автореферат диссертации по архитектуре, 18.00.02, диссертация на тему:Экологический подход в проектировании жилых зданий для городов Крайнего Севера

я 1 1 0 9 я ;

ШШСТЕРСТБО ВНСШЫГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РСФГ!Р ЛЕНИНГРАДСКИЙ ОРДЕНА. ОКТЯБРЬСКОЙ РЫВОЛЩШ И ОРДЕНА ТРУДОЕОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ШШ31!ЕРНО-С'1ТОИШЫШЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи УДК 728.2(17):502.3

ЕУРХАНОВ Шрий Геннадьевич

'¿содоштаий ПОДХОД В ПРОЕКТИРОВАНИИ ЕШ1БХ ЗДАНИЙ ДЛЯ ГОРОДии КРАЙНЕГО СШРА

18.00.02 - Архитектура зданий и сооруйешзй

Авторе ф ер а ге

диссертации на иоисжаляе ученой степени кандидата архитектуры

Леппшч.ац 191)0

Работа выполнена в Ленинградском ордена Октябрьской Ре~ воладии и ордена Трудового Красного Знамени нвженерно-строп-<ельном института

Научный руководитель -кандидат архитектуры, доцент

В.Г.Танкаян

Официальные оппоненты :

доктор архитектуры, старший научный сотрудник

В.К.Лицкевшг

кандидат архитектуры Старший научный сотрудник

Л- И. Замгн

Ведущая организация - Зональный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектный институт типового, и экспериментального проектирования жилых и общественных зданий (СибЗНШЭЦ).

на заседании специализированного Совета Д 063.31.02 при Ленинградском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительном институте по адресу: 198005, Ленинград, ул. 2-я Кпасноармейскал, дом 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЛИСИ.

Защита состоится

1990 года в

часов

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного Совета кандидат архитектуры, доцент

Г.Е.Русанов

7 ■ , 3

- ; , - |

..-"'"'j ОЕЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

Актуальность исследования. В соответствия с осуШествляемымл социальными преобразования:.!!! и ростом эконошгчёскпх иозмонностей в нашей стране постоянно наралдаваются объема и' темпы жилищного строительства, повышается качество азигой срэдьч Особое значение проблеял проектирования жплвда приобретает ¿'условиях север,¡их районов, где создание висококом^ортшсс условий глзнэде/ г лыгости'в значительно большей степени определяет работоспособность и гармоничное развитие человека. Значение этой про'блемы неизмеримо возрастает сегодня в связи с бурным ростом масштабов освоения природных богатств Севера, привлечением я закреплением здесь большого числа квалифицированных кадров.• Все это ставит архитектуру жилища па Севере з ряд важнейшие народнохозяйственных задач, существом которых является преодоление острого против ope чия между развшзадщпк-ся обществом и суровой природной средой.

В то гв время существующая "а Севере городская жилая'среда не отвечает современным требованиям к комфорту прошшания, что определяется глазным образом использованием среднеЕпгротных проектов, лишь частично прнсгособлзнкых для местных условий. Пркеш застройки не обеспечивают необходимой"защиты лялой территории от сильных ветров и снегозаносов. Строящиеся утке здания зачастую характеря-эу10тся неудовлетворительные параметрами внутреннего микроклимата, большими теплопотеряш и другими недостатками.

Состояние современной практики жилищного строительства на Севец? показывает, что сформировавшиеся метода профессиональной работы в этой области становятся недостаточно эффективными для комплексного формирования типов милых зданий и приемов застройки северных городов. Накопленный в строительной практике как отрицательный, так и положительный опыт требует всестороннего обобщения и перехода к качественно повым"принципам формирования северной лгилой среды.

Изученность проблемы.- Проблема жилица в условиях сурового ш-мада всесторонне изучается о середины 50-х годов в ведущих научно-исследоЕательек1№'лястичутах страны: Ленфилиалэ АСиА,' а с 1964 г. в ЛенЗШИПе, ЛегСЗуДПградостроительства, СибЗНШЭПе, КрасноярскНШ-проекте, в Северо-Восточном отделении АН СССР, ЦНКИЗП жилища, ЩШП градостроительства и других.

Основные вопросы влияния климата m типизшпш жилица изложены в-работах. Н.'П.Бшшнкина, А.А.Ге^бурт-ГейОовяча, М.С.Горомосова,

Б.М.Давэдсона, Е.Е.Коренькова, В.К.Лицкевича, Г.В.Шелейховского. Из зарубежных авторов значительный вклад в решение проблемы учета климата при проектировании жилища внесли: Д.Аронин, С.В.Зоко-лей, В.Олгей, В.Плейжел, А.Фурноль, р.эрскин и другие. Разработаны основные ¡типологические требования к северному жилицу: исследования Л.И.Зимина, П.П.Позднякова, Т.В.Римской-Корсаковой, А.Н.Сахарова, В.Г.Тенкаяна, В.Г.Хахулина, Л.И.Шипкова. Решены отдельные вопросы совершенствования теплотехнических характеристик здания: работы Л.Г.Вейцмана, С.Л.Дьякова, Н.И.Маоленникова, Т.Ю.Ни-коленко, О.Ю.Сусловой. Изучены градостроительные проблемы оценки и коррекции качеств жилбй среды на Севере: работы А.В.Яковлева, Ю.Н.Лобанова, В.М.Шшкина, Ю.Б.Хромова.

Исследование опирается также тобщие вопросы теории проектирования жилиша и его перспективного развития, содержащиеся в трудах А.К.Бурова, Б.Ю.Бранденбурав, М.Я.Гинзбурга, С.Г.Змеула, К.К.Кар-ташовой, Г.Д.Платонова, Б.Р.Рубаненко, А.В.Рябушина и других. При рассмотрении вопросов градостроительства учтены работы М.Г.Бархина. Ю.П.Бочапова, А.В.Иконникова, И.М.Сюляра, З.Н.Яргиной. В решении методических вопросов использованы работы Б.Г.Бархина, Г-В.Лаври-ка, И.Г.Лежавы.

Все эти исследования, развивая те, или иные положения, способствовали накоплению знаний по вопросам формирования комфортной жилой среды. На современном этапе в силу становления системных методов исследований появилась возможность разработки данной проблемы на качественно новом уровне. С этих позиций настоящая работа представляет собой закономерный этап развития взглядов на жилую среду, процессы ее формирования функционирования. Исследование осуществляет поиск наиболее эффективного подхода к проектированию северного жилища, обеспечивающего оптимизацию взаимодействия жилой среды с экстремальным природным окружением.

При сложившемся традиционном подходе жилое здание (жилая среда) рассматривается как защищенное от неблагоприятных факторов внешней среды внутреннее пространство, постоянство параметров микроклимата которого поддерживается за счет подзения . к нему необходимых компэнзнтов из окружающей среди, а в случае их недостатка пли отсутствия - искусственной компенсацией. При этом в центре внимания находятся вопросы использования внутреннего пространства человеком, в то время как продукты жизнедеятельности непосредственно удаляются в окружающую среду без учета оказываеюго на природу воздействия. Такой подход в условиях нарастания масштабов преоб-

разователыюй деятельности человека привел к тому, что антропогенные факторы начали нарушать существующее экологическое равновесие и отрицательно сказываться уже ш 'Самом человеке. Становится очевидным, что существующие способы создания комфортной северной килой среды являются неприемлемыми.

Современной методологической базой для разработки новых представлений о вэаиглздействии естественной природной среды с искусственной жилой средой и процессами тэт деятельности человека выступает экологический подход. С этих позиций человека, жилое здание и окружающую среду следует рассматривать как взаимосвязанную систему - единый организм, тлеющий полный набор элементов и подсистем, взаимодействие гаторых ведет к образованию некой целостности, позволяющей формировать комфортную жизненную среду при экономии энергии, пространства, материалов и времени. Такой качественно новый подход существенно меняет традиционные представления о жилой среде, в том числе и о здании как о инертной, быгоднямцзй чисто защитную функцию, структуре. Мнение о том, что жилой дом представляет собой динамичную, чутко реагирующую на внешние изменения систему, сходную с органической, существует давно. Сравнения здания о живш организмом, системой имеется у многих выдающихся архитекторов современности: А.К.Бурова, И.В.Жолтовского, Ле Корбюзье, Ф.Л.Райта и других. Однако, только в настоящее время, в связи с расширением круга изучаемых проблем и накоплением новых материалов появились условия и возможности для практической реализации этого экологического направления исследований.

Обобщение опыта эксплуатации современного северного нилища (в большей степени негативного) и развитие смежных с архитектурой областей, ппивели к привлечению в архитектуру жилища новых знигкй и появлению работ новой экологической направленности: А.Э.Гутнов, В.И.Крушлшюкий, Ю.С.Лебедев, В.Н.Плехов, Г.И.Полтора1:, Е.М.ПолуЙ, Д.Б.Пютзвеев; за рубежом: Д.Альтхауз, Н.Глессел, П.Круто, Р.Леру, Т.Маркус, Э.Моррис, И.Нагель, Т.Херцог, Г.Хильман, Х.Шрек и др.

Таким образом, народно-хозяйственная и социальная значш.ьсть решения проблемы шлищного строительства па Севере и необходимость использования для этого экологических знании определит выбор тесл исследования.

Цель тассептации; разработать экологические основы цооег.ти-о-вания и научно-обосиогсшше предлонения по совете нет воь-ута зг.хм-'тектзгрно-1гоостр£1!стввш]дх реп:е:тЛ ..лл;гс эдшгай и з^стсо^-.и гот.-у;ов

Крайнего Севера.

Для достижения этой дели б.работе были поставлены и решены следующие основные задачи: .

- анализ и систематизация прогрессивных особенностей исторического и современного опыта регионального строительства жилища • с целью использовагжя их при формировании современных жшшх здага

- выявление закономерностей экологического взаимодействия жилого здания о окружением;

- определение основных принципов функционирования внутренне! среды северного жилого дома;

- разработка планировочных элементов и проектов экодогичесм килых домов для городов Севера;

- разработка приемов экологической реконструкции сутцествуиад килых зданий.

Объект исследования: жилая среда северных городов о совреме! ными и сложившимися типами зданий и застройки а наиболее характер ных районах Крайнего Севера (пурговом, особоморозном и ветренном]

Предмет исследования: процесс экологического взаимодзйстЕия объемно-доостраяственной структуры жлых зданий и застройки в городах Крайнего Севера с экстремальным природно-климатическим ок| жением и средства оптимизации этого процесса.

Границы исследования: средне- и многоэтаЕныв жилые здания и комплексы в городах 1А, 1Б, 1Г климатических подрайонов. Частичнс использование ренэмендаций возмэжно в' подрайонах ГВ, Д, ПД.

Методика исследования включает следующие способы его проведб ния в соответствующей последовательности:

- изучение отечественных и зарубежных литературных источнике справочно-методической и нормативной документации; выявление уро! теоретической разработанности проблемы, оценка различных подходо!

- аналитический обзор практики проектировшшя и массового Ж1 лищного строительства на Севере, включающий натурные обследовали* проведенные автором;

- разработка моделей экологических жилых зданий и типов масс вого городского иилида в суровом климате;

- поисковое экспериментальное проектирование с целью провери разработанных принципов.

Научная новизна -работы определяется следующими результатами:

- разработаны экологические основы формирования архитектуры современного- жилища в суровом климате г^а базе выявленных в диссер

тации закономерностей соотношения "климат. - жилище - человек4;

- предложена экологическая модель жилища; определены две стороны формирования экологического жилища: организация Функционирования внутренней среды (формирование внутреннего микроклимата) ("физиология") в создание оптимальной структуры и формы жилых зданий и застройки ("морфология");

- разработаны принципы и предложены мэдели фушциошгроЕания внутренней среды северного жилого здания;

- обоснованы приемы организации жилой среды, соответствующей суровому климату - среды с заранее заданными возможностями использования природных ресурсов, благотворно действующих на организм человека и микроклимат помещений, застройки, защиты от неблагоприятного влияния этих ресурсов, компенсации дискомфортности окружающей среды.

Указанные положения выдвигаются как преда;? запиты.

Практическая ценность работы заключается в том, что широкое использование предлагаемых решений и проектировании позволит подойти к созданию искусственной жилой следы, отличающейся оптт.ильным взаимодействием с окружением и обеспечивающей высокие гигиенические, функциональные качества и экономическую эффективность.

Вчздоение и апробация результатов работы. Основные положения к материалы исследования включены в отчеты 1СИР ЛепЗШШЭП и Лея-ГОШ градостроительства, внедрены е'ряд учебных пособий, получили развитие в дипломных проектах, выголненных на архитектурном факультете НИСК им. В.В.Куйбышзва в 1986-1989 гг.

Результаты работы опубликованы автором в 6 статьях, докладывались та научшх конференциях ЖСИ (1987, 1988, 1989 гг.), ¡ШСИ (1990 г.) на Всесоюзном совещании-семинаре по экспериментальному и опытно-показательному строительству в условиях Крайнего Севера (Воркута, 1989), а также ка Всесоюзном научно-методическом координационном совещании па тему : "Эколого-ноосферные проблемы города" (Новосибирск, 1990).

Объем и структура работы. Диссертация представлена в двух томах. I том содержит основной текст общим объемом 152 страницы, включающий введение, три главы, основные результаты и выводы, заключение, список используемой литературы (176 наименований), а также 42 листа иллюстраций. П том - приложение объемом 67 страниц, в который включены: образец анкеты и.результаты обследования жилых зданий; теплотехнический расчет; блок-схема программы, ее текст и

■результаты расчета на ЭШ теплого те рь помещения с остекленной лод жней; расширенные текстовые л табличные материалы.

СОДЕРШМЕ РАБОТЫ

Во зведешш обоснована актуальность теш, рассмотрено сущзст вующее состояние вопроса, определены цель, задачи и границы иссле дования, методика проведения работы.

В ПЕРВОЙ ГЛАЗЕ определяются основные предпосылки формировали экологического жилтца.-,

С целью выявления закономерностей взаимодействия человека с окружающей пригодной средой рассмотрены отдельные вопросы шизиоло гии и психологии человека, изучен процесс его жизнедеятельноста. в суровом климате. Отмечено, что в районах с экстремальными природно-климатическими условиями в качестве основного механизма оптимк зации рассматриваемого взаимодействия: выступает искусственная .жилая ерзда. Воздействие сложного комплекса региональных условий Крайкег.о Севера обуславливает при формировании комфортной жилой среды необходимость решения трех основных задач: защиту внутреннего пространства от неблагоприятного воздействия окружени обеспечение .лаксимальнок связи внуттэеннего пространства с благоприятным для человека компонентами природной среды, компенсацк ю во внутреннем пространстве дискомфортност внешего'окружения.

В работе проведен анализ историк развития народного жилища в суровом климате и изучена современная практика проектирования п строительства килых домов с учеЮм породно-климатических условий Исторический анализ показал, что формируясь под влиянием осо бенностей хозяйства и быта народов севера, типы их традиционного жилища максимально отражали специфику климатических, естестзенио-географических условий района обитания, а также возможности реали зации строительства. В процессе эволюции традиционного жилища про исходил отбор и совершенствование наиболее эффективных решений, которые на сравнительно низком уровне технического развития комплексно решали сложные проблемы, и позволяли человеку осваивать от тяжелые для жизни районы. В качестве примеров соответствия органа защы жилища конкретным условиям природного окружения рассмотрены

эскимосское иоду, чум, яранга. Отмечены характерные для них свойства: компактность и аэродинамячность формы,..центральное расположение очага, обеспечивающее равномерный обогрев внутреннего про-страютва при экономии топлива, легкая и теплая ограждающая оболочка и т.д. Изучение эволюции деревянной архитектуры русского севера позволил выявить основные приемы, позволяющие обеспечивать "надежность" и соответствующий комфорт традиционного.жилища: центральное размещение массивного объема русской печи, представляющей собой, тепловоз ядро жилого дома; использование неотапливаемых пространств, "защищающих" нилую зону (сени, подклет, чердак, крыльцо)¡.интеграция хозяйственных построек вокруг жилья; использование крытых дворов и др..

Проведенный анализ современной практики жилищного строительства на Севере, наряду о негативными примерами, позволил выявить ряд прогрессивных тенденций формирования жилых здшшп, направленных на оптимизацию экологического взаимздействия внутреннего пространства с экстремальном окружением:

- повышение компактности жилого дома, главным образом, за счет увеличения ширины корпуса;

- совершенствование ограждающей оболочки ("контактной зоны".) здания на основе дифференциации ее структуры и повышения трансфор-татквности элементов;

- использование.отдельных.помещений и пространств, коипенск-эувдих недостатки окружающей среды, (зжаже сады, атриумы и т.д.).

Обобщаете рассмотренного материала тказало, что процесс, ста-ювления архитектуры северного жилища а ее экологического.налрав-1епия прошел три этапа. Первый - до начала интенсивного промыклея-юго освоения Севера - характеризуется постепенным. иакопле;гаем жоло-ических навыков в процессе эволюции традиционного жилища аа-¡одностей Севера. Степень "экологлчнэсти" жилища этого периода соответствует уровню развития и техническим возможностям общества, ¡торой этап - начато прошшлеклого освоения Севера - характепизуат-:я частичной утратой накопленного экологического одыта при фо» шро-■ании ¿шлица, что. выразилось в большем количестве вег-дткышх по-ледствий. На современном третьем этапе происходит плстгиешюэ вос-таневленпе утраченных зколлгичгских значил и их дальнейшее раз-итие в русле социального и ьаучно-тах!шческого прогресса осщустга. ассмотренные этапы эволюции северного калила ¡¡аглядя) показ -.га

эволюцию экологического мягланая ог создания, примитивных. гдешц-тарных жилых сооружений до формирования сложных системндх объектов. этапный- б. атоы отношении явились результаты; конкурса "Север-аый дом" ДЭ85 г.). показавшие современное состояние взглядов на. архитектуру жилища в суровой климате и послужившие иоходной базой настоящего исследования.

Результатом вышеизложенных положений, является вывод о том,-кто развитие, взаимодействия человека с окружающей его суровой природой на современном атазе характеризуется необходимостью нового подхода. В качестве такого подхода в настоящее время выдвигается вкологический. Традиционные здания и застройка, включаясь в природную среду, трансформирую! систему сложившихся в ней связей. Цель экс огического проектирования жилища заключается в сохранении "'чего баланса системы окружающей среды, максимальном использова-шц йлагоптятных факторов климата, стабилизации в ней процессов обмена веществом и энергией в подъеме его на новый, уровень, отвечающий современному этапу развития. Исходя из данных представлений любое современное жилое здание нужно рассматривать как,совокупность конструктивных и инженерно-технических систем. Средств даа накопления: и. выработки энергии, механизмов управления и т.д.образующих сложную, экологическую систему, оптимальное функционирование которой во многом, зависит от взаимодействия составляющих еа компонентов, между собой, и общей систезао! "человек - жашце - среда". Эти изложения отражены в предложенной экологической шдеяд -схеме взаимодействия здания с внешней средой.

ВО ВТОРОЙ ГЛАВК разрабатываются теоретические аспекты, еколо-гичзскога подхода, в проектировании жилых зданий в суразам. климате.

Исследования показывают, что архитектурное пространство и пространства живой природы ^щд^п по уровню своей организации как два сложныа системы, подчиняющиеся а своем развитии.» формировать в функционировании. сходный: закона»., Использование' объективных природных закономерностей приг проектировании северного городского апшкар позволяет тдойти к оо зданию системы саморегулирующейся, дднаминной жваоЛ среди» обеспечивающей комфортный, микроклимат внутреннего пространства при экономии энергетических, пространственных и. материальных ресурсов.

В процесса исследования о. позиций эк мгического падуода установлено» что взаимодействие жилен среды с: окр-ушицем осуществляется на двуж взаимосвязанных уровнях: уровне формирования объёмно-пространственной структуры жилой среды ("могфллогия") и

/ровне фуркдасккровашю внутренней среди жилища - формировании внутреннего ьлт.роклимата ("физиолог!'.::" Исходя из существующих разработок оОщей систеш экологического, формообразования, рассмотрите уровня формирования объемно-простршствзяной структуры жилища в работе ограничено исследованием принципов компактности и 1«иггавлешюсти, а уровня функционирования внутренней, среди -ппшшипов экологической компенсации и динамического равновесия. Основное внимание при этом уделено разработке последнего принципа как наименее изученного и важного на современном этапе формирования и функционирования северной яйлой среды..

Проявление принципов компактности и гаправденности в. процесса формирования жилой среды шказано в работе как на градостроительном, так и на типологическом уровнях. При этом существенное давите ние комфорта среди и достижение максимального экономического эффекта возможно лишь при реализации принципов на обоих уровнях одновременно. Соответственно этому увеличение коьтактности, представляющее собой повышение плотности застройки, осуществляется ¡га СеЕере в результате оптимизации размеров участков жилых дворов, детских садов, школ,, площадок озеленения и. т.д., а также за счет увеличения ширины корпуса, организации непрерывных структур обьем-но-объедикенной застройки и т.д.' Для оценки компактности жилых зданий, использованы показатели удельного периметра наружных стен и ширина корпуса дома. Рассмотрены планировочные приемы уг": течения ширины корпуса как главного резерва гошшения компактности здания н в зависимости от сочетания этих приемов определены, три группы проектов, характеризуемые различным удельным периметром и шириной корпуса.

Направленность формы представляет собой реакцию искусственной жилой среды на действие активных природных факторов: влияние ветра, прямой солнечной радиации и др. Направленность по ветру выражается в формировании застройки на основе аэродинамических групп и создании ветрозащитного типа дома, для которого характерны: специфическая форма; повышенная., герметичность фасадов при организации двойной оболочки; структура внутреннего пространства, уменьшающая "продувание" корпуса; а также.использовать инженерных систем для шфасадного регулирования параметров иакроклшьяа.. Направленность по солнцу выражается в использовании зу^/.-кта инч'ерили в застройке, соответствующей ориентации внутреннего лростр-шотьа Знаний, большой открытости »иных '¡ПСЗДОВ 1! !,Юу.!ВСТ1!)г;ш!1£ ШрОирЯД-И1Й по уТШШпаШШ теш я Сплпеччо;', раг.йа'иы. сыъию !п-ч|, : .'|.:||м»с-

гчтагается также в неравномерном (гетерогенном) распределении строительного материала по форме жилого здания..

Принцип экологической компенсации дискомфортности внеинэй среды, ввиду полной илп частичной.несовместимости естественной к искусственно! сред в условиях.Крайнего Севера, предполагает пр ведение ряда компенсационных мероприятий, основная цель которых создашш благоприятных условий для адаптации человека. В работе выявлены три основные направления компенсации: обеспечение климатической (физической),.социальной и психологической адаптации человека. Изучение.мероприятий ш реализации данного принципа позволило выявить ряд характерных функций, выполняемых жилой сре дой,* включение которых в структуру жилого дома позволит вывести северное ашище на качественно новый уровень его организации.

Реализация принципа динамического равновесия внутренней, сра да обеспечивает стабильность и независимость параметров внутреннего микроклимата от воздействия внешних факторов. В работе предложены и разработаны следующие мероприятия, имеющие аналоги в нивой природе: тепловое зонирование внутреннего пространства, формировании буферных сред и дублируюцнх систем воздухообмена, использование теплзнакопителей и теплообменников.

Тепловое .зонирование внутреннего пространства жилого дот представляет собой построение его объемно-пространственной структуры путем формирования отдельных энегети-ческЕх каскадов - тепловых зон. Такое решение, основанное на оптимизации тепловых.потоков в здании, позволяет существенно сократить его теплопотери.. В данном -случае наряду с традиционными мете дамя - совершенствованием теплозащитных качеств огравдащих конструкций - экономия энергии на отопление здания достигается прие-мущественно архитектура или средствами. Проведенная классификация структурных элементов здания по температурному режиму позволила выявить оледумцие-основные зоны, определяющие тепловое зонирован! внутреннего пространства северного жилищам

.- тепловое ядро, организуемое в це"тральной части дома, цзле сообразно формировать ез помещений с поваленными внутренними тепловыделениями: ванных комнат, туалетов, кухонь с размещенным в глубине оборудованием, внутренних кухонь, освещаемых вторым светом, а . также сушильных шкафов и каминов. Учитываются и каасивны теплоемкие коыстрзшдга, твшапцие тепловую кнерщго здание. Темпе

ратура воздуха э зоне может составлять 24-26 °С;

- основное (жилое) пространство, включающее килые помещения: общие комнаты, спальни, кабинеты и т.д. Температура воздуха в со? ответствии с нормами должна составлять 20 °С. При этом возможно выделение специальных шдзон: мест сна с температурой, понижающейся в ночное время до 14-15 °С, и мест вечернего общения, размещаемых в глубине квартиры;

- буферное пространство, располагаемое на границе между талыми ячейками и внешней средой, и формируемое из всгомогательных помещений с микроклиматом, промежуточным мелду жилым пространством з окружающей средой. Здесь, возшяны значительные колебания температуры в зависимости от окружающих условий и функционального использования пространства. Выделены следующие типы буферного пространства и основные элемент: а) буферное пространство у наружных стен (остекленные лодаин, хозяйственные шкафы, остекленные попарные лестницы); 60 чердачное буферное пространство, (теплнй чердак

и теплиш-оранзераи); в) цокольное буферное пространство (технический этак); г) интегральные пространства (светоаэращгашше шахты л атриумы различных видов). Ограждение здания рассматривается в работе как своеобразный избирательный.фильтр, оптимизирующий взаимосвязи внутреннего пространства с окру^ешсы. Отсода основной функцией буферного пространства является регулирование этого ззал-модействия с цель а сокращения теплйпотерь дилого дома, которое происходит за счет:.а) создания вокруг него двойной оболочки с промежуточной температурой воздуха; б) сокращения теплозатрат m нагревание Елфильтрукцегося наружного воздуха; в) утилизации тепла солнечной радиации на основе "парникового эффекта.".

Формирование тепловых ядер жилого дома непосредственно связано с вопросами утилизации тепла. Для утилизации тепла, удаляемого из жилого дома вместе с отработанным воздухом (водой) в северном жилище целесообразно пспользо в.а ние теплооб-м е н и и к о в. Для целей жилищного строительства в работе рекомендованы теплообменники двух типов: "точечные" - установки заводского изготовления и в виде стен тепяообменникоз-аккумуляторов (стен-ТА). Послэдние представляют собой массивные конструкции с системой каналов, в которых происходит теплообмен между наружным и внутренние воздухом. Учитывая, то, что теплообменникам! тале сообразно оборудовать все формирующие тепловое ядро элементы, рациональна интеграция последних вокруг стен-ТА. С цзлыо анализа, и классификации проектов жилых домов в отношении ойфэктшзности форгягро- '

реванш и функционирования тепловых ядер в работе предложен коэффициент интеграции тепловых ядер - К^, тказквающий отношение количества стен-ТА к количеству квартир на этаже в секции. (для секционных домов) или в планировочном модуле (для домов коридорного типа).

Организация д у б.л л р у ю щ и х . систем воздухообмена .в северном килом доме предполагает в наиболее экстремальные периоды, года, обеспечение подачи наружного воздуха в жилые помещения предварительно подогретым и основана на применении искусственной вентиляции и кондиционировании воздуха. В этом случае существенную роль в улучшении вентиляции жилого дот может также выполнять буферное пространство, являющееся резервуаром воздуха и функционирующее в соответствии с режимом воздухообмена - закрытым, полузакрытым или открытым:

- при закрытом режиме воздухообмена, используемом в резко дис комфортных, условиях окружешш и основанном на использовании механической приточно-вытяжной вентиляции при высокой герметизации наружного ограждения жилого дома, буферное пространство может использоваться в качестве воздухозайорной камеры для жилых помещений или в качестве накопительной камеры рециркуляционной вентиляции, где возможна предварительная подготовка наружного холодного и сухо го воздуха;

при полузакрытом режиме, воздухообмена, суть которого состоит в применении механической приточной вентиляции при естественном удалении воздуха через вентиляционные каналы и неплотности наружного ограждения, буферное пространство обеспечивает хорошие условия утилизации тепла удаляемого воздуха;

- в открытом режиме воздухообмена внутреннее буферное пространство (светоазвационные шахты, атриумы) позволяет обеспечить эффективное проветривание квартир.

Совместное действие рассмотренных приемов и средств, лежащих в основе реализации принципа динамического равновесия внутренней среды, показано на схематичной модели функционирования экологического жилого дома и представляет собой принципиальную основу для формирования моделей различных типов экологических жилых зданий!. Объединение самостоятельных элементов и гостем дома в единую общую систему, оптимизирующую функционирование '.их элементов, предложено в работе на основе соответствующей организации потоков воздушной среды. Представленные схемы могут быть положена в основу фор-

етэозааия целостного архитектурного организма северного итого здания, гибко реагирующего на изменения достояний .. внешней среды

обеспечнвавдзго каждому человеку необходимый внутренний комфорт. Возшжко такжз, что одновременное использование всех описанных принципов и средств при создании северного жнлзща будет не всегда рационально. Степень их включения в общую систему функционирования северной жилой среды во многом будет зависить от экстремальности климата.

В TFETbEíl ГЛАВЕ даны проектные предложения л практические рз-. комзндации по повышению экологических качеств гадчща (оптимизации его взаимодействия с окружением) ка следующих взанюсвязанных уровнях: застройки, типологии и отдельных элементов.

Проведенный анализ эволюции приемов застройка северных населенных мест в зависимости от экстремальности окружаицей среды показал, что обеспечение трзбуешго уровня комфорта лил ой. среды достигается использованием в этих райошх трех основных типов застройки:

- застройкой зшшутыми (тлузачкнутыми) двоими, в которцз азреориентгрсват с улиц функции обслуживания и пешеходные коммуникации;

- непрерывной объемно-объэданеиной застройкой замкнутый* МЕОГофункциональныдз дворами, решение которых возгяжно в виде платформ ка уровне второго этажа;

- интегрированной застройкой, объединяющей жилье и обслулгва-пзе вокруг многофункциональных пространств (крытых дворов) со смягченным или искусственным микроклиматом.

В соответствии с витег-анцзон! из вышеизложенного представлен нкя о комфортной северной жилой среде как о непрерывной структуре еилых корпусов в сочетании с учревденияшг обслуживания, в диссертация развивается положение о том, что в основе любого- цризыа застройки лежит сетчатая структура. В ез основе - три структурных -плакировочных элемента застройки: ячейка (двор), связь (жилые корпуса), узел (переходный элемент блокировки разнонаправленных ~ ая-зей). Проведена классификация жилых структур ш конфигурации ячеек и тину узлов,. Показано влияние климатических факторов на характер объешю-пространстве иного решения ячеек.' Определены основные типы узлов по форме и функциональному содержанию.

Типологические особенности северных экологических жилых зда-i_.il тпзпабо^ы ¡3 ддсссрт-шиа ка основе последозатмыю» реализации ь процессе лрое;л'лро7>ашл оснозыых пршщшюв «¡ушадаоаированшт

внутреннего пространства - экологической компенсации дискомфорт кости внешней среды и динамического равновесия внутренней среды разрайатываются два основных типа северного экологического жило: до:.и: меридиональный и широтный. Для первого типа характерна ма1 сш.и.икая компактность ш основе использования квартир увеличенной глубины односторонней ориентации и размеирния в средней час: дока пространств компенсационного назначения. Основной чертой пи ротного дома является направленность его формы и структуры при пассивной- утилизации солнечного тепла на южном фасаде и исгользс ваши квартир двусторонней ориентации, решение которых наиболее целесообразно в два и более уровня.

степень реализации-предлагаемых принципов в рассматриваемых типах зданий дифференцирована в зависшихта од? экстремальности природного окружения. В районах с наиболее суровыми климатически т условиями рекомендована полшя реализация принципов, при которой совокупность объемно-планировочных и инженерно-технических решений формирует "дом - экстремум" . Предложены три типа доиов-ркстремушв: I тип - для пурговых районов, П тип - для особоыо-розных гайонов, Ш тип - для ветренных районов. . .

Принцип экологической компенсации, обусловил введение в стру! туру жилых корпусов соответствующим образом решенных новых помещений, пространств и их групп. С цельз обеспечения климатической (физической) адаптации рекомендуемся Еведение помещенийгкомпенса-торов для организации процессов, происходящих при благоприятных ус ловиях во внешней среде: коридоров или.галерей, зимних садов, помещений для занятий физкультурой и спортом, многофункциональных атриуыэв и т.д..Обеспечение социальной адаптации осущзствляется на основе интеграции в общем объеме жилья к учреждений обслуживания, организации в структуре дома различных клубов, [мастерских индивидуального творчества и т.д. Психологическая адаптация реализуется при создании сложных, многоплановых. архитектурнотхудожест-венных мнений, организации эстетически выразительной пространственной и сБето-цветовой среды. В соответствии с выявленным в ра-

х "Дом-экстпемум" - килой дом, пт® создании которого в полном- объеме осуществлены все разработанные мероприятия по реализации рассмотренных в работе принципов формирования обьемко-пгостранствен-пои структуры п оункциояиэов&нпя внутренней среды северно1'о теяо-го дома в конкретном климат ичес;:см ргд.!}опе.

боте тлемя основными направлениями компенсации разработаны сбьэм-но-иланировочные модули для включения их в структуру килах корпусов и в попядке научно-методического поиска в первом приближении расчитаны.их размеры—

Для реализации принципа данаяинеского равновесия внутренней среды здания разработана система, мероприятий но приведении его объемно-пгостракственной структуры и инженерно-технических систем з соответствие с факторам природного окружения.

Тепловое зонирование внутреннего пространства осу ^ствляется путем формирования тепловых ядер из всех возможных элементов и созданием буерной двойной оболочки. При этом проекты жилых зданий исходя из значений коэффициента интеграции топлота ядета-К^, предложенного во П главе, сис?е:.*лтизи'->ован1ш в тпи основные гпуппы: а) решения с К^ = 0,3; б) решения с 0,5<КИ<1,0; в) решения с Кд = 1,0 и более. Проекты первой группы характеризуются максимально возможной жтеграцпк всех элементов, фсрмпруыслх тепловое ядро, вокруг стен-ТА. Ппоекхы, имеющие к., более единицы, нуждаются в доработке _гри использования в районах с экстре малькымн климатическими условиями.

Формирование оу^ерного пространства в полном объеме осуществляется игл создании дво;пюй оболочки и использовании интегральных пространств. Система воздухообмена б "доме-экстремуке" решается в закрытом режиме эксплуатации с максималыаш использованием буферных пространств.

Поиск путей оптс.шзацг-И взаи?,зэдейстЕ.:я. внутреннего пространства с окружающей средой выразился также, в разработке новых типов северных экологических жилых здании террасного и атриумного. Цг>и создании террасного дома приведены пять основных вариантов функционального ршения внутреннего пространства, обеспе-кивающие нзсбход:п.ъй "наклон" (фасадов: а) разметете на разных этажах г.ваптип таз.тичных типов и плодадел; 6) использование хозяйственных помещений тазлнчной площади на разных этажах; в) исполь-з^лние помещений культурно-бытового назначения; г) создание атриумов; е) комбинированные решения, разработаны и скстематизирова-ны архитектурные.решения наклонных фасадов здания.

Основной характеристикой атриум него типа дома является использование интегральных многофункциональных с пространств, применение которых в северном жилище отвечает все возрастающим требованиям к качеству жилой среды. Использование ия-

тегральшх пространств позволяет обеспечить; компенсация дкско.ч фортностл природного, окружения, повышение естественной освещенное ти внутреннего пространства, "солнечное отоплепиз", улучшение воз духообмена, повышение тепловой эффективности здания, выполнение т. роли климатического буфера, полифункциональное исгользование пространства, повышение плотности застройки. Б зависимости от комплекса выполняемых функций и соответствующих этому размеров интегральные пространства объединены в две гцуппыга) светоаэвационные шахт* б) атриумы. В свою очередь, последние подразделены на световые дворики, внутренние дворики и крытые дворы. В работе предложены . варианты, их объемно-пространственного решения и взаимосвязи с окщ лающей природной средой. .

В соответствии с разработанными положениями о формировании комфортной, северной килой среды, выявлена специфика кварц-р ы северного дола. Предложен возможный типологический ряд кухонь северной квартиры от традиционных кухонь, размещаемых у наружных стен с расширенным составом подсобных помещений, до внутренних кухонь-столовых, освещаемых вторым светом через общую комнату, лзкЗо через светоаэрацпонную пахту, атриум. Определена необходимость расширения функционального использования передней, дополнения ее зонами отдаха, занятия физкультурой, ремонта одежды и сезонного инвентаря и т.д. В зависимости от функционального насыщения и.обусловленных этим размеров рекомендовано четыре основных типа передние, северной квартиры. Разработаны основные элементы объемно-пространственной организации и оснащения необходимым оборудованием кухонь >и передних.

С целью использования естественной природы в интерьере северной квартиры определены возможные приемы организации "уголков живой природа" и пути их жизнеобеспечения; предложено использование дополнительных источников тепла - каминов, дат классификация их пространственных ре сепий и варианты размещения в структуре квартиры.

При решении зон юнтакта северной квартиры с окружающей средой разработаны приемы использования эркеров, остекленных лоджий, небольших балконов в сочетании с лоджиями, основные варианты их размещения и оборудования. Определено два типа функционального использования лодаии: хозяйственное и рекреационное и предложены соответствующие вариант.их архитектурно-пространственного решения, разработаны варианты трансформации лоджии по сезонам года, времени

суток. В целях использования пространства лоджии для гредварптель-ного подогрева наруаного воздуха, направляемого далее в систему механической вентиляции,- предложен различные варианты оснащения лоджии необходимым оборудованием (каналы, вентрешетки и т.д.).

Важное место в работе отведено вопросам реконструкции (модернизации) и .повышения качества существующего фонда оевернюс жилых здалий. Актуальность этих вопросов объясняется -ж только быстрым тральным старением зданий, связанный с возрастанием требований и условиям проживания, но и явным несоответствием функционально-пространственной структзфы большинства существующих зданий условиям окружающей среды.

Экологическая реконструкция представляет собой процесс приведения пространственной структуры существующих, зданий и градостроительных, образований к современному стандарту проживания при достижении морфологической и физиологической совместимости, с окружающей средой. В основе этого процесса лежат.разработайте принципы экологической компенсации и динамического равновесия, работающие во взаимосвязи с морфологическими аспектами формообразования. Базируясь на этих.основополагающих принципах дня проведения экологической, реконструкции (модернизации) северной жилой среды предложены и разработаны четыре основные группы средств п способов: I) комплекс градостроительных и природных средств, преобразующих окружающую объект застройку и. территорию; 2) архитектурные средства, включающие средства преобразования объемно-планировочных решзний зданий и экологической компенсации дискомфортности внешней среды; 3) конструктивные средства, предусматривающие совершенствование конструкций в условиях их взаимосвязи с внутренним- климатом и внешней средой; инженерно-технические, включающие регулируемые системы отопления .^вентиляции и пр.

При разработке художественных вопросов отмечено, что архитектура северного жилища ш монет рассматриваться просто как совокупность определенных форм, создававши лишь по законам целесообразности и красоты. Она, в значительной мере, представляет собой отражение объективных закономерностей взаимодействия жилища с окружающей средой. С этих позиций в главе систематизированы шрфологп-ческие особенности для трех предложенных типов дог.ПЕ-экстрг:цуюв. Возможность реализации разработайте. в диссертации приемов и средств формирования экологического северного -кштища продемонстрирована на примере представлешгцх практик предложений.

Социально-экономическая эффективность предлагаемых в дисс( ции решений ожидается прежде всего в сфер о архитектурно-строите ной деятельности, экологии, промышленного производства, а тага« в области гармоничного развития личности, В архит ектурно-строir. ной сЗере эффект будет получен за счет экономии и более рациона ного использования энвргии, пространства и материалов.

Экономия энергии на отопление зданий, прежде всего, достщ ется по следующим тправлениям:

- снижение теплопокзрь при повышении компактности здания -уменьшении удельной поверхности наружных ограждений;. анализ pas танных проектов показывает, что увеличение ширины корпуса от 12 до 22,8 м позволяет сократить.удельные теплопотери на 16-19

- снижение теплопоте рь при формирована! буферного простран ва двойной оболочки; проведенные с помощью ЭВМ теплотехнические расчеты показали, что использование остеклешшх лоджий позволяв С01фатить теплоготери помещений смежных с лоджией для особоморо районов йа 21-28 $ (условия Алдана),, для пурговых районов на . 30-42 <f> (условия Салехарда)? В целом формирование буферного про ранства двойной оболочки вокруг всего малого пространства дома позволяет сократить теплого тери здания на 15-25

Помимо этого на энергоэффекгавность здания повлияет иополь: ваше прогрессивных инженерно-технических систем: воздушного от ления, утшгазации тепла удаляемого из зда!Ш1 воздуха нрешущест. ро дня нагревания приточного и т.д. Важнув роль в деле охраны 'ррружшощей среды на Севере и экономии энергии э дальнейшем дсиш рдррать также использование альтернативных, возобновляемых исто1 ников энергии в городском жилище.

Экономия пространствешшх ресурсов достигается благодаря nt вышевдш плотности застройки и увеличению компактности зданий, й ношш материалов ожидается, с одной стороны, за счет предяагаемс укрупнения донов и вследствие этого уменьшения поверхности дорот стоящих наружных ограждений на единицу оташшваеиого объема, « ; гой стороны, за счет внедрения разработанных предложений по фор-

^ Расчеты, проведенные дая Салехавда, показали, что в 5-эт.секць ях широтной ориентации с периметром наружных стен 49-50 м осте енные лоджии на южном фасаде экономят 13,1 тонн у.т.в год ,009 тонн у.т.в год на I кв.м общ.пл.), для 9-эт. секций -27,6 (0,01); для аналогичных секций иеввдионалыюй ориентации использование остеклешшх лоджий на восточном и западном фасадах одновременно экономит соответствию 22,7 (0,016) и 47.4 тонн у.т.в год (0,019 тонн у.т.в год на Г кв.м общ.пл.).

мярованшо "двойной оболочки", в которой в качестве экономичного теплоизоляционного материала используется слой воздуха.

Помимо этого реализация представленной экологической концепции архитектурного проектирования северного жилища несет с собой и значительный социальный эффект, обеспечивающий гармоничное развитие личности, сокращение миграции и формирование постоянного пасе ления - основы широкого освоения северных районов пашей страны.

ОСНОБШЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На основании анализа практики формирования жилищ в суровом климате и обобщения научных работ обоснована необходимость разра-Зотки экологического подхода в проектировании жилых зданий для городов крайнего Севера. Олуеделвш основные этапы становления экологического мыишзния.

2. Установлено, что взаимодействие жилища с окружающей средой осуществляется* на двух взаимосвязанных уровнях: уровне формирования объемно-пространстгешой структуры жилой среды ("мзрфологяя") и гровне функционирования внутренней среды жилшца ("физиология").

3. Сформулированы принципы функционирования внутренней среды i разработаны система мероприятий по реализации принципа эколога-кской компенса1Г.П1 и принципа динампеского равновесия внутрешвй :реды (гешовое зопирование внутреннего пространства, формирование 5уферного пространства, организация дублпруйщих систем воздухообмэ-ia, использование теплообменников). Предложена принципиальная ш-даль функционирования внутренней среды экологического жилого дома.

4. Выявлены основные таны застройки северных городов в завнсп-гости от экстремальности окружающей среды. Определены основные шаготровочные элементы .застройки и даны их классификации по отдельным признакам.

5. Установлены типологические особенности традициошшх дилых щаний в соответствии" с последовательной реализацией в цроцессе [роОктирования разработанных в исследовании принципов фупкциониро-1ашш внутренней среды.

6. Разработаны новые типы северного хилого дома: террасный

[ атрпумный. Даны предложения по их архитектурно-худсжес'и&нному юшеняю.

7. Выявлена специфика квартиры северного дога н определены озмояшости ее пространственной оптимизации.-Предложен возможный

гг

типологический ряд кухонь и передних северной квартиры. Разработаны основные элементы их объёмно-пространственной организации е оснащения необходимым оборудование«,

8. Для проведения экологической реконструкции существующей жилой среды предложены четыре основные группы средртв п способов: градостроительные, архитектурные, конструктивные и шгоо-иер;;->~1'Охнвческие.

9. В процессе создания индивидуального. ерхитектурно-худокест-ьенного облика северного жилища систематизированы морфологические особенности типов северных жилых зданий для характерных климатических районов Севера.

На основании проводеиной уаботы в заключении определены перспективы дальнейших исследований, намечен прогноз развития северного жилища.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Основные.Направления.формирования жилой застройки северных городов /по материалам конкурса "Северный дом"/. - 3 кн»: Дерспек-тизы развития, объемно-планировочных ре пений жилых, общественных и промышленных зданий:'Межвуз... те мат. сб. тр. Л.: ЛИСИ. ,- 1987.' -

Г. 10-19.

2. Типологические предпосылки формирования экологического жилища для Севера.. - В кн*: Архитектура жилых, общественных и пролчшешых зданий: Медвуз, тема т. сб. тр.: Л.: ЛИСИ, '1988. -С. 10-14. _

3* Особенности формирования жилых структур в суровом климате. Депонировано во ВНИИИС: ГосстрояСЗОСР. 1989, Вып. 3, 16 с. : ал. (В соавторстве с Б.М.Полуем>.;

4.. "Физиология-" экологического жилища в суровом климате. Депонировано во.■ВНИИИС' Госстроя СССР, 1389, Вып. 3, 26 е.: шг. (В соавторстве с Б.М.Полуем).

5. Энерго^^фектившй килой дом повышенного благоустройства (Сибирскт'1; дом)//Гезисы.докладов научно-технической''конференции НИОК, посвященной 60-летию института. - Новосибирск: НИСИ, 1990.0. 63. •

6. Экологический, подход к проектированию жилых зданий для городов Севера и Си&хри // Материалы научно-методического координационного ооведания на тему: "Эколого-ноосферные проблемы города". - Новосибирск, 1990. - 4 с. (в печати).