Текущий выпуск
№2 2018
Главная|Журнал|№2 2018|Инженерное оборудование гибридных зданий
      

Инженерное оборудование гибридных зданий

Ю.С. Пушкина, В.В. Киселёв, М.М. Бродач

Гибридное здание (гибрид)– здание, в котором одновременно, без возможности вычленить определённую функцию, происходят различные социальные процессы, программы, которые в свою очередь могут быть абсолютно не связаны между собой.

Гибридное и многофункциональное здания

Важно отметить разницу между гибридным зданием и многофункциональным.

Многофункциональность представляет из себя структуру пространств, в которых процессы чётко разделены по времени: в течении дня функции в здании или отдельных помещениях могут меняться не один раз. Существует чёткое планирование границ.

В гибридном же здании множество функций могут происходить одновременно даже в одном помещении, создавая пространства, имеющие неопределённый характер. Гибридное здание – это город в городе, со своей структурой, взаимосвязями и функциями, которые происходят в нём одновременно. Такие здания имеют схожий внешний вид – это высотное здание, как правило, выполнено в едином объёме, реже состоит из нескольких объёмов, соединяющихся между собой.

В данной работе за основу взята модульная структура формообразования. Гибридные здания в своей структуре имеют множество зальных общественных пространств, открытых, наполненных воздухом атриумов, офисных этажей, неразрывно связанных с помещениями для отдыха и общения. Помимо общественных пространств в гибридах проектируют жилые ячейки, гостиницы, торговые центры. Также гибридное здание может стать единым организмом в основе транспортно-пересадочного узла города или его части.

В таких «сложных» зданиях очень важно учитывать комфортные условия для посетителей и жителей гибрида, объединив различного рода пространства инженерными сетями, обеспечив стабильную вентиляцию, климат-контроль, достаточное освещение и множества других факторов.

 

Инженерные системы в гибридных зданиях

Проанализируем применение инженерных систем на примере гибридного здания Linked Hybrid, расположенного в Пекине (Китай) и созданного архитектором Стивеном Холлом.

Linked Hybrid - это комплекс из восьми соединенных между собой башен, включающий в себя жилые квартиры, гостиницу, кинотеатр, детский сад, школу, подземную автостоянку, торговые зоны и общественное зеленое пространство (рис. 6).

Проект способствует активному взаимодействию людей и поощряет встречи в общественных пространствах. Пространства комплекса варьируются от коммерческих, жилых, образовательных до рекреационных. Комплекс является «городом в городе», и представляет собой трехмерное городское пространство, в котором здания на земле, под землей и над землей слиты воедино.

На уровне земли располагается ряд сквозных проходов как для жителей, так и для посетителей. Эти проходы обеспечивают «микро-урбанизм» малого масштаба. Магазины создают общественное пространство вокруг большого пруда.

На среднем уровне нижних зданий расположены общественные сады, в которых отдыхают посетители, а на вершинах восьми жилых башен частные сады соединены с пентхаусами. Все общественные функции на первом уровне, включая ресторан, гостиницу, школу, детский сад и кинотеатр, имеют связи с зелеными пространствами, окружающими и проникающими в здание. С 18-го этажа начинается серия многофункциональных крытых переходов (рис. 2-4), с бассейном, тренажерным залом, кафе, галереей. Прозрачные переходы соединяют восемь жилых башен и башню отеля, с них открываются захватывающие виды на весь город.

 

Отопление и охлаждение

Геотермические скважины (655 скважин глубиной 100 метров, рис. 5) охлаждают помещения гибрида летом и обогревают зимой. Нет отопительных котлов или электрических кондиционеров, что делает Linked Hybrid одним из крупнейших зеленых жилых проектов в мире.

Водоснабжение

Водопроводная система позволяет использовать сточные воды для орошения зеленых зон. Эта «серая» вода подается в резервуары с ультрафиолетовыми фильтрами. Ежедневно 220 000 литров сточных вод из всех жилых единиц  перерабатывается и подается в систему орошения ландшафта и зеленой крыши, а также используется для смыва в туалетах.

Большое городское пространство в центре проекта активируется водозаборным водоемом с водяными лилиями и травами. Зимой бассейн замерзает, что позволяет его превращать в ледяной каток.

Поскольку в Китае вода становится все более и более ценным ресурсом, цель Linked Hybrid заключается в сокращении потребления питьевой воды на 41 %.

Применение грунта

Из извлеченного при строительстве земляного грунта создано пять ландшафтных насыпей на севере, которые выполняют рекреационные функции: - «детский холм» объединен с детским садом и имеет входной портал через него,

- на «подростковом холме» разместились баскетбольная площадка, роликовый каток и площадка для скейтборда,

- на «взрослом холме» расположены чайный и кофейный домики (открыты для всех), платформа Тай-Чи и два теннисных корта,

- «холм зрелости» предлагает посетить бар дегустации вин,

- на «холме бесконечности» предусмотрено пространство для медитаций.  

Высокопроизводительные строительные системы

В проекте существуют наружные оконные жалюзи и стекло с низко эмиссионным покрытием для использования солнечной энергии и контроля теплопоступлений, а также высокопроизводительная оболочка здания и встроенная система нагрева и охлаждения перекрытий.

Качество микроклимата в помещении

В Linked Hybrid используется технология, называемая «вентиляцией вытесняющим потоком», в которой воздух, который немного ниже желаемой температуры в помещении, высвобождается с пола. Более холодный воздух вытесняет более теплый воздух, вызывая его высвобождение из комнаты, что приводит к охлаждению общего пространства и свежему воздуху.

Устойчивое проектирование.

Пространственная ориентация и открытость здания оказывают огромное влияние на его социальную устойчивость. Будучи «открытым городом в городе», Linked Hybrid ориентирован на пешеходов, и позволяет сочитать общественное и частное пространства, что поощряет использование общих ресурсов и уменьшает потребность в расточительных способах транзита. Это городской оазис, доказывающий, что мирные зеленые пространства могут существовать в мегаполисе, таком как Пекин. Этот проект получил сертификацию LEED Gold.

 

Проектное предложение

Рассмотрим возможность создания гибридного объекта в Москве (см. справку). В данном проекте используется модульная структура формообразования гибрида (рис. 7). Здание имеет несколько гибридных модулей, связанных между собой различного рода общественными пространствами. Это обуславливает создание определённых инженерных решений для комфортного нахождения в здании.

Система вентиляции

Все высотные здания или небоскрёбы сейчас выполняются с ярко выраженным использованием остеклённых пространств. Ограждающие конструкции здания должны регулировать поступление в помещение тепла, света, воздуха либо потери тепла так, чтобы внутри здания обеспечивались оптимальные параметры микроклимата при умеренных затратах энергии. 

Одним из решений оболочки здания, а именно некоторых модулей может стать конструкция двойного светопрозрачного вентилируемого фасада (рис. 8). 1) естественная вентиляция (рис. 9, 10) 2) снижение затрат электроэнергии. Важно использовать стёкла с высокими тепло- и солнцезащитными характеристиками.

Все механические системы и окна управляются интеллектуальной системой (рис. 11).

В некоторых блоках-модулях будут располагаться зимние сады, которые дополнительно повысят эффективность естественной вентиляции.

Система климатизации

Система климатизации здания включает в себя систему механической вентиляции с утилизацией тепла удаляемого воздуха, охлаждаемые теплоемкие перекрытия с замоноличенными трубопроводами, конвекторы для обогрева помещений офисов и обогреваемые металлические конструкции световых проемов ограждений атриума. Каждый модуль контролируется собственной независимой установкой климатизации.

Охлаждаемые теплоемкие перекрытия с замоноличенными трубопроводами используются для естественного охлаждения здания вместо традиционной системы кондиционирования с присущими ей недостатками.

Обогрев помещений осуществляется стандартными конвекторами.

Освещение

Предполагается сочетание естественного и искусственного освещения. Предусмотрена автоматическая осветительная система, которая регулируется в зависимости от времени суток.

Энергоснабжение

При выборе источников энергии предпочтение отдается солнечным тепловым коллекторам и солнечным батареям. К ним добавятся фотоэлектрические панели, встроенные в фасады здания. А также централизованное теплоснабжение и энергосистема города.

Водоснабжение

На крыше располагаются резервуары для дождевых осадков (рис. 12)      с системой очистки и рециркуляции воды. Также предусмотрена система очистки сточных вод, которая позволит уменьшить потребление чистой питьевой воды.

Одновременно здание подключено к системе городского водоснабжения.

Экологичность

Крыши некоторых модулей, а также радиального основания предполагается использовать как сады, где в тёплое время года можно отдохнуть.

Капсульные модули

Капсульные модули представляют из себя внешние «зелёные лёгкие», фильтры (рис. 14). Они выполняют двойную, а точнее тройную, работу: во-первых, очищают воздух как для внутреннего пространства капсулы, во-вторых, выводят чистый воздух в окружающую среду, в-третьих, служат дополнительным источником энергии, так как на крыше модулей расположены солнечные батареи, а на дне каждой капсулы встроены лопасти от ветряка: за счёт силы ветра (снизу вверх) вырабатывается энергия.

На крышах некоторых модулей, как можно заметить, установлены ветрогенераторы (рис. 15). Они совместно с солнечными батареями и фотоэлектрическими панелями могут генерировать энергию для обеспечения всего здания.

 

Библиография:

  1. 1. Ю.А. Табунщиков, М.М. Бродач, Н.В. Шилкин. Энергоэффективные здания. – М.: АВОК-Пресс, 2003г.
  2. Инженерное оборудование высотных зданий / Под общ. ред. М.М. Бродач – М. : АВОК-ПРЕСС, 2007г.
  3. Linked Hybrid by Steven Holl Architects.: [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.dezeen.com/2009/07/08/linked-hybrid-by-steven-holl-architects/