ENERGY SAVING WAYS IN PUBLIC BUILDINGS ARCHITECTURE OF IRAQ

Full Text

Проектируя общественные здания в странах Ближнего Востока, необходимо задействовать весь комплекс инженерно-технических и архитектурно-строительных мероприятий, которые обеспечивают значительное снижение затрат энергии на обслуживание объекта и при этом повышают комфортность микроклимата внутри здания. Строительство и проектирование энергоэффективных сооружений с учетом социально-экономических условий Ирака опирается на совокупность объемно-планировочных и конструктивных решений с энергоэффективными инженерными технологиями, что решает проблемы энергосбережения. Если рассматривать традиционные и современные здания, хорошо адаптированные к климату Багдада, то можно сказать, что в современном городе рациональное использование национальных особенностей зодчества имеет перспективу в энергосбережении. Повышение энергоэффективности строительства общественных зданий должно обеспечиваться также за счет реконструкции и перепрофилирования исторических архитектурных объектов. Архитектурно-строительные решения общественных зданий и застройки в целом с учетом возможности получения энергии из возобновляемых источников будут способствовать получению ветровой, солнечной, геотермальной энергии и энергии биомассы. В странах с жарким климатом основная задача архитектуры - сочетать традиционные приемы с достижениями современных технологий, учитывая при этом потенциал окружающей природы. Материальные возможности населения Багдада в настоящее время ограниченны, и нет возможности применять данные мероприятия широко, но в связи с быстрым темпом развития экономики страны в ближайшем будущем можно рассчитывать на их внедрение. Таким образом, развитие энергоэффективной архитектуры в Багдаде предусматривает: определенную ориентацию зданий и помещений по сторонам света; оптимизацию формы зданий; естественное проветривание; функциональное зонирование; устройство защиты фасадов от солнечной радиации [1]; отделку крыши черепицей, устройство венти- DOI: 10.17673/Vestnik.2017.02.16 Градостроительство и архитектура | 2017 | Т. 7, № 2 102 АРХИТЕКТУРА ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ. ТВОРЧЕСКИЕ КОНЦЕПЦИИ АРХИТЕКТУРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ лируемой конструкции крыши, устройство водного бассейна на плоской крыше, озеленение крыши; естественное освещение и инсоляцию; применение эффективных конструкций и материалов для наружных стен; использование материалов местного производства; трехслойную конструкцию стен с воздушной прослойкой, обеспечивающей обмен воздуха; двухслойные проемы или материалы из стекла со специальной функцией защиты от солнца; использование прохладно-аккумулирующих свойств грунта [2]; утилизацию ветровой и солнечной энергии; очищение и сбор дождевой воды; применение интеллектуальных управляющих систем. Энергоэффективные инженерные решения считаются наиболее важными в развитии современной архитектуры. В табл. 1 показана совокупность способов и мероприятий энергосбережения, используемых в настоящее время в архитектуре общественных зданий Ирака. Таблица 1 Приемы энергосбережения в архитектуре общественных зданий Способы сохранения и получения энергии Энергоэффективные решения Характеристика Способы сохранения энергии Оптимальная форма зданий Для жаркого климата отношение длины поперечного и продольного фасадов от 1:1,7 до 1:3 [3] Ориентирование помещений и зданий В связи со значительным перегревом от солнечного излучения западная ориентация нежелательна. Для получения прохлады предпочтительна восточная и юго-восточная ориентация Функциональное зонирование Использование приемов гибкой планировки помещений и планировки помещений с учетом их санитарно-гигиенических требований Естественное проветривание Организация внутренних двориков, способствующих циркуляции воздуха в зданиях Проектирование проветриваемых пространств, соединенных с помещениями Устройство оптимально сквозного проветривания Естественное освещение и инсоляция При неблагоприятной ориентации, для получения солнечного освещения максимальное использование эркеров либо увеличение размеров проемов Естественное освещение как средство экономии электроэнергии и обязательное солнечное освещение помещений Избегать излишнего взаимного затенения в многоэтажных застройках Применение эффективных конструкций и материалов Для защиты от перегрева внедрение специальных эффективных материалов Использование двускатной вентилируемой кровли с чердаком и трехслойных наружных стен, имеющих полости внутри Поощрение использования местных материалов После разборки зданий повторное использование отходов, а также применение глины, древесины и других природных материалов Использование прохладно - аккумулирующих свойств грунта Охлаждение общественных зданий за счет подземных туннелей Использование интеллектуальных управляющих систем Поэтапное внедрение системы автоматического регулирования оборудования, кондиционеров, других технических систем затенения и эксплуатации зданий Очищение и сбор дождевой воды Отвод воды из водостоков в очистные устройства для общественных зданий Способы получения энергии Утилизация энергии солнца Устройство солнечных коллекторов и батареи на западном и восточном фасадах и на крышах под прямым углом к солнцу Утилизация ветровой энергии Применение для общественных зданий дорогостоящих устройств большой мощности Получение биогаза из биомассы Сочетание с системой утилизации мусора и растительных отходов очищения дождевой воды (преимущественно для периферийной зоны городов) 103 Градостроительство и архитектура | 2017 | Т. 7, № 2 Ал-Обайди Ибрахим Каван Таха Развитие архитектуры энергосберегающих общественных зданий в Ираке предусматривает в совокупности мероприятия на разных уровнях управления и архитектурных пространствах. При строительстве и эксплуатации современных административных зданий главная цель - снижение расхода потребления энергетических ресурсов. Это достигается использованием альтернативных возобновляемых источников энергии, а также выбором определенных конструкций, форм, ориентации здания, учитывающих специфику местных климатических условий. Одним из таких примеров является проект здания библиотеки, которое будет построено в городе Багдаде [1]. Публичная библиотека рассчитана на 3 млн. книг, площадь здания составит 1,2 млн. м2 [3]. Разместится библиотека в центре города, на полуострове на территории искусственного озера и по форме будет напоминать каплю. Проект библиотеки был представлен в 2011 г. британско-иракской строительной компанией AMBS, строительство начато в конце 2013 г., это одно из 30 новых зданий, предусмотренных Генпланом Ирака. Главная особенность библиотеки - это необычная крыша, на ней нанесены арабские буквы, которые складываются в арабское слово «читать». Для снабжения здания электроэнергией крышу оснастили солнечными батареями. Протяженность кровли в поперечном разрезе около 80 м2 [4]. Двойную изогнутую крышу можно назвать главным энергоэффективным решением здания (рис. 1). Такая конструкция крыши способствует максимальному проникновению солнечного света в помещение. Свет поступает через систему специальных фонарей. Оригинальная округлая форма строения способствует быстрому охлаждению помещений. Рис. 1. Биоформы здания городской библиотеки в Багдаде [5] В 2014 г. в Багдаде был построен футбольный стадион на 30 000 посетителей - Al Sadr City Stadium (рис. 2). На территории расположены рядом с ареной два тренировочных поля и отель. Проект разработан в 2012 г. турецкой компанией Nurol Construction. Этот важнейший объект социальной и спортивной инфраструктуры Багдада стал примером воплощения дизайна, функциональности и энергоэффективного инженерного решения. На строительство стадиона ушло 21650 т металлоконструкций и 50850 м3 бетона. Вентиляция и кондиционирование воздуха объединены в одну систему диспетчеризации, гарантируют минимальное потребление энергоресурсов, позволяют поддерживать оптимальные параметры микроклимата в разных помещениях арены. Данная система анализирует работу оборудования в режиме реального времени, отслеживает влияние изменений внешней среды на микроклимат в помещениях стадиона и поддерживает его стабильность при минимальном энергопотреблении. В помещениях устроены прозрачные ограждающие конструкции, приточный воздух поступает через щели в решетках настилающей струёй, что предотвращает появление конденсата на стекле. Основная масса соревнований проводится в темное время суток, в связи с чем стадион требует больших затрат электроэнергии. Энергию получают от сол- Градостроительство и архитектура | 2017 | Т. 7, № 2 104 АРХИТЕКТУРА ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ. ТВОРЧЕСКИЕ КОНЦЕПЦИИ АРХИТЕКТУРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ нечных лучей двумя путями: благодаря использованию зеркал, отражающих и фокусирующих солнечные лучи, которые запускают генератор; организации системы освещения с использованием фотоэлектрических панелей на крыше стадиона. Солнечные системы освещения в будущем будут пользоваться все большей популярностью, несмотря на сравнительно высокую стоимость, так как современные требования к устройству спортивных сооружений требуют бережного отношения к окружающей среде. Международный аэропорт в Ираке стал еще одним примером энергоэффективного строительства. Аэропорт расположен в 18 км от Багдада. Он был открыт в 1982 г. и назывался комплекс «Саддам» в честь Саддама Хусейна. В 2011 г. начались работы по его полной реорганизации. Строительство новых терминалов профинансировали иностранные инвесторы (рис. 3). Аэропорт в данное время полностью функционирует и стал одним из крупнейших на Ближнем Востоке. При построении всех инженерных систем нового здания пассажирского аэропорта были использованы инновационные энергосберегающие решения. Например, в больших залах установлены простые в эксплуатации системы отраженного дневного света, позволяющие с максимальной эффективностью использовать солнечные лучи в светлое время суток. В помещениях создается мягкое равномерное освещение, комфортное для глаз пассажиров. Мощность электрического освещения зависит от естественной освещенности и в большинстве помещений регулируется автоматически. Для быстрой нейтрализации избыточного тепла в результате нагрева залов прямыми солнечными лучами, осветительными приборами, людьми и оборудованием используется специальная схема холодоснабжения с переменным расходом хладагента. Он подается там, где датчики фиксируют повышение температуры воздуха выше комфортного, например, в освещенные ярким солнцем зоны аэровокзала. До 80 % тепловой энергии, содержащейся в отработанном воздухе, поступает в систему роторными рекуператорами, что наиболее эффективно на сегодняшний день по своим энергосберегающим свойствам. Терминал аэропорта в Багдаде стал первым в Ираке транспортным узлом нового поколения. Примером одного из самых необычных зданий в Ираке может послужить бассейн, который построили в столице Иракского Курдистана - автономного региона в составе Ирака (рис. 4). Проект этого объекта был разработан и построен лондонской строительной компанией DOS Architects в 2013 - 2015 гг. Основу конструкции бассейна составляют две изогнутые бетонные пересекающиеся балки, являющиеся противовесами друг к другу. Стены бассейна сделаны из древесины, а крыша - стеклянная. Освещение сооружения естественное в дневное время, а в темное время суток бассейн подсвечивается при помощи светодиодов, что создает вокруг него удивительной красоты пространство. Установки для сбора солнечной энергии расположены на крыше бассейна и при необходимости обеспечивают подогрев воды до нужной температуры. В зависимости от угла падения солнечных лучей положение пластин этой установки меняется. Реконструкция старых зданий и строительство новых в пределах мегаполиса осложняется из-за Рис. 2. Макет стадиона Al Sadr City Stadium в Багдаде [6] 105 Градостроительство и архитектура | 2017 | Т. 7, № 2 Рис. 3. Здание аэропорта в Багдаде [7] Рис 4. Олимпийский бассейн в Иракском Курдистане [8] Ал-Обайди Ибрахим Каван Таха Градостроительство и архитектура | 2017 | Т. 7, № 2 106 АРХИТЕКТУРА ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ. ТВОРЧЕСКИЕ КОНЦЕПЦИИ АРХИТЕКТУРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ дефицита энергетических ресурсов города. Технологии «пассивного дома» помогают уменьшить экологическую нагрузку на окружающую среду. Следовательно, в сфере строительства концепция «пассивного здания» является весьма актуальной. Не все традиционные приемы повышения энергоэффективности могут быть реализованы в современной плотной застройке крупных городов стран Ближнего Востока. Но рассмотренные приемы уже применяются для многих общественных малоэтажных городских объектов. При строительстве многоэтажных зданий используются и другие методы, повышающие энергоэффективность технических систем: создание садов или открытого затененного пространства на верхних этажах, использование атриумных пространств, солнцезащита фасадов и т.д. На сегодняшний день и в перспективе изменение ситуации в энергоэффективном строительстве является важнейшей задачей [9-12]. Вывод. Снижения расхода энергетических ресурсов при эксплуатации здания возможно добиться широким рядом факторов и технологий, предложенных и сведенных в таблицу «Решения энергосбережения в архитектурно-строительной сфере Ирака». На примерах успешно реализованных объектов выявлена структура рационального решения энергосбережения, конструктивного и объемно-планировочного характера. С учетом характера многоступенчатого и долгого перехода крупных восточных мегаполисов на новый этап внедрения современных технологий, структурированы этапы постепенного перехода на новый путь энергоэффективного строительства.

About the authors

Ibrahim Kawan Taha AL-OBAIDI

Nizhny Novgorod State University of Architecture and Civil Engineering

Email: vestniksgasu@yandex.ru

References

Supplementary files