Зеленые Школы

ЗЕЛЕНЫЕ ШКОЛЫ

применение стандарта Passive house при реконструкции школ в России

ЗЕЛЕНЫЕ ШКОЛЫ

применение стандарта Passive house при реконструкции школ в России

Организация и идея конкурса: МАРХИ - Московский Архитектурный Институт Центр энергоэффективного проектирования Факультет архитектуры жилых зданий Профессор Михаэль Айхнер me@ateliereichner.de www.ateliereichner.de Профессор Ю. А. Табунщиков кафедра “Инженерное оборудование зданий” При сотрудничестве администрации ЮгоВосточного округа г. Москвы Научная консультация: архитектор Анна Белугина архитектор Ольга Сытник архитектор Регина Мирзоянц дипл. инж. архитектор Сергей Переслегин графика: студент МАРХИ Арсений Афонин студент МАРХИ Ольга Орешкина Участники конкурса: Афонин Арсений, Новиков Петр Величенко Дарья, Куляница Дарья Гончарова Василиса, Фомина Ольга Егорова Лидия, Гельфанд Мария Зимина Анна, Мишарина Анна Кулик Анна, Пестерева Валерия Лебедев Кирилл, Айгунян Георгий Лощилова Анна, Кравченко Светлана Орешкина Ольга

СОДЕРЖАНИЕ 06 О проекте.

07 Состав жюри. Итоги конкурса.

08 Рецензия Н.В. Шилкин.

17 Separate education Величенко Д., Куляница Д. реконструкция школы № 415, Танковый проезд, Москва.

23 Мягкое прочтение Егорова Л., Гельфанд М. реконструкция школы № 415, Танковый проезд, Москва.

29 Зеленая школа Лощилова А., Кравченко С. реконструкция школы № 415, Танковый проезд, Москва.

35 Between form and energy efficiency Лебедев К., Айгунян Г. реконструкция школы № 415, Танковый проезд, Москва.

41 Новый уровень Орешкина О. реконструкция школы № 415, Танковый проезд, Москва.

47 Связующая граница Гончарова В., Фомина О. реконструкция кадетской школы-интерната им. Шолохова, Москва.

53 Где граница между дисциплиной и свободой?.. Пестерева В., Кулик А. реконструкция кадетской школы-интерната им. Шолохова, Москва.

59 Школа, которая дышит Афонин А., Новиков П. реконструкция школы № 620, Есенинский бульвар, Москва.

65 Natural for life Зимина А., Мишарина А. реконструкция школы № 620, Есенинский бульвар, Москва.

70 Контакты

5

О ПРОЕКТЕ

Энергоэффективная и экологичная реконструкция школ в Юго-Восточном административном округе г. Москвы по энергетическим стандартам «пассивного здания». Совместный проект Префектуры Юго-Восточного административного округа г.Москвы и Московского архитектурного института (государственной академии) МАрхИ Идея конкурса и его концепция были разработаны профессором Михаэлем Айхнером (кафедра «Архитектурное проектирование жилых зданий» МАрхИ) и профессором Юрием Андреевичем Табунщиковым (кафедра «Инженерное оборудование зданий и сооружений» МАрхИ). Тема конкурса - энергоэффективная и устойчивая реконструкция старых зданий является одним из наиболее важных вкладов в эффективное сокращение выбросов CO2 по киотскому протоколу. Это даст возможность привести нуждающиеся в реконструкции здания к высокому стандарту энергоэффективности и комфорта пользователя. В рамках студенческого конкурса предлагалось разработать устойчивое конструктивное расширение для одного из трех существующих школьных зданий в Москве с приведением этих зданий к стандарту «пассивного здания» (потребление энергии <15 кВт*ч/м2*год). Существующие реконструируемые здания школ должны были стать частью новых объектов, не могли быть снесены. Цель проекта - реализация идеи «климатически дружественной школы», узнаваемой, имеющей выразительный образ. При этом

6

МАРХИ 2010/09 - 2010/11

основополагающими стали критерии устойчивого проектирования и новейшие педагогические тенденции в школьном образовании. Для объекта реконструкции требовалось разработать последовательный сценарий развития. Его цель - устранять существующие недостатки и раскрывать стратегию развития. Предлагалось привести к единой системе мероприятия затрагивающие разные аспекты устойчивости. К таким мероприятиям относятся, например, утепление фасада, сокращение мостиков холода, вентиляция здания, дневное освещение, летняя защита от перегрева. Цель - максимальное энергои ресурсосбережение в течение всего жизненного цикла здания (Live-Circle-Analysis). Архитектурная концепция должна учитывать следующие аспекты устойчивости: Качество эксплуатации: улучшенное дневное освещение в классах, улучшенный температурный комфорт. Проведение реконструкции без существенного нарушения интересов школьного учреждения посредством предзаготовки и короткого срока монтажа на стройплощадке. Качество воздуха в помещениях: инновационные технологии проветривани, контролируемые технологии проветривания жилых помещений. Сильно сниженное потребление энергии: отопление и энергопотребление в соответствии с пассивными предельными значениями до 90% меньше чем при 75% снижении при обычной реконструкции. Снижение потребления энергии в «произ-

водстве» здания путем использования деревянных элементов и экологической оптимизации строительства. Повышение качества здания: высокая ценность здания, обеспеченная качествами устойчивости и снижением стоимости эксплуатации. Внедрение иновационных технологий: например, вторичное использование энергии, решение фасадов, интеграция солнечных батарей в оболочку здания и т.д. Экологическое строительство: применение экологических материалов. Жизненный цикл: потребление энергии и снижение выбросов СО2 на стадии эксплуатации и удаления отходов и оптимизация ремонта и цикла эксплуатации конструкции.

СОСТАВ ЖЮРИ. ИТОГИ КОНКУРСА

Состав жюри: Есаулов Г.В.- проректор МАРХИ по научной работе, председатель жюри Некрасов А.Б.- заведующий кафедры «Архитектура жилых зданий» МАРХИ, заместитель председателя жюри Табунщиков Ю.А.- заведующий кафедрой «Инженерное оборудование зданий» МАРХИ, член жюри Бродач М.М.- профессор кафедры «Инженерное оборудование зданий» МАРХИ, член жюри Карелина - Л.Б. - методист научно-методического центра ЮВАО УО ДО, малая академия наук, искусств и спорта, член жюри Нико Риккерт - член правления клуба немецких архитекторов и инженеров в г. Москве, член жюри В работе принимали участие референты: Егерев А.В. - кафедра «Архитектура жилых зданий» Шилкин Н.В. - кафедра «Инженерное оборудование зданий»

Итоги конкурса:

ПЕРВОЕ МЕСТО Куляница Д.А. и Величенко Д.Д. (проект реконструкции школы №415, Танковый проезд); ВТОРОЕ МЕСТО Айгунян Г.Э. и Лебедев К.И. (проект реконструкции школы №415, Танковый проезд); Кулик А.Д. и Пестерева В.И. (проект реконструкции кадетского корпуса им. Шолохова); Новиков П.А. и Афонин А.Г. (проект реконструкции школы №620, Есенинский бульвар); ТРЕТЬЕ МЕСТО Гельфанд М.М. и Егорова Л.В. (проект реконструкции школы №415, Танковый проезд); Зимина А.А.; Мишарина А.А. (проект реконструкции школы №620, Есенинский бульвар). Все проекты были выполнены под руководством профессора Михаэля Айхнера и преподавателей: Сытник О.А., Мирзоянц Р.И., Белугиной А.Ю.

Эффективные решения в реконструкции школы 7

Н.В. Шилкин Доцент кафедры «Инженерное оборудование зданий и сооружений» МАрхИ, кандидат техн. наук

АНАЛИЗ АРХИТЕКТУРНЫХ РЕШЕНИЙ В осеннем семестре 2010/2011 учебного года кафедрой «Архитектурное проектирование жилых зданий» МАрхИ, и НИЧ МАрхИ при поддержке Префектуры Юго-Восточного округа г.Москвы был организован и проведен конкурс студенческих проектов «Энергоэффективная и экологичная реконструкция школ в ЮгоВосточном административном округе г. Москвы по энергетическим стандартам «пассивного здания»». Конкурс проводился в рамках внедрения в комплексное архитектурное проектирование раздела «Энергетическая эффективность и экологическая безопасность проекта». Раздел базируется на трех основных положениях: • Здание – единая энергетическая система.

• Архитектурные и инженерные решения – энергетически взаимосвязанные подсистемы в рамках единой энергетической системы.

• Рейтинговая система оценки здания как элемента среды обитания . Принципы проектирования энергоэффективных зданий разработаны проф. Ю. А. Табунщиковым. Основные архитектурные решения: выбор местоположения здания с учетом климатических особенностей, рельефа местности и существующей застройки; общая архитектурно-планировочная концепция; определение формы и ориентации здания; выбор объемно-планировочных решений здания; выбор остекления здания и солнцезащитных устройств; выбор конструкции и материалов наружной облицовки; выбор схемы организации освещения. Основные инженерные решения: выбор источников теплоэнергоснабжения при обязательном использовании нетрадиционной энергетики; выбор систем отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха; выбор конструкции и материалов наружных ограждений; выбор системы автоматического управления инженерным оборудованием здания. В то же время, помимо экономии энергии, в настоящее время актуальны проблемы экологической безопасности и обеспечения высокого качества среды обитания. Требования качества строительства, основные предпосылки – снижение энергетической нагрузки на здание, использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии, микроклимат и экологическая безопасность, потребительские качества здания как среды обитания человека – привели к появлению так называемых «зеленых зданий». Термин «зеленые здания» означает строительство энергоэффективных экологически устойчивых зданий с максимальным использованием возобновляемых энергоресурсов и высоким комфортом среды обитания человека. В рамках этого подхода была разработана рейтинговая система оценки студенческих проектов, которая включала

8

МАРХИ 2010/09 - 2010/11

в себя семь категорий: 1. Архитектурно-планировочная концепция здания.

2. Ограждающие конструкции здания.

3. Источники теплоэнергоснабжения.

4. Инженерные системы.

5. Водосбережение.

6. Системы автоматизации и диспетчеризации.

7. Экологическая безопасность. Проекты оценивались согласно этим категориям; таким образом, преимущество получали те проекты, в которых проблема создания комфортной, экологически безопасной и энергетически эффективной среды обитания была проработана наиболее полно. В рамках студенческого конкурса «Энергоэффективная и экологичная реконструкция школ в Юго-Восточном административном округе г. Москвы по энергетическим стандартам «пассивного здания»» необходимо было разработать устойчивое конструктивное расширение для одного из трех существующих школьных зданий в Москве с приведением этих зданий к стандарту «пассивного здания», потребление энергии менее 15 кВт∙ч/(м²∙год). При этом существующие здания школ должны стать частью новых объектов и не могут быть снесены. Энергетическая эффективность должна быть подтверждена энергетическим паспортом школы после реконструкции. Рассмотрение студенческих проектов показало, что все допущенные к конкурсу проекты отличаются высоким качеством исполнения, достаточно подробной проработкой основных структурных элементов и комплексным подходом к проектированию. Представленные энергетические паспорта верно оценивают затраты энергии на отопление и вентиляцию здания за отопительный период в климатических условиях г. Москвы; поставленную цель – снижение затрат энергии на климатизацию до уровня менее 15 кВт∙ч/(м²∙год) – удалось достичь не во всех проектах, однако это ничуть не снижает качество проектов: достигнутые результаты сами по себе являются очень высокими относительно уровня энергопотребления существующих зданий, и достигнуты они на основе применения реально существующих технологий. Ниже обобщим основные особенности выполненных проектов. ФОРМА И ОРИЕНТАЦИЯ ЗДАНИЙ Выбор формы здания был стеснен тремя основными ограничениями, так называемыми «дисциплинирующими условиями»: • Должно быть сохранено существующее здание.

• Относительно небольшая площадь участка.

• Участок находится в сложившейся застройке, в связи с чем новая форма здания должна быть гармонична вписана в эту застройку. Все проекты учитывают эти ограничения. Форма здания выбиралась для максимального использования естественного освещения. Например, Эффективные решения в реконструкции школы 9

в проекте А. Лощиловой и С. Кравченко форма здания спроектирована таким образом, чтобы обеспечивать максимальное проникновение солнечных лучей даже в зимнее время года. Все учебные классы расположены по южным сторонам здания с учетом наилучшей инсоляции. Кроме того, учитывались требования по компактности здания. Учитывались и особенности самого проекта, так, например, в проекте А. Афонина и К. Новикова здание придана аэродинамическая форма, оптимизированную с учетом ветрового воздействия, с целью эффективного поступления наружного воздуха в полость двойного фасада, который в данном проекте является элементом системы вентиляции.

СИСТЕМЫ ТЕПЛОЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ Во всех проектах при разработке систем теплоэнергоснабжения большое внимание уделялось использованию нетрадиционных (возобновляемых, альтернативных) источников теплоэнергоснабжения. С учетом местных условий использовались в основном три типа таких источников: • Солнечные коллекторы для подогрева воды или воздуха.

• Фотоэлектрические панели для выработки электроэнергии.

• Теплонасосные установки для использования теплоты низкопотенциальных источников, в том числе грунта. Например, в проекте А. Афонина и К. Новикова на крыше бассейна расположены солнечные коллекторы для подогрева воды, используемой в бассейне; на крыше основного здания расположены фотоэлектрические панели; используется также теплота грунта посредством тепловых насосов. В проекте В. Гончаровой и О. Фоминой используется горизонтальный грунтовый коллектор и утилизации тепла сточных вод в теплонасосной установке, а также фотоэлектрические панели. В проекте Л. Егоровой и М. Гельфанд во внешнюю тканевую оболочку интегрированы точечные фотоэлектрические батареи, а на крыше установлены солнечные коллекторы, которые совместно с тепловым насосом, использующим тепло земли, обеспечивают здание горячей водой. Внимание уделялось и такой важной части проектов систем теплоэнергоснабжения, как систем накопления тепловой энергии. Здесь можно отметить проект Д. Величенко и Д. Куляницы, в котором для накопления тепловой энергии используется существующее, но не используемое бомбоубежище. ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ В этой части можно отметить большое разнообразие проектных решений и использование инновационных разработок. Использовались двойные фасады, вентилируемые фасады, тканевые оболочки, полупрозрачные конструкции, элементы «зеленых» (покрытых растениями) кровель и стен и т. д. Особо следуем отметить проработку деталей конструкций с целью устранения «мостиков холода», например, в проекте А. Кулик и В. Пестеревой.

10

МАРХИ 2010/09 - 2010/11

Как положительный момент следует отметить тот факт, что в рамках проекта при заполнении энергетических паспортов студентами сделана попытка самостоятельно рассчитать термическое сопротивление предлагаемых конструкций наружных ограждений с целью вычисления трансмиссионных теплопотерь. СИСТЕМЫ КЛИМАТИЗАЦИИ Во всех проектах было предусмотрено использование комбинированных систем климатизации. Эта концепция предусматривает использование нескольких систем, режимы работы которых подбираются в зависимости от наружных климатических условий и режима использования помещения: механической и естественной вентиляции, радиаторного и панельно-лучистого отопления и т. д. Широко используется утилизация теплоты, например, вентиляционных выбросов. Так, проект Л. Егоровой и М. Гельфанд предполагает отказ от традиционных систем водяного отопления. Температура обеспечивается посредством механической системы вентиляции с роторными рекуператорами теплоты удаляемого воздуха. Дополнительно предусмотрена схема использования грунтовых воздушных теплообменников (туннелей) для предварительного подогрева воздуха зимой и его охлаждения летом. При соответствующих погодных условиях используется естественная вентиляция, которой способствует специально выбранная форма здания с атриумом способствует естественной циркуляции воздуха. В холодное время года приточный воздух дополнительно нагревается, проходя через пространство двойного вентилируемого фасада. Охлаждение здание в летний период происходит благодаря отражению солнечных лучей от поверхности зеленой кровли и системе сбора дождевой воды. Похожая концепция использована в проекте А. Лощиловой и С. Кравченко. В проекте Д. Величенко и Д. Куляницы предусмотрена система климатизации с роторными рекуператорами и водовоздушными тепловыми насосами, использующими низкопотенциальную тепловую энергию грунта для подогрева приточного воздуха. СОЛНЦЕЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА, ЕСТЕСТВЕННОЕ И ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ Как правило, проекты реконструкции школ предусматривают их использование в течение всего года, и использование остекления большой площади предполагает широкое использование солнцезащитных устройств. В проектах встречаются различные решения: использование формы здания в качестве солнцезащиты (В. Гончарова и О. Фомина, Л. Егорова и М. Гельфанд), использование отдельных конструктивных элементов (К. Лебедев и Г. Айгунян, А. Кулик и В. Пестерева), использование в качестве защиты фасадных структур (Л. Егорова и М. Гельфанд, А. Кулик и В. Пестерева, А. Лощилова и А. Кравченко, Д. Величенко и Д. Куляница). Естественное освещение оптимизировано путем выбора ориентации и площади световых проемов. Для снижения затрат электрической энергии Эффективные решения в реконструкции школы 11

используются энергосберегающие осветительные приборы, например, этот аспект отражен в проекте Д. Величенко и Д. Куляницы. ВОДОСБЕРЕЖЕНИЕ Как правило, мероприятия по водосбережению отражают три направления: сбор и использование атмосферных осадков; очистка и повторное использование сточных вод («серых» стоков); разделение водоснабжения на питьевое и на технические нужды. Например, в проекте А. Лощиловой и А. Кравченко на зеленой кровле осуществляется сбор дождевой воды, которая затем поступает в систему очистки, затем подогревается и используется как водопроводная. Локальная система очистки серых стоков позволяет получить воду на технические нужды. Рекуперация теплоты «серых» стоков позволяет снизить затраты энергии на нагрев воды. Система сбора воды атмосферных осадков и очистка «серых» стоков биологическими методами применена в проекте Д. Величенко и Д. Куляницы и в других проектах. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВТОРИЧНЫХ РЕСУРСОВ Как правило, в проектах вопросы экологической безопасности рассматривались с точки зрения использования экологически безопасных строительных материалов. Рассматривались следующие аспекты: использование строительных материалов, безопасных для окружающей среды и людей, находящихся в здании; использование строительных материалов местного производства; повторное использование строительных материалов. Так, в проекте Л. Егоровой и М. Гельфанд материалами для строительства нового корпуса служат железобетонные конструкции северного здания школы, подлежащего разборке. Это решение позволяет одновременно снизитть затраты на новые материалы и решает проблему утилизации старых. Внимание в проекте уделено экологичности строительных материалов, большая часть которых местного производства (помимо прочего, это решение позволяет снизить затраты на транспортировку). В проекте К. Лебедева и Г. Айгуняна предусматривается использование экологически чистых материалов, которые впоследствии, по окончанию жизненного цикла здания, можно легко переработать.

12

МАРХИ 2010/09 - 2010/11

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Все представленные на рецензию проекты отвечают условиям конкурса. Все проекты представляют собой комплексные решения, обеспечивающие в связи с назначением здания высокое качество среды обитания и организации учебного процесса, экологическую безопасность, энерго- и водосбережение. Все проекты представляют собой комплексные разработки, в которых должное внимание уделено всем элементам здания, как архитектурным, так и инженерным решениям – архитектурной формы, системам энергоснабжения, системам климатизации, ограждающим конструкциям и т. д. В связи с указанными обстоятельствами выделить из девяти проектов лучшие очень сложно – все проекты по своему уровню очень близки. Как наиболее комплексные, можно отметить проекты Д. Величенко и Д. Куляницы, Л. Егоровой и М. Гельфанд, А. Зиминой и А. Мишариной, однако и другие проекты очень близки к этому уровню.

Эффективные решения в реконструкции школы 13

школа № 415, Танковый проезд, Москва

школа № 620, Есенинский бульвар, Москва

кадетская школа-интернат им. Шолохова, Москва

В данном проекте предложена схема развития недостающих школьных помещений вглубь участка. К существующему школьному зданию пристраиваются разновысотные объемы (от одного до четырех этажей). В центре композиции - открытый двор. Это позволяет добиться рационального функционального зонирования. Фотоэлектрические элементы образуют сложный рисунок фасада, выполняя также и солнцезащитную функцию. В группе проектов реконструкции школы №415 данную работу можно отнести к проектам наиболее приблизившимся к созданию рациональной функционально-планировочной структуры. Егерев А.В., кандидат архитектуры, кафедра «Архитектура жилых зданий»

17

SEPARATE EDUCATION

Проект: “Реконструкция школы №415 (Танковый проезд, Москва) по стандарту пассивного дома”. Ателье энергоэффективного проектирования проф. М. Айхнера. Ассистенты: О.Сытник, Р. Мирзоянц, А.Белугина. Студент: Величенко Д, Куляница Д.

КОНЦЕПЦИЯ В результате выявления недостатков существующего здания было решено максимально отделить младшую школу от старшей и средней, соединив их общим помещениями (спортзал, бассейн и столовая). Благодаря такому решению появились два корпуса с отдельными входами, раздевалками при спортивных помещениях и актовыми залами. По центру образовался уютный внутренний двор, недоступный для посторонних людей. Для жителей района, желающих посещать спортзал и бассейн в не учебное время, предусмотрены отдельные входы с улицы. На первом этаже располагаются классы ИЗО и труда.

18

МАРХИ 2010/09 - 2010/11

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ Для того, чтобы реконструируемая школа потребляла < 15 кВтч/м2год энергии, были применены следующие энергосберегающие технологии: 1. В зависимости от ориентации здания, на фасаде школы были расположены фотоэлектрические батареи, вырабатывающие электроэнергию, необходимую для освещения здания, и, одновременно, выполняющие функцию солнцезащитных элементов.

2.Предусмотрена система сбора, очистки и повторного использования дождевой воды.

3.Предусмотрена замкнутая система очистки и повторного использования серых стоков.

4.Предусмотрена система механической и естественной вентиляции.

5.Использование существующего бомбоубежища для хранения и использования горячей воды.

6.Системы вентиляции и водо - воздушного отопления функционируют в замкнутом цикле. Так же используется система утилизации тепла исходящего воздуха и рециркуляции.

Эффективные решения в реконструкции школы 19

В проекте предполагается снос одного из корпусов школы и пристройка к одному из оставшихся зданий (вдоль Танкового проезда) пятиэтажного блока. Создающаяся компактная группа объединяется внутренним атриумом с верхним освещением. Здание оборачивается специальной тканью для выработки дополнительной электроэнергии. Егерев А.В., кандидат архитектуры, кафедра «Архитектура жилых зданий»

23

МЯГКОЕ ПРОЧТЕНИЕ

Проект: “Реконструкция школы №415 (Танковый проезд, Москва) по стандарту пассивного дома”. Ателье энергоэффективного проектирования проф. М. Айхнера. Ассистенты: О.Сытник, Р. Мирзоянц, А.Белугина. Студентки: Л.Егорова, М.Гельфанд.

КОНЦЕПЦИЯ Существующий объём здания дополнен симметрично практически идентичным объёмом нового корпуса. Это решение позволило получить максимально эффективное с точки зрения энергосбережения соотношение объёма к поверхности. В старом корпусе школы практически целиком сохраняются имеющиеся функции. Пристроенный корпус сносится, находившиеся в нём столовая, спортивный зал и библиотека переходят в новую часть здания. В образовавшемся атриуме располагается актовый зал. Пространство атриума создает благоприятный микроклимат в помещениях школы.

24

МАРХИ 2010/09 - 2010/11

МАТЕРИАЛЫ При строительстве нового корпуса частично используются материалы сносимой пристройки. Это позволяет снизить затраты на перевозку за счёт переработки старых материалов. Особое внимание уделено утеплению стен, крыши и фундамента. И в старом и в новом корпусе используется эффективный утеплитель.

ткань воздушная прослойка штукатурка кирпич с утеплением эффективный утеплитель внутренняя отделка

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ В проекте учтены принципы пассивного дома. Температура поддерживается за счет механической системы вентиляции с бесшумными рекуператорами, необходимыми для поддержания высокого качества воздуха. Дополнительно предусмотрена схема использования энергии земли для нагрева воздуха перед его попаданием в вентиляционные шахты. На крыше расположены солнечные коллекторы для нагрева воды и фотоэллектрические батареи, вырабатывающие электроэнергию. Сбор дождевой воды происходит на зеленой кровле. Оттуда она поступает в систему очистки и используется на технические нужды.

Эффективные решения в реконструкции школы 25

Проектом предусматривается сохранение двух существующих школьных корпусов. Для создания комфортных условий для младших классов пристраивается блок с отдельным входом с западной стороны участка. При этом учебные помещения ориентированы на южную сторону. Автор предусматривает изменение конфигурации оконных проемов в существующих зданиях в соответствии с требованиями энергоэффективности. Егерев А.В., кандидат архитектуры, кафедра «Архитектура жилых зданий»

29

ЗЕЛЕНАЯ ШКОЛА

SLOGAN

Проект: “Реконструкция школы №415 (Танковый проезд, Москва) по стандарту пассивного дома”. Ателье энергоэффективного проектирования проф. М. Айхнера. Ассистенты: О.Сытник, Р. Мирзоянц, А.Белугина. Студенты: C. Кравченко, A. Лощилова.

КОНЦЕПЦИЯ Максимально сохранены все существующие постройки, входящие в состав школы. Пристроен дополнительный корпус для младших классов, с отдельным входом. Таким образом получается внутренний двор, оборудованный спортивными и игровыми площадками. Во втором корпусе на первом этаже расположен плавательный бассейн, который может использоваться независимо от работы школы, предусмотрен отдельный вход, гардероб и гостевая автостоянка для посетителей. На втором этаже находтся спортивный зал. В основном корпусе - учебные классы, лаборатории, универсальный трансформируемый зал.

30

МАРХИ 2010/09 - 2010/11

МАТЕРИАЛЫ Для улучшения микроклимата внутри помещений и во дворе использована технология вертикального фасадного озеленения. Конструкция стены существующего здания утеплена эффективным утеплителем и сохранена кирпичная кладка.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ В качестве альтернативного источника тепла используется геотермальная энергия земли, на крыше расположены солнечные коллекторы. Получаемой энергии достаточно для полного обеспечения школы теплом. Продумана система сбора дождевой воды с крыш зданий и ситема по очистке и повторному использованию серых стоков, вода используется для полива. Здание ориентировано таким образом, что все помещения получают достаточное количество солнечного света, таким образом создаются оптимальные условия для обучения и отдыха детей, все классы защищены от избыточного солнечного излучения экранами.

Эффективные решения в реконструкции школы 31

Полузамкнутая структура здания, формируемая вокруг озелененного открытого двора, позволила авторам создать четкое функциональное зонирование школы: группа старших классов (в основном здании), группа младших классов - на западной стороне участка, с отдельным входом, спортивный блок - на восточной стороне. Форма кровли новой части здания подчинена требованиям солнечной энергетики - достигнута ориентация плоскости кровли солнечным лучам. В проекте предложено вполне оригинальное архитектурно-конструктивное и инженерное решение - создание естественной системы тепловентиляционных шахт на фасадах здания, повышающих качество внутреннего климата помещений школы. В группе проектов реконструкции школы №415 данную работу можно отнести к проектам наиболее приблизившимся к созданию рациональной функционально-планировочной структуры. Егерев А.В., кандидат архитектуры, кафедра «Архитектура жилых зданий»

35

BETWEEN FORM AND ENERGY EFFICIENCY

Проект: “Реконструкция школы №415 (Танковый проезд, Москва) по стандарту пассивного дома”. Ателье энергоэффективного проектирования проф. М. Айхнера. Ассистенты: О.Сытник, Р. Мирзоянц, А.Белугина. Студенты: К. Лебедев, Г. Айгунян.

КОНЦЕПЦИЯ Мы попытались совместить энергоэффективность, комфорт и интересную форму. Основная проблема данной школы - дефицит площадей, существовала необходимость спроектировать пристройку. Было решено отделить начальную школу от старшей, расположив ее в новом крыле и сделав отдельный вход. Конектером младшей и старшей школы является столовая. Новое крыло образует двор для начальной школы, объединяя внутреннее и наружное пространства. Благодаря невысокой пристройке и ломаной форме ее кровли, создается ощущение комфорта как в помещениях, так и во внутреннем дворе, освещенном практически в течение всего дня.

36

МАРХИ 2010/09 - 2010/11

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ Особенность формы старой школы позволила сделать тепловые вентиляционные шахты, снабжающие помещения свежим воздухом. Они обогревают школу зимой и охлаждают летом. Зимой холодный воздух, проходя через шахту, нагревается под воздействием солнца и поступает в помещения. Грязный тёплый воздух, удаляемый через воздухозаборники в помещениях, отдает часть тепла в шахту, проходя через теплообменник и фильтр. На ломаной кровле расположены фотоэлектрические панели. Повороты плоскостей позволяют получать максимальное количество солнечной энергии. В школе используется прозрачный трубчатый утеплитель. Он функционирует поразному. В старом здании солнечные лучи проходят через прозрачный утеплитель, попадая на абсорбирующую поверхность, нагревают стену, стена передает тепло в здание. В новом - высокие лучи (лето) попадают на отражающую поверхность, не нагревая стену, а низкие (зима) проходят сквозь солнцезащиту, нагревая блоки утеплителя, передающего тепло в помещения.

Эффективные решения в реконструкции школы 37

В данном проекте автор пристраивает к существующему основному зданию старой школы блок со спортзалом, бассейном, актовым залом и столовой. Эта пристройка заглублена на один этаж и занимает практически весь участок. Эксплуатируемая зеленая кровля позволяет использовать её поверхность для размещения спортплощадок и открытых рекреаций. Егерев А.В., кандидат архитектуры, кафедра «Архитектура жилых зданий»

41

CONSEPT 3D

Проект: “Реконструкция школы №415 (Танковый проезд, Москва) по стандарту пассивного дома”. Ателье энергоэффективного проектирования проф. М. Айхнера. Ассистенты: О.Сытник, Р. Мирзоянц, А.Белугина. Студент: О.Орешкина.

КОНЦЕПЦИЯ Спортивный блок, столовая и актовый зал сгруппировались вокруг светлого внутреннего двора. На эксплуатируемую зеленую кровлю поднялись все уличные игровые площадки и зоны для прогулок. При этом заглубление на половину этажа позволило расположить их на максимально комфортном уровне от земли. Существующий вертикальный объем дополнился новыми помещениями с северной стороны, выполняющими смешанную функцию: читальный зал рекреация, универсальный зал - рекреация; и занятыми администрацией. Для всех возрастных групп организованы классы и зоны отдыха на разных этажах существующего здания.

42

МАРХИ 2010/09 - 2010/11

НОВЫЙ УРОВЕНЬ

ENERGY SAVING TECHNOLOGY 3D

МАТЕРИАЛЫ Анализ окружающей застройки показал преобладание традиционных строительных систем. Было решено оставить кирпич в качестве облицовочного материала. Панели Dyesol предполагается применять в качестве раздвижных ставень, затеняющих помещения в солнечную погоду и вырабатывающих энергию.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ Для улучшения экологической обстановки в районе школы принято решение озеленить старый и новый фасады. Летом растения затеняют помещения, поглощают углекислый газ и способствуют насыщению воздуха кислородом. В новом корпусе кадки интегрированы в «вязаную» кирпичную кладку. С эксплуатируемой кровли производится сбор дождевой воды. Вода используется в системе полива растений нового фасада, и в санузлах. Для освещения и отопления используется энергия грунта и вырабатываемая панелями Dyesol. Панели не теряют эффективность при диффузном освещении и не используют силикон.

Эффективные решения в реконструкции школы 43

Авторы предлагают с северной стороны корпуса пристроить двухэтажный блок с расширенным составом общественных пространств, необходимых для этого учебного заведения - с бассейном, спортзалом, актовым залом. Фасады устроены таким образом, что позволяют накапливать энергию для отопления этих объемов. Егерев А.В., кандидат архитектуры, кафедра «Архитектура жилых зданий»

47

СВЯЗУЮЩАЯ ГРАНИЦА

Проект: “Реконструкция кадетской школы-интерната им. Шолохова по стандарту пассивного дома”. Ателье энергоэффективного проектирования проф. М. Айхнера. Ассистенты: О.Сытник, Р. Мирзоянц, А.Белугина. Студенты: В.Гончарова, О. Фомина.

КОНЦЕПЦИЯ Пятиэтажное общежитие перепрофилируется в учебно-жилой корпус кадетского казачьего корпуса. Перепланировка здания осуществляется с сохранением несущего остова. Конфигурация пристраемого корпуса характеризуется минимальным и компактным внедрением в существующую зеленую зону участка. Общественные-спортивные функции градостроительно отвечают существующей спортивной линии. Предусматривается решение проблемы сезонности образовательных зданий - спортивный зал, бассейн и кафе активно используются летом местными жителями.

48

МАРХИ 2010/09 - 2010/11

МАТЕРИАЛЫ Используется прозрачный утеплитель на южной стороне для накапливания солнечного тепла. С северной стороны фасад на 80 % глухой и утепленный. Утепляется подвальное неотапливаемое помещение и его потолок.

УЧЕБНЫЙ ГОД - ШКОЛА-ИНТЕРНАТ КАНИКУЛЫ- ОБЩЕДОСТУПНЫЕ ФУНКЦИИ

ЖЕЛОБА ИЗ НЕИЗМЕНЯЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ РЕЗЕРВУАРЫ С ДОЖДЕВОЙ ВОДОЙ СИСТЕМА АНАЭРОБНОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД РЕЗЕРВУАР СЕРОЙ ВОДЫ ФИЛЬТРОВАННОЙ ПОДВАЛЬНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ С ДОЖДЕВОЙ ВОДОЙ ПОДЗЕМНЫЙ РЕЗЕРВУАР СЕРОЙ ВОДЫ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ Отопление посредством системы компактного горизонтального грунтового коллектора, рекуперации тепла, утилизации тепла сточных вод, пассивного солнечного излучения. Вся поверхность крыши покрыта фотоэлектрическими панелями. Использование дожевой воды, био-очистных систем сточных вод, возможность использования талой воды зимой. Централизованная система вентиляции с забором воздуха на крыше. Использование естественной вентиляции атриума, клапанов приточного воздуха в оконных коробках существующего корпуса, система форточек в фасадах нового корпуса.

Эффективные решения в реконструкции школы 49

Данный проект подкупает качеством предпроектного анализа и выбранной авторами проектной стратегией. Противопоставление строгости режима кадетского училища и творческой составляющей их жизни выглядит весьма убедительно. Это, пожалуй, единственный из представленных проектов, авторы которого внятно проанализировали функциональные процессы, протекающие в здании наряду с проблемами энергоэффективности. Отдаю предпочтение именно этому проекту для данного участка. Егерев А.В., кандидат архитектуры, кафедра «Архитектура жилых зданий»

53

ГДЕ ГРАНИЦА МЕЖДУ ДИСЦИПЛИНОЙ И СВОБОДОЙ?..

Проект: “Реконструкция кадетской школы-интерната им. Шолохова по стандарту пассивного дома”. Ателье энергоэффективного проектирования проф. М. Айхнера. Ассистенты: О.Сытник, Р. Мирзоянц, А.Белугина. Студенты: А. Кулик, В. Пестерева.

КОНЦЕПЦИЯ Где кончается дисциплина и начинается свобода?.. Когда нужно оставаться за рамками, а когда отдать приоритет творчеству?.. Кадетская школа имеет музыкальный уклон, наша задача учесть мировоззрение как кадетов, так и музыкантов. Поиск этого баланса привел к смешению двух совершенно разных пространств: ЛИНЕЙНОГО, СТРОГОГО и ПРЯМОГО - в учебных, требующих сосредоточения зонах; СВОБОДНОГО и НЕСТАНДАРТНОГО - идеального для творчества - в зонах досуга, библиотеке, актовом зале.

54

МАРХИ 2010/09 - 2010/11

МАТЕРИАЛЫ Решение фасада - пористый кирпич. Материал “дышит”, через поры пробивается трава. Достоинства зеленого фасада и кровли: утепление, фильтрация, выделение кислорода необходимого для функционирования озонатора. Стена утепляется эковатой, рыхлым целлюлозным утеплителем, дешевым, огнестойким, биостойким, экологичным.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ 1. Решение логистических проблем за счет расположения всех необходимых заводов производителей материалов в непосредственной близости. 2. Зеленая кровля и стены собирают и фильтруют воду. 3. Естественная вентиляция и освещение - экономия энергии. 4. Уклоны кровли, обеспечивают максимальный сбор воды. 5. Используются исключительно экологичные материалы: пористый кирпич, эковата, покрытие юникоут. 6. Компактность здания обеспечивает минимальные теплопотери.

7. Дополнительные корпуса “утепляют” существующее здание. 8. Установка специального оборудования снижает потребление воды.

Эффективные решения в реконструкции школы 55

Данный проект интересен использованием фактора аэродинамики, которому подчиняется форма пристроек к школьному зданию. Вентилируемый фасад, образуемый специальной тканью, позволяет «улавливать» ветровые потоки в зависимости от сезонного направления ветра, сокращая расходы энергии на отопление и вентиляцию. Структура здания позволяет добиться рационального размещения различных групп помещений. Для этого участка проект представляется более предпочтительным чем прочие. Егерев А.В., кандидат архитектуры, кафедра «Архитектура жилых зданий»

59

ШКОЛА, КОТОРАЯ ДЫШИТ

Проект: “Реконструкция школы №620 (Есенинский бульвар, Москва) по стандарту пассивного дома”. Ателье энергоэффективного проектирования проф. М. Айхнера Ассистенты: О.Сытник, Р. Мирзоянц, А.Белугина Студент: А.Афонин, П. Новиков

КОНЦЕПЦИЯ Внешний вид школы, в основном, обусловлен соображениями энергетической эффективности, но также большую роль играет визуальное разделение здания по функциям. В центральной, реконструируемой части сосредоточена основная масса учебных классов, в правой части располагаются пространства начальной школы, библиотека и актовые залы, в левой - творческие классы, четко отделен спортивный комплекс. С помощью применения разных материалов удалось добиться эффекта, при котором визуально каждый класс, представляется отдельным структурным элементом здания.

60

МАРХИ 2010/09 - 2010/11

МАТЕРИАЛЫ Самым интересным используемым материалом, является пленка ETFE компании Vector Foiltec, из которой выполнена оболочка школы. Для внешней части двойного фасада требовался очень легкий, гибкий, но при этом прочный материал, данная пленка отвечает всем этим характеристикам. Она может растягиваться в три раза без потери прочности. Пленка полностью прозрачна и не препятствует естественному освещению. Что очень важно, этот материал нетоксичен и невозгараем, при прямом воздействии огня, пленка только тлеет. Для солнцезащиты классов, находящихся в новых пристройках, используются деревянные вертикальные жалюзи.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ Здание было спроектировано с учетом преобладающих ветров в данной точке, и ему была предана максимально аэродинамическая форма. Это было сделано для того, чтобы обеспечить попадание ветра в полость двойного фасада. Автоматизированная система открывает соответствующие отверстия в оболочке, в зависимости от направления ветра. Летом это улучшает проветривание помещения, а зимой воздух нагревается в полости двойного фасада и отапливает здание. Также для отопления используется теплонасос, а электроэнергия вырабатывается с помощью солнечных пнелей.

Эффективные решения в реконструкции школы 61

Данный проект интересен своим нестандартным подходом к проблеме формирования рекреационных зон и общественных пространств. Этому способствует система перетекающих атриумных пространств с повышенной степенью отражения стен. Необычные помещения рекреаций весьма привлекательны для детей. Так же весьма выразительны. Егерев А.В., кандидат архитектуры, кафедра «Архитектура жилых зданий»

65

NATURAL FOR LIFE

Проект: “Реконструкция школы №620 (Есенинский бульвар, Москва) по стандарту пассивного дома”. Ателье энергоэффективного проектирования проф. М. Айхнера. Ассистенты: О.Сытник, Р. Мирзоянц, А.Белугина. Студенты: А.Мишарина, А. Зимина.

КОНЦЕПЦИЯ Типовая школа 50х годов давно перестала быть актуальной в мире умных технологий, где можно подружиться с солнцем и создать максимально эффективную среду для работы. Существующий корпус в принципе был неплохо организован и ориентирован к сонлцу, единственным большим минусом была рекреационная зона, которая однообразно повторялась с 1 по 5 этаж. Решение было простым: пристроить блок недостающих помещений и соединить его со статым мягкой общественной зоной, перемещаясь по которой без углов и очевидных марштуров, дети должны отдыхать в перемену и дышать свежим воздухом, словно они в лесу.

66

МАРХИ 2010/09 - 2010/11

естественная вентиляция

система living machine

отражение освещения

МАТЕРИАЛЫ Фасадная система solarenanogel генерирует тепло в холодный период года. Использование во внутреннем пространстве Living mashine - системы очистки серых и ливневых вод для повторного использования - экономия на водоснабжении - 40%, очистка воздуха,а также создание «зеленой» атмосферы.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ Максимальное использование естественного освещения за счет системы отражающих поверхностей во внутреннем пространстве рекреаций и других общественных пространств снижает затраты на искуственное освещение около 12%. Использование солнечных коллекторов с КПД равном 25 % значительно уменьшает использование электроэнергии из городской сети. Преимущественно естественная вентиляция помогает экономить на искусственной вентиляции до 15% электрозатрат.

Эффективные решения в реконструкции школы 67

КОНТАКТЫ МАРХИ - Московский Архитектурный Институт Центр энергоэффективного проектирования Факультет архитектуры жилых зданий Профессор Михаэль Айхнер e-mail: me@ateliereichner.de www.ateliereichner.de

МАРХИ, Россия, 107031, ГСП, г. Москва, ул.Рождественка, дом 11.

70