ЗАКРЕПЛЕНИЕ НАВЫКОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ЗДАНИЙ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ГРАФИЧЕСКИХ ЗАДАНИЙ

УДК 721.001

ЗАКРЕПЛЕНИЕ НАВЫКОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ЗДАНИЙ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ГРАФИЧЕСКИХ ЗАДАНИЙ

Самойлов К.И. - Казахский национальный исследовательский технический университет им. К.И.Сатпаева (Satbaev University)

Приемец О.Н. - Международная образовательная корпорация (КазГАСА)

Аннотация: Умение интерпретировать технологические новации в проектировании зданий и сооружений является одним из основополагающих навыков архитектора. Обучение этому имеет ряд особенностей, часть которых на примере выполнения графических заданий по тематике энергоэффективных зданий рассмотрена в данной работе.

Ключевые слова: архитектурное проектирование, энергоэффективность, методика преподавания, ветрогенераторы, солнечные батареи, вертикальное озеленение, солнцезащита, ветрозащита, биоклиматическая архитектура

Решение проблем энергоэффективности в сфере архитектурного проектирования является активно изучаемой темой [1, 2, 3, 4, 5], которая содержит, однако еще много слабоизученных направлений. Одно из них – это целенаправленное или спонтанное акцентирование концепции энерго-эффективной архитектуры в облике зданий и сооружений различного назначения и размеров.

Вообще само углубление внимания к энергоэффективности зданий привело к появлению  в мировой практике большого количества объектов, в облике которых соответствующие приемы становятся в той или иной степени заметным мотивом. В одних случаях авторская концепция энергоэффективности ограничивается применением утеплителей оптимальной толщины, энерго-сберегающего или энерго-генерирующего остекления, визуально изолированным размещение солнечных генераторов на кровле, системой оборотного водоснабжения, сбора и использования дождевых вод, встроенные в объем здания, установленные на крыше или выступающих платформах. В других – акцентируются развитые поверхности вертикального озеленения, перемещающихся за солнцем в течение дня панелей солнечных генераторов, динамичные элементы солнце- или ветро-защиты, крупные одиночные или сблокированные винты и спирали ветрогенераторов. Это оказывает определенное влияние, как на восприятие отдельного объекта, так и на формирование градостроительных комплексов в целом.

Практика нескольких лет преподавания дисциплин, акцентирующих проблемы проектирования энергоэффективных зданий, показывает целесообразность сдвижки акцента с доминирования освоения теоретического и расчетного материала (анализ отечественных и международных стандартов оценки параметров зданий, толщина утеплителя,  качество заделки швов, снижение теплопотерь, параметры кондиционирования воздуха, оборотное водоснабжение, использование дождевых вод, технико-экономические обоснования применения отдельных приемов или комплексного решения) на формирование собственно навыков проектно-практического применения соответствующих приемов при формировании фасадных композиций. Это обусловлено в том числе и тем, что адаптация этих приемов к традиционной методике формирования объемно-пространственной композиции находится в стадии активного изучения и не выработала пока достаточно четких критериев успешной реализации концепции.

График занятий возможно структурировать на четыре этапа. Каждый этап включает по три или четыре занятия (3 академических часа каждое). Тематически занятия намечаются следующим образом: «Использование ветрогенераторов»;  «Использование солнечных генераторов»;  «Использование кровельного и фасадного озеленения»; «Использование фасадной солнце- и ветро-защиты». При выделении четырех занятий – на первом занятии по каждой теме проводится максимально иллюстративно насыщенная лекция. Если планируется иметь по три занятия в каждом этапе, то демонстрация и анализ иллюстративного материала проходят в процессе каждого занятия. Целесообразно сформировать иллюстративный материал в электронной версии (желательно доступной через интернет), чтобы каждый студент имел возможность пользоваться им самостоятельно на персональном гаджете как по ходу занятия, так и при самоподготовке.

Изложение материала целесообразно начинать с исторических примеров учета наличия, воды, солнечной и ветровой активности при формировании адекватно возможностям благоприятной среды и микроклимата в архитектурных комплексах различных регионов, используя совокупность иллюстраций [6]. Оптимальным представляется акцентирование и детальный анализ создания Штаб-квартиры CSC Design Studio / «Raven Run Residence», Кентукки, США, 1975 (арх. Ричард Стивен «Дик» Левин), как первого в современной архитектуре примера реализации объекта по изначально сформулированной концепции достижения максимальной энергоэффективности. Перечень объектов для демонстрации современных приемов проектирования энергоэффективных включает три группы: малоэтажные здания, здания средней этажности, высотные здания. Особое внимание при анализе примеров уделяется акцентированию либо заложенных в первоначальном проекте решений, либо применению повышающих энергоэффективность приемов при реконструкции. Важным аспектом является выделение примеров комплексного использования различных приемов. Оптимальный набор иллюстраций по современной отечественной и мировой практике можно сформировать на базе ряда источников [7, 8, 9, 10, 11].

Так для иллюстрации приемов использования ветрогенераторов целесообразно продемонстрировать такие объекты как: Выставочный павильон ЭКСПО-2000 «Голландия создает пространство», Ганновер, Германия, 2000 (арх. «MVRDV»). Всемирный торговый центр Бахрейна (BWTC), Манама, Бахрейн, 2008 (арх «WS Atkins PLC»); Жилой дом «Strata SE1», Лондон, Великобритания, 2010 (арх «BFLS»); Многофункциональное здание «Пэрл ривэр тауэр», Гуаньджоу, Гуандонг, Китай, 2013 (арх. «SOM»); Здание суда, Гамбург, Германия, 2014; Заправка СЕПСА, Аданеро, Испания, 2015 (арх. «Саффрон Бранд косультантс + Малка + Портус») и др.

Оптимальными приемами использования солнечных генераторов являются такие объекты как: Придорожный супермаркет, Лангон, Жиронда, Франция; «Солнечное дерево», Сан-Диего, США (арх.Р.Нобл); «Парашютные солнечные цветы», Свард, Колорадо, США; Штаб-квартира «Himin Solar» / «Особняк Солнца и Луны», Дэчжоу, Китай, 2009 (арх. Х.Мин – «Himin Solar»); «La seine Musicale», Париж, Франция, 2017 (арх. Ш.Бан, Дж.де Гастинес); Мечеть им. Рыскельды Кажи, Астана, Казахстан, 2018 г. (арх. С.Жамбулатов);Школа Кэтлэн Гримм, Стэйтэн айлэнд, Нью-Йорк, США, 2015 (арх. «SOM») и др.

Для иллюстрации приемов использования кровельного и фасадного озеленения целесообразно продемонстрировать такие объекты как: Павильон США, Милан WorldEXPO-2015, Милан, Италия, 2015 (арх. Дж.Бибер – «Biber Architects»); «La Musee Du Quay Branley», Париж, Франция, 2015 (арх. П.Бланк); Многофункциональныйкомплекс, Шэньчжэнь, Китай, 2016 (арх. «Vincent Callebaut Architects»); Павильон, Шанхай, Китай, 2017 (арх. К.Кума); Жилойдом, Багота, Колумбия (арх. «Paisajismo Urbano», «Groncol») идр.

Использование стационарной и динамичной солнце- и ветро-защиты иллюстрируют такие объекты как:Выставочный комплекс «Carré d'Art», Ним, Франция, 1993 (арх. Н.Фостер); Павильон «Quadracci» в Художественном музее Милуоки, Милуоки, Висконсин, США, 2002 г. (арх. С.Калатрава); Концертный зал «Казахстан», Астана, Казахстан, 2010 (арх. М.Николетти, Л.Николетти – «Nicoletti Associati», «Астанагорпроект», «Mabetex Group»); Музей науки, Рио-де-Жанейро, Бразилия, 2015 (арх. С.Калатрава); Комплекс «Дом дружбы», Тараз, Казахстан, 2016 (арх. Э.Байтенов, Г.Исабаев, К.Куандыков, У.Баратов, Н.Койшанбаев, Р.Бижигитова); Торговый центр, Аддис-Абеба, Эфиопия, 2016 (арх. Х.Вилата – «Vilalta Arquitectura»); Студенческое общежитие, Матхура, Индия, 2017 год (арх. С.Пури – «SanjayPuriArchitects»); Европейская штаб-квартира «Блумберг», Лондон, Великобритания, 2017 (арх. Н.Фостер – «Foster + Partners»); Лувр Абу-Даби / Музей искусства и цивилизации, Абу-Даби, ОАЭ, 2017 (арх. Ж.Нувэль); Штаб-квартира «Метрополь Руан Нормандия», Руан, Франция, 2017 г. (арх. Ж.Ферье - «Jacques Ferrier Architecture»); Вокзал (реконструкция), Сиэтл, США, 2017 (арх. «Brooks + Scarpa») и др.

На следующих трех занятиях по теме каждый студент под руководством преподавателя графически представляет свое видение решения соответствующих объектов (при этом целесообразно использовать ранее выполненные студентом работы по дисциплине «Архитектурное проектирование»). На каждом еженедельном занятии выполняется по три соответствующих теме работы. Это:

- Малоэтажные здания: 2-этажный жилой дом (коттедж или таунхауз); Автозаправка или торговый павильон; Промышленно-складской павильон.

- Здания средней этажности: 4-6-этажный жилой дом;      Торгово-развлекательный комплекс; Многоуровневая автопарковка.

- Высотные здания (этажность 28+):       Жилой дом с элементами обслуживания или гостиница; Административно-офисное здание; Промышленно-складское здание.

         Форма представления материала: Формат А3 с соответствующей внутривузовскому стандарту оформления рамкой и описанием (ручная графика: шариковая-гелиевая ручка, текстмаркеры; компьютерная графика: ACad): план, фасад, разрез с осевыми размерами и вертикальными отметками в виде схем с размещением ветрогенераторов / солнечных генераторов / кровельного и фасадного озеленения / фасадной солнце- или ветро-защиты. В качестве обязательных параметров необходимо указать приблизительную мощность генераторов, площадь озеленения и т.п.

Сдача работ  (после домашней доработки) осуществляется на следующем занятии в виде комментариев к представленным изображениям и ответам на сопутствующие вопросы. Таким образом, в процессе освоения курса студент выполняет за семестр 36 работ (9 на каждую из четырех тем), которые брошюруются в альбом к окончанию семестра и могут служить иллюстративным материалом при сдаче письменного или устного экзамена по дисциплине. При этом целесообразно стимулировать привлечение студентом материала собственноручно выполненных работ в контексте мирового опыта при ответе на соответствующий тематике вопрос.

Двухгодичный опыт применения изложенного подхода показал значительное улучшение понимания студентами проблем достижения оптимальной энергоэффективности и развитие навыков формирования своеобразно художественно значимых объемно-пространственных композиций, органично включающих различные элементы повышения энергоэффективности зданий и сооружений.

Использованные источники:

1. Сапрыкина, Н.А. Биоклиматическая архитектура как ресурс новаторства идей / Известия вузов. Строительство. – 2004. – №7.–С.85-91.
2.  Черешнев, И.В. Объемно-планировочные приемы формообразования энергоактивных жилых зданий / Жилищное строительство. – 2006. – № 12.-С. 10-12.
3. Смирнова, С.Н. Принципы формирования архитектурных решений энергоэффективных жилых зданий: Автореф.дис. канд. арх. 18.00.02 «Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности». – Нижний Новгород, 2009. – 20 с.
4.  Исабаев, Г.А., Атагулова, Р. Энергоэффективные технологии и современная архитектура: Учебное пособие. – Алматы: КазГАСА, 2016. – 135 с.
5.  Исабаев, Г.А., Исходжанова, Г.Р., Байтенов Э.М., Еспенбет, А.С. Проектирование энергоэффективной архитектуры в КазГАСА //  Электронный  журнал «Инженерное дело в Казахстане» / «Engineering in Kazakhstan», 2018. – Режим доступа: http://engineerkz.com/vypuski-zhurnala/vypusk-zhurnala-0-za-2018-god/proektirovanie-jenergojeffektivnoj-arhitektury-v-kazgasa/
6. The  History of architecture from Prehistoric to Modern times / Characteristic examples for the Course of lectures by Dr. Konstantin I.Samoilov. - Almaty, 2017. – 410 p.
7. The “Ancient Taraz” historical and cultural complex: an interesting version of regional neo-symbolism / Research paper by Dr. Konstantin I.Samoilov, Almaty, 2018. – 52 p.
8. The Kazakhstan’s architecture of the 2017 in the world architectural context / The Album of typical examples by Dr. Konstantin I.Samoilov. – Almaty, 2018. – 138 p.
9. The Kazakhstan’s architecture of the 21st century (2016) in the world architectural context / The Album of typical examples by Dr. Konstantin I.Samoilov. – Almaty, 2017. – 27 p.
10. The Kazakhstan’s architecture of the 21st century (2010-2015) in the world architectural context / Typical examples by Dr. Konstantin I.Samoilov. – Almaty, 2016. – 80 p.
11.  The Kazakhstan’s architecture of the 21st century (2000-2009) in the world architectural context / Typical examples by Dr. Konstantin I.Samoilov. – Almaty, 2016. –  80 p.