Энергосберегающие заглубленные здания

Значительное сбережение энергоресурсов в жилищно-строительной сфере может быть достигнуто и с помощью строительства заглубленных жилых зданий, которые принято называть энергосберегающими.

В истории использования подземного пространства в энергетических целях выделяют три этапа: первый  приспособление человеком естественных и искусственно созданных им пещер и других подземных выработок для защиты от неблагоприятного погодного воздействия, второй  строительство отдельных зданий и единичных «подземных городов», не требующих при эксплуатации значительных энергозатрат; третий  в условиях энергетического и экологического кризиса массовое строительство заглубленных зданий, позволяющих экономить энергоресурсы при их эксплуатации и в наименьшей степени загрязнять окружающую среду.

Экологический аспект этой проблемы ярко очерчен в работе Р. Стерлинга, Дж. Кармоди и др. (1983), подчеркнувших, что «человек всегда обращался к земле, чтобы защититься от воздействия неблагоприятных и экстремальных климатических условий. Лишь исторически непродолжительная эра доступного и дешевого топлива позволила строить дома, не зависящие от климатических условий, и снабжать эти дома энергией… Теперь, когда количество природного топлива сокращено, а цены на него быстро растут, настало время пересмотреть взгляды на те возможности, которые предлагает нам земля.

При имеющихся в нашем распоряжении конструкциях нет необходимости возвращаться к пещерам. Цель строительства заглубленных жилищ  поддержать или улучшить взаимоотношение их с окружающей средой; используя землю как одеяло, укрыть здание со всех сторон, земля защитит его как барьер от ветра, холода, нежелательной инфильтрации осадков и будет препятствовать потерям тепла».

Энергосберегающие заглубленные здания по глубине заложения подразделяют на полузаглубленные (отвальные), заглубленные (мелкого и глубокого заложения) и врезанные в склоны (рис. 21.3, Швецов, 1994), а по характеру объемно-планировочного решения на возвышающиеся, врезанные в крутые откосы, здания с внутренними двориками и здания сквозного типа.

Рис. 21.3. Типы заглубленных зданий в зависимости от степени заглубления: а  полузаглубленные; б  заглубленные; в  врезанные в склоны

По К. К. Швецову (1994), необходимый эффект снижения энергозатрат при эксплуатации заглубленных зданий может быть достигнут лишь при соблюдении ряда требований, касающихся выбора места для строительства, определения типа здания и глубины его заложения, размещения на участке и ориентации, наличия соответствующего инженерного оборудования и т. д.

Эффективность снижения энергопотребления во многом будет определяться защитной толщей грунта (обсыпкой), а также компактностью планировочных решений (предпочтительнее кубическая и близкие к ней формы зданий), конструктивными решениями теплоизоляции и гидроизоляции.

Поскольку заглубленные жилые здания возводят только с условием их естественного освещения и инсолирования, их не строят более одного  двух этажей. Определенный эффект в снижении энергопотребления в этих зданиях может быть достигнут при использовании солнечной энергии (активные и пассивные гелиосистемы) и других нетрадиционных источников энергии.

Участки земной коры, а точнее подземное пространство, пригодное для размещения объектов различного назначения, с градостроительных позиций рассматривалось нами выше. Помимо эколого-градостроительных выгод освоение подземного пространства позволяет значительно сократить затраты энергоресурсов при эксплуатации объектов различного назначения. Например, в Швеции строительство подземных сооружений для хранения нефти и нефтепродуктов объемом более 100 тыс. м³ более экономично, чем наземных, так как при этом потребление энергии на отопление снижается в 3 раза и на охлаждение в 10 раз.