Ветроактивный жилой дом

Участник конкурса "Зеленый проект – 2015/16"

Номинация: "Архитектура высоких широт", раздел: "Проект"

Авторский коллектив: Сергеева Анастасия, Ревенко Дмитрий, Чепурная Татьяна, руководители - Власов Вячеслав Анатольевич, Мельникова Ольга Геннадьевна

Волгоградский государственный архитектурно-строительный

г. Волгоград

Дата проектирования: 2015

Строительство на Дальнем Севере имеет свою специфику, которая выражается не только в специальных конструктивных решениях, но и в методике возведения зданий. Так, например, в зданиях в основном применяются свайные фундаменты, конструкция которых позволяет поднять здание над землей, и таким образом, сократить влияние здания на вечную мерзлоту и, наоборот, влияние мерзлоты на здание. В более южных районах Российской Федерации такое конструктивное решение фундаментов практически не применяется. Другой особенностью Дальнего Севера является очень небольшой промежуток времени в году, когда строительство физически возможно осуществлять. Это связано с тем, что большую часть года наружный воздух имеет температуру гораздо ниже нуля, что не позволяет проводить какие-либо мокрые работы. Так же судоходство большую часть года затруднено ледовыми покровами на водных поверхностях, и в то же время из-за снежного покрова и удаленности автомобильным или железнодорожным транспортом габаритные грузы перевозить проблематично.

Мы предлагаем проект ветроактивного жилого дома, который максимально учитывает все особенности проектирования и возведения в климатических условиях Севера.

Технология возведения здания.

Разработанное проектное предложение предусматривает выполнять строительство с применением объемных железобетонных блоков на комнату. Тип объемного блока «стакан» или «колпак» в данном случае не имеет особенного значения. На данный момент на Севере широко применяется использование блочных домов из стальных конструкций. Наш вариант имеет несколько преимуществ перед стальными блоками: во-первых, это долговечность, так как железобетонные конструкции не подвержены коррозии, во-вторых, это жесткость и массивность конструкций, что более актуально в условиях Севера с их быстрыми ветрами и значительными снеговыми покровами.

Архитектурно-конструктивные характеристики здания.

Предлагается использование 4 различных объемных блоков:

- блок на комнату;

- блок укороченный, для создания межкомнатного коридора;

- блок лестничной клетки;

- блок лоджий.

В проекте предусматривается использование объемных блоков, выполняющих функции фундамента. Это позволит сократить время возведения здания, так как практически все габаритные конструкции будут заводского изготовления. С применением объемных блоков возможно выполнить полностью замкнутый теплоизолированный контур, так как между объемным блоком фундамента и объемными блоками жилых комнат можно уложить теплоизоляционный слой из плотного пенополистирола, вместо того чтобы укладывать теплоизоляцию под полом или под ростверком свайного фундамента. Поскольку конструкция объемных блоков жесткая, такое решение конструктивно оправдано, так как деформация теплоизоляционного слоя под блоками не приведет к деформациям или разрушениям жилых блоков. Наружные стены возможно утеплять или по технологии вентилируемый фасад, или из навесных теплоизоляционных панелей, что более предпочтительнее при сокращении сроков строительства.

Для ускорения монтажа возможно блоки привозить на площадку с установленной сантехникой и инженерными коммуникациями, оконными и дверными заполнениями, в результате чего внутри здания необходимо только сделать чистовую внутреннюю отделку.

Разводка инженерных коммуникаций осущевстляется таким образом, чтобы наружных коммуникаций было меньше и их максимально теплоизолируют. Внутренние инженерные коммуникации прокладывают уже до установки модуля на заводе, соединяются между собой в процессе монтажа модулей.

В проекте предусмотрено конструктивное решение, направленное на отсутствие мостиков холода. Вместо балконов запроектированы лоджии, в которых остекление является дополнительным барьером между внешней и внутренней средой.

Исходя из суровых климатических условий предусмотрен двойной тамбур.

Большую часть года окружающая среда невзрачна и однотонна. Использование в фасадном решении цветового разнообразия благоприятно сказывается на психическом состоянии жителей данного региона.

Невзирая на суровые климатические условия, запроектированы пандусы для маломобильной группы населения.

Применение энергосберегающих технологий.

Весьма актуальным на сегодняшний день является вопрос об энергосбережении здания. Одним из элементов энергосбережения является конструктивное решения здания, обеспечивающее более качественную теплоизоляцию здания, вторым же элементом энергосбережения является использование возобновляемых источников энергии. Некоторые из источников отпали в связи с особенностями климата, это солнечная энергетика, так как большая часть года солнечные элементы будут покрыты снегом, и геотермальное тепло, которое в условиях вечной мерзлоты неэффективно.

Так как северные районы России характерны ветрами большой скорости, то в проекте нами предлагается использование ветрогенераторов, встроенных в само здание. Из-за особенностей климата обычные лопастные ветряки использовать нерационально, поскольку в зимнее время возможно обледенение лопастей, что сильно снижает их эффективность. В предлагаемом проекте дома мы используем встроенные ветрогенераторы, с пониженными шумовыми характеристиками. Несмотря на низкий шум при работе генераторов, в проекте заложена дополнительная звукоизоляция в конструкции. На крыше расположены ветроуловители, в виде сужающихся прямоугольных воронок, расположенных на 4-ом этаже здания. В узкой части этих воронок располагаются специальные ветрогенераторные установки. Использование воронок позволит собрать поток воздуха с большей площади и направить его на ветрогенераторы, а за счет сужения увеличить скорость воздуха по мере сужения воронок. Так как ветрогенераторы будут спрятаны внутри конструкции здания, то вероятность обледенение лопастей уменьшается. Одной из проблем является задержка снега от попадания внутрь воронки и затем в ветрогенератор, для чего используется специальная снегоудерживающая сетка. Для более эффективного использования энергии ветра здание ориентировано ветроуловителями в сторону наиболее преобладающего ветра. Таким образом, еще обеспечивается защита для дворового пространства от продувания ветром, что важно для сурового климата севера. Выработанная электрическая энергия, конечно, о не позволяет полностью обеспечивать все потребности здания в электрической энергии, но за счет применение аккумуляторов большой емкости, возможно накопление и равномерное распределение ее на какие-либо нужды, например, на общедомовое освещение, что актуально для длинных северных ночей.