Создание устойчивой архитектуры: глобальная перспектива

В эпоху, определяемую изменением климата и растущей экологической осведомленностью, архитектурный ландшафт претерпевает глубокие изменения. Устойчивая архитектура, когда-то нишевая концепция, теперь стала важнейшим императивом. Это глобальное движение стремится минимизировать воздействие зданий на окружающую среду на протяжении всего их жизненного цикла, от добычи материалов и строительства до эксплуатации и сноса. В этой статье рассматриваются основные принципы, инновационные практики и глобальные примеры, которые формируют будущее устойчивой архитектуры.

Что такое устойчивая архитектура?

Устойчивая архитектура, также известная как зеленое строительство или эко-архитектура, — это подход к проектированию и строительству, который минимизирует негативное воздействие на окружающую среду и максимизирует благополучие жильцов. Он включает в себя широкий спектр стратегий, в том числе:

• Энергоэффективность: Снижение энергопотребления за счет пассивного дизайна, высокоэффективной изоляции и возобновляемых источников энергии.
• Сохранение водных ресурсов: Внедрение водосберегающей сантехники, систем сбора дождевой воды и рециркуляции серой воды.
• Выбор материалов: Использование экологически чистых, переработанных и строительных материалов с низким уровнем воздействия.
• Качество внутренней среды: Создание здоровых и комфортных внутренних пространств с естественным освещением, вентиляцией и нетоксичными материалами.
• Сокращение отходов: Минимизация строительных отходов и содействие повторному использованию и разборке зданий.
• Контекст участка: Гармоничная интеграция зданий в окружающую среду и минимизация нарушения экосистем.

Ключевые принципы устойчивой архитектуры

Устойчивая архитектура руководствуется несколькими основными принципами, которые лежат в основе процесса проектирования и строительства:

1. Стратегии пассивного дизайна

Пассивный дизайн использует природные элементы, такие как солнечный свет, ветер и температура, чтобы минимизировать потребность в механических системах. Это включает:

• Ориентация: Расположение зданий для максимального использования солнечного тепла зимой и минимизации летом.
• Естественная вентиляция: Проектирование зданий для содействия потоку воздуха и снижения потребности в кондиционировании.
• Дневное освещение: Оптимизация расположения окон и затенения для максимального использования естественного света и снижения потребности в искусственном освещении.
• Тепловая масса: Использование материалов с высокой тепловой массой, таких как бетон или камень, для поглощения и выделения тепла, что позволяет регулировать температуру в помещении.

Пример: Федеральное здание Эдит Грин – Уэнделл Уайатт в Портленде, штат Орегон, США, включает обширные затеняющие устройства и естественную вентиляцию для снижения энергопотребления.

2. Интеграция возобновляемых источников энергии

Интеграция возобновляемых источников энергии, таких как солнечные панели и ветряные турбины, может значительно снизить зависимость здания от ископаемого топлива. Государственные стимулы и технологические достижения сделали возобновляемую энергию все более доступной и недорогой.

Пример: The Crystal в Лондоне, Великобритания, вырабатывает собственную электроэнергию с помощью солнечных панелей и геотермальных тепловых насосов.

3. Выбор устойчивых материалов

Выбор строительных материалов с низким воздействием на окружающую среду имеет решающее значение для устойчивой архитектуры. Это включает в себя учет скрытой энергии материалов (энергии, необходимой для их добычи, обработки и транспортировки), их содержания вторичного сырья и их долговечности.

• Переработанные материалы: Использование материалов, изготовленных из вторсырья, таких как переработанная сталь, стекло и пластик.
• Быстро возобновляемые материалы: Использование материалов, которые можно быстро восстановить, таких как бамбук и соломенные блоки.
• Местные материалы: Снижение выбросов от транспортировки за счет закупки материалов у близлежащих поставщиков.
• Материалы с низким содержанием ЛОС: Избегание материалов, выделяющих летучие органические соединения (ЛОС), которые могут нанести вред качеству воздуха в помещении.

Пример: Во многих экологически чистых домах используются бамбуковые полы — быстро возобновляемый ресурс, который является одновременно прочным и эстетически привлекательным.

4. Сохранение водных ресурсов

Нехватка воды — растущая проблема во всем мире, что делает сохранение водных ресурсов важнейшим аспектом устойчивой архитектуры. Стратегии включают:

• Водосберегающая сантехника: Установка унитазов, душей и смесителей с низким расходом воды.
• Сбор дождевой воды: Сбор дождевой воды для орошения и других непитьевых нужд.
• Рециркуляция серой воды: Очистка и повторное использование сточных вод из раковин, душей и стиральных машин для орошения и смыва в туалетах.
• Ксерискейпинг: Проектирование ландшафтов, требующих минимального полива.

Пример: Bullitt Center в Сиэтле, США, является зданием с нулевым потреблением воды, которое собирает дождевую воду и очищает собственные сточные воды.

5. Качество внутренней среды

Создание здоровых и комфортных внутренних пространств имеет важное значение для благополучия жильцов. Это включает:

• Естественный свет: Максимальное использование естественного света для снижения потребности в искусственном освещении и улучшения настроения и производительности.
• Вентиляция: Обеспечение достаточной вентиляции для удаления загрязняющих веществ и поддержания качества воздуха.
• Тепловой комфорт: Поддержание комфортной температуры и уровня влажности.
• Акустика: Проектирование пространств для минимизации шума и создания тихой и спокойной обстановки.
• Нетоксичные материалы: Использование материалов, которые не выделяют вредных химических веществ.

Пример: Больница Khoo Teck Puat в Сингапуре включает в себя обширные зеленые насаждения и естественную вентиляцию для создания лечебной и восстанавливающей среды для пациентов.

6. Оценка жизненного цикла (ОЖЦ)

ОЖЦ — это комплексный метод оценки воздействия здания на окружающую среду на протяжении всего его жизненного цикла, от добычи материалов до сноса. Это позволяет архитекторам выявлять возможности для снижения воздействия на окружающую среду и принимать более обоснованные проектные решения.

Глобальные примеры устойчивой архитектуры

Устойчивая архитектура внедряется по всему миру, а инновационные проекты демонстрируют потенциал практик зеленого строительства:

1. The Crystal (Лондон, Великобритания)

The Crystal — это инициатива Siemens по созданию устойчивых городов. Он демонстрирует устойчивые технологии и решения в области городского планирования. Ключевые особенности включают солнечные панели, геотермальные тепловые насосы и сбор дождевой воды.

2. Bullitt Center (Сиэтл, США)

Bullitt Center — одно из самых экологичных коммерческих зданий в мире. Он спроектирован как здание с нулевым потреблением энергии и воды, производящее всю собственную электроэнергию и собирающее дождевую воду для всех своих нужд.

3. Bosco Verticale (Милан, Италия)

Bosco Verticale (Вертикальный лес) — это пара жилых башен, в которых насчитывается более 900 деревьев и 20 000 растений. Этот инновационный дизайн улучшает качество воздуха, снижает эффект городского теплового острова и повышает биоразнообразие.

4. Kampung Admiralty (Сингапур)

Kampung Admiralty — это комплексный проект, разработанный для удовлетворения потребностей стареющего населения Сингапура. Он включает зеленые зоны, общественные сады и энергоэффективные конструктивные решения.

5. «Земные корабли» (Различные местоположения)

«Земные корабли» — это автономные дома, построенные из переработанных материалов, таких как шины и бутылки. Они спроектированы как самодостаточные, производящие собственную электроэнергию, собирающие дождевую воду и очищающие собственные сточные воды. «Земные корабли» можно найти в различных климатических условиях по всему миру.

6. Здания с нулевым потреблением энергии в Скандинавии

Скандинавские страны десятилетиями находятся в авангарде устойчивой архитектуры, имея многочисленные примеры зданий с нулевым потреблением энергии, которые производят столько же энергии, сколько потребляют.

Преимущества устойчивой архитектуры

Устойчивая архитектура предлагает широкий спектр преимуществ, включая:

• Снижение воздействия на окружающую среду: Минимизация выбросов парниковых газов, истощения ресурсов и загрязнения.
• Снижение эксплуатационных расходов: Сокращение потребления энергии и воды, что приводит к значительной экономии средств.
• Улучшение качества внутренней среды: Создание более здоровых и комфортных внутренних пространств.
• Повышение стоимости недвижимости: Зеленые здания часто более желательны и имеют более высокую цену.
• Улучшение общественного имиджа: Демонстрация приверженности устойчивому развитию может улучшить репутацию компании или организации.
• Устойчивость к изменению климата: Проектирование зданий, которые лучше способны противостоять экстремальным погодным явлениям.

Проблемы и возможности

Хотя устойчивая архитектура предлагает многочисленные преимущества, существуют и проблемы, которые необходимо преодолеть:

• Более высокие первоначальные затраты: Устойчивые строительные материалы и технологии иногда могут быть дороже на начальном этапе.
• Недостаток осведомленности: Некоторым архитекторам, строителям и застройщикам может не хватать знаний и опыта для внедрения стратегий устойчивого проектирования.
• Регуляторные барьеры: Строительные нормы и правила не всегда могут поддерживать или стимулировать практики устойчивого строительства.
• Восприятие сложности: Некоторые люди могут воспринимать устойчивую архитектуру как слишком сложную или трудную для реализации.

Несмотря на эти проблемы, существуют также значительные возможности для роста и инноваций в области устойчивой архитектуры:

• Технологические достижения: Постоянно появляются новые технологии, которые делают устойчивое строительство более эффективным и доступным.
• Государственные стимулы: Многие правительства предлагают стимулы, такие как налоговые льготы и гранты, для содействия зеленому строительству.
• Растущий спрос: Потребители все чаще требуют устойчивые продукты и услуги, создавая рынок для зеленых зданий.
• Образование и обучение: Появляется все больше образовательных программ и возможностей для обучения, чтобы помочь архитекторам, строителям и застройщикам узнать об устойчивом проектировании.

Сертификация LEED и другие стандарты зеленого строительства

LEED (Лидерство в энергетическом и экологическом проектировании) — это самая широко используемая в мире система оценки зеленых зданий. Разработанная Советом по зеленому строительству США (USGBC), LEED предоставляет основу для проектирования, строительства, эксплуатации и обслуживания зеленых зданий. Другие стандарты зеленого строительства включают:

• BREEAM (Метод оценки экологической эффективности зданий Исследовательского института строительства): Британская система оценки зеленых зданий.
• Green Star: Австралийская система оценки зеленых зданий.
• CASBEE (Комплексная система оценки эффективности застроенной среды): Японская система оценки зеленых зданий.
• Living Building Challenge: Строгая программа сертификации зеленых зданий, ориентированная на регенеративный дизайн.

Будущее устойчивой архитектуры

Устойчивая архитектура — это не просто тренд; это будущее застроенной среды. По мере усиления изменения климата и истощения ресурсов принципы устойчивого проектирования будут становиться все более важными. Инновации в материалах, технологиях и стратегиях проектирования будут продолжать стимулировать эволюцию устойчивой архитектуры, создавая здания, которые не только экологически ответственны, но и эстетически привлекательны, функциональны и здоровы для жильцов. Вот некоторые ключевые тенденции, формирующие будущее:

• Здания с нулевым потреблением энергии и воды: Здания, которые производят столько же энергии и воды, сколько потребляют.
• Биофильный дизайн: Включение природных элементов и узоров в застроенную среду для улучшения благополучия человека.
• Принципы циркулярной экономики: Проектирование зданий для разборки и повторного использования, минимизация отходов и максимальное использование ресурсов.
• Умные здания: Использование технологий для оптимизации энергопотребления, улучшения качества внутренней среды и повышения комфорта жильцов.
• 3D-печать и модульное строительство: Оптимизация процесса строительства и сокращение отходов.

Практические советы по созданию устойчивой архитектуры

Независимо от того, являетесь ли вы архитектором, строителем, застройщиком или домовладельцем, есть несколько шагов, которые вы можете предпринять для продвижения устойчивой архитектуры:

• Образовывайтесь: Узнайте о принципах устойчивого проектирования и лучших практиках.
• Ставьте четкие цели: Определите свои цели в области устойчивого развития и отслеживайте свой прогресс.
• Сотрудничайте с экспертами: Работайте с опытными архитекторами, инженерами и подрядчиками, которые специализируются на устойчивом проектировании.
• Используйте устойчивые материалы: Выбирайте строительные материалы с низким воздействием на окружающую среду.
• Внедряйте стратегии пассивного дизайна: Используйте природные элементы для снижения энергопотребления.
• Интегрируйте возобновляемую энергию: Устанавливайте солнечные панели, ветряные турбины или другие системы возобновляемой энергии.
• Экономьте воду: Устанавливайте водосберегающую сантехнику и внедряйте системы сбора дождевой воды.
• Контролируйте и оптимизируйте производительность: Отслеживайте потребление энергии и воды и вносите коррективы по мере необходимости.
• Получайте сертификацию: Рассмотрите возможность получения сертификации LEED или другого стандарта зеленого строительства.
• Выступайте за изменения: Поддерживайте политику и инициативы, способствующие практикам устойчивого строительства.

Заключение

Устойчивая архитектура является важнейшим ответом на экологические вызовы, стоящие перед нашей планетой. Применяя принципы устойчивого проектирования и инновационные технологии, мы можем создавать здания, которые не только экологически ответственны, но и способствуют здоровью, благополучию и процветанию сообществ по всему миру. Поскольку спрос на устойчивые здания продолжает расти, архитекторы, строители и политики должны работать вместе, чтобы создать будущее, в котором все здания проектируются и строятся с учетом окружающей среды. Переход к устойчивой архитектуре — это путешествие, а не пункт назначения. Постоянно обучаясь, внедряя инновации и сотрудничая, мы можем создать застроенную среду, которая будет одновременно устойчивой и жизнеспособной для будущих поколений.