11040

«Зелёный гибкий офис для кочевых сотрудников», как описывается здание «Semaphore» в про- ектном предложении, предназначено для городского сельского хозяйства и улучшения само- чувствия и благосостояния работников. (Рисунок4.) [4]

Рисунок3. Проект офиса «Semaphore». Визуализация. Эко-футуристический проект общей площадью 8225 м2 задуман как поэтическая досто-

примечательность в бионическом архитектурном стиле. Дизайн является экологическим про- образом «города-сада» (зеленого города будущего), способствующего абсолютному симбиозу между людьми и природой.

Помимо поверхностного озеленения здания, «Semaphore» будет объединять множество новейших технологий для компенсации энергопотребления и производства кислорода и вклю- чит в себя более 10 тысяч единиц растительности. Проект зелёного сооружения будет исполь- зовать инновационные альтернативные источники энергии, такие как активная фотоэлектри- ческая и тепловая кровля, ветровая станция по выработке электроэнергии и небольшой завод по переработке биомассы. [4]

Отличительными чертами бионических сооружений будущего станут:

•высокая энергоэффективность (здания будут оснащаться системами, которые позволят свести к минимуму затраты на отопление, вентиляцию и искусственное освещение)

•многофункциональность (офисы и производственные помещения, будут располагаться вместе с зонами отдыха, питания и торговыми центрами)

•использование экологичных и природных материалов

•большая площадь озеленения элементов сооружения

490

• возможность влиять на экологию городской среды (например, согласно энергетико- климатическому плану, в Париже к 2050 году собираются снизить выбросы углекислого газа на 75% за счет инновационных построек [5])

Вероятно, данными архитектурно-конструктивными особенностями будет обладать большинство бионических зданий и сооружений будущего.

Очевидно, что в будущем бионика найдёт применение в различных сферах строитель- ства: в жилых зданиях, общественных и промышленных сооружениях, а также в градострои- тельстве, способствуя трансформации и прогрессу существующих архитектурных стилей. Природонаправленную архитектуру ждёт стремительное развитие, причём будут создаваться не только бионические здания и сооружения, но и целые парки, сады, природные комплексы, ландшафт которых не будет противоречить естественной среде, а люди в них смогут отдыхать и работать в благоприятных для психики условиях. Архитекторы смогут воплотить эту уто- пию в реальность.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.Города будущего / Мишель Рагон ; Перевод с французского В. Г. Калиша и Ж. С. Ро- зенбаума ; Под редакцией канд. арх. Д. Б. Хазанова ; Предисловие канд. арх. И. М. Смоляра.

— Москва : Издательство «Мир», 1969. — 296 с., ил.

2.Денисенко Е. В. Принципы формирования архитектурного пространства на основе био- подходов: специальность 05.23.20: диссертация на соискание учёной степени кандидата архи- тектуры: 28.11.2013: 19.12.2013 / диссертационный совет Д 212.162.07: Казанский государ- ственный архитектурно-строительный университет. Казань. 2013. 185 с.

3.Архитектурный проект «New City Flower» [Электронный ресурс] : [сайт]. Режим до-

ступа : https://flytothesky.ru/arxitekturnyj-proekt-new-city-flower/. (Дата обращения 21.03.2022)

4. Vincent Callebaut Architectures: утопические проекты лучшей эко-студии будущего

[Электронный ресурс] : [сайт]. Режим доступа : http://royaldesign.ua/ru/vincent-callebaut-

architectures-utopicheskie-proektyi-luchshey-eko-studii-buduschego.bXnLv/ (Дата обращения

21.03.2022)

5. 8 зеленых башен Винсента Каллебо [Электронный ресурс] : [сайт]. Режим доступа :

https://evan-gcrm.livejournal.com/334055.html?ysclid=l186fb4yv1 (Дата обращения 21.03.2022)

491

УДК 721

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОЕКТИРОВАНИИ ВЫСОТНЫХ ЗДА- НИЙ

Молодцов В.А.1, Веселова Е.А.2

1Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, Нижний Новгород, e-mail: vlad.molodtsov@yandex.ru

2Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, Нижний Новгород, e-mail: ves_ea@rambler.ru

Энергоэффективность и энергосбережение – это, прежде всего бережное отношение к энергии в любой сфере и ее безвредное производство. Тема применения альтернативных источников энергии является од- ной из самых актуальных тем человечества уже много лет. Развитие этой темы с помощью системного подхода позволило найти возможность применения некоторых технологий в строительстве.

Повышение энергоэффективности зданий в последние десятилетия стало одним из основных направлений развития строительной индустрии. В настоящее время процесс этот не замедляется: требования к исполь- зуемым теплоизолирующим материалам постоянно повышаются, ужесточаются нормативы теплонепро- ницаемости и смежных параметров отдельных строительных конструкций и сооружений в целом.

Существует четыре взаимосвязанных принципа энергоэффективности: энергоэкономичность, интегра- ция, генерация, регенерация. В статье более подобно рассмотрен принцип генерации.

Генерация – производство электроэнергии (электрического напряжения и тока) посредством преобразова- ния её из других видов энергии с помощью специальных технических устройств. В высотных зданиях при- меняются ветряные турбины с горизонтальной и вертикальной осями для использования энергии ветра, тепловые насосы для использования энергии земли, гелиоустановки для использования энергии солнца.

______________________________________________________________________________________________

Ключевые слова: научно-исследовательская работа, энергоэффективность, строительство, технологии.

ENERGY-SAVING TECHNOLOGIES IN THE DESIGN OF HIGH-RISE BUILDINGS Molodtsov V.A.1, Veselova E.A.2

1Nizhny Novgorod state University of architecture and construction, Nizhny Novgorod, e-mail: vlad.molodtsov@yandex.ru

2Nizhny Novgorod state University of architecture and construction, Nizhny Novgorod, e-mail: ves_ea@rambler.ru

Energy efficiency and energy saving are, first of all, careful attitude to energy in any sphere and its harmless production. The topic of the use of alternative energy sources has been one of the most relevant topics of humanity for many years. The development of this topic with the help of a systematic approach made it possible to find the possibility of using some technologies in construction.

Improving the energy efficiency of buildings in recent decades has become one of the main directions of development of the construction industry. Currently, this process is not slowing down: the requirements for the thermal insulation materials used are constantly increasing, the standards of heat resistance and related parameters of individual building structures and structures as a whole are being tightened.

There are four interrelated principles of energy efficiency: energy efficiency, integration, generation, regeneration. The article discusses the principle of generation in more detail.

Generation is the production of electricity (electric voltage and current) by converting it from other types of energy using special technical devices. In high-rise buildings, wind turbines with horizontal and vertical axes are used for the use of wind energy, heat pumps for the use of earth energy, solar installations for the use of solar energy.

Keywords: research work, energy efficiency, construction, technology.

Основные технологии, позволяющие генерировать электричество:

1.Ветрогенераторы.Принцип работы.

492

Принцип работы ветрогенератора построен на преобразовании кинетической энергии силы ветра в энергию вращения вала генератора. Для вертикальных ветрогенераторов, верти- кальная ось соединена с вертикальным ротором. Генератор и ротор расположены внизу кон- струкции. Лопасти закреплены в вертикальной оси.

Вращаясь, лопасти заставляют вращаться ротор генератора, который начинает выра- батывать переменный и нестабильный ток. Это ток идет на контроллер, который преобразует его в постоянное напряжение и заряжает аккумуляторы. С аккумулятора питание идет на ин- вертор, назначение которого превращение постоянного тока в переменное напряжением 220 В или 380 В, которое поступает к потребителям электроэнергии.

Рисунок1 Схема работы.

Преимущества.

∙Энергия ветра является возобновляемой.

∙Экологически чистая энергия. В процессе эксплуатации ветрогенератор не производит вредных выбросов.

∙Установка генератора на высотном здании избавляет от установки мачты.

∙Для работы генератора не нужны дополнительные средства. Необходимо только уста- новить его.

Недостатки.

∙Требования разработки конструкций большей несущей способностью и с повышен- ными требованиями к шумо- и виброизоляцией в месте установки генератора.

∙Потеря КПД из-за турбулентности.

493

∙Ветер непостоянен и непредсказуем.

2.Солнечные панели. Принцип работы

Солнечный свет (лучи), попадая на фотоэлектрический слой, полупроводниковых пла- стин приводит к высвобождению излишних электронов из обоих слоёв (n и p). На место остав- шееся после освобождения электронов в одном слое встают освобожденные электроны дру- гого слоя. Таким образом, происходит постоянное передвижение электронов из одного слоя в другой через p-n переход.

В результате этого на внешней цепи начинает появляться напряжение. Слой p стано- вится положительно заряженным, а слой n – отрицательно. Аккумулятор в ходе этих действий начинает набирать заряд. Контролёр заряда подключает солнечную батарею, если заряд акку- мулятора низкий. И выключает её, в случае, когда аккумулятор заряжен. Также контролер не даёт течь обратному току в то время, когда отсутствует солнце. Трансформатор прямого тока в переменный необходим для преобразования постоянного тока в переменный с напряжением 220 В. Он бывает двух видов:

Рисунок2 Принципработы.

Преимущества

∙Солнечная энергия бесплатная.

∙Длительный срок эксплуатации – 25 лет.

∙Автономность (для летних солнечных систем без использования электроэнергии).

∙Низкая себестоимость полученной тепловой энергии.

∙Используется экологически чистая неисчерпаемая энергия солнца.

Недостатки

494

∙Необходимость использования больших площадей;

∙Солнечная электростанция не работает ночью и недостаточно эффективно работает в вечерних сумерках, в то время как пик электропотребления приходится именно на вечерние часы;

∙Несмотря на экологическую чистоту получаемой энергии, сами фотоэлементы содер- жат ядовитые вещества, например, свинец, кадмий, галий, мышьяк и т. д.

3.Тепловые насосы. Принцип работы.

Система грунтового теплового насоса имеет в своей схеме 3 контура. Внешний контур находится в земле, собирая там тепловую энергию. Второй контур – это сам тепловой насос, теплоноситель попадает в испаритель, где температура поднимается. А третий контур – это уже непосредственно система отопления в доме.

Теплоносителем может быть антифриз или смесь воды и пропиленгликоля или эти- ленгликоля. Часто в системе циркулирует фреон (хладагент) в жидком состоянии, который в испарителе сжимается и превращается в газ. Особенностью фреона является то, что он заки- пает при низкой температуре. Когда он закипает, то расширяется и пары, которые образуются, попадают в конденсатор.

Далее это тепло попадает к другому теплообменнику, в котором циркулирует уже вода для системы отопления дома. После того как фреон остыл, он обратно преобразуется в жидкое состояние, и циркулирует в грунтовой теплообменник. Процесс начинается заново.

Рисунок 3 Принцип работы

495

Преимущества:

∙Экономичность. Тепловой насос использует введенную в него энергию на голову эф- фективнее любых котлов, сжигающих топливо. Величина КПД у него много больше еди- ницы.

∙Повсеместность применения. Источник рассеянного тепла можно обнаружить в лю- бом уголке планеты.

∙Экологичность. Тепловой насос не только сэкономит деньги, но и сбережет здоровье обитателям дома и их наследникам. Агрегат не сжигает топливо, значит, не образуются вред-

ные окислы типа CO, СO2, NOх, SO2 , PbO2.

∙Универсальность. Тепловые насосы обладают свойством обратимости (реверсивно- сти). Он "умеет" отбирать тепло из воздуха дома, охлаждая его. Летом избыточную энергию иногда отводят на подогрев воды.

∙Безопасность. Эти агрегаты практически взрыво- и пожаробезопасны.

∙Высокий уровень комфорта. Оборудование компактно, тихо работает.

∙Минимальное обслуживание и высокая степень автономности. Работают полностью в автоматическом режиме. Обслуживание установок заключается в сезонном техническом осмотре и периодическом контроле режима работы.

∙Надежность. Тепловые насосы много лет применяются в развитых странах и дока- зали свою надежность и долговечность на практике. Имеют срок службы до капитального ремонта более 15 лет.

Недостатки:

∙Необходимость добавления дополнительного источника тепла в тех регионах, где тем- пература нередко бывает ниже -20°. Такая система называется бивалентной.

∙Экологичность, все же находящаяся под вопросом. Для человека угрозы нет, но она существует для экосистемы. Например, в грунте живут микроорганизмы — анаэробы. При сильном охлаждении пространства около труб им грозит неминуемая гибель.

∙Почти необходимость обеспечить в доме трехфазную электросеть. Для исправной ра- боты теплового насоса надо свести к минимуму перепады напряжения, которые способны спровоцировать поломку установки.

∙Необходима большая площадь земли для заложения большей длины труб.

4.Термогенераторы. Принцип работы.

Жидкость при помощи крыльчатки раскручивается в корпусе – улитке. Поток жидкости превращается в вихрь. Проявляется эффект кавитации (множественное образование в вихре- вом потоке пузырьков газа). Пузырьки схлопываются, высвобождаемая энергия нагревает

496

воду. Полностью этот эффект не исследован, но успешно применяется на практике. Крыль- чатка приводится в действие при помощи электродвигателя.

В другом варианте исполнения не используют крыльчатку, применяют электрический насос. Насос под давлением подает воду в кавитационную трубу, а дальше все так же: вихрь, пузырьки, тепло. Можно отапливать здания, организовывать систему горячего водоснабже- ния.

Рисунок 4. Вихревой термогенератор

Преимущества:

∙высокая эффективность, коэффициент преобразования электрической энергии в тепло- вую достигает 1, для электронагревательных приборов это недостижимо,

∙автономность от централизованных систем отопления и горячего водоснабжения,

∙нет необходимости проводить долгие согласования с надзорными ведомствами,

∙простой монтаж, легко подключить к системе водяного отопления здания,

∙надёжность конструкции.

Недостатки:

∙высокая стоимость оборудования,

∙высокий уровень шума от электродвигателей и кавитаторов,

∙большие размеры конструкции.

Анализ возможностей применения данных в полосе умеренного климата

1. Для получения экономической выгоды ветрогенераторы необходимо распола- гать в районах с ветровой нагрузкой выше среднего значения, либо на возвышенностях. Таким

497

образом, появляются проекты внедрения ветряков в высотные здания и сооружения. На дан- ный момент уже существуют реальные объекты, в которых успешно применены ветрогенера- торы. Но следует отметить, что планируя внедрить ветрогенератор в проект какого-либо со- оружения, вы однозначно столкнетесь с проблемами сохранения архитектурной эстетичности внешнего облика здания, усилениями несущих конструкций для восприятия нагрузок от уста- новки, а также необходимостью обслуживания ветрогенератора.

В центральной части Российской Федерации преобладают I-II ветровые рай- оны. Следовательно, установка ветровых генераторов в данной местности будет с большой вероятностью невыгодна экономически.

2.Современные разработчики солнечных панелей добились значительного повы- шения КПД и срока службы панелей, относительно своих предшественников, которые могли окупить себя только в районах жаркого климата. На данный момент солнечная панель спо- собна окупить себя и в полосе умеренного климата. Появилась возможность расположения панелей в качестве ограждающих конструкций на фасадах высотных зданий, что поспособ- ствовало увеличению количества панелей, располагаемых на здании.

3.Тепловые насосы могут применяться повсеместно. Они зависят только от глу- бины или площади расположения теплоносителя. Их можно применить как в капитальном строительстве, так и в индивидуальном.

4.Термогенераторы подойдут больше для отопления зданий, не подключенных к централизованной системе отопления. Но могут быть применены и в совокупности с ней, с целью экономии энергоресурсов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Поляков И.А., Ильвицкая С.В. Гелиоархитектура // Архитектура и строительство России. 2016. № 1–2.

2. Поддаева О.И., Дуничкин И.В., Прохорова Т.В. Влияние пространственной организации реконструируемой жилой застройки на ветроэнергетический потенциал среды // Вестник МГСУ. 2013. № 2.

3.Бобров И.А., Захаров А.В. Применение тепловой энергии грунтового основания для отопле- ния и кондиционирования зданий // Вестник Пермского государственного технического уни- верситета. Строительство и архитектура. – 2011. – № 1.

Бутузов В.А., Томаров Г.В., Шетов В.Х. Геотермальная система теплоснабжения с использова- нием солнечной энергии и тепловых насосов // Энергосбережение. – 2008. – № 3

4.Рафикова Ю.Ю., Киселева С.В., Нефедова Л.В. Использование ГИС- технологий в области возобновляемой энергетики: зарубежный и отечественный опыт // Альтернативная энергетика и экология. 2014. № 12 (152).

5.Башмаков И.А. Повышение энергоэффективности в российской промышленности // Центр по эффективному использованию энергии (ЦЭНЭФ).Москва, 2013.

Богданович П.Ф. Основы энергосбережения : учебное пособие / П.Ф.Богданович, Д.А. Григо- рьев, В.К. Пестис. - Гродно : ГГАУ, 2007. - 174 с.

498

УДК 721.01: 69.07

ПРОЕКТИРОВАНИЕ САДОВ НА ИСКУССТВЕННЫХ ОСНОВАНИЯХ НА ПРИМЕРЕ ОТЕЛЯ PARKROYAL ON PICKERING В СИНГАПУРЕ

Молоснова Н.Д.1, Агеева Е.Ю.1

1Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, Нижний Новгород

В настоящее время проблема сохранения окружающей среды стоит все еще очень остро. Идеальный город

— тот, что не выбрасывает в атмосферу углекислый газ. Однако, как выполнить эту задачу в мегаполисе, где по площади стекла и бетона в несколько раз больше, чем зеленых насаждений? Именно поэтому в мил- лионных городах сейчас старательно разбиваются парки, скверы и аллеи, но здесь встает новый вопрос: где же их размещать. В городах с уже сформированной планировкой и развитой транспортной сетью про- сто не находится свободного места. Решение этой проблемы стало так же и восхитительным архитектур- ным приемом: зоны озеленения в самом центре города можно буквально поднять над землей – располо- жить на террасах, крышах и открытых площадках вновь возводимых зданий. Самое широкое распростра- нение этот прием получил в островном государстве Сингапуре. В статье будут раскрыты некоторые кон- структивные особенности проектирования «висячих» садов на примере отеля ParkRoyal on Pickering, рас- положенного в одном из деловых районов города: требования по их размещению, растительному составу и эксплуатации.

Ключевые слова: эко-архитектура, сады на искусственных основаниях, конструкция, геометрия, архитектура, растения, озеленение, здание, орошение.

DESIGNING GARDENS ON ARTIFICIAL GROUNDS ON THE EXAMPLE OF THE PARKROYAL ON PICKERING HOTEL IN SINGAPORE

Molosnova N.D.1, Ageeva E.Y.1

1Nizhny Novgorod state University of architecture and construction, Nizhny Novgorod

Currently, the problem of environmental conservation is still very acute. The ideal city is one that does not emit carbon dioxide into the atmosphere. However, how to accomplish this task in a megalopolis, where the area of glass and concrete is several times more than green spaces? That is why parks, squares and alleys are being diligently broken up in millions of cities, but here a new question arises: where to place them. In cities with an already formed layout and a developed transport network, there is simply no free space. The solution to this problem has also become an admirable architectural approach: landscaping zones in the very center of the city can literally be raised above the ground - placed on terraces, roofs and open areas of newly erected buildings. This approach has received the widest distribution in the island State of Singapore. The article will reveal some constructive aspects of the design of "hanging" gardens on the example of the ParkRoyal on Pickering hotel, located in one of the business districts of the city: the requirements for their placement, plant composition and operation.

Keywords: eco-architecture, gardens on artificial grounds, construction, geometry, architecture, plants, landscaping, building, irrigation.

Выбранное правительством Сингапура направление устойчивого развития в строитель- стве нашло свое выражение во многих конструктивных решениях, отличающих сегодня архи- тектуру страны. Однако особенное распространение получила так называемая «зеленая архи- тектура». Проекты застройки многоэтажных административных и жилых районов предусмат- ривают создание озеленения не только на прилежащей к возведенному зданию территории, но и на крышах, террасах и в специализированных помещениях зданий. Вертикальные фермы (сады), представляющие собой замкнутые экологические системы заняли особую позицию в развитии Сингапура сегодня.

499