автореферат диссертации по архитектуре, 18.00.02, диссертация на тему:Принципы формирования архитектуры зданий инновационных центров

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ОАО «ЦНИИПромзданй».

На правах рукописи

Антонов Андрей Владимирович

003055822

ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ АРХИТЕКТУРЫ ЗДАНИЙ ИННОВАЦИОННЫХ ЦЕНТРОВ

18.00.02 - «Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата архитектуры

Москва - 2007 г.

003055822

Работа выполнена в Центральном научно-исследовательском и проектно-экспериментальном институте промышленных зданий и сооружений (ОАО «ЦНИИ-Промзданий»).

Научный руководитель - доктор архитектуры

Кологривова Людмила Борисовна

Официальные оппоненты - доктор архитектуры, профессор

Ким Николай Николаевич - кандидат архитектуры Разин Андрей Дионисович

Ведущее предприятие

- ОАО «ПИ -2», г. Москва

Защита состоится «18» апреля 2007 г. в _14_ час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 303.013.01 при Центральном научно-исследовательском и про-ектно-экспериментальном институте промышленных зданий и сооружений по адресу: 127238, г. Москва, Дмитровское шоссе, д.46, корп.2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан «16» марта 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук

О.П. Никифорова

Актуальность исследования: Заметное распространение в мире получает сейчас проектирование и строительство интегрированных научно-промышленных образований - инновационных центров1. Основной направленностью инновационных центров является разработка и реализация наукоемких технологий. Надо отметить, что одна из ключевых отраслей с наукоемкими технологиями - точное машиностроение, включающее радиопромышленность, промышленность средств связи, электронную промышленность, приборостроение и др., без изделий которых не может обходиться на современном этапе ни одна другая отрасль, и автор в своих исследованиях остановился именно на этой отрасли.

Современный этап научно-технического развития общества имеет ряд существенных отличий от предшествующего периода. Важнейшее среди них - это вступление процесса интеграции науки и техники в новую фазу — фазу приоритетного развития науки.

В нашей стране получили развитие города науки, однако, практическое создание инновационных центров, как комплексов науки, производства и деловой деятельности у нас пока еще является задачей ближайшей перспективы. В 70-е годы появились первые технопарки Европы. В 80-е годы один за другим - технопарки в США.

Наиболее активно проектирование и строительство инновационных центров происходило в Японии. К началу 1986 г. на японских островах уже действовали и находились в стадии проектирования 14 технопарков. В США к этому времени действовали крупные технопарки, включающие многопрофильные научные лаборатории и промышленные предприятия.

Строительство технополисов2 проводилось в Италии, Франции, Великобритании. Прорабатывались варианты создания инновационных центров и в ближайшем зарубежье. В начале 90-х годов начинается формирование первой волны Российских инновационных центров.

1. Инновационный центр - это предприятие, обладающее специализированной инфраструктурой, деятельность которого направлена на содействие созданию, роста и развития фирм, а также на содействие развитию инновационной деятельности в регионе, сотрудничеству и кооперации между исследователями и промышленностью, оказанию услуг наукоемким фирмам в сфере информационного обеспечения, подготовки и обучению персонала в области менеджмента; ускорению реального экономического развития на основе создания региональных и международных сетей для обмена информацией и сотрудничества между фирмами.

2. Технополис - инновационный центр высокой научной и деловой активности, новое градостроительное образование с замкнутым трудовым балансом и гармоничной средой обитания.

Прямой перенос пусть даже весьма успешной зарубежной практики формирования технопарков на отечественную почву вряд ли был возможен. Это обусловлено несколькими причинами. Исторически сложилось так, что наука на Западе концентрировалась в крупных университетах и была, таким образом, неразрывно связана с образованием. В силу этой особенности технопарки по своему размещению тяготеют к центрам образования, а само оно становится одной из важнейших функций этих новых градостроительных форм. Напротив, в нашей стране научные центры, по крайней мере, в советское время складывались на самостоятельной почве, больше отраслевой; в тоже время их размещение было связано и с планами социально-экономического развития отдельных регионов. Так сформировались научные центры АН СССР в Новосибирске, на Урале, на Дальнем Востоке и др.

Помимо этого существенного различия в размещении и развитии центров науки России и за рубежом есть и другие принципиальные вопросы: структура технопарков, их функционально-пространственная организация, размещение в системе районной планировки, отражение новых форм научно-технической и деловой деятельности и, что особенно важно в предлагаемом исследовании - создание новых типов зданий, как составляющих компонентов инновационных центров.

Приоритетным направлением развития отраслей точного машиностроения на современном этапе и на перспективу является необходимость широкого применения высоких технологий, характеризующихся использованием новейших научных и технических достижений и высокой энергоемкостью производства. Размещение этих технологий в существующих зданиях или невозможно из-за несоответствия новых требований технологии, предъявляемых к их функционально-пространственной структуре, или вызывает большие затраты на реконструкцию и техническое перевооружение.

Сложившаяся ситуация стимулирует разработку производственных зданий нового типа, внутреннее пространство которых должно быть мобильным и обеспечивать беспрепятственное внедрение, эксплуатацию и замену технологических процессов на весь период эксплуатации здания. Необходимость научного и проект-но-экспериментального обеспечения этих разработок была отражена в Государственной научно-технической программе «Стройпрогресс-2000», одна из конечных целей которой - «...создание новых типов многоэтажных зданий для наукоемких

отраслей, обеспечивающих размещение перспективных технологий, как базовой основы архитектурных, строительных, технологических и инженерных решений промышленных зданий предприятий будущего».

В создании теоретической базы большой вклад в свое время был внесен концепциями Ле Корбюзье, Луиса Салливана, Франка Ллойда Райта, Вальтера Гроппиуса, Альвара Аалто, Оскара Нимейера, Ээро Сааринена, Людвига Мис ван дер Роэ, Ричарда Роджерса, братьев Весниных, Н. Кима, И. Николаева и др. Так, архитектором Ле Корбюзье были выдвинуты принципы «гибкого плана» и«свободного фасада», предусматривающие трансформацию планировочных решений и замену стенового ограждения. Архитектор А. Аалто высказывался, что в конструировании окружения человека должна быть заложена способность к постоянному изменению.

Академиком архитектуры Ю.Платоновьш, творческая и научная деятельность которого связана с институтом Гипронии РАН, с коллективом спроектировано и построено в Москве и регионах России более 100 научно-исследовательских комплексов, в т.ч. научных городов-прообразов технополисов, таких как: Пущино, Центр ВАСХНИЛ под Новосибирском и др.

К работам, посвященным решению отдельных задач совершенствования архитектуры предприятий и зданий в наукоемких отраслях точного машиностроения, относятся исследования ряда архитекторов и инженеров:

Д.Аграновича, Н.Артюшина, Р.Волкова, А.Глуховского, И.Гохаря -

Ханмандаряна, Г.Драбкина, Б.Ключевича, Л.Кологривовой, В.Козихина, Г.Михайлова, Ю.Никифорова, Ф.Чепеля, Н.Харченко, Э.Элгуджана и др.

Организации, управлению и опыту проектирования зарубежных инновационных центров посвящены работы: И.Диановой-Клоковой, С.Кулиша, Д.Метаньева, Н.Фрезинской, В.Шукшунова и др.

В рамках Федеральной целевой программы 2002-2005 г.г. «Национальная технологическая база», раздел «Технологии обеспечения устойчивой и экологически чистой среды обш-ания» была поставлена задача разработки экспериментальных проектов новых типов производственных, жилых и общественных зданий с энергосберегающими архитектурно-строительными и энергоэффективными инженерно-техническими системами, в решении которой автор принимал непосредственное участие.

Научные и проектно-экспериментальные разработки конструктивных и инженерно-технических систем энергоэффективных зданий проводились в рамках комплексных исследований ЦНИИПромзданий, ЦНИИПжилища, Проектном институте № 2, АВОК, следующими специалистами: Б.Ароновым, В.Граневым, А.Гиндояном, Ю.Граником, Л.Гольденгершем, Э.Кодышем, Л.Кологривовой, А.Магаем, А.Наумовым, Ю.Табушциковым, Ф.Шехтером, Е.Шилькротом и др.

Объемно-пространственные решения разработанных зданий в отечественной и зарубежного практике проектирования, оптимальные для своего времени, в тоже время не затрагивали необходимых сейчас решений, отражающих новые формы научной, производственной и предпринимательской деятельности; отсутствовали теоретические разработки по энергосбережению зданий с использованием архитектурно-строительных средств; не отражены требования к зданиям в части экологии.

Необходимы новые типы зданий, отвечающие современным требованиям организации инновационных центров:

- предусматривающие интеграцию производственных помещений с пространственными решениями исследовательских лабораторий и деловых помещений;

- рассчитанные на постоянные изменения опытных производств с наукоемкими технологиями;

- обусловливающие минимальную площадь отчуждаемой территории и создающие безопасные и комфортные условия для труда и отдыха;

- предусматривающие энергосберегающие объемно-планировочные, конструктивные решения, энергоэффективные инженерные системы.

Для того, чтобы решить все вопросы, поставленные современными требованиями к зданиям-компонентам инновационных центров, необходимо было провести комплекс исследований. Таким образом, актуальность проведения исследований продиктована необходимостью решения целого ряда вопросов с целью выявления закономерностей формирования архитектуры зданий инновационных центров.

Цель исследования: Разработка принципов формирования архитектуры зданий инновационных центров на примере наукоемкой отрасли точного машиностроения.

Основные задачи исследования:

- выявление закономерностей формирования архитектуры зданий для организации новых форм научной, производственной и предпринимательской деятельности;

- разработка концепции и научно-обоснованных принципов формирования архитектуры зданий инновационных центров;

- создание на базе этих принципов новых типов производственных, жилых и общественных зданий инновационных центров;

- апробация результатов исследования путем внедрения разработанных принципов и решений в практику проектирования;

- разработка рекомендаций по формированию объемно-пространственных решений зданий инновационных центров.

Предмет исследования: Закономерности формирования архитектуры зданий как новых пространственных форм в инновационных центрах.

Объект исследования: Современные производственные, жилые и общественные здания, в том числе в инновационных центрах.

Границы исследования: Энергосберегающие архитектурно-строительные и энергоэффективные инженерно-технические решения современных производственных, жилых и общественных зданий. Новые пространственные формы.

Метод работы основывается на комплексности исследований, проводимых автором со специалистами смежных специальностей: технологами, инженерами-конструкторами, специалистами инженерного обеспечения, экономистами и др.

В соответствии с целью и задачами работы, методика исследования предусматривает:

- натурное обследование производственных зданий отраслей точного машиностроения;

-анализ опыта проектирования, строительства и эксплуатации современных производственных, жилых и общественных зданий, в том числе инновационных центров;

- участие в научной работе по формированию архитектуры новых типов

зданий;

- объемное компьютерное моделирование предлагаемых вариантов объемно-пространственных решений зданий;

- участие в разработке методических рекомендаций по формированию архитектуры зданий инновационных центров;

- апробация разработанных предложений в экспериментальных проектах.

Научная новизна заключается в разработанных концептуальных принципах формирования архитектуры зданий инновационных центров: многофункциональных, экологичных, энергэффективных с архитектурно-художественным потенциалом. Функциональная основа формирования архитектуры производственных и общественных зданий инновационных центров получает комплексное решение проблемы энергосбережения как совокупности энергосберегающих объемно-планировочных и конструктивных решений с энергоэффективными инженерно-техническими решениями.

Личным вкладом автора в развитие исследуемой проблемы является разработка и научное обоснование принципов архитектурной концепции формирования зданий инновационных центров.

Определены основополагающие принципы формирования архитектуры производственных, жилых и общественных зданий инновационных центров с перспективными объемно-планировочными и конструктивными схемами, гибкими архитектурно-строительными и инженерно-техническими решениями. Это обеспечивает изменения в создании новых пространственных форм интеграции научной, производственной и предпринимательской деятельности, обусловливает формирование экологичных и энергосберегающих решений, в том числе для энергоемких опытных производств точного машиностроения.

Практическая ценность работы заключается в том, что разработанные архитектурно-строительные и инженерно-технические решения зданий инновационных центров обеспечивают их многофункциональность и экологичность, а также повышают эффективность ресурсо-энергосбережения и природопользования за счет комплексного подхода к формированию зданий нового типа, отвечающих современным требованиям организации среды жизнедеятельности.

На защиту выносятся:

- концепция формирования архитектуры зданий инновационных центров, которая заключается в необходимости создания многофункциональных зданий с инновационными решениями, обеспечивающими интегрированное размещение научных исследований и опытного производства, организацию деловой активности и их информационную, рекреационную, торговую и прочие инфраструктуры. Эти решения предусматривают: этику природопользования, ресурсо-энергосбережения, комфортные условия трудовой деятельности и отдыха и обладают большим архитектурно-художественным потенциалом.

- концептуальные принципы:

• Интегрированное размещение опытного производства, научных исследований и деловой деятельности в инновационных центрах достигается использованием многофункциональных зданий за счет их универсальности и гибкости решений.

• Универсальность многоэтажных зданий опытного производства в инновационных центрах обусловливается мобильностью внутреннего пространства за счет объемно-планировочного решения, а гибкость - взаимозаменяемостью архитектурно-строительных решений, элементов инженерных систем.

• Комплексный подход к энергоэффективному зданию, как к единой энергетической системе, где проблема энергосбережения решается как совокупность энергосберегающих архитектурно-строительных (объемно-планировочных и конструктивных) решений, с энергоэффективными инженерно-техническими системами при соблюдении между ними стоимостного баланса.

• Системный подход к экологическим зданиям, как к компонентам экологической системы, целостность которой сохраняется соблюдением комплекса экологических требований и этики природопользования при строительстве и эксплуатации зданий.

- типологический ряд центрических энергоэффективных зданий с инновационными архитектурно-строительными и инженерно-техническими решениями.

Апробация и внедрение результатов исследования.

Разработанные концептуальные принципы формирования архитектуры производственных, жилых и общественных зданий инновационных центров, в том числе для энергоемких опытных производств точного машиностроения использова-

ны при непосредственном участии автора в разработке экспериментальных проектов энергосберегающих производственных, общественных и жилых зданий в рамках Федеральной целевой программы «Национальная технологическая база» раздел «Технологии обеспечения экологически чистой среды обитания» и включены при разработке четырех научно-исследовательских работ с участием автора.

Публикации по теме диссертации: опубликованы 4 работы, в том числе по перечню ВАКа - 2.

Объем и структура работы. Работа состоит из введения, трех глав, заключения и общих выводов, списка использованной литературы, списка научных трудов и публикаций.

Диссертация содержит 133 стр. текста, в том числе 34 иллюстраций и 12

таблиц.

В первой главе - «Анализ опыта проектирования, строительства и эксплуатации современных зданий, в том числе производственных в подотраслях точного машиностроения», приведены примеры зданий с размещением наукоемких технологий, выявлены этапы развития отраслевых производственных зданий, прогноз развития высоких технологий производства, тенденции в строительстве современных производственных, общественных и жилых зданий, специфика организации новых архитектурных формирований - инновационных центров.

Вторая глава - «Исследование закономерностей формирования архитектуры зданий инновационных центров» посвящена теоретическим вопросам многофункционального использования зданий, их энергосбережению и этике природопользования на основе обобщения мирового опыта строительства и эксплуатации современных зданий. Выявлены и сформированы концептуальные принципы формирования многофункциональных, экологичных и энергоэффективных зданий инновационных центров, отвечающие функциональным, социальным, экономическим и эстетическим требованиям.

В третьей главе - «Экспериментальные производственные, общественные и жилые здания инновационных центров. Социально-экономическая оценка» на основе проведенных исследований разработан типологический ряд центрических энергоэффективных производственных, общественных и жилых зданий с инновационными архитектурно-строительными и инженерно-техническими решениями,

даны рекомендации решений. Глава посвящена апробации результатов научных разработок в практике проектирования.

В разделе - «Заключение и общие выводы» констатируется эффективное влияние результатов исследования на формирование архитектуры зданий в практике проектирования инновационных центров.

Содержание и результаты исследования

Современный уровень отечественной теории и практики проектирования зданий подотраслей точного машиностроения формировался в течение трех этапов развития отраслевого строительства: 1955-1964 годы, 1965-1975 годы и 1976-1990-е годы (этап обусловил развитие высоких технологий). Следующие пятнадцать лет -период регресса в отечественной промышленной архитектуре. Базовые технологии производства и соответствующие им условия труда, возможности строительной индустрии, особенности социальных и строительных факторов в каждом из рассмотренных этапов определяли внутреннюю структуру и внешний облик производственных зданий.

Анализ зарубежного и отечественного опыта проектирования и строительства производственных зданий в подотраслях точного машиностроения показал, что многообразие применяемых типов зданий, объясняется поиском универсальных пространств, а также архитектурно-строительных и инженерно-технических гибких решений для размещения и функционирования часто меняющихся наукоемких технологий и организации особых режимов производств.

В отечественной практике наиболее значимые экспериментальные разработки многоэтажных блок-секций с гибкими архитектурно-строительными и инженерно-техническими решениями для производств точного машиностроения были выполнены ЦНИИПромзданий (ведущий) и отраслевыми институтами. В результате был разработан «Метод проектирования гибких зданий», основными принципами которого являются блок-секционный принцип построения зданий и унификация архитектурно-строительных и инженерно-технических решений. Именно этот метод стал основой для научных исследований и проектной практики в дальнейшем развитии отечественного отраслевого строительства.

Обобщение зарубежного опыта строительства современных зданий инновационных центров показало, что новые достижения в области высоких технологий, а также жесткая конкуренция привели к поддержке наукоемкого предприниматель-

ства и к новым градостроительным формам. Таким является строительство технопарков, технополисов и других прогрессивных форм организации инновационной деятельности, где наряду с пространством для высокотехнологичных исследований, опытного наукоемкого производства и деловой активности проектируется их инфраструктура (рекреационные, спортивные, выставочные, информационные комплексы, временное или постоянное жилище). Ядром любого инновационного центра являются его научная и производственная части. Жилая часть комплекса и его деловая часть могут иметь различную степень интеграции с ядром технопарка1, особенно в условиях крупного города.

Неотъемлемой частью инновационных центров стали здания «Инкубаторов идей» или «Инкубаторов инновационного бизнеса2». В этих зданиях помещения сдаются в аренду на два-три года молодым фирмам, ведущим короткие поисковые исследования. Частая смена арендаторов влечет за собой повышенные требования к универсальности и гибкости зданий. Инженерные сети предусматривают перекладку и наращивание. Помещения разделены трансформируемыми перегородками. Вместе с тем обеспечивается надежная звукоизоляция между секциями, эксплуатируемыми разными арендаторами. Следует отметить требования съемщиков арендных объектов к повышенной экономичности решений - как архитектурно-планировочных, так и инженерно-технических, а также условий безопасности работы.

В США, Канаде, Великобритании, Франции, Германии, Японии и ЮАР с 60-70 годов сооружаются здания специально для сдачи в аренду промышленникам, ученым и коммерсантам - технические отели3 («Multi tenant buildings», «Industrial hotels»), которые отличаются универсальностью, допускающей гибкое и многофункциональное их использование, что соответствует динамичным формам осуществляемой здесь деятельности. В их социальной инфраструктуре предусмотрены зоны отдыха, неформальных контактов и общения, культурные и информационные службы.

1. Технопарк - инновационный центр для реализации наукоемких технологий на основе интеграции научной, производственной и предпринимательской деятельности.

2. Инкубатор инновационного бизнеса - первичная форма инновационного центра для поддержки наукоемкого предпринимательства и малого бизнеса широкого спектра деятельности, постепенно развивающегося в технопарк.

3. Технический отель - арендный объект для проведения научных исследований, технических разработок или организации производства при одновременной деятельности нескольких арендаторов.

Арендные отели и инкубаторы бизнеса настолько отличаются от прочих, что непосредственно использовать для сдачи в аренду здания традиционного типа, пустующие в силу каких-либо причин, невозможно.

Здания основного и вспомогательного назначения, объединенные пространственно в целостный комплекс, предназначенный для проведения научных исследований, научно-производственных разработок, предпринимательской деятельности - важные элементы инновационных центров.

Обобщение зарубежного опыта показало, что для организации отечественных инновационных центров необходимы новые типы зданий:

- многофункциональные здания инкубаторов бизнеса и здания технических отелей с помещениями, изменяемыми по площади, с набором услуг коллективного пользования для нескольких фирм;

- многофункциональные многоэтажные здания с мобильным пространством, для интегрированного размещения опытного производства, научных исследований и бизнес служб;

- унифицированные модули в комплектно-блочном исполнении с элементами заводской готовности для быстровозводимых зданий инфраструктуры инновационных центров, в том числе и для многоэтажного строительства гостиничного типа жилья.

Обобщение опыта строительства и эксплуатации современных зданий с учетом экологических требований обусловило необходимость осуществления компенсационных мероприятий по повышению экологичности и в том числе энергосбережения зданий средствами архитектуры на этапах строительства, эксплуатации и утилизации материалов и конструкций.

Проведенный анализ опыта отечественного и зарубежного строительства и эксплуатации зданий с учетом требований по энергосбережению, показал множество приемов и решений в формировании производственных, жилых и общественных зданий, которые могли быть использованы при строительстве инновационных центров. Это «архитектура больших пространств» в виде крупных атриумов над общественными зданиями (офисными, гостиничными) для теплосбережения и здания с быстромонтируемыми конструктивными и инженерно-техническими системами, оперативный монтаж которых сокращает сроки строительства и обусловливает

энергосбережение, и здания из блок-комплектов - объекты заводской поставки, конструкции которых обеспечивают возможность многократного демонтажа и транспортирования на новые места эксплуатации, что также обусловливает экономию энергоресурсов. Кроме того, легко демонтируемые системы целесообразны в экологическом плане, так как после их демонтажа освобождается территория.

Энергосберегающими решениями являются используемые в отечественной практике проектирования общественных (научно-исследовательские институты, лаборатории) и производственных (размещение наукоемких технологий) зданий гибкие архитектурно-строительные решения, позволяющие проводить многократную реконструкцию при минимальном расходе времени, ресурсов и энергии. Габариты и структура внутреннего пространства определяются исходя из возможности многовариантного использования здания на много лет вперед и могут быть изменены на любой стадии эксплуатации. Требованиям «гибкости» — возможности быстрого перехода к более модернизированному процессу, «приспособляемости» - способности промышленного здания принять изменяемые технологические процессы с учетом прогнозов развития отрасли и возможности «расширения» подчинены все другие факторы при формировании внутреннего пространства зданий и в зарубежной практике.

В ряде стран, имеющих скудные природные источники энергии или достаточно суровый климат, разработаны соответствующие энергосберегающие архитектурно-строительные и технические решения:

- по борьбе с инфильтрацией наружного воздуха;

- по теплоемкости ограждающих конструкций и аккумуляции тепла (поступающего снаружи и внутри здания), используемого для обогрева помещений;

- по теплоизоляции свегопрозрачных ограждений;

- по использованию конструкций окон в качестве аккумуляторов солнечной энергии.

Основными направлениями совершенствования инженерных систем при обусловленном обеспечении в обслуживаемых помещениях комфортных условий для жизни, работы и отдыха и (или) требуемых технологических условий, является применение технических решений и оборудования, позволяющих устранить или

сократить избыточный нагрев, охлаждение и вентилирование обслуживаемых помещений, избыточное водопотребление и освещение.

Мировой опыт проектирования, строительства и эксплуатации зданий с энегоэффективными инженерными системами показывает, что сокращение затрат энергии, в основном, достигается за счет:

- повышения качества теплоснабжения, связанного с повышением КПД теплогенераторов, сокращением потерь в теплопроводах, рациональным сочетанием централизованных, автономных и индивидуальных систем, использованием возобновляемых источников энергии и утилизацией сбросного тепла;

- применения регулируемых систем, позволяющих оптимизировать подачу и потребление энергии и воды;

- внедрения учетно-биллинговых систем расчетов за потребленную энергию, стимулирующих потребителей к экономному расходованию энергии воды.

В последние годы в связи с выросшим рынком продуктов систем автоматизации и управления, началось строительство так называемых «интеллектуальных зданий», инженерные системы которых способны обеспечить адаптацию к возможным изменениям в будущем. Если традиционные решения инженерного обеспечения здания представляют собой совокупность отдельных не взаимодействующих между собой систем, то в «интеллектуальном здании» эти системы интегрированы в единый регулируемый комплекс.

В тоже время, вопросы энергоэффективности инженерных систем неоднозначны. Так применяемые в элитном жилье специальные системы инженерного обеспечения без комплексной регулируемой системы интеллектуального управления являются объектом повышенного энергопотребления. Обобщение мирового опыта подтвердило, что наряду с необходимостью постоянного совершенствования систем инженерного обеспечения и автоматизации управления ими, необходимо использование богатейшего опыта энергосбережения архитектурно-строительными средствами (объемно-планировочными и конструктивными решениями), что должно учитываться при разработке постоянного жилища в технополисах.

На базе проведенных исследований автором были разработаны концептуальные принципы формирования производственных, жилых и обществен-

ных зданий инновационных центров, отвечающие экологическим, социальным и экономическим требованиям.

Принципы формирования зданий (производственных, жилых и общественных) для инновационных центров основываются на решении задачи интегрированного размещения научных исследований, опытного производства и деловой деятельности за счет их универсальности и гибкости, а также на энергоресурсосбережении и других экологических задачах за счет комплекса инновационных архитектурно-строительных и инженерно-технических решений и при использовании накопленного положительного опыта строительства традиционных универсальных зданий и зданий с гибкими архитектурно-строительными и инженерно-техническими решениями, быстро монтируемыми конструктивными и инженерными системами.

При формировании зданий инновационных центров целесообразно руководствоваться предложенными автором принципами:

1. Многофункциональность зданий для интегрированного размещения опытного производства, научных исследований и деловой деятельности должна быть обеспечена за счет их универсальности и гибкости решений.

2. Универсальность многоэтажных зданий опытного производства достигается «мобильностью» - перетекаемостью внутреннего пространства за счет объемно-планировочного решения со спиралевидными перекрытиями, а гибкость -взаимозаменяемостью унифицированных решений.

3. Комплексный подход к энергоэффективному зданию как к единой энергетической системе, где проблема энергосбережения решается совокупностью энергосберегающих объемно-планировочных и конструктивных решений с энергоэффективными инженерно-техническими системами и при сравнении расходов на теплозащиту здания и эксплуатацию инженерных систем.

4. Системный подход к экологичным зданиям как части общей экологической системы, целостность которой можно сохранить за счет соблюдения при строительстве и эксплуатации зданий ряда экологических требований, реализующихся за счет использования:

- минимальной площади застройки при строительстве и развитии зданий, возможности последующей утилизации материалов и конструкций;

- возобновляемых источников энергии (в том числе теплозащитных свойств грунта);

- создания комфортной и безопасной среды жизнедеятельности, труда и отдыха человека, инновационных средств инженерно-технического обеспечения зданий, как разумного дополнения к естественной организации микроклимата внутри помещений;

- безотходных и малоотходных ресурсосберегающих технологий и «чистых» материалов;

- использования энергосберегающих архитектурно-строительных решений.

На основе проведенных исследований при непосредственном участии автора на концептуальном уровне разработан типологический ряд экспериментальных энергозффективных производственных, общественных и жилых зданий центрической композиции с инновационными архитектурно-строительными и инженерно-техническими решениями.

1. Многофункциональные многоуровневые здания со спиралевидными перекрытиями, обеспечивающими мобильность внутреннего пространства. Это компактные здания интегрированного размещения опытного производства, научно-технических исследований и деловой деятельности, конструктивная система которых - каркас с включением ядер жесткости из монолитного железобетона.

В этом типе зданий также могут размещаться технические отели и предприятия инфраструктуры инновационного центра.

2. Многоэтажные здания с блок-комплектами помещений заводской готовности для быстровозводимого жилья гостиничного назначения и офисных комплексов инновационных центров.

Это компактные здания в форме цилиндра со ствольно-консольной конструктивной системой из монолитного железобетона. Бри возведении таких зданий отчуждается минимальная территория, они могут быть использованы для строительства на затесненных участках.

3. Одноэтажные полузаглубленные здания в форме линзы для размещения спортивных сооружений и аудиторий в инновационном центре. Сводчатая бетонная большепролетная конструкция со свегопрозрачным куполом.

Эти здания контактируют с природным окружением. Бережно используется территория, не нарушается экология среды. Основное энергосберегающее решение таких зданий - использование теплозащитных свойств грунта.

4. Одноэтажные универсальные здания с пространственными тонкостенными железобетонными или стержневыми металлическими конструкциями покрытий, в том числе светопрозрачными для выставочных, развлекательных, информационных комплексов инфраструктуры инновационного центра.

Одновременно с разработкой автором экспериментальных зданий проводилось исследование влияния формы здания на величину теплопотерь через его внешнюю оболочку под руководством доктора технических наук, профессора А.Г. Гиндояна. Для оценки эффективности формы здания с точки зрения величин теплопотерь вводился критерий компактности здания (А) - представляющий собой отношение поверхности наружной оболочки здания (Р) к заключенному в ней объему (V).

А = Р / V

Введение коэффициента А характеризует тот факт, что помещения с большой глубиной имеют относительно меньшую потребность в тепле, чем такие же помещения с меньшей глубиной, поэтому нормируемые значения среднего коэффициента теплопередачи оболочки устанавливаются в зависимости от отношения

При заданном объеме здания V отношение Р/У меняется в зависимости от высоты здания и его формы в плане. Однако для заданной формы - цилиндра, куба или параллелепипеда имеется определенная высота здания 11, при которой А достигает минимального значения.

В производственных зданиях высота этажа устанавливается по требованиям технологии производства и поэтому значение оптимальной высоты по условиям сокращения теплопотерь, то-есть минимума Г/У, дает проектировщику возможность провести оценку энергоэффективности разрабатываемого объемного решения здания (таблицы в тексте диссертации).

При постоянном объеме здания изменение его формы в плане от круга до прямоугольника увеличивает площадь теплоотдачи до 20%.

Выполненное исследование определило оптимальную форму архитектурного объема (а именно цилиндр) в типологическом ряду энергосберегающих зданий центрической композиции.

Конструктивные решения одноэтажных универсальных зданий обусловливают перекрытия больших пролетов за счет применения пространственных конструкций покрытий из сборно-монолитного, монолитного железобетона и из металла.

Конструктивные решения многофункциональных зданий с ядром жесткости, в том числе со спиралевидными перекрытиями предлагается выполнять из

монолитного железобетона. Такие здания можно развивать как в высоту, так и в

8

плане, создавая протяженные структуры комплексов.

Конструктивные решения одноэтажных полузаглубленных общественных зданий со свегопрозрачными покрытиями (типа «линза») предлагается выполнять из монолитного железобетона и металла. Покрытие здания выполняется из металлических и свегопрозрачных конструкций.

Блок-комплекты помещений заводской готовности для компактных зданий временного проживания в инновационных центрах, как правило, рекомендуется выполнять из металла. Монтаж таких зданий благодаря унификации узлов и элементов не требует больших трудозатрат при строительстве.

Снижение теплопотерь через ограждающие конструкции является одним из действенных способов экономии энергии предлагаемых решений энергосберегающих зданий.

Для сравнения с традиционными прямоугольными в плане зданиями, принятыми в качестве аналогов, было рассмотрено 3 новых типа предлагаемых энергосберегающих зданий для инновационных центров*.

1. Многофункциональное многоуровневое здание с центральным размещением в ядре жесткости инженерных служб и спиралевидными перекрытиями, имеющее в плане форму круга, квадрата или треугольника со скругленными углами.

2. Одноэтажное универсальное здание аналогичной в плане формы и полузаглубленное в форме линзы с пространственными конструкциями покрытий.

3. Многоэтажное здание ствольно-консольной конструктивной системы с блок-комплектами помещений заводской готовности.

Общее снижение теплопотерь через стены и окна на 1 м3 здания 1-го типа (по сравнению с аналогом) составляет: от 42 до 48%, 2-го типа от 37 до 40%, 3-го типа 50%.

♦Расчет снижения теплопотерь проводился в отделе ограждающих конструкций (к.т.н. Ф.Шехтер) при участии автора.

Наибольшее снижение достигается в здании круглой формы, наименьшее -треугольной.

Выполненные исследования позволили дать рекомендации по ограждающим конструкциям для зданий инновационных центров.

Инженерно-техническое обеспечение жилых многоэтажных зданий инновационных центров выполнялось в зависимости от их категории. Рассматривались три категории инженерных решений, отличающихся по степени обеспечения воздушно-теплового комфорта: эконом-класс, средний класс, элит-класс. Решения разрабатывались в зданиях в зависимости от характера проживания (постоянного, временного).

В инженерно-техническом обеспечении общественных и производственных зданий существенную роль в сокращении энергопотребления при общеобменной вентиляции играют системы воздухораспределения, обеспечивающие требуемые схемы распространения воздушных и тепловых потоков при различном сочетании воздушно-тепловых нагрузок.

Устройство эффективной локальной вентиляции с очисткой и повторным использованием удаляемого воздуха, а также системы вытесняющей вентиляции и системы с переменным расходом воздуха хорошо компонуются в предлагаемых автором общественных и производственных зданиях.

Выполненные исследования* позволили применить новые разработки систем обеспечения микроклимата при проектировании энергоэффективных зданий инновационных центров.

Общие выводы и предложения

1. Проведенное автором исследование, включающее изучение и научное обобщение отечественной и зарубежной практики проектирования, строительства и эксплуатации современных зданий, а также производственных зданий подотраслей точного машиностроения с наукоемкими технологиями; сопоставительный анализ инженерно-технических концепций и архитектурно-строительных задач и вариантные проектно-экспериментальные проработки новых типов зданий позволили выявить

♦Поиск использования инновационных решений инженерных систем для новых типов зданий проводился подразделением инженерных систем (к.т.н. А.Л.Наумов, к.т.н. Е.О. Шилькрот) при участии автора.

закономерности формирования архитектуры зданий для организации новых форм научной, производственной и предпринимательской деятельности, разработать на их основе архитектурную концепцию и принципы формирования архитектуры зданий инновационных центров (на примере отрасли точного машиностроения).

2. Концепция формирования архитектуры зданий инновационных центров состоит в создании многофункциональных зданий, решения которых обусловливают интегрированное размещение помещений научных исследований и опытного производства, организацию деловой активности и их информационную, рекреационную и прочую инфраструктуру, а также обеспечивают этику природопользования, ресурсо-энергосбережение, комфортные условия среды трудовой деятельности и обладают большим архитектурно-художественным потенциалом.

3. На основе концепции были разработаны следующие принципы:

• принцип интегрированного размещения научных исследований, опытного производства и деловой деятельности в инновационных центрах может быть осуществлен при разработке многофункциональных многоэтажных зданий, универсальность которых обусловлена перераспределением внутреннего пространства, за счет предложенного объемно-планировочного решения со спиралевидными перекрытиями, а гибкость - взаимозаменяемостью унифицированных архитектурно-строительных решений и элементов инженерно-технических систем.

• принцип комплексного подхода к энергоэффективному зданию как к единой энергетической системе. Формирование характера отечественной архитектуры должны иметь в своей основе технологии экономного потребления тепловой энергии, обусловленные климатическими условиями большинства территорий России.

На основе указанного принципа автором разработаны рекомендации по проектированию энергосберегающих архитектурно-строительных решений.

Энергосберегающими архитектурно-строительными решениями зданий инновационных центров разработанными в рекомендациях являются:

- оптимальная форма архитектурного объема - геометрические фигуры, обеспечивающие минимальную площадь наружного ограждения;

- планировочные приемы организации «буферных» - теплозащитных зон, аккумулирующих теплопоступления солнечной радиации и отделяющих помещения от наружного свегопрозрачного ограждения (остекленные коридоры вдоль наружного ограждения в производственных зданиях, зимние сады и атриумы в общественных зданиях, остекленные лоджии в жилых зданиях), размещение инженерных систем в центре энергетических нагрузок;

- эффективная теплоизоляция ограждающих конструкций и теплонакопле-ние перекрытий и внутренних стен;

- сокращение энергоресурсоемкости строительства и реконструкции за счет использования быстромонтируемых конструктивных и инженерно-технических систем и гибких архитектурно-строительных и инженерно-технических решений.

В тоже время решение проблемы энергосбережения определяется автором как совокупность энергосберегающих архитектурно-строительных (объемно-планиро-вочных и конструктивных) решений в сочетании с эффективными решениями систем инженерного обеспечения при оптимальном стоимостном балансе между затратами на теплозащиту и затратами на эксплуатацию инженерных систем.

• принцип системного подхода к экологичным зданиям как части общей экологической системы, реализуется за счет соблюдения ее экологических требований и этики природопользования при строительстве и эксплуатации зданий инновационных центров.

4. При участии автора был разработан типологический ряд энергоэффективных производственных, общественные и жилых зданий для инновационных центров, среди которых предложены новые типы зданий:

• Многофункциональные здания с мобильным многоуровневым пространством за счет объемно-планировочного решения со спиралевидными перекрытиями вокруг ядра жесткости с центральным расположением инженерных служб.

Здания используются для интегрированного размещения опытного производства, научно-технических исследований и деловой деятельности и в качестве технического отеля;

• Универсальное одноэтажное полузаглубленное здание в форме линзы с покрытием в виде тонкостенной железобетонной пологой оболочки или стержневой металлической системы со свегопрозрачным куполом в центре.

Здания используются для спортивных комплексов, аудиторий и других общественных сооружений инфраструктуры инновационных центров;

• Многоэтажное здание гостиничного назначения со ствольно-

консольной конструктивной системой из монолитного железобетона с блок-комплектами помещений заводской готовности, которые могут применяться и для различной инфраструктуры, в одноэтажном исполнении.

Здания используется в качестве быстровозводимого временного жилья или офисов в инновационных центрах.

5. В результате комплексного подхода к рациональным, с точки зрения энергетических затрат, объемно-планировочным, конструктивным решениям и решениям систем инженерного обеспечения микроклимата зданий инновационных центров удалось достичь значительной экономии энергии. Установлено, что за счет совершенствования формы здания и планировочного решения - до 25%, за счет использования эффективных ограждающих конструкций - до 15% и совершенствования инженерно-технических систем свыше 60%.

6. Экономическая эффективность мероприятий по совершенствованию ограждающих конструкций и инженерных систем зависит от региона строительства, сложившихся фактических цен на тепловую энергию, материалы и изделия (применительно к мероприятиям), срока их полезного использования, а также устраивающей инвестора нормы дохода на вложенный капитал. В тоже время проведенные исследования показали, что совершенствование объемно-планировочных решений -это единственный вид безрасходных мероприятий, обеспечивающий экономное расходование не только энергетических, но и всех других видов ресурсов: финансовых, трудовых, материальных и прочих.

Публикации по теме диссертации:

1. Л.Б. Кологривова, A.B. Антонов, П.В. Качарава. Реконструкция промышленных предприятий. - Промышленное и гражданское строительство, № 2, 2001 г.

2. A.B. Антонов, П.В. Качарава. Здания инновационных центров. - Промышленное и гражданское строительство, № 7,2002 г.

3. A.B. Антонов, П.В. Качарава. Формирование здания как экологического компонента окружающей среды. - Строительный эксперт, № 14 (153), 2003 г.

23

4. Л.Б. Кологривова, A.M. Манькин, A.B. Антонов. Система межотраслевых производственных зданий для размещения перспективных технологий. -Строительный эксперт, № 19 (158), 2003 г.

Внедрение результатов исследований в научно-исследовательские работы, проведенные при участии автора:

1. Проблемы формирования зданий инновационных центров на базе реконструируемых предприятий ВПК в наукоградах Московской области. Тема № М11-2ПГ., ОАО «ЦНИИПромзданий», Москва, 2002г.

2. Обобщение опыта проектирования и строительства зданий с учетом требований по энергосбережению. Тема № 16-05-48/02, (первый этап), ОАО «ЦНИИПромзданий», Москва, 2002г.

3. Разработка концепции формирования новых типов энергосберегающих зданий. Тема № 16-05-48/02, (шестой этап), ОАО «ЦНИИПромзданий», Москва, 2004г.

4. Разработка экспериментальных проектов новых типов энергосберегающих зданий. Тема № 16-06-13/04 (первый этап), ОАО «ЦНИИПромзданий», Москва, 2004г.

гп .

.- . л

Ш^Ш_I и—

-

Я

я

Vo

I

Энергоэффвкгивныа здания нового топа для инновационных центров

--—

VI! 1:!Г;1ы'ф()|>\Н1|>С>на1:1!Ч ¡¡¡>4

1ПГН-ОВ-аДХ.ГГ-О!!I!14\ ЦОШрчН

[ лава 2, Исследование зайЬпомерыос*(чзй формирования аВД{те<сгуры чданпи шшовадийшшх цснтоь.

Мносозтижльм ЗДаИиА с ОЛС*:-

адання для

»»адской готолнжгщ дли адлья гостиничного назначения. йфЖХЫХ КОМЛЛвКСОв и инфраструктуры инновационны*

НЮ»»И4рК»« служб И ОС*емн<>-ппанмрооочным решение*! по типу «вертнальная спираль»

минимальная площадь каружыосо ограждения за енот оптимальной

ограадаххци* конструкций «а счет оптимальной формы здания и «глубиной» планировки блок-

—

И

центральное расположен*» систем инженерного обеспечения

«буферные» гвллоза

ССТССТЕОНЧОГО З&МЯьСлиЯ иг?

——

алвктричемой амергин для

физиологическою и 1 отологического комфорта

проемов оболочки

Теплонесосиая система горячего водоснабжение использующая тепло грунта и утилизации

Интеллектуальные слетамы автоматизации предусматривают комплексное фунщиокагьнов

системами с выбором самых

«данному алгоритму управления о

Пооартириая механическая лриточно-аытяжшж система вентиляции с рекуперативными

Компьютерная система управления н учета теплоенергосиабжания дома, работе которая осноеана не

авнткляционного

компьютера с учетом воад<йста«я наружного климате и внутренних

тепла у;

воздуха, обеспечивающая нормативной воздухообмен при установив герметичных окон

ямш.. .1 . 1 1 т—гтг$тг 'Г "

Многофункциональное эысргоэффсктивнос производственное здание с -люргосберегающим объемно - линлиро ночным решением и с мобильным многоуровневым пространством для отрасли точного машиностроения. Архитектурный объем-

íftátm

:Д)Ш I ШШу 'ДВи ШРш № я apMII CICT-ypi ■ : J П<Г

шшйвациошых i ÍCH I

ВШ Глава 3. Окепсре ментальные производственные, общее: не иные и жилые здгшия " для инновационных центров. Социально -экономическая оценка.

Типологический ряд

Типологический ряд

Многофункциональное здергоэффектмвкое производственное здание с энергосберегающим объемно - планировочным ранением и С мобильным многоуровневым пространством для отрасли точного машиностроения. Архитектурный объем -многогранная призма.

т~--———--—

[Многоэтажное энсргоэффсктивнос экологичное Iпланке с блок-комн.чсктами помещений заводской готовности для жилья гостиничного тина и офисных комнлсксов.Комнакпюе здание в форме цилиндра со ствольио-консольной конструктивной си-■стсмой из монолитного железобетона.

1ринцш1ы формирования архитектуры .?ланин I ицяовационных центров.

| 1'лава 3. Оксперементальные нроизвод-ственныс, общественные и жилые здания для инновационных центров. Социально экономическая оценка.

Тираж .80 экз. Заказ № 244 Отпечатано в ФГУП ЦПП

I ВВЕДЕНИЕ: стр.5-

ГЛАВА 1. Анализ опыта проектирования, строительства и эксплуатации современных зданий, в т.ч. производственных в подотраслях точного машиностроения. 13

1.1. Отечественный опыт проектирования, строительства и эксплуатации зданий на предприятиях подотраслей точного машиностроения. 13

1.1.1. Этапы строительства и классификация. 13

1.1.2. Модульный метод проектирования. 20

1.1.3. Блок - секционный принцип построения зданий. 21

1.2. Зарубежный опыт проектирования современных зданий, в т.ч. зданий инновационных центров для размещения науки, производства, предпринимательства и жилья. 24

1.2.1. Здания инкубаторов инновационного бизнеса и арендные здания технических отраслей. 34

Выводы по первой главе. 37-

ГЛАВА 2. Исследование закономерностей формирования архитектуры зданий инновационных центров. 40

2.1. Обобщение опыта строительства и эксплуатации современных зданий с учетом экологических требований и требований по энергосбережению. 40

2.2. Гибкость и универсальность архитектурно-строительных и инженерно-технических решений зданий. 45 2.3. Энергосберегающие архитектурно-строительные решения зданий. 48-60 2.3.1. Экологичные и энергосберегающие объемно - пла- 48нировочные решения. 48

2.3.2. Энергосберегающие конструктивные решения. Бы-стромонтируемые конструктивные системы. 50

2.3.3. Энергосберегающие ограждающие конструкции, в т.ч. свегопрозрачные. 55

2.4. Энергоэффективные системы инженерно-технического обеспечения в жилых, общественных и производственных зданиях. 60

2.4.1. Жилые здания. 61

2.4.2. Общественные здания. 62

2.4.3. Производственные здания. 64

2.5. Использование возобновляемых источников энергии. 66

2.6. Концептуальные принципы формирования энергоэффективных производственных, жилых и общественных зданий инновационных центров, отвечающие экологическим, социальным и экономическим требованиям. 67

Выводы по второй главе. 71-

ГЛАВА 3. Экспериментальные производственные, общественные и жилые здания инновационных центров.

Социально-экономическая оценка. 74

3.1. Объемно-планировочные решения зданий для инновационных центров. 75

3.1.1. Влияние формы зданий на величину теплопотерь через его внешнюю оболочку. 78

3.2. Конструктивные решения производственных, общественных и жилых зданий для инновационных центров.

3.2.1. Несущие конструкции. 82

3.2.2. Ограждающие конструкции. 84

3.3. Расчет снижения теплопотерь через ограждающие конструкции предлагаемых энергоэффективных зданий. 85

3.4. Решения инженерно-технического обеспечения зданий инновационных центров. Снижение энергетических затрат за счет повышения эффективности инженерных систем. 92

3.4.1. Инженерно-техническое обеспечение жилых многоэтажных зданий. 92

3.4.2. Инженерно-техническое обеспечение общественных и производственных зданий. 94

3.5. Оценка экономической эффективности снижения энергозатрат. 98

3.5.1. Оценка экономической эффективности снижения энергозатрат за счет совершенствования объемно-планировочных решений. 99

3.5.2. Оценка экономической эффективности снижения энергозатрат за счет совершенствования решений ограждающих конструкций. 100

Выводы по третьей главе. 101

Актуальность темы: Интегрированные научно-промышленные образова

1 3 ния — технопарки , индустриальные технические, научные отели , инкубаторы идей2 и другие инновационные центры4 - получают сейчас заметное распространение в мире. Основной направленностью инновационных центров, являются наукоемкие технологии. Надо отметить, что одна из ключевых отраслей наукоемких технологий - это точное машиностроение (приборостроение, радиоэлектроника и др.) поэтому автор в своих исследованиях остановился на этой отрасли (2).

В нашей стране получили развитие города науки, однако, практическое создание технопарков, как комплексов науки, производства деловой деятельности у нас пока еще является задачей ближайшей перспективы. В связи с этим назрела необходимость осмыслить концептуальные основы формирования технопарков как инновационных центров и выявить особенности формирования зданий в качестве их компонентов.

Современный этап научно-технического развития общества имеет ряд существенных отличий от предшествующего периода, которые позволяют назвать его третьей промышленной революцией. Важнейшее среди них - это вступление процесса интеграции науки и техники в новую фазу - фазу приоритетного развития науки.

Наиболее активно проектирование и строительство инновационных центров происходило в Японии. К началу 1986 г. на японских островах действовали и находились в стадии проектирования 14 технопарков. В США к этому времени тоже были запущены в действие крупные технопарки.

1. Технопарк - инновационный центр для реализации наукоемких технологий на основе интеграции, научной, производственной и предпринимательской деятельности.

2. Инкубатор инновационного бизнеса - первичная форма инновационного центра для поддержки наукоемкого предпринимательства и малого бизнеса широкого спектра деятельности.

3. Технический отель - арендный объект для проведения научных исследований, технических разработок или организации производства.

4. Инновационный центр - это предприятие, обладающее специализированной инфраструктурой, деятельность которого направлена на содействие созданию, росту и развитию фирм, а также на содействие развитию инновационной деятельности в регионе, сотрудничество и кооперацию между исследователями и промышленностью, оказание услуг наукоемким фирмам в сфере информационного обеспечения, подготовки и обучения персонала в области менеджмента; ускорение реального экономического развития на основе создания региональных и международных сетей для обмена информацией и сотрудничества между фирмами.

Среди них всемирно известная «Силиконовая долина» (Рис. 1.13), научно-промышленный комплекс «Шоссе 128» - центр в окрестностях Бостона, включающий в себя комплексы Гарвардского университета, Массачусетского технологического института, многопрофильные научные лаборатории и промышленные предприятия. Строительство технополисов проводится в Италии, Франции, Великобритании. Прорабатываются варианты создания инновационных центров и в ближайшем зарубежье (18, 24).

Прямой перенос пусть даже весьма успешной зарубежной практики формирования технопарков на отечественную почву вряд ли был возможен. Это обусловлено несколькими причинами. Исторически сложилось так, что наука на Западе концентрировалась в крупных университетах и была, таким образом, неразрывно связана с образованием. В силу этой особенности технопарки по своему размещению тяготеют к центрам образования, а само оно становится одной из важнейших функций этих новых градостроительных форм. Напротив, в нашей стране научные центры, по крайней мере, в советское время складывались на самостоятельной почве, больше отраслевой, в тоже время их размещение было связано и с планами социально-экономического развития отдельных регионов. Так сформировались научные центры АН СССР в Новосибирске, на Урале, на Дальнем Востоке и др. (11, 85).

Градостроительным ядром любого инновационного центра должны быть его научная и производственная части. Жилая часть этого комплекса и его деловая часть могут иметь различную степень интеграции с ядром технопарка, особенно в условиях крупного города (78).

Помимо этих существенных различий в градостроительной практике, в размещении и развитии науки России и за рубежом есть, однако, несколько принципиальных вопросов, касающихся структуры технопарков, их функционально-пространственной организации, размещения в системе районной планировки, отражении новых форм научно-технической и деловой деятельности (84), и что очень важно, создании новых типов зданий, как составляющих компонентов инновационных центров (77).

Приоритетным направлением развития радиотехники, электроники, приборостроения и других подотраслей точного машиностроения на современном этапе и на перспективу является необходимость широкого применения принципиально новых технологий, характеризующихся использованием новейших научных и технических достижений, высоким уровнем автоматизации и роботизации, поточностью производственных процессов, ужесточением технологического режима и высокой энергоемкостью производства. Размещение этих технологий в существующих зданиях или невозможно из-за несоответствия новых требований технологии, предъявляемых к их функционально-пространственной структуре, или вызывает большие затраты на реконструкцию и техническое перевооружение. Сложившаяся ситуация стимулирует разработку многоэтажных зданий нового типа, внутреннее пространство которых должно обеспечивать беспрепятственное внедрение, эксплуатацию и замену технологических процессов на весь период эксплуатации здания. Необходимость научного и проектно-экспериментального обеспечения этих разработок была отражена в Государственной научно-технической программе «Стройпрогресс-2000», одна из конечных целей которой - «. создание новых типов многоэтажных зданий для наукоемких отраслей, обеспечивающих размещение перспективных технологий, как базовой основы архитектурных, строительных, технологических и инженерных решений промышленных зданий предприятий будущего».

В создании концепции новых типов зданий большой вклад в свое время был внесен теоретическими концепциями Кионори Кикутаке (Рис. 1.16), Ле Корбюзье, Луиса Салливана, Ричарда Роджерса (Рис. 1.14), Франка Ллойда Райта, Вальтера Гроппиуса, Альвара Аалто, Оскара Нимейера, Людвига Мис Ван дер Роэ, братьев Весненых, Н.Кима, И. и др. Так, еще архитектором Ле Корбюзье были выдвинуты принципы «гибкого плана» и«свободного фасада», предусматривающие трансформацию планировочных решений и замену стенового ограждения. Архитектор А. Аалто высказывался, что в конструировании окружения человека должна быть заложена способность к постоянному изменению. Много исследований у нас посвящены динамической архитектуре. В ЦНИИПромзданий авторским коллективом под руководством доктора архитектуры Л.Б. Кологривовой, разработаны здания нового типа, «гибкость» которых достигается за счет взаимозаменяемости унифицированных решений и развития функциональных блоков по вертикальной спирали, что также является элементами динамической архитектуры (42).

К работам, посвященным решению отдельных задач совершенствования архитектуры предприятий и зданий в наукоемких отраслях точного машиностроения, относятся исследования ряда архитекторов и инженеров:

Д.Аграновича, Н.Артюшина, Р.Волкова, А.Глуховского, И.Гохаря - Хан-мандаряна, Г.Драбкина, Б.Ключевича, Л.Кологривовой, В.Козихина, Г.Михайлова (Рис. 1.1; 1.2; 1.3; 1.4), Ю.Никифорова, Ф.Чепеля, Н.Харченко, Э.Элгуджана и др.

Организации, управлению и опыту проектирования зарубежных инновационных центров посвящены работы: И.Диановой-Клоковой, С.Кулиша, Д.Метаньева, Н.Фрезинской, В.Шукшунова и др.

В рамках Федеральной целевой программы 2002-2005 г.г. «Национальная технологическая база», раздел «Технологии обеспечения устойчивой и экологически чистой среды обитания» была поставлена задача разработки экспериментальных проектов новых типов производственных, жилых и общественных зданий с энергосберегающими архитектурно-строительными и энергоэффективными инженерно-техническими системами, в решении которой автор принимал непосредственное участие.

Научные и проектно-экспериментальные разработки конструктивных и инженерно-технических систем энергоэффективных зданий проводились в рамках комплексных исследований ЦНИИПромзданий, ЦНИИПжилища, Проектном институте № 2, АВОК, следующими специалистами: Б.Ароновым, В.Граневым, А.Гиндояном, Ю.Граником, Л.Гольденгершем, Э.Кодышем, Л.Кологривовой, А.Магаем, А.Наумовым, Ю.Табунщиковым, Ф.Шехтером (Рис. 3.4; 3.5; 3.6), Е.Шилькротом и др.

Объемно-пространственные решения разработанных зданий в отечественной и зарубежного практике проектирования, оптимальные для своего времени, в тоже время не затрагивали необходимых сейчас решений, отражающих новые формы научной, производственной и предпринимательской деятельности; отсутствовали теоретические разработки по энергосбережению зданий с использованием архитектурно-строительных средств; не отражены требования к зданиям в части экологии.

Необходимы новые типы зданий, отвечающие современным требованиям организации инновационных центров:

- предусматривающие интеграцию производственных помещений с пространственными решениями исследовательских лабораторий и деловых помещений;

- рассчитанные на постоянные изменения опытных производств с наукоемкими технологиями;

- обусловливающие минимальную площадь отчуждаемой территории и создающие безопасные и комфортные условия для труда и отдыха;

- предусматривающие энергосберегающие объемно-планировочные, конструктивные решения, энергоэффективные инженерные системы.

Для того, чтобы решить все вопросы, поставленные современными требованиями к зданиям-компонентам инновационных центров, необходимо было провести комплекс исследований. Таким образом, актуальность проведения исследований продиктована необходимостью решения целого ряда вопросов с целью выявления закономерностей формирования архитектуры зданий инновационных центров.

Цель исследования: Разработка принципов формирования архитектуры зданий инновационных центров на примере наукоемкой отрасли точного машиностроения.

Основные задачи исследования:

- выявление закономерностей формирования архитектуры зданий для организации новых форм научной, производственной и предпринимательской деятельности;

- разработка концепции и научно-обоснованных принципов формирования архитектуры зданий инновационных центров;

- создание на базе этих принципов новых типов производственных, жилых и общественных зданий инновационных центров;

- апробация результатов исследования путем внедрения разработанных принципов и решений в практику проектирования;

- разработка рекомендаций по формированию объемно-пространственных решений зданий инновационных центров.

Предмет исследования: Закономерности формирования архитектуры зданий как новых пространственных форм в инновационных центрах.

Объект исследования: Современные производственные, жилые и общественные здания, в том числе в инновационных центрах.

Границы исследования: Энергосберегающие архитектурно-строительные и энергоэффективные инженерно-технические решения современных производственных, жилых и общественных зданий. Новые пространственные формы.

Метод работы основывается на комплексности исследований, проводимых автором со специалистами смежных специальностей: технологами, инженерами-конструкторами, специалистами инженерного обеспечения, экономистами и др.

В соответствии с целью и задачами работы, методика исследования предусматривает:

- натурное обследование производственных зданий отраслей точного машиностроения;

-анализ опыта проектирования, строительства и эксплуатации современных производственных, жилых и общественных зданий, в том числе инновационных центров;

- участие в научной работе по формированию архитектуры новых типов зданий;

- объемное компьютерное моделирование предлагаемых вариантов объемно-пространственных решений зданий;

- участие в разработке методических рекомендаций по формированию архитектуры зданий инновационных центров;

- апробация разработанных предложений в экспериментальных проектах.

Научная повнзиа заключается в разработанных концептуальных принципах формирования архитектуры зданий инновационных центров: многофункциональных, экологичных, энергэффективных с архитектурно-художественным потенциалом. Функциональная основа формирования архитектуры производственных и общественных зданий инновационных центров получает комплексное решение проблемы энергосбережения как совокупности энергосберегающих объемно-планировочных и конструктивных решений с энергоэффективными инженерно-техническими решениями.

Личным вкладом автора в развитие исследуемой проблемы является разработка и научное обоснование принципов архитектурной концепции формирования зданий инновационных центров.

Определены основополагающие принципы формирования архитектуры производственных, жилых и общественных зданий инновационных центров с перспективными объемно-планировочными и конструктивными схемами, гибкими архитектурно-строительными и инженерно-техническими решениями. Это обеспечивает изменения в создании новых пространственных форм интеграции научной, производственной и предпринимательской деятельности, обусловливает формирование экологичных и энергосберегающих решений, в том числе для энергоемких опытных производств точного машиностроения.

Практическая ценность работы заключается в том, что разработанные архитектурно-строительные и инженерно-технические решения зданий инновационных центров обеспечивают их многофункциональность и экологичность, а также повышают эффективность ресурсо-энергосбережения и природопользования за счет комплексного подхода к формированию зданий нового типа, отвечающих современным требованиям организации среды жизнедеятельности.

Автором на защиту выносятся:

- концепция формирования архитектуры зданий инновационных центров, которая заключается в необходимости создания многофункциональных зданий с инновационными решениями, обеспечивающими интегрированное размещение научных исследований и опытного производства, организацию деловой активности и их информационную, рекреационную, торговую и прочие инфраструктуры. Эти решения предусматривают: этику природопользования, ресурсо-энергосбережения, комфортные условия трудовой деятельности и отдыха и обладают большим архитектурно-художественным потенциалом.

- концептуальные принципы:

• Интегрированное размещение опытного производства, научных исследований и деловой деятельности в инновационных центрах достигается использованием многофункциональных зданий за счет их универсальности и гибкости решений.

• Универсальность многоэтажных зданий опытного производства в инновационных центрах обусловливается мобильностью внутреннего пространства за счет объемно-планировочного решения, а гибкость - взаимозаменяемостью архитектурно-строительных решений, элементов инженерных систем.

• Комплексный подход к энергоэффективному зданию, как к единой энергетической системе, где проблема энергосбережения решается как совокупность энергосберегающих архитектурно-строительных (объемно-планировочных и конструктивных) решений, с энергоэффективными инженерно-техническими системами при соблюдении между ними стоимостного баланса.

• Системный подход к экологическим зданиям, как к компонентам экологической системы, целостность которой сохраняется соблюдением комплекса экологических требований и этики природопользования при строительстве и эксплуатации зданий.

- типологический ряд многофункциональных энергоэффективных зданий с инновационными архитектурно-строительными и инженерно-техническими решениями.

Апробация и внедрение результатов исследования.

Разработанные концептуальные принципы формирования архитектуры производственных, жилых и общественных зданий инновационных центров, в том числе для энергоемких опытных производств точного машиностроения использованы при непосредственном участии автора в разработке экспериментальных проектов энергосберегающих производственных, общественных и жилых зданий в рамках Федеральной целевой программы «Национальная технологическая база» раздел «Технологии обеспечения экологически чистой среды обитания» и включены при разработке четырех научно-исследовательских работ с участием автора.

Выводы по третьей главе:

1. Формирование новых типов зданий для инновационных центров обусловлено решением проблемы интегрированного размещения научных исследований опытного производства и деловой деятельности, т.е. использовании многофункциональных зданий, инновационные решения которых обеспечивают их универсальность, гибкость, энергосбережение, энергоэфективность инженерных систем, комфортные условия жизнедеятельности и др. экологические требования.

2. Для строительства в инновационных центрах целесообразно использовать разработанные многофункциональные энергоэффективные здания нового типа:

- для интегрированного размещения опытного производства, научно-технических исследований и деловой деятельности (инкубаторы бизнеса, технические отели) - многофункциональные многоэтажные здания центрической формы с объемно-планировочным решением по схеме «вертикальная спираль» - мобильным пространством многоуровневого построения;

- для временного жилья гостиничного и многоофисного назначения - многоэтажные гибкие здания центрической формы со стволыю-консолыюй конструктивной системой и блок-комлектами помещений заводской готовности. Комплекты заводской готовности используются также для строительства инфраструктуры инновационного центра;

- для общественных сооружений (спортивных комплексов, аудиторий, выставочных павильонов) - универсальные одноэтажные (в т.ч. полузаглубленные) здания центрической формы с большепролетным покрытием и верхним естественным освещением.

3. Разработка энергосберегающих объемно-планировочных решений общественных и производственных зданий инновационных центров должна основываться на дифференцировании зон с различным температурным фоном, с целью устранения дополнительных теплозащитных мероприятий, размещении основных помещений в пределах внутренних стен для снижения энергозатрат, применении ограждения входов для защиты от прямого воздействия внешней среды.

4. Энергосберегающий эффект от применения новых типов многослойных ограждающих конструкций может быть достигнут путем:

- увеличения толщины теплоизоляционного слоя из традиционных материалов (минераловатных плит, пенополиуретана, пенопласта и т.п.);

- применения новых высокоэффективных видов утеплителя (типа вспененного полиэтилена) с облицовкой его фольгой, обращенной в сторону защитной воздушной прослойки толщиной до 20 мм;

- использования стеклопакетов со стеклами, имеющими покрытие с селективными свойствами и воздушными прослойками, заполненными инертным газом, а также ячеистых поликарбонатов с высокими теплоизоляционными свойствами;

- устройства с помощью светопрозрачных конструкций аккумулирующих теплопоступления от солнечной радиации теплозащитных зон;

- использования в конструкциях покрытий металлического каркаса из термопрофиля, исключающего «мостики холода» и пр.

Однако проведенные примеры не исчерпывают многообразия условий применения перечисленных выше мероприятий, каждое из которых может оказаться достаточно эффективным.

5. Участие в ходе работы над диссертацией в исследованиях решений систем инженерного обеспечения позволили сделать вывод, что эффективное использование инженерных систем в новых типах зданий было достигнуто за счет использования следующих инновационных решений:

- использование утилизаторов теплоты вытяжного воздуха для производственных и общественных зданий;

- устройство систем вытесняющей вентиляции и вентиляции с переменным расходом воздуха;

- устройство эффективной локальной вентиляции с очисткой и повторным использованием удаляемого воздуха в производственных зданиях;

- разработка теплонасосных холодильных центров для общественных и производственных зданий;

- использование нетрадиционных источников энергии (солнце, ветер) в теплонасосных системах в сочетании с традиционными инженерными системами.

6. В результате комплексного подхода к рациональным, с точки зрения энергетических затрат объемно-планировочным, конструктивным решениям зда ний и решениям систем инженерного обеспечения микроклимата можно достичь значительной экономии энергии. Так, например, только за счет совершенствования формы здания и планировочного решения - до 25%, за счет использования эффективных ограждающих конструкций - до 10% и совершенствования инженерно-технических систем свыше 60%.

7. Совершенствование объемно-планировочных решений это единственный вид энергосберегающих мероприятий, обеспечивающих экономию в расходовании не только энергетических, но и всех других ресурсов - финансовых, трудовых, материальных и пр.

Заключение и общие выводы.

1. Проведенное автором исследование, включающее изучение и научное обобщение отечественной и зарубежной практики проектирования, строительства и эксплуатации современных зданий, а также производственных зданий подотраслей точного машиностроения с наукоемкими технологиями; сопоставительный анализ инженерно-технических концепций и архитектурно-строительных задач и вариантные проектно-экспериментальные проработки новых типов зданий позволили выявить закономерности формирования архитектуры здании для организации новых форм научной, производственной и предпринимательской деятельности, разработать на их основе архитектурную концепцию и принципы формирования архитектуры зданий инновационных центров (на примере отрасли точного машиностроения).

2. Концепция формирования новых типов зданий для инновационных центров состоит в создании многофункциональных зданий, инновационные решения которых обусловливают интегрированное размещение помещений научных исследований, опытного производства и деловой деятельности, а также обеспечивают ресурсо-энергосбережение и комфортные условия жизнедеятельности и обладают большим архитектурно-художественным потенциалом.

3. Проблема интегрированного размещения научных исследований, опытного производства и деловой деятельности может быть решена созданием многоуровневых многофункциональных зданий, универсальность которых обусловлена мобильностью внутреннего пространства, а гибкость взаимозаменяемостью унифицированных архитектурно-строительных решений и инженерно-технических систем.

4. Для гибкости взаимозаменяемых архитектурно-строительных решений и создания быстромонтируемых конструктивных и технических систем необходимо иметь комплекс унифицированных решений:

- конструктивные элементы, взаимозаменяемые между собой и с другими элементами архитектурно-строительных систем в соответствии с заданным уровнем унификации;

- модули различных подсистем, для которых применяются взаимозаменяемые узлы, детали, конструкции;

- координированный набор типо-размеров унифицированных строительных изделий, (узлов, деталей) которые могут применяться для возведения зданий различного назначения.

5. В соответствии с разработанной концепцией, формирование новых типов энергоэффективных жилых, общественных и производственных зданий инновационных центров должно основываться на создании многофункциональных зданий при системном подходе к зданию как к единой энергосберегающей системе. Оно определяет решение проблемы энергосбережения как совокупность энергосберегающих объемно-планировочных и конструктивных решений, решений естественного освещения и естественной вентиляции, в сочетании с эффективными решениями систем инженерного обеспечения при оптимальном стоимостном балансе между затратами на теплозащиту и затратами на эксплуатацию инженерных систем.

6. Для сокращения продолжительности и энергоемкости строительства для ряда зданий инновационных центров (жилье временного пребывания, инфраструктура и пр.) целесообразно использовать мобильные контейнерные здания, в т.ч. в комплектно-блочном исполнении и здания с быстромонтируемыми конструктивными и инженерно-техническими системами.

7. Для сокращения продолжительности и энергоресурсоемкости реконструкции многофункциональных зданий инновационных центров при изменении целевого назначения или технологии следует при проектировании использовать взаимозаменяемые или адаптируемые (гибкие) архитектурно-строительные и инженерно-технические решения.

8. Формирование и стилевой характер отечественной архитектуры должны иметь в своей основе технологии экономного потребления тепловой энергии, обусловленные климатическими условиями большинства территорий России, в тоже время опытные производства точного машиностроения, которые будут размещаться в технопарке или другом инновационном центре, относятся к энергоемким и также нуждаются в энергосбережении в т.ч. за счет архитектурно-строительных решений и инженерно-технических систем.

9. Энергосберегающими решениями зданий являются:

- оптимальная форма архитектурного объема - геометрические фигуры, обеспечивающие минимальную площадь наружного ограждения;

- планировочные приемы организации «буферных» - теплозащитных зон, отделяющих помещения от наружного светопрозрачиого ограждения. Это остекленные коридоры вдоль наружного ограждения в производственных зданиях, зимние сады и атриумы в общественных зданиях, остекленные лоджии в жилых зданиях;

- эффективная теплоизоляция ограждающих конструкций и теплонакопле-ние перекрытий и внутренних стен;

- использование быстромонтируемых конструктивных и инженерно-технических систем (для энергосбережения при строительства);

- гибкость взаимозаменяемых архитектурно-строительных и инженерно-технических решений для энергосбережения для реконструкции);

- использование нетрадиционных источников энергии (солнечных коллекторов, тепла земли для отопления и охлаждения зданий и пр.);

- максимальное использование естественных освещения и вентиляции из комплекса экологических требований и одновременно для экономии электрической энергии и снижения нагрузки в системах кондиционирования.

10. Снижение энергетических затрат в системах отопления и вентиляции при эксплуатации зданий, их энергоэффективность обеспечивается за счет сокращения лишних расходов энергии при их избыточном нагреве (охлаждении) и вентилировании. Снижение энергетических затрат обеспечивается при оптимальном сочетании области применения и режимов работы систем.

При оценке экономических показателей от использования энергоэффективных инженерных систем и оборудования обязательно следует учитывать тенденцию увеличения стоимости энергоносителей, а также техногенные последствия от увеличения производства энергии и т.п.

11. Вопросы энергоэффективности зданий неоднозначны. Так применяемые в коммерческом жилье специальные системы инженерного обеспечения без комплексной системы интеллектуального управления являются объектом повышенного энергопотребления по сравнению с инженерным обеспечением сегодняшнего муниципального жилья. В настоящее время наряду с необходимостью постоянного совершенствования систем инженерного обеспечения и автоматизации управления ими, необходимо использование богатейшего опыта энергосбережения архитектурно-строительными средствами (объемно-планировочными и конструктивными решениями, максимальным использованием естественных освещения и вентиляции, а также дополнительные исследования в области новых технологий материалов, методов возведения зданий, решений конструкций с целью аккумуляции тепла, использования возобновляемых источников энергии, использования ресурсосбережения при изготовлении конструкций и прю Новой чертой типологии зданий, в т.ч. при формировании решений по энергосбережению, должна стать социальная адресность, для жилья она обусловлена различием социальных групп потребителей, имеющих разный уровень доходов, для общественных и производственных зданий ограничена диапазоном требований индивидуального заказчика.

12. В соответствии с разработанной концепцией современное энергоэффективное здание должно рассматриваться как часть общей экологической системы за счет строжайшего соблюдения ее требований:

- минимизации расходов энергоресурсов при строительстве и эксплуатации здания;

- создания комфортной среды жизнедеятельности, труда и отдыха человека, в т.ч. экологической чистоты полученных по новым технологиям материалов;

- использования безотходных и ресурсосберегающих технологий;

- использования возобновляемых источников энергии;

- взаимодействия архитектурно-строительных и инженерно-техничес-ких решений с природной средой, в т.ч. экономии земельных территорий при строительстве и развитии зданий;

- использования современного регулируемого комплекса систем инженерного обеспечения.

- максимального использования естественных освещения и вентиляции.

13. Концепция формирования архитектуры зданий инновационных центров состоит в создании многофункциональных зданий, решения которых обусловливают интегрированное размещение помещений научных исследований и опытного производства, организацию деловой активности и их информационную, рекреационную и прочую инфраструктуру, а также обеспечивают этику природопользования, ресурсо-энергосбережение, комфортные условия среды трудовой деятельности и обладают большим архитектурно-художественным потенциалом.

14. На основе концепции были разработаны следующие принципы:

• принцип интегрированного размещения научных исследований, опытного производства и деловой деятельности в инновационных центрах может быть осуществлен при разработке многофункциональных многоэтажных зданий, универсальность которых обусловлена перераспределением внутреннего пространства, за счет предложенного объемно-планировочного решения со спиралевидными перекрытиями, а гибкость - взаимозаменяемостью унифицированных архитектурно-строительных решений и элементов инженерно-технических систем.

• принцип комплексного подхода к энергоэффективному зданию как к единой энергетической системе. Формирование характера отечественной архитектуры должны иметь в своей основе технологии экономного потребления тепловой энергии, обусловленные климатическими условиями большинства территорий России.

На основе указанного принципа автором разработаны рекомендации по проектированию энергосберегающих архитектурно-строительных решений.

Энергосберегающими архитектурно-строительными решениями зданий инновационных центров разработанными в рекомендациях являются:

- оптимальная форма архитектурного объема - геометрические фигуры, обеспечивающие минимальную площадь наружного ограждения;

- планировочные приемы организации «буферных» - теплозащитных зон, аккумулирующих теплопоступления солнечной радиации и отделяющих помещения от наружного свегопрозрачного ограждения (остекленные коридоры вдоль наружного ограждения в производственных зданиях, зимние сады и атриумы в общественных зданиях, остекленные лоджии в жилых зданиях), размещение инженерных систем в центре энергетических нагрузок;

- эффективная теплоизоляция ограждающих конструкций и теплонакопле-ние перекрытий и внутренних стен;

- сокращение энергоресурсоемкости строительства и реконструкции за счет использования быстромонтируемых конструктивных и инженерно-технических систем и гибких архитектурно-строительных и инженерно-технических решений.

В тоже время решение проблемы энергосбережения определяется автором как совокупность энергосберегающих архитектурно-строительных (объемно-планиро-вочных и конструктивных) решений в сочетании с эффективными решениями систем инженерного обеспечения при оптимальном стоимостном балансе между затратами на теплозащиту и затратами на эксплуатацию инженерных систем.

• принцип системного подхода к экологичным зданиям как части общей экологической системы, реализуется за счет соблюдения ее экологических требований и этики природопользования при строительстве и эксплуатации зданий инновационных центров.

15. При участии автора был разработан типологический ряд энергоэффективных производственных, общественные и жилых зданий для инновационных центров, среди которых предложены новые типы зданий:

• Многофункциональные здания с мобильным многоуровневым пространством за счет объемно-планировочного решения со спиралевидными перекрытиями вокруг ядра жесткости с центральным расположением инженерных служб.

Здания используются для интегрированного размещения опытного производства, научно-технических исследований и деловой деятельности и в качестве технического отеля;

• Универсальное одноэтажное полузаглубленное здание в форме линзы с покрытием в виде тонкостенной железобетонной пологой оболочки или стержневой металлической системы со светопрозрачным куполом в центре.

Здания используются для спортивных комплексов, аудиторий и других общественных сооружений инфраструктуры инновационных центров;

• Многоэтажное здание гостиничного назначения со ствольно-консольной конструктивной системой из монолитного железобетона с блок-комплектами помещений заводской готовности, которые могут применяться и для различной инфраструктуры, в одноэтажном исполнении.

Здания используется в качестве быстровозводимого временного жилья или офисов в инновационных центрах.

16. Совершенствование объемно-планировочных решений - это единственный вид энергосберегающих мероприятий, обеспечивающих экономное расходование не только энергетических, но и всех других видов ресурсов - финансовых, трудовых, материальных и пр. Поскольку главной задачей этого вида мероприятий является минимизация физических объемов работ (площадь наружного ограждения, длина коммуникации) применительно к данной технологии и условиям площадки строительства при неизменных параметрах или объемах производства (мощности, производительности, вместимости и т.п.), то экономический эффект от их применения всегда будет положительным.

Экономическая эффективность мероприятий по совершенствованию ограждающих конструкций и инженерных систем зависит от региона строительства, сложившихся в нем фактических цен на тепловую энергию и взаимозаменяемые материалы и изделия (применительно к данному мероприятию), срока его полезного использования, а также устраивающей инвестора нормы дохода на вложенный капитал. Поэтому вопросы экономической эффективности этой группы мероприятий целесообразно рассматривать только применительно к конкретному региону.

Публикации по теме диссертации:

1. Л.Б. Кологривова, А.В. Антонов, П.В. Качарава. Реконструкция промышленных предприятий. - Промышленное и гражданское строительство, № 2, 2001 г.

2. А.В. Антонов, П.В. Качарава. Здания инновационных центров. - Промышленное и гражданское строительство, № 7 , 2002 г.

3. А.В. Антонов, П.В. Качарава. Формирование здания как экологического компонента окружающей среды. - Строительный эксперт, № 14 (153), 2003 г.

4. Л.Б. Кологривова, A.M. Манькин, А.В. Антонов. Система межотраслевых производственных зданий для размещения перспективных технологий. - Строительный эксперт, № 19 (158), 2003 г.

Внедрение результатов исследований в научно-исследовательские работы, проведенные при участии автора:

1. Проблемы формирования зданий инновационных центров на базе реконструируемых предприятий ВПК в наукоградах Московской области. Тема № Ml 1-2ГТГ., ОАО «ЦНИИПромзданий», Москва, 2002г.

2. Обобщение опыта проектирования и строительства зданий с учетом требований по энергосбережению. Тема № 16-05-48/02, (первый этап), ОАО «ЦНИИПромзданий», Москва, 2002г.

3. Разработка концепции формирования новых типов энергосберегающих зданий. Тема № 16-05-48/02, (шестой этап), ОАО «ЦНИИПромзданий», Москва, 2004г.

4. Разработка экспериментальных проектов новых типов энергосберегающих зданий. Тема № 16-06-13/04 (первый этап), ОАО «ЦНИИПромзданий», Москва, 2004г.

1. Андреев JI.B. В мире оболочек: от живой клетки до космического корабля. -М., Знание. - 1988.

2. Антонов А.В., Качарава П.В. Здания инновационных центров». // ГТГС, 2002, № 7.

3. Антонов А.В., Качарава П.В. Формирование здания как экологического компонента окружающей среды. // Строительный эксперт, 2003, № 14.

4. Архитектурная типология промышленных предприятий: Учеб. для вузов / И.С. Николаев, В.А. Мыслин, Е.С. Матвеев и др. // М., Стройиздат, 1975.

5. Бычковский Б.И. Из опыта проектирования технологии возведения монолитных зданий в Зеленограде // ГТГС, 1999, № 6.

6. Булгаков С.Н. Производственные здания нового поколения с пространственными системами покрытий. // ПГС, 1998, № 9.

7. Булгаков С.Н. Энергоэффективные строительные системы и технологии. // ПГС, 1999, №11.

8. Булгаков С.Н. Философия, концепция и принципы создания современных производственных зданий. // ПГС, 2001, № 2

9. Бетон на рубеже третьего тысячелетия. Материалы 1-ой Всероссийской конференции по проблемам железобетона. Кн. 1-3. // М., Готика, 2001.

10. Ю.Бургман В.В. Прогрессивные типы промышленных зданий. // М., Знание, 1967, 64 с.

11. П.Варюха А.М.Состояние, уровни развития и классификация технопарков России. // Москва, 1997.

12. Васильев Г.П., Крундышев Н.С. Энергоэффективная сельская школа в Ярославской области, АВОК 4, 2000.

13. Васильев Г.П. Энергоэффективный экспериментальный жилой дом в микрорайоне Никулино-2. // АВОК 4, 2002.

14. Волков Р.И. Предприятия приборостроения: Обзор // ВНИИИС, М., 1988, 44

15. Граник Ю.Г., Магай А.А., Беляев B.C. Концепция формирования новых типов энергоэффективных жилых зданий // Москва, 2002.1 б.Глуховский А.Д. Промышленное здание в межферменным этажом. // Промышленное строительство. 1961, № 6.

16. Гохарь-Хармандарян И.Г. Автономно-модульный принцип проектирования и строительства предприятий. // Архитектура СССР, 1971, № 11.

17. Гаттеньо Аньес. Силиконовая долина (репортаж). // GEO № 1 январь 2000.

18. Гримитлин A.M. Энергоффективность промышленной вентиляции. Автореферат докторской диссертации, С-Птб., 2002.

19. Дианова Клокова И.В. и др. Инновационные центры - теххнополисы, технопарки, инкубаторы бизнеса, научные и индустриальные отели; Обзорная информация. // ВНИИНТПИ, вып.1,М., 1993, 72 стр.

20. Дианова Клокова И.В., Метаньев Д.А., Панфиль А.С. Научный отель.// Вестник РАН,1992, № 8, с.51-58.

21. Драбкин Г.М. Опыт проектирования многоэтажных производственных зданий для предприятий приборостроения. // Л., Знание, 1981.

22. Железобетон в XXI веке. Под общ. ред. Михайлова К.В. // М., изд. Готика, -2001.24.3арубежная электронная техника: Электронные Фирмы Кремниевой долины /США/.//М., 1978, Вып.16.

23. Иконников А.В. Архитектура XX века. Утопия и реальность (в 2-х томах). // Прогресс — традиция, Москва 2002.

24. Иконников А.В. Степанов Г.П. Основы архитектурной композиции. // М., Искусство, 1971, с.5-145.

25. Иконников А.В. Функция, форма, образ. // Архитектура СССР, 1972, № 2.

26. Карлов Н.В. Путь познания. // М., Воскресенье, 1998, 236 с.

27. Казаков Ю.Н. Быстровозводимые здания: опыт России». // СтройПрофи, 2004, № 5.

28. Карташов К.Н., Алексашина В.А. Промышленное строительство будущего. // Архитектура СССР, 1970, № 11, с. 10-17.

29. Карташов К.Н., Иващенко Е.И. Научно-методологические основы и пути дальнейшего развития унификации промышленных зданий и предприятий. // «Важнейшие проблемы промышленного строительства». Главпромст-ройпроект, Госстроя СССР, 1965, вып.1, с.5-15.

30. Ким Н.Н. Секционный принцип унификации и типизации промышленных зданий. // В сб.: Важнейшие проблемы промышленного строительства. Труды ЦНИИПромзданий, Вып.1, 1965, с. 16-39.

31. Ким Н.Н. Комплексный подход к решению задач при проектировании и строительстве производственных зданий предприятий. Генеральный доклад симпозиума МСС, Комиссия 66. Ереван, 1980.

32. Ким Н.Н. Промышленная архитектура. //Москва, Стройиздат, 1979.

33. Ким Н.Н. Промышленность в городе. // Архитектура СССР, 1982, №11.

34. Кологривова Л.Б., Драбкин Г.М., Петров Л.С. Универсальные секции сборочных корпусов предприятий точного машиностроения. // Промышленное строительство, 1979, № 6.

35. Кологривова Л.Б., Драбкин Г.М. Гибкие здания для производств с многократно меняющейся технологией. // Промышленное строительство, 1982, № 6.

36. Кологривова Л.Б. Метод проектирования гибких производственных зданий. // Проектирование и инженерные изыскания, 1983, № 6.

37. Кологривова Л.Б., Маькин A.M., Антонов А.В. Система межотраслевых производственных зданий для размещения перспективных технологий. // Строительный эксперт, 2003, № 19.

38. Кологривова Л.Б. Новые аспекты унификации в проектировании промышленных предприятий. // Проектирование и инженерные изыскания, 1988, № 3.

39. Кологривова Л.Б. Ковтун О.В. Энергосберегающие решения энергоэффективных зданий. // ПГС, 2004, № 6.

40. Кривошеев М.В. Развитие нормативно-методической базы проектирования объектов малого предпринимательства. // ПГС, 1999, № 12.

41. Кириенко С. Что теперь будет? // Коммерсант, № 65, 14 апреля 2000.

42. Кирсанов Н.М. Висячие покрытия производственных зданий. // М., Строй-издат, 1990.

43. Лаходанов О.М. Архитектор и конверсия. // Промышленное строительство, 1990, № 9, с. 7.

44. Лужков Ю.М. Сохранить технологическую независимость. // ПГС, 1998, № 10.

45. Манданов А.С. Искусство открытия: Методология и логика научного открытия. // М., 1993, 256 с.

46. Мастера Советской архитектуры об архитектуре. // М., Искусство, 1975.

47. Маклакова Т.Г. Архитектура двадцатого века. // Москва, 2000.

48. Матросов Ю.А. (НИИСФ, РААСН, ЦРНЭФ), Регионы России переходят на энергетический принцип проектирования и строительства. // Энергосбережение, 2002 № 2.

49. Металлические стены и покрытия из панелей «Парок» // ОАО «ЦНИИПромзданий», М., 1996.55. «Методические рекомендации по оценке эффективности инновационных проектов и их отбору для финансирования», № 7 12/47.

50. Мухин Б.Г. Исследование геометрии оболочек двоякой кривизны с учетом их рациональной разрезки на сборные элементы. В кн.: Большепролетные пространственные конструкции. // МНИИТЭП, М., 1972.

51. Образы истории отечественной архитектуры новейшего времени (Под ред. А. Иконникова). // М., ВНИИТАГ, 1996.

52. Попов А.В., Зарывных Н.Н. Архитектурное формирование промышленных объектов, адаптируемых к новой функции. // Известия вузов. Строительство.//1997, № 6, с. 132-138.

53. Принципы формирования, размещения и структурно-пространствен-ной организации интегрированного научно-промышленного градостроительного образования нового типа. // М., ЦНИИПградостроительства, 1991.

54. Предложения к отраслевой програссе по энергосбережению в строительстве. // ЦНИИПромзданий, 2002.

55. Пространственные конструкции в Красноярском крае. Сб. научн. трудов. // Красноярск, КГАСА, 1998.

56. Рекламные проспекты фирм-производителей профилей оконных блоков, светопропускающих элементов, 2000-2005.

57. Разработка концепции формирования новых типов энергосберегающих зданий, // ОАО ЦНИИПромзданий, М., 2002-2004.

58. Савин В.К. Окна и двери. // РААСН, ССК, № 4 (49), 2001.

59. Симагин В.А. Основные проблемы архитектурного формирования предприятий промышленной биотехнологии. // Известия вузов. Строительство и архитектура, 1991, № 1, с.48-54.

60. Стены, покрытия и полы с теплоизоляцией из экструзионного пенополи-стирола «Стиродур С». // ОАО «ЦНИИПромзданий», Москва, 2001.

61. Создание конструктивной системы стен с эффективной изоляцией и сборной облицовкой. // ОАО «ЦНИИПромзданий», Москва, 2000.

62. Серия 2090-1.97. Повышение теплозащиты стен и покрытий эксплуатируемых зданий, вып. 1.

63. Смирнов С. Реальный сектор экономики основа индустриальной мощи России (тезисы из доклада президента ТПП Р.Ф. 2 марта 2000 года). // № 6, 2000.

64. Спиров В.Н. Изготовление и монтаж алюминиевых конструкций.

65. Стронгин А.С. Рекомендации по устройству воздушных завес в сушильных камерах. // А.О. ЦНИИПромзданий, М., 2000.

66. Табунщиков Ю.А., Шилкин Н.В., Бродач М.М. Энергоэффективное высотам ное здание. // АВОК 3, 2002.

67. Табунщиков Ю.А., Шилкин Н.В., Бродач М.М. Энергоэффективное здание учебного центра. // АВОК 5, 2002.

68. Табунщиков Ю.А., Бродач М.М., Шилкин Н.В. Энергоэффективные здания. // М., АВОК ПРЕСС, 2003.

69. Темнов В.Г. Конструктивные системы в природе и строительной технике. //Д., Стройиздат, 1987.

70. Фидлер X. Технологические парки и инкубаторы бизнеса. // Вестник РАН, 1992, №5, с.100-117.

71. Фрезинская Н.Р. Технополисы живут по законам реки. // Архитектура и строительство Москвы, 1999, № 6.

72. Шилкин Н.В. Здание высоких технологий. // М., АВОК, 2003, № 7.

73. Штейнбух К. Промышленное общество будущего. // Промышленная архи-^ тектура на рубеже XXI века; Международный симпозиум МСС МСА Вена- Австрия. // М., 2000. с.221.

74. Шукшунов В.Е. Технопарки: организация и управление. // Москва, Издательство МЭИ, 1997.

75. Шукшунов В.Е., Сенин А.А. Концепция создания научных и технических парков.// Санкт-Петербург, 1993.

76. Шукшунов В.Е., Сенин А.А. Технопарки и инкубаторы бизнеса. Методическое руководство по созданию и управлению. // Москва, 1998.

77. Шукшунов В.Е. Технопарки и инновационно-технологические центры России. (сборник статей). // Москва, 2000.

78. Шукшунов В.Е. Российские технопарки: вчера, сегодня, завтра. // Санкт-Петербург, 1995.

79. Энергоактивные здания. Под ред. Сарнацкого Э.В. и Саливанова Н.П. // М., Стройиздат, 1988.

80. Труды съездов АВОК, 1996 2004.

81. Sheila J. Hayter, Paul A. Torcellini, Ron Judkoff. Термо-экспериментальное здание. I IABOK 4, 2000.

82. Christian Schittich "In detail Building skins Concepts Layers Materials" Edition Detail - Institute for international Architecture - Documentation GmBh Munchen (Publishers for Architecture Basel. Boston. Berlin).

83. Huch Pearmay "Contemporary World Architecture", 2002.

84. Computer World № 30, изд. «Открытые системы», 2002.

85. E.O. Шилькрот, A.M. Живов, Peterz U. Nielsew, Cerald Riskowski, Системы вытесняющей вентиляции для промышленных зданий. Типы, область применения. Принципы проектирования. // АВОК 5, 2001.

86. Завод "Электроприбор" в г, Киеве. Инженерно-лабораторный корпус В экспериментальных конструкциях с подвес ними этажами.

87. Принципы формирования архитектуры зданий инновационных центров.i лава I .Анализ опыта проектирования, строительства и эксплуатации современных зданий, в т.ч. производственных, в подотраслях точного машиностроения.

88. Завод "1с1Ш>нри6ор вг.Улан-Удэ

89. Завод Гепжмтрибор в г.Уляв-Удо. i елершный план.

90. Завод' Манометр в г.Москва.

91. Лрх Михайлов Г.И. Завод "Микроприбор" н г. Львове.

92. Широкое тдание, блок-секшкжный метод построе ния.1. Часовой мвод в Сингапуре

93. Завод "Тенэоприбор" в г.Краснодаре,

94. Завод "Мосрентгеи" в .Москве.

95. Глава КАнализ опыта проектирования, строительства и эксплуатации современных зданий, в т.ч. производственных, в подотраслях точною машиностроения.

96. Принципы формирования архитектуры зданий инновационных центров.

97. Глава 1 .Анализ опыта проектирования, строительства и эксплуатации современ пых зданий, в т.ч. производственных, в подотраслях точного машиностроения.

98. Лрх. Михайлов 1.И. Казанский завод "'Гснлоюнгт-ршпЛ Фото с макета.

99. Широкое здание, блок-секционный метод поетрос ния.

100. Завод мал<и абари шыд вычислительных машин в г Смоленске. Фаю с макета.

101. Завод научных приборов в г. Орде.

102. Узкие многоэтажные здания из балочных констру-1ШЙ бет технических этажей.

103. Завод часопых механизмов в г.Москяе. Узкие многоэтажные здания in балочных кош -ций без технических этажей.

104. Принципы формирования архитектуры зданий инновационных центров.

105. Глава 1 Анализ опыта проектирования, строительства и 'эксплуатации современ них зданий, в т.ч. производственных, li подотраслях точного машиностроения.

106. Лрх. Михайлон Г.И., Гуларян Г.И. За иод аналитических н еельешхшяйез пенных приборов в г. Астрахани.

107. Широкое здание, блок-секционный него;) построения.

108. Запод пишущих машин в г. Уфе. Фото с макета

109. Казанское отделение института "ИЮУМ

110. Завод "ВНИИАП" в г. Киеве. Узкие многоэтажные здания из балочных конструкций без технических этажей

111. Принципы формирования архитектуры зданий инновационных центров.

112. Типы производственных зданий отрасли точного маши но с (рос них.1.лава 1 .Анализ опыта проектирования, К строительства и эксплуатации современных зданий, н т.ч. производственных, в подотраслях точного машиностроения.1. ЦЕХАтипы1. СКТКА колонн

113. ЭТЛЖНОСТЪ и ВЫСОТА РТАЖА (м)1. ШИРИНА ЗДАНИЯ (ы)1. МЁХАНО1. ОЫ'АКА! Ы13АЮЩИЁ3,6; 9.0 4,8; 6,034 М436. 14418.36

114. ГБОРОЧНЫК М ИКРОС ЬОРОЧН ЫЕ

115. ПОКРЫТИЙ /пльшпнчсспю, otfacwiHUC. печатныхпял/laofeo.11. ВН.ао|ао9018x60 я.) 9x6(1 н г тт)3.1225 4,8; 2,4 4.2; 3,0ттштшштI

116. Обобщение межотраслевого опыта проектирования1.-I ; !1.-2454. 14418.3624x12 1Ях12

117. Принципы формирования архитектуры зданий инновационных центров.

118. Глава 1 .Анализ опыта проектирования, строительства и эксплуатации современ пых аданий, в т.ч. производственных, в подотраслях точного машиностроения.

119. Унификация решений и гибкость

120. УНИФИКАЦИЯ РЕШЕНИИ И ГИБКОСТЬ.пример строшъльствл ирщ;о1чк: гюи1Ш1ьного ЗЛВОуТА НЕБОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ ИЗ БЛОКСК КЦИЙ ГИПЛ btfi 4, Гииршрибор (Орел). ^

121. Примеры решений комплексов HI универсальны! ССХИНЙ /ТЛЯНИЙ/. t комплекс ллк лпух проютюлств: 2 - комплекс juut одного гфотвагкпиа.

122. Внедрение зданий с гибкими решениями традиционного типа в отраслевых институтахfliliO

123. Принципы формирования архитектуры зданий инновационных центров.

124. Глава 1 «Анализ опьгга проектирования, |! строительства и эксплуатации современных зданий, в т.ч. Производственных, в подотраслях точною машиностроения.

125. Здания традиционного типа из функциональных блоков с унифицированными архитектурно-строительными и инженерно-техническими решениями.--

126. Глава 1 .Анализ опыта проектирования,ных зданий, в т.ч. производственных, в подотраслях точного машиностроения.рирк-J н •ЯШ

127. Схемы размещения бытовых помещений, вептиля-5Н иконных камер и энергетических установок.1. БЫТОВЫЕ ПОМКЩШИЯ-