На современном этапе развития общества одним из главных вопросов является рациональное использование природных ресурсов.

Градостроительная практика, а также опыт  проектирования и строительство, и строительство гражданских зданий  убедительно показывает, что основные вклады на проектирование городской среды и отдельных объёмов претерпевают существенные изменения  и от преимущественно композиционных построений специальности переходят к более сложным комплексным построениям, включающие социалисты, эконмические, композиционные, энерго - и ресурсосберегающие, а также современные системы управления процессами жизнеобеспечения и  жизнедеятельности.

Конфликт между человеческой деятельностью и возможностями природы выдерживать возрастающие антропогенные нагрузки обостряется. В настоящее происходит загрязнение окружающей среды, что требует использовать такие виды энергии как геотермический и биологический газ, энергию ветра, солнечную энергию и другие возобновляемые нетрадиционные источники. На кафедре архитектуры БелГТАСМ в рамках экспериментального проектирования на приеме XI микрорайона г. Белгорода впервые разработаны и приведены исследования планировки и застройки с применением гелиоэнергоактивных планировки зданий.

Проведенные исследования  показали, что освоение солнечной  энергии в проектировании и строительстве гражданских зданий осуществляются в двух аспектах: использование теплофизических свойств самого здания для накопления и сохранение тепла (пассивные системы), и создание специальных технологических устройств в пределах здания, преобразующих энергию солнца в тепловую или электрическую (активные системы).

Проектирование микрорайона осуществлялось поэтапно.

На стадии градостроительного проектирования были изучены местные природно-климатические факторы района строительства с энергетической точки зрения. В результате анализа территория под застройку была определена как «условно-положительная», т.к.
– она имеет уклон, что позволяет использовать солнечную энергию наиболее эффективно.
- склон расположен  на оси северюг, следовательно, здание будет получать прямое, а не скользящее облучение. При привязке проектируемых объектов на площадке проектировки застройки территории, этажность зданий определялась в соответствии с рельефом участка. На самых высоких точках микрорайона располагаются: три 20-ти этажных точных жилых дома, центральный из которых – с обслуживанием на 3-х нижних этажах с подземными гаражами. С понижением рельефа изменяется и этажность зданий: северо-западнее запроектированы 12-ти этажные блокированные двухсекционные жилые дома с плоскими коллекторами – аккумуляторами на крыше и секционные жилые дома с переменной этажностью от 5 до 12 этажей. 3-х этажные 6-ти квартирные блокированные жилые дома создают структурно-целостную застройку, заверяющую комплексное решение генерального плана микрорайона.

В центральной части проектируемого микрорайона расположен центральный блок обслуживания микрорайона, досуговый центр с парковой зоной вокруг здания, а также стадион и искусственный водоем, являющийся местом отдыха для взрослых и детей.

Предусмотрено выполнение ряда ландшафтных мероприятий и целенаправленной организации рельефа с целью искусственного усиления энергетически нейтрализирующего воздействии на неблагоприятные природно-климатические факторы.

При проектировании микрорайона основной целью была оптимизация энергетического баланса всех объемов строительства.

На стадии архитектурного проектирования зданий:
- решался вопрос о снижении удельной площади наружных ограждений на единицу объема здания;
- осуществлялся целенаправленный выбор формы здания и его ориентации;
- применялся метод введения внешних конструктивных элементов, обеспечивающих дополнительно приток к зда-нию энергии возобновляющего источника.

Жилые дома с использованием активных и пассивных солнечных систем разработаны для условий г. Белгорода. В гражданских энергоэкономичных зданиях комфортность создается архитектурно - и объемно – планировочными, конструктивными решениями, композиционными решениями, ориентацией, размерами и степенью герметичности светопроемов, теплоизоляцией ограждений и экономичностью отопления, вентиляции.

В жилой застройке применяется 2 типа исходных объемно-планировочных решений: точечный и секционный. Исходя из расчетов, увеличение протяженности дома с 4 до 10 секций влечет снижение удельного расхода тепла на отопление до 5-7%; увеличение ширины корпуса с 12 до 15 м дает 9-10%  экономии тепла (отопительной считается ширина корпуса 16,6 м), а повышение этажности зданий с 5 до 9 этажей – 3-5 % . Выше перечисленные данные были учтены и использо-ваны при проектировании  многосекционных жилых домах с формой плана в виде восьмигранника.

Уменьшение теплопотерь точечных домов достигается созданием  компактных (близких к квадрату) планировочных решений и увеличением размеров в плане (26.7х21.9 м). Повышение тепловой эффектности детских садов достигается устройством единого входа в здание. Вход имеет большой вестибюль, что значительно повышает его теплозащиту.

В зданиях школ рекомендуется широко использовать верхний естественный свет для подсвета учебных помещений и освещение рекреаций и коридоров. Это позволяет получить компактные планировки зданий с повышенной теплозащитой. Реализация подобного решения дает возможность снизить затраты тепла на отопление примерно на 20%.

На стадии конструктивной разработки здания разрабатывались: повышение теплозащитных свойств зданий путем применения новых строи-тельных материалов и конструкций,  геометрическая трансформация ограждений, применение энергоактивных систем. В высотном точечном доме солнечные батареи совмещены с наружной стеной, ограждением балконов и зимнего  сада. На крыше располагается вращающаяся солнечная ловушка, следящая за траекторией движения солнца. Часть стен южного фасада облицована  солнечными стеклянными панелями SGG Frosol, разработанными лабораторией корпорации  Saint-Gobain по изысканию альтернативных источников энергии.

Это один их трех типов панелей темно-синего цвета с модульным размером 1000х1000 мм, который позволяет преобразовать до 16% солнеч-ной энергии в электрическую, что соответствует около 80% энергии, затрачиваемой на оснащение в здании. При этом нет каких-либо выде-лений вредных веществ, нет значительных капиталовложений.

Солнечные панели – это многослойная конструкция, состоящая из стеклянных листов и солнечных ячеек, сплавленных вместе под давлением и при высокой температуре. На каждой стороне крыши блокированных трехэтажных жилых домов запроектирован аккумулятор солнечной энергии - плоский солнечный коллектор. Он располагается под углом 440, что соответствует расчетной схеме углов падения солнечных лучей г. Белгорода.

Исходя из расчета, дома коттеджного типа способны себя обеспечить теплом и горячим водоснабжением до 100%. В случае сбоя системы они  могут быть подключены к миникотельной В секционных домах гелио-установки, расположенные на крыше могут обеспечить теплом, и горячим водоснабжением до 30%. Таким образом, применение планировочных и конструктивных мероприятий, а также энергоактивных систем и современных систем управления жилища в сумме приводят к значи-тельной экономии топливно–энергетических ресурсов, значительно улучшает выделение вредных веществ, что положительно влияет на окружающую среду и условий проживания жителей микрорайона.

Литература

1. Беляев В.С., Хохлова Л.П. «Проектирование энергоэкономических и г энергоактивные гражданских зданий» Москва, «Высшая школа»
2. Энергоактивные здания под редакцией Э.В. Сорнацкого, Н.П. Селиванова. Москва, «Стройиздат» 1988г.
3. Обаленский Н.В. Архитектура и солнце. Москва, 1989г.

Б.Г. Моргун, М.В. Перькова, Д.Е. Крохмаль
(БелгТАСМ, Белгород