Экологическая реконструкция учебных заведений

Елена Сухинина 

Здание, претендующее на звание экологического, должно проектироваться и строиться по экологическим стандартам

Здание, претендующее на звание экологического, должно проектироваться и строиться по экологическим стандартам, т. е. с учетом критериев и требований, обеспечивающих полный комплексный анализ всех систем здания с позиций: расположения, водоэффективности, энергосбережения, экологичности материалов, благоприятного микроклимата, здоровья и социального благополучия путем начисления баллов и присуждения соответствующего сертификата строению. Проанализируем оснащение общеобразовательных учреждений экологическими архитектурно-инженерными решениями и представим новую концепцию для экологической реконструкции общеобразовательного учреждения на примере Саратовского государственного технического университета имени Ю. А. Гагарина (далее – СГТУ).

Сегодня одной из приоритетных целей для развитых стран современного мира становится экологизация всех сфер жизни общества, что определено сокращением ресурсного потенциала территорий и увеличением негативного влияния на окружающую среду. Общемировые тенденции сертифицирования районов, территорий и зданий различного назначения по международным экологическим стандартам активно начинают применяться и к научно-образовательным учреждениям. Поэтому было решено разработать новую концепцию для экологической реконструкции российских ВУЗов. В рамках работы поставлены задачи:

  • выявить проблемы и не соответствия российских учебных заведений международным экологическим требованиям в строительстве;
  • изучить требования экологических стандартов для сертификации образовательных учреждений (BREEAM, DGNB, GREEN ZOOM);
  • проанализировать учебные здания, имеющие эко сертификаты;
  • выделить преимущества экологической сертификации учебных зданий в зарубежных странах.

Экологическое проектирование

Экологическое проектирование активно изучается, в результате чего этой теме посвящено много научных работ как российских специалистов (например [1, 2, 6], так и ученых других стран мира [7, 10-14]. Однако, несмотря на это, в России в сфере экологического архитектурно-градостроительного проектирования сложилась ситуация, свидетельствующая о недостаточной проработке ряда аспектов. Это, в свою очередь, ограничивает применение в нашей стране экологических мероприятий для общеобразовательных учреждений.

В процессе научного исследования выделены следующие проблемы несоответствия российских учебных заведений международным экологическим стандартам в строительстве (рис. 1):

  • отсутствие энергосберегающих мероприятий для здания; не благоприятный микроклимат в помещениях;
  • не экологичные материалы для отделки поверхностей;
  • отсутствие эффективной солнцезащиты на окнах;
  • плохая работа вытяжной вентиляции;
  • отсутствие регуляторов систем отопления;
  • недостаточные мероприятия по шумозащите;
  • не эффективное водопользование в здании и на участке;
  • не обустроенные места для отдыха и спорта на территории;
  • недостаточное ландшафтное обустройство прилегающей территории;
  • отсутствие сбора дождевой воды и прочее.

Экологическая реконструкция учебных заведений

Международные экологические стандарты

В нашей стране для университетов, кампусов и инновационных научно-технологических центров разработана1 российская версия экологических рекомендаций GREEN ZOOM — «Практические рекомендации для снижения энергоемкости и повышению экологичности инновационных научно-технологических центров» [3]. Требования разделов системы в процентном соотношении представлены в табл. 1.

Экологическая реконструкция учебных заведений

Специальные версии для экологической оценки общеобразовательных учреждений имеют английский экологический стандарт BREEAM и немецкая система DGNB [8, 9]. В процессе исследования проанализированы следующие здания, имеющие эти экологические сертификаты:

  • детский сад King’s Buildings Arcadia — Эдинбургский Университет (BREEAM − Отлично);
  • начальная школа, Brandon (BREEAM − Выдающийся);
  • лаборатория Углеродной нейтрали Glaxo Smith Kline для устойчивой химии, Ноттингем, Великобритания (BREEAM − Выдающийся);
  • студенческий центр SWEE HOCK (BREEAM − Выдающийся);
  • калифорнийский университет, Дэвис, США (BREEAM − Превосходно);
  • детский сад Троплокидс Beiersdorf AG (DGNB − Платина);
  • школа Käthe-Kollwitz, Грайфсвальд (DGNB − Золото);
  • здание Академия Гиз в кампусе Коттенфорстф (DGNB − Золото);
  • математический Гейдельбергский университет (DGNB − Золото);
  • павильон Cityhaus 2 (DGNB − Золото).

При анализе экологически сертифицированных образовательных объектов выделены следующие особенности: безопасное строительство и эксплуатация здания в процессе всего жизненного цикла; включение альтернативных источников энергии и экологических решений в учебный процесс; минимизация выбросов СО2 в атмосферу; пассивные методы энергосбережения с ориентацией на стандарт Passive House; поддержание благоприятного микроклимата внутри кабинетов и на прилегающей территории; организованная система экономии питьевой воды, повторное использование технической и сбор дождевoй воды; мероприятия по раздельному сбору отходов; использование экологических и переработанных материалов; создание социально-благополучной среды для общения и обучения [5].

Экологическая реконструкция учебных заведений

Концепция для экологической реконструкции российских ВУЗов

В ходе исследования предложена концепция для экологической реконструкции высших учебных заведений, на примере СГТУ имени Ю. А. Гагарина.

Экологическая реконструкция учебных заведений

В концепции отдельно в каждом разделе системы эко-оценки рассматриваются архитектурно-планировочные и инженерно-технологические решения, и представлено их процентное соотношение (табл. 2). Разделение архитектурной и технологической составляющей при экологической реконструкции зданий очень важно. Это позволяет лучше понять требования как архитекторами, так и инженерами, и упростить процесс сертифицирования зданий. Современные инженерно-технические решения для образовательных учреждений, которые возможно использовать, представлены в табл. 3.

Экологическая реконструкция учебных заведений

Предлагаемая методика экологической реконструкции существующих учебных зданий включает три этапа:

1. Оценка существующего положения, сбор материала, обмеры и натурное обследование здания; характеристика объекта (расположения, процессов, элементов, поверхностей, инженерных сетей), (рис. 3).

2. Построение архитектурной BIM-модели эко реконструируемого здания с помощью технологий лазерного сканирования (анализ архитектурно-планировочных особенностей здания, необходимых для дальнейших эко преобразований, возможности использования на фасадах и в существующей оболочке устройств для преобразования альтернативной энергии).

3. Предложение по экологической реконструкции общеобразовательного учреждения на основе проведенного анализа.

Экологическая реконструкция учебных заведений

Внедрение предлагаемых мероприятий для экологического преобразования существующих зданий, осуществляющих общеобразовательную деятельность, в дальнейшем будет способствовать сбережению ресурсов, улучшению показателей комфорта в здании, уменьшению вредных выбросов в окружающую среду и экологическому воспитанию будущих поколений. Предлагаемая автором концепция для экологической реконструкции учебных заведений  опробована в учебном процессе и в последующем возможна и в практическом исполнении.

Литература

  1. Айдарова Г. Н., Куликов Д. А. К понятию «ресурсосберегающая архитектура» // Известия Казанского госуд. арх.-строит. универ. 2006. С. 5–7.
  2. Нефедов В. А. Архитектурно-ландшафтная реконструкция как средство оптимизации городской среды: диссертация доктора архитектуры: 18.00.04. СПб., 2005. 329 с.
  3. Практические рекомендации для снижения энергоемкости и повышению экологичности инновационных научно-технологических центров: [электронная версия книги]. – URL: https://greenzoom.ru/books/15-prakticeskie-rekomendacii-po-snizeniu-energoemkosti-i-povyseniu-ekologicnosti-universitetov-i-kampusov-innovacionnyh-naucno-tehniceskih-centrov/ (дата обращения: 05.04.2020).
  4. Сухинина Е. А. Образовательные учреждения, сертифицированные по международному экостандарту BREEAM. Творчество и современность. Новосибирск: Изд-во Новосибирский государственный университет архитектуры, дизайна и искусств. 2019. №1(9). С. 41-48.
  5. Сухинина Е. А. Экологические нормативы в архитектурно-градостроительном проектировании. Саратов: Изд-во Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. Саратов, 2017. 192 с.
  6. Табунщиков Ю. А., Бродач М. М., Шилкин Н. В. Энергоэффективные здания. М.:  АВОК-ПРЕСС, 2003. 200 с.
  7. Bluyssen P.M. Towards new methods and ways to create healthy and comfortable buildings, Building and Environment, vol. 45, Issue 4, pp. 808-818, April 2010.
  8. BREEAM: [official website]. URL: https://www.breeam.com/ (дата обращения: 04.11.2019).
  9. DGNB: [official website].   URL: https://www.dgnb-system.de/de/projekte/ (дата обращения: 10.11.2019).
  10. Hilla A., Hanb Y., Taylorc J.E., Shealya T., Pearced A., Mohammadi N. Empirical Examination of Pro-environmental Behaviors in Traditional, Green Featured, and LEED Certified Buildings, Energy Procedia, vol. 158, pp. 3982-3987, February 2019.
  11. Olanipekuna A. O., Xiaa B. P., Nguyena H. T. Motivation and Owner Commitment for Improving the Delivery Performance of Green Building Projects: A Research Framework, Procedia Engineering, vol. 180, pp. 71-81, February 2017.
  12. Pardo-Bosch F., Cervera C., Ysa T. Key aspects of building retrofitting: Strategizing sustainable cities, Journal of Environmental Management, vol. 248, pp. 1-14, October 2019.
  13. Saraiva Freitas I. A., Zhang X. Green building rating systems in Swedish market — A comparative analysis between LEED, BREEAM SE, GreenBuilding and Miljöbyggnad, Energy Procedia, vol. 153, pp. 402-407, October 2018.
  14. Ragheb A., El-Shimy H., Ragheb G. Green Architecture: A Concept of Sustainability, Procedia — Social and Behavioral Sciences, vol. 216, pp. 778-787, January 2016.

По материалам: http://zvt.abok.ru