Сайт работает в beta-версии
Как связаны климат и современная архитектура
25.09.2017
Мария Якубович
25.09.2017
Как связаны климат и современная архитектура

«Зеленые» дома уже есть в Москве и их будет все больше

Илья Завалеев – «зеленый» инженер. Он отвечал за устойчивое развитие и сертификацию строящихся объектов Инновационного центра Сколково. Мы поговорили о том, как современная архитектура может ответить на глобальное изменение климата.

Илья Завалеев. Фото с сайта Климатического форума 2017.
КЛИМАТ

– Илья, на недавнем Климатическом форуме городов России вы говорили о фатальном ухудшении климата и связанных с этим вызовах для городской архитектуры. В частности, имея в виду Москву. Давайте поговорим об этом поподробнее?

– Примерно к 2015 году стало совсем отчетливо понятно, что климат начал выходить из баланса, непредсказуемо меняться – и гораздо быстрее, чем предсказывали. Не только у нас, на всей планете.

Сначала все говорили про глобальное потепление, но сейчас употребляют термин «изменение климата»; потепление всё же ассоциируется с чем-то положительным. Но при неизменной «средней температуре по больнице» есть некоторая разница между инфекционным отделением и моргом.

И в нашем умеренно-континентальном климате теперь бывают проявления и субтропиков, и севера. Ураганы, муссонные дожди, бесснежные – или наоборот, нетипично холодные зимы. Границы стираются.

Из-за нашей неготовности к этому происходят различные катаклизмы.

Именно поэтому я много лет назад начал изучать так называемое «зеленое строительство». К моему удивлению, это оказались не экологичные маленькие домики, а массовая крупная застройка.

ЧТО ТАКОЕ «ЗЕЛЕНОЕ» ЗДАНИЕ

Я контактирую с сообществом архитекторов США, это очень сильное сообщество, которое способно диктовать тренды на рынке. Они запустили систему сертификации LEED, которая меняет рынок и в целом экономику строительства. Эта система была разработана по аналогии с появившейся раньше английской системой BREEAM.

Мы строим здание, пытаясь сделать его максимально экономически целесообразным, энергоэффективным и безопасным для человека и среды, грамотно вписать его в город. Если я инженер или владелец, то мне будет трудно донести до пользователя все фишки, которые я применил для достижения этих целей и все полученные интересные параметры.

Поэтому здание проходит независимые экспертизы на этапах проектирования и ввода в эксплуатацию, его проверяют на сотню показателей.

Кстати, здание Siemens на Большой Татарской сертифицировано именно таким образом. Всего в Москве сертифицировано порядка тридцати зданий.

Поскольку пионерами в сертификации собственных зданий у нас были иностранные компании, санкции подкосили процесс. Но этим довольно активно занимается государство. Например, к олимпиаде сертифицировали Сочинский вокзал, университет и одну гостиницу.

Кроме того, сертифицированы, например, штаб-квартира Газпрома в Санкт-Петербурге (Лахта-центр) и здание Ростелекома в офисном парке Comcity по дороге во Внуково.

В инновационном центре Сколково все объекты и государственных, и частных инвесторов должны проходить сертификацию; я и мои коллеги поставили этот процесс там на поток. Хотя изначально к этой системе относились достаточно снисходительно.

В основном это потому, что проектировщики привыкли работать по старым шаблонам, а тут их заставляют выйти из комфортного пространства.

КАК ЭТО ПРОИСХОДИТ

Обычно сначала концепцию разрабатывает архитектор, потом подключаются конструкторы, их задача – обеспечить устойчивость, соответственно, они уже идут на компромисс с архитектором. Потом – инженеры по климату: отопление, вентиляция; следующая степень компромисса. Электрики – с освещением и энергоснабжением. Сантехники – с оборудованием, водоснабжением и канализацией. Все находятся в состоянии вынужденного конфликта друг с другом.

При «зеленом» строительстве над проектом сразу работает целая команда. Компромисс достигается на очень раннем этапе; потом не приходится ничего переделывать. И результат получается совершенно иной.

У человеческого эмбриона в какой-то момент одновременно появляются все основные системы организма. И они растут вместе с младенцем в утробе матери. Рождается здоровый сбалансированный организм. Так и тут. Здание проектируется сразу со всеми системами, и это самый фундаментальный принцип «зеленого» строительства.

Сначала идет концептуальный этап. Затем мы погружаем здание методом математического моделирования в виртуальную среду – с реальными климатическими условиями.

– Это то, что называется BIM-проектированием?

Да, это в том числе и BIM (Building Information Modeling, информационное моделирование здания. – Прим. ред.). BIM – это большая информационная вселенная. Виртуальная стройка. Математическое моделирование – его часть.

ЗИМА, ЛЕТО, МЕЖСЕЗОНЬЕ

Когда мы первоначальный концепт помещаем в виртуальную среду, то видим, как здание себя поведет при наших температуре, движении солнца, осадках и ветрах. Самое главное — можно легко поменять все параметры в соответствии с требованиями. С концепцией на этапе идеи можно играть, менять характеристики здания.

В России нужно делать три модели: на зиму, лето и межсезонье, и выбирать лучшую, чтобы она работала всегда.

Традиционно у нас здания рассчитываются на зиму. О лете с аномальной жарой никто не думает. А система кондиционирования занимает в здании огромный объем, тратит огромное количество энергии. Математическая модель – инструмент, который помогает оптимизировать расходы на энергопотребление.

Мы можем использовать силы природы. Сделать для естественной конвекции воздуха воздухозаборные шахты – не внутри стен, а внутри атриума.

Потребность в отоплении и кондиционировании можно оптимизировать и покрытием на стеклах: микроэлектронным, тонировкой. Ламели-козырьки можно сделать так, что летом прямого попадания солнца не будет, а зимой – будет. Все это делается на первом этапе.

ТЕХНОЛОГИИ НА УЧАСТКЕ

Когда концепция здания сформирована, то следующий шаг – технологии на участке. Есть завод, у которого практически нет стока ливневых вод в обычном понимании. 98% стока обеспечивает предусмотренный нами фильтрационный пруд с растениями, в котором вода испаряется и впитывается в грунт. На другом заводе вся дождевая вода идет на нужды производства.

– Мы об этих принципах писали. Это экологично и материально выгодно.

– Смешно, но у этого завода постоянные проблемы с надзорными органами, которые совершенно не понимают, куда девается отработанная вода. Привыкли, что заводские пруды несут иные функции – охладительную, пожарную.

Обычно поверхность земли вокруг зданий мостят водонепроницаемыми покрытиями. Воде некуда уходить, она сливается в канализацию, загрязняет водоемы нагружает систему транспортирования и очистки, тем самым увеличивает выбросы парниковых газов в атмосферу. Нужно обеспечить проникновение воды вглубь.

Или газон. Мы считаем, что газон – чистое место, и делаем его выше уровня тротуара и дороги. Но газон – давно не чистое место, это город. В дождь грязь с газона смывается на дорогу, разносится по всей территории города машинами и людьми, сохнет и поднимается пылью. В городе нечем дышать. А нужно делать газоны ниже дороги, а под газонами — дренажные системы и канализацию. Чтобы все стекало в газон, фильтровалось и частично впитывалось, и только излишки уходили бы в сток.

– Этому же служат «дождевые сады» и «зеленые крыши».

– Совершенно точно. В Москве, кстати, уже есть много зеленых крыш. Это подземные парковки, кровля которых – на уровне земли и засажена газоном.

Они, помимо прочего, обеспечивают практически 100-процентую защиту от перегрева. Естественная защита от перегрева в «городском тепловом острове» достигается двумя путями: массовое озеленение и применение материалов с высоким коэффициентом альбедо (характеристика отражательной способности поверхности. – Прим. ред.). Чем светлее плитка на тротуаре, тем меньше она нагревается.

ЗЕЛЕНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

– Тогда расскажите, пожалуйста, о стройматериалах, с помощью которых архитектура сопротивляется климатическим вызовам.

– Вопрос многоплановый. Не столько изобретаются материалы – новые типы композитов и так далее, сколько происходит экологизация и оптимизация жизненного цикла старых: производство, транспортировка, утилизация. Например, компания Saint-Gobain, с которой мы работали, при производстве минеральной ваты использует дождевую воду и ранее переработанные строительные материалы — для снижения потребления ресурсов.

Есть система Environmental Product Declaration – EPD (стандартизированный способ количественной оценки воздействия продукта или системы на окружающую среду. – Прим. ред.). Она показывает и контролирует выброс парниковых газов при производстве материала, использование ресурсов, токсичность отходов производства. Все идет к ужесточению такого контроля. Поэтому компании, которые озабочены своим устойчивым развитием, начинают внедрять EPD уже сейчас, чтобы избежать в будущем больших единовременных инвестиций на переделку производства. В «зеленых» зданиях требуются именно такие материалы.

Когда мы отдаем предпочтение материалам, которые наносят меньший вред окружающей среде, то помогаем нашей измученной природе и уменьшаем флуктуации климата.

Кроме того, применяются б/у и переработанные материалы.

– Насколько сложно не построить, а переоборудовать существующее здание, чтобы лучше всего сопротивляться климатическим изменениям?

– Сложно. Есть болезненные точки. Нужно внедрить принудительную вентиляцию, оптимизацию энергопотребления, инженерные системы, автоматику систем. Повысить герметичность фасада, установить низко-эмиссионные стекла и переподобрать материалы для внутренней отделки,

Вентиляция – самое главное. В наших типовых домах заложены очень плохая естественная вентиляция, низкий воздухообмен, которого недостаточно для нормальной жизни человека. При переоборудовании здания мы можем лишь добавить принудительную вентиляцию. Чтобы вентиляция не удаляла тепло, нужна система рекуперации. Современные устройства даже контролируют содержание СО2 и при необходимости добавляют больше свежего воздуха.

Утепления, сделанного согласно нашим строительным нормам, обычно достаточно, хотя есть вопросы к качеству его монтажа.

Освещение в «зеленом» доме делается по датчикам движения. Сантехническое оборудование – с низким расходом воды. Внедрение «серой» воды, собранной в резервуар на крыше и прошедшей очистку и ультрафиолетовое обеззараживание – экологически выгодно, но невыгодно экономически; мы это сделали всего на двух проектах.

«Зеленые» принципы не заканчиваются зданием. Они включают в себя правильный выбор участка, озеленение, общественные пространства, близость к базовой инфраструктуре, хороший доступ к общественному и альтернативному транспорту, зарядные станции для электромобилей.

«Зеленые» здания – не просто строения. Это отрасль. Она соприкасается с энергетикой, ЖКХ, производством стройматериалов, транспортными системами, финансами и экологией окружающей среды.

Мы работаем с тремя параметрами: экономикой, здоровьем человека и сохранением природы.

Чем дальше – тем «зеленых» зданий будет больше. А в не таком уж далеком будущем вообще ничего нельзя будет построить, не соблюдая эти принципы.