и пирамидальных форм наружной оболочки. Следовательно, предпочтение целесообразно отдавать вертикальным стенам. При этом здание в плане может быть круглым, многогранным, прямоугольным (в том числе квадратным). Эффективны в энергетическом отношении закругленные углы наружных стен. И по возможности следует избегать внутренних углов наружных стен. Тут необходима оговорка: речь идет о жилых и подобных им общественных зданиях. Разумеется, для определенных производственных и уникальных общественных объектов как нельзя лучше подходят большепролетные конструкции, в частности, оболочки двоякой гауссовой кривизны.

Современные здания необходимо правильно ориентировать по сторонам света. В Беларуси наибольшие по площади фасады с максимумом остекления должны быть обращены на юго-запад или немного южнее (с отклонением до 10° от юго-западного направления к югу). Такая их ориентация диктуется как особенностями солнечного сияния, так и направлением господствующих ветров. За этими фасадами следует располагать преимущественно помещения дневного пребывания.

Окончание на с. К10

Окончание. Начало на с. К9

Спальни, санитарно-технические узлы, кладовые, лестницы, гаражи, коридоры и другие коммуникационные и вспомогательные помещения разумно располагать не на самой солнечной стороне здания. В принципе следует стремиться к минимально возможной площади светопроницаемых наружных конструкций, имеющих, как правило, сравнительно низкую теплоизолирующую способность. Ведь в Беларуси число часов солнечного сияния (а значит, количество солнечной энергии) в холодное время невелико, а вот из-за больших площадей остекления теплопотери вырастают значительно. По этой же причине наши зимние сады, оранжереи, галереи должны иметь скромную глубину — видимо, не более 1,8 м. При этом величину сопротивления теплопередаче стены, которая закрыта остеклением теплицы, логично принимать не менее чем 0,75 аналогичной величины для рядовой наружной стены. В определенных случаях хороши внутренние дворики — атриумы.

С брежневских времен в Беларуси стали возводить изогнутые в плане многоэтажные здания массовой застройки, во многих случаях состоящие из блок-секций переменной этажности. При этом их расположение на местности носит в значительной степени вольный характер. С одной стороны, это красиво, если сравнивать с унылой застройкой первых микрорайонов. Но во всем, как известно, нужна мера. А доведенная почти до абсурда композиционная свобода имеет мало общего не только с современными подходами к проектированию, но и с красотой. Пример морально устаревшей городской архитектуры на фото 1 — это сравнительно молодые «каменные джунгли» Минска. Но зачастую и современные решения на белорусской территории далеки от идеала. На фото 2 и 3 — немецкое энергоэффективное общественное здание с атриумом. Такой вариант в данном случае оправдан достаточной продолжительностью солнечного сияния во время мягкой зимы. Здесь даже есть специальная труба (фото 3), в которую с целью отопления здания закачивается теплый воздух из-под стеклянной крыши. У нас же неоправданно большие площади остекления на ряде новых объектов являются лишь данью моде. К примеру, огромная стеклянная стена главного фасада Минского железнодорожного вокзала «смотрит» на северо-восток.

(Продолжение следует)