Актуальные тренды архитектурного проектирования в эпоху устойчивого развития. Часть 1. Учёт экологических факторов

Полный текст

Введение. В последней трети XX в. главной причиной глобального системного кризиса были признаны экологические катаклизмы, вызванные динамичной индустриализацией. Всесторонний анализ, проводившийся в те годы учеными разных стран, подтвердил необходимость сдерживания антропогенного воздействия на окружающую среду и формирования новой социально-экономической парадигмы. В 1987 г. благодаря предложению Международной комиссии по окружающей среде и развитию (WCED) она получила название «устойчивое развитие» – «sustainable development». Объединение усилий исследователей и инициативных групп в разных странах стало стимулом формирования единых подходов, нацеленных на преодоление острых социальных и экологических проблем. Важнейшими условиями были названы технологическая модернизация и экологизация производств [1]. Кульминационным моментом стало принятие государствами-членами ООН в 2015 г. «Повестки дня устойчивого развития на период до 2030 года», включающей 17 Целей. Для мониторинга процесса преобразований стала использоваться разветвлённая и гибкая система индикаторов, позволяющая адаптировать к ней национальные наборы статистических показателей.

В Российской Федерации наблюдение за выполнением работ, отвечающих Целям устойчивого развития, ведётся с 2021 г. Среди индикаторов особая роль принадлежит тем, которые связаны с Целью 11 – «Устойчивые города и населённые пункты». Проводимые мероприятия смыкаются с одной из приоритетных задач современной экономической политики России – повышением качества жизни, а также с программами, которые осуществляются в рамках национальных проектов. Улучшение состояния среды жизнедеятельности неразрывно связано с перманентной трансформацией экономической и технологической сфер [2], что закономерно приводит к корректировке градостроительной политики, поиску новых принципов оценки качества среды городских и сельских поселений [3], разработке эффективных способов и стандартов проектирования экоустойчивых и биопозитивых зданий [4, 5]. Поэтому с учётом Целей устойчивого развития в настоящее время как никогда ранее актуализируется задача внедрения в практику проектирования и строительства подходов, основанных на принципе коэволюции – паритетном сосуществовании общества и биосферы [6]. В связи с этим экологизация разработок становится одной из самых злободневных задач архитектурного проектирования [7].

Фундаментальные основы экологизации среды жизнедеятельности были заложены в нашей стране ещё в советское время В.В. Владимировым, В.А. Красильниковым, В.А. Митягиным, С.Б. Чистяковой и др. В конце XX – начале XXI в. экологические аспекты были в центре внимания целого ряда авторов диссертаций: докторских (В.В. Алексашина, А.Г. Большаков, В.А. Колясников, В.А. Нефедов, В.А. Пак и др.) и кандидатских (А.Д. Гридюшко, Е.В. Купцова, П.В. Пипуныров, И.А. Поляков, Е.Г. Самолькина, Е.А. Сухинина, Я.В. Усов и др.). Опубликовано множество монографий, пособий и статей в авторитетных научных изданиях (Н.Г. Благовидова, А.Л. Гельфонд, М.В. Дуцев, Г.В. Есаулов, А.Н. Ремизов, Н.А. Сапрыкина, Ю.А. Табунщиков, В.И. Теличенко, А.Н. Тетиор и др.). Очевидно, что этому направлению в России уделяется значительное внимание, однако целостная стратегия, позволяющая в градостроительной деятельности обеспечить всесторонний учёт экологических аспектов устойчивого развития, находится в стадии становления [8]. Между тем прогрессивные изменения наблюдаются как в теории, так и в передовой отечественной и зарубежной практике архитектурного проектирования. Накопленный обширный опыт требует систематизации и адаптации к условиям России.

Материалы и методы. Проведенному исследованию предшествовало изучение документов российской нормативной базы устойчивого развития и экологизации проектных решений. Был проведён их критический анализ.

Основной этап работы был посвящён современным проектным разработка – реализованным и концептуальным. После ознакомления с референсами, которые представлены в открытых интернет-источниках – популярных архитектурных порталах, было отобрано более 120 отечественных и зарубежных объектов-аналогов, предназначенных для постоянного и временного проживания, – многоквартирных жилых зданий и комплексов, студенческих общежитий. Характеристики уточнялись с помощью контент-анализа информации, размещённой на сайтах фирм-проектировщиков, а затем данные сводились в аналитические таблицы. Помимо этого, отдельные аспекты потребовали визуализации в графических моделях.

Использованный алгоритм работы дал возможность выявить современные тенденции проектирования и сформулировать ряд универсальных принципов, соблюдение которых способствует снижению экологического следа.

Результаты. В Российской Федерации работы по формированию отечественных экологических стандартов, правил и норм проектирования объектов недвижимости активизировались с 2010 г. Основной задачей стало целенаправленное внедрение методов снижения их воздействия на окружающую среду. Это направление отражено в стандартах: ГОСТ 31427-2010 «Здания жилые и общественные – Состав показателей энергетической эффективности», ГОСТ Р 54964-2012 «Оценка соответствия − Экологические требования к объектам недвижимости», ГОСТ Р 55654-2013 «Проектирование зданий с учетом экологических требований – Внутренняя среда – Общие принципы».

Основные положения устойчивого развития в строительстве представлены в ГОСТ Р 57274.1-2016 и ГОСТ Р 57274.2-2016.

Значительное количество документов посвящено «зелёным» стандартам. В их числе несколько действовавших до середины 2022 г. Предварительных национальных стандартов РФ, объединённых заголовком «Зелёная» продукция и «зелёные» технологии, а именно: ПНСТ 329-2018 (общие положения оценки соответствия по требованиям «зелёных» стандартов), ПНСТ 330-2018 (основные положения и принципы), ПНСТ 331-2018 (классификация), ПНСТ 332-2018 (критерии отнесения). Недавно стал применяться новый документ – ПНСТ 646-2022 (методика оценки снижения углеродного следа). Своевременным было опубликование ПНСТ 349-2019 «Зелёные» технологии среды жизнедеятельности и «зелёная» инновационная продукция, а затем – документов серии «Зелёные» технологии среды жизнедеятельности – ПНСТ 350-2019 (классификация); ПНСТ 351-2019 (критерии отнесения) и ПНСТ 352-2019 Оценка соответствия требованиям «зелёных» стандартов. Общие положения.

Важно и то, что с 21.09.2021 г. благодаря постановлению Правительства № 1587 в России появилась возможность расширенного применения критериев устойчивого, в том числе экологического развития.

И, наконец, своеобразным «рубиконом», фиксирующим переход к кардинальному решению новых задач архитектурного проектирования, стал ГОСТ Р 70346-2022 ««Зелёные» стандарты. Здания многоквартирные жилые «зелёные». Методика оценки и критерии проектирования, строительства и эксплуатации». В нём, на основании международного опыта применения систем экологической сертификации зданий, акцентируется внимание на учёте всех стадий их жизненного цикла и содержатся рекомендации по использованию критериев оценки для формализации свойств объектов в десяти ключевых категориях.

Анализ стандартов и нормативных документов позволил обратить внимание на наличие ряда проблем экологизации архитектурно-строительной сферы. Наиболее существенные среди них – это необязательность (добровольность) применения отдельных рекомендаций, игнорирование массового сегмента объектов недвижимости, в том числе зданий, требующих модернизации, и неопределённость сроков перехода к обязательной (или частично обязательной) процедуре. Последнее обстоятельство имеет принципиальное значение, в частности из-за необходимости синхронизации действий проектировщиков с положениями Федерального закона «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 23.11.2009 № 261-ФЗ. В нём одним из значимых принципов правового регулирования провозглашено «планирование энергосбережения и повышения энергетической эффективности» (статья 4). Это важный корректирующий фактор, так как известно, что сфера недвижимости относится к группе наиболее энергоёмких.

Сравнительный анализ отобранных для детального изучения объектов-аналогов дал возможность выявить ряд тенденций, которые позволяют улучшать экологические свойства зданий. Эти тренды отражают тесную связь результатов проектирования с внедрением наилучших технологий и наиболее эффективных средств, использованных разработчиками проектов для снижения «экологического следа» – воздействия зданий на окружающую среду.

Проиллюстрируем направления, находящиеся сейчас в центре внимания, с помощью конкретных примеров.

В последние 15–20 лет одной из главных задач стала оптимизация отбора и использования земельных участков. Редевелопмент бывших производственных территорий, возникших в индустриальную эпоху, позволил значительно улучшить экологическое состояние городов [9].

На сегодняшний день особое значение приобретает рациональное размещение личного транспорта.

Уже сейчас и в России, и за рубежом приобретает популярность принцип «двор без машин». Следует отметить, что в российской практике он совсем недавно нашёл применение в объектах доступного ценового уровня и самые эффектные решения чаще всего можно видеть в столичных городах и в мегаполисах. Соблюдение этого принципа обеспечивается в основном за счёт двух основных способов размещения парковочных мест для автомобилей. Первый вариант организации паркования связан с освоением подземного пространства. Второй, ставший популярным в последние годы, – это хранение автомобилей в стилобате.

Примером размещения зон паркования под землёй может служить московский жилой комплекс бизнес-класса «Воробьёв дом» (архитектурное бюро ADM, Россия, 2018), расположенный вблизи Воробьевского шоссе, между рек Москва и Сетунь (рис. 1). Участок площадью 0,85 га находится на склоне и примыкает к границам внутригородского природного заказника «Долина реки Сетунь». Такое соседство стало одним из главных стимулов для снижения негативного воздействия комплекса на окружающую среду. В проектном решении архитекторы предложили объединение трех объемов разной высоты одноэтажной стилобатной частью с обслуживающими функциями и развитым двухуровневым подземным паркингом на 285 машино-мест. При этом небольшое внутреннее дворовое пространство открыто в сторону реки Сетунь. Доступ во двор организован со стороны Воробьевского шоссе, здесь же, вдоль юго-восточного фасада, устроен небольшой гостевой паркинг [10].

Рис. 1. Жилой комплекс «Воробьев дом» в Москве (источник [10] – в интерпретации П. Д. Жирняковой)

Применение второго приёма наглядно продемонстрировано командой архитектурного бюро OZ в жилом комплексе «De Werf» в Амстердаме (Нидерланды, 2019), который включает площадки для стартапов и жильё для арендаторов – студенческое общежитие, гостиницу и квартиры для среднего класса (рис. 2). В проекте реализовано решение «двор без машин»: семь разновысоких зданий окружают общее дворовое пространство. Оно устроено исключительно над паркингом, находящимся в одноэтажной стилобатной части. Доступ в паркинг на территорию двора организован посредством двух лестниц, расположенных между жилыми блоками с юго-восточной и северо-западной стороны. Паркинг рассчитан на 85 машин. Имеется 100 мест для велосипедов и 20 мест для скутеров [11].

Рис. 2. Жилой комплекс «De Werf» в Амстердаме (источник [11] – в интерпретации П. Д. Жирняковой)

Экологическим задачам соответствует также приоритет использования общественного и экологического транспорта – прежде всего велосипеда и электромобилей [12]. Дополнительной мерой считается выделение зоны для каршеринга. Для всего этого предусматриваются парковочные места и на земле, и под землёй. Такие решения – важный элемент соответствия зданий критериям экологической сертификации. Примеров много. Чаще всего такой способ используется в объектах, предназначенных для молодёжной аудитории. Например, в семиэтажном общежитии квартирного типа в Берлине (архитектурное бюро GBP Architeken, 2017) существуют не только необходимые для организации быта и досуга общественные пространства, но и велопарковки с достаточным для всех желающих количеством мест [13]. Другой пример повышения комфортности пользования экологическим транспортом – это паркинг, рассчитанный на 650 велосипедов, который был запроектирован в подземном этаже студенческого общежития в Праге (Чехия). Здание было построено по замыслу архитектурного бюро Pavel Hnilika Architects+Planners в 2020 г. [14].

Задача рационального использования городской земли решается также с помощью чередования этажей с основными и дополнительными функциями и активного использования эксплуатируемых крыш [15]. Так, например, во Франции, в районе Клиши-Батиньоль под многофункциональную плотную застройку была освоена площадка между парком Мартина Лютера Кинга и железнодорожными линиями вокзала Сен-Лазар (архитектурные бюро SAM architecture и Querkraft, 2019). Размер этого малопрестижного участка – около 1 га. В трехэтажной стилобатной части здания сложной конфигурации были размещены небольшая школа, детский сад и коммерческие помещения. В стилобат врезаны секции девяти- и шестнадцатиэтажных жилых зданий с одно-, двух-, трех- и четырехкомнатными квартирами для молодых семей. На территории жилого комплекса предусмотрены миниатюрный открытый двор для отдыха жильцов и закрытые детские площадки образовательного учреждения. В дополнение к ним, компенсируя дефицит общих пространств, местом для досуга и прогулок стала и озелененная кровля школы-детского сада [16].

Одним из самых эффективных способов ресурсосбережения в настоящее время признаётся проектирование и строительство зданий на основе применения заводских технологий нового поколения [17]. Примером реализации подобной идеи стал комплекс студенческих апартаментов «Grønneviksøren» в Бергене (Норвегия, 2013). Для поддержания амбициозности проекта и обеспечения его коммуникации с окружающей средой жилая структура разделена на две отдельные группы, состоящие из 16 зданий разной высоты – от 4 до 8 этажей. Они связаны галереями, обращенными к открытым внутренним дворам – местам с рукотворными озелененными холмами для отдыха и общения. В структуру комплекса входит здание общежития, собранное из 727 модулей, изготовленных на заводе и доставленных прямо на строительную площадку. Благодаря вариативности размеров окон и динамичному цветовому решению фасадных панелей был преодолен стереотип монотонности и безликости индустриальной строительной системы. Это общежитие считается одним из крупнейших модульных зданий в Европе. Оно построено из местного сырья, укомплектовано норвежскими инженерными системами и стало примером воплощения объекта низкой сметной стоимости с повышенными энергосберегающими свойствами: здесь используется автономная система отопления, и общие выбросы углекислого газа составляют менее 50 % по сравнению с традиционным строительством [18].

Уменьшение экологического следа, снижение антропогенных рисков на всех этапах жизненного цикла чаще всего обеспечиваются за счёт применения строительных элементов, произведённых недалеко от места строительства, так и с активным использованием природных материалов [19]. Особую популярность приобретает клеёная древесина, которая благодаря инновационным промышленным технологиям обладает уникальным диапазоном свойств – высокой несущей способностью, прочностью, био- и огнестойкостью. Теперь она может использоваться при возведении жилых и общественных зданий повышенной этажности как в несущих конструкциях, так и в качестве отделочного материала. В начале XXI столетия в разных странах было построено множество объектов из сборных CLT-панелей или с применением LVL-бруса. Это, например, жилой комплекс «Vélizy Morane Saulnier Apartments», построенный в 2021 году в столичном французском регионе Иль-де-Франс. Архитекторам компании DREAM удалось, объединившись с высококвалифицированными инженерами, добиться предельного снижения выбросов углекислого газа в расчётном периоде жизненного цикла. За это здание было удостоено знака BBC A – низкоуглеродистого здания. В основном высокой оценке способствовали солнечные панели, установленные на крыше, и клеёная древесина, которая была использована для изготовления перекрытий, наземной части стен и отделки фасада. Даже отходы отработки CLT-панелей после восстановления стали основой балконных напольных покрытий, а для перил был специально разработан инновационный композитный материал Geolam из древесной смолы [20].

Рациональное использование природных ресурсов на этапе эксплуатации зданий связано, прежде всего, с энергосбережением. Самая актуальная проблема известна – это нарушение герметичности оболочки зданий, приводящее к нарушению теплообмена в зимнее и летнее время. Важнейшим методом является повышение компактности зданий и оптимизация архитектурных и конструктивных решений фасадов [21]. Одним из интересных примеров комплексного решения такой задачи стал проект жилого комплекса средней этажности «Sue&Til», созданный усилиями трёх архитектурных бюро – ARGE suetil, Soppelsa Architekten и weberbrunner architekten ag и построенный в городе Винтертуре (Швейцария) в 2018 г. Важно то, что здесь в длинных секционных корпусах предусмотрены одно-, двух-, трех- и четырехкомнатные квартиры класса «эконом» и «комфорт», а также апартаменты для сдачи внаём. Степень компактности комплекса была повышена в результате объединения пяти жилых зданий большим одноуровневым подземным паркингом. Форма здания приобрела изломы в целях создания нескольких уютных дворовых пространств. Конструктивная схема – смешанная каркасно-стеновая. В ней подземный паркинг, первые этажи и ядра жесткости – лестнично-лифтовые узлы выполнены из монолитного железобетона, а жилые этажи собраны из клеёных деревянных конструкций – LVL-колонн, CLT-перекрытий, а также стен и перегородок из СИП-панелей. Для облицовки утеплённых вентилируемых фасадов использованы матовые алюминиевые кассеты. Кроме того, в оконных проёмах устроены кинетические солнцезащитные устройства – наружные жалюзи и рулонные шторы [22].

Наглядной иллюстрацией комплексного подхода в применении средств экологизации проектных решений стало здание студенческого общежития в городе Вараждин, который является важным университетским центром Хорватии. Новое семиэтажное здание построено в 2017 г. вплотную к старому студенческому общежитию. Его возведение позволило увеличить существующий номерной фонд на 600 мест. Главная цель проекта – создание комфортных условий для учебы, повседневной жизни, а также содержательного досуга студентов. В здании предусмотрен цокольный этаж, где расположены парковка и инженерные службы, а каждый жилой этаж дополняют общие пространства – террасы. Ключевой экологической задачей проектного решения стало ресурсосбережение. На момент введения в эксплуатацию общежитие «Varaždin» было единственным зданием в Хорватии с самым высоким рейтингом энергоэффективности А+. Такой результат был достигнут за счёт комплексной оснастки, включая самые современные системы управления зданием – BMS – Building Management System. На крыше ресторана и общежития размещены возобновляемые источники энергии – фотоэлектрические элементы. Для нагрева и охлаждения воды используются тепловые насосы, а дождевая вода собирается и применяется для санитарных нужд. Помимо этого, предусмотрена эффективная система мусороудаления с разделением отходов по фракциям и сбором в подземных контейнерах. Все студенческие комнаты, помещения офисной части здания и некоторые зоны общего пользования – места хранения велосипедов и сбора мусора, прачечная, гараж и др. оснащены дверными замками бесконтактного доступа. По сравнению с другими зданиями аналогичной вместимости затраты на электроэнергию уменьшены в 5 раз и в 7 раз снижено углеродное загрязнение окружающей среды [23].

Обсуждение. Приведённые выше примеры – малая часть исследования, для которого были отобраны, а затем проанализированы и систематизированы жилые объекты – многоквартирные здания и комплексы, а также общежития, построенные в России, в некоторых европейских странах (Австрия, Бельгия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Норвегия, Польша, Португалия, Украина, Франция, Хорватия, Чехия и Швейцария), в Азии (Израиль, Индия, Китай, Сингапур, Таиланд, Япония), Америке (Бразилия, Мексика, США, Чили), а также в Австралии.

Детальное изучение контента позволило убедиться в том, что достичь максимального эффекта – предельного снижения антропогенного давления зданий на окружающую среду можно только при использовании системы взаимодополняющих мероприятий, учитывающих полный жизненный цикл зданий. Конечно, разрозненное применение градостроительных, объёмно-планировочных, конструктивных и инженерных средств даёт определённый ресурсосберегающий эффект. Однако если главной целью становится максимально возможное снижение экологического следа, то необходимо стремиться к внедрению в проектные решения комплексных подходов и наилучших технологий, которые доступны в определённой ситуации.

Выводы. На протяжении ряда десятилетий в России экологическое направление укрепляло свои позиции в определении требований к среде жизнедеятельности в целом и к объектам недвижимости в частности. Несмотря на это, целостная система методов снижения антропогенного воздействия поселений и зданий на окружающую среду остаётся «белым пятном» российской архитектурной науки. Её отсутствие усугубляется инертностью разработки внедрения отечественных технологий, адаптированных к специфическим условиям регионов, гарантирующих функционирование зданий в режиме, который оптимален для долгосрочного поддержания их комфортности, а также для продления срока их безопасной и надёжной эксплуатации.

Обобщение этих и других результатов исследования позволяет сформулировать ряд принципов, прямо или косвенно связанных с учётом экологических факторов. К наиболее значимым предлагается отнести следующие:

• отказ от строительства на новых площадках («гринфилды») при наличии требующих редевелопмента уже освоенных участков городской среды («браунфилды»);
• приоритет применения градостроительных средств, способствующих улучшению работы и развитию общественного и экологического транспорта;
• рациональное использование земельного участка и целенаправленная оптимизация плотности застройки на основании многофакторной оценки;
• компактность формообразования отдельных зданий и внедрение конструктивных решений, препятствующих возникновению тепловых мостов;
• трёхмерное функциональное зонирование (активное использование подземного пространства, верхних этажей и крыш);
• ресурсосбережение при строительстве и эксплуатации объектов (оптимальные конструкционные и отделочные материалы, энергоэффективное инженерное оборудование, технологии замкнутого цикла, альтернативные ресурсы);
• применение сертифицированных природных и местных материалов.

К сожалению, внедрение этих принципов в практику замедлено в связи с наличием некоторых обстоятельств. В частности, к проблемным вопросам относится то, что инженерные задачи проектирования до сих пор считаются прерогативой специалистов смежных – инженерных направлений, а значительная часть архитекторов не владеют актуальными профессиональными знаниями в области архитектурной экологии, которые помогают принимать самые эффективные решения. Между тем многочисленные успешные архитектурные эксперименты, часть которых была изучена в данном исследовании, позволяют сделать вывод о постепенном сближении задач зодчих и инженеров и о необходимости интеграции их усилий для совместного поиска итоговых проектных моделей.

Об авторах

Татьяна Яновна Вавилова

Автор, ответственный за переписку.
Email: vatatyan63@yandex.ru

кандидат архитектуры, доцент, профессор кафедры архитектуры жилых и общественных зданий

Список литературы

Дополнительные файлы

Доп. файлы

Действие

1. JATS XML

Скачать

2. Рис. 1. Жилой комплекс «Воробьев дом» в Москве (источник [10] – в интерпретации П. Д. Жирняковой)

Скачать (280KB)

Метаданные

3. Рис. 2. Жилой комплекс «De Werf» в Амстердаме (источник [11] – в интерпретации П. Д. Жирняковой)

Скачать (320KB)

Метаданные