Архитектура: экотехнологии и устойчивое развитие на примерах

Экологические проблемы иногда кажутся непреодолимыми, но устойчивое развитие не стоит на месте. И хотя этому процессу еще предстоит пройти долгий путь, в архитектуре и строительстве используется много экологически безопасных разработок. «Устойчивость — это не один или два “удивительных” продукта или услуги, а набор мероприятий, которые в совокупности могут оказать значительное влияние», — говорит Ангус Эйтель из британского бюро Fiftypointeight Architecture + Interiors. 

Терраса в этом доме выходит на юг, чтобы минимизировать потери энергии из-за больших плоскостей остекления 

Правильная ориентация на местности

И Ангус Эйтель, и австралийский архитектор Ребекка Нотин уделяют внимание ориентации здания по солнцу и ветру, чтобы использовать возможности пассивного отопления и охлаждения. «Например, понимание главенствующих в этом районе направлений ветра, может увеличить эффект вентилирования здания для пассивного охлаждения и снизить дополнительное потребление энергии» — рассказывает архитектор Ребекка Нотин.

Этот дом, спроектированный Томасом Даубером, оснащен тепловым насосом 

Изоляция и термическая эффективность

Строить экодома помогают и инновации в области теплоизоляции. Сейчас можно найти разные энергоэффективные материалы, например, улучшенную теплоизоляцию небольшой толщины, окна с тройными стеклопакетами и т.д. «Недавно появилась аэрогелевая изоляция со сверхвысокими характеристиками, подходящая для стен, полов, крыш и отлично показавшая себя в процессе модернизации домов и ремонта. Особенно, когда толщина стены имеет решающее значение, и в проекте может использоваться только очень тонкая изоляция». — рассказывает Ангус Эйтель.

Итальянский архитектор Mария Элиза Вилла говорит о "нанотехнологиях, которые создают новые, по-настоящему экологичные и эффективные продукты", например, термопанели и штукатурку толщиной в несколько сантиметров. Хотя эти продукты уже представлены на рынке, Мария Элиза Вилла отмечает, что они могут быть малоизвестны даже среди профессионалов.

Немецкий архитектор Tомас Даубер рассказывает, что зданиям с деревянным каркасом для теплоизоляции требуются более тонкие стены, по сравнению с каменными. Так что в этом случае хорошо работает изоляция из целлюлозы или натуральной шерсти. Она может сохранять тепло в здании с деревянным каркасом даже при толщине стены всего 20 сантиметров.

Это здание из дерева и бетона, спроектированное немецкой компанией HI Architektur, оснащено тепловым насосом с емкостью для горячей воды. Электричество поступает от солнечных панелей на крыше

Системы обогрева

Отопление и климатический комфорт — одни из самых серьезных проблем пассивного дизайна, поэтому многие из опрошенных нами профессионалов отметили инновации в этой области — от пеллетных котлов до геотермальных насосов. 

Дайсуке Санада из Suwa Architects + Engineers изучает теорию эксергии [это предельное значение энергии, которое может быть использовано полезным образом]. Эта теория анализирует, как менее эффективные источники энергии (например, солнечное тепло) могут быть использованы для экоустойчивого обогрева домов. «Результаты исследований могут быть использованы для оптимизации конструкции крыши и окон, выбора озеленения, систем отопления и охлаждения для создания зданий с минимальным воздействием на окружающую среду», — говорит архитектор.

Пример подключения геотермального теплового насоса от Harvest Cornwall 

Британец Ангус Эйтель отмечает еще одну важную тему современных домов - обустройство вентиляции. «Не без влияния истории с коронавирусом мы все чаще устанавливаем системы вентиляции, такие как MVHR [система механической вентиляции с рекуперацией тепла], которые получают тепло от обработки несвежего и поступающего свежего воздуха. Это обеспечивает оптимальную температуру в помещении», — говорит он.

Итальянский архитектор Mикеле Перлини отмечает новую технологию: «Я хотел бы рассказать о новых обогревателях, которые нагревают домашнюю среду благодаря каталитической реакции, без пламени и без выбросов CO₂. Это происходит при температуре около +300° C и без образования вредных оксидов азота (NOx); Единственным побочным продуктом реакции является водяной пар без выбросов углекислого газа или загрязняющих отходов, и он может быть безопасно выпущен в атмосферу».

Это викторианское здание было полностью модернизировано компанией Ecospifer в соответствии со стандартами пассивного дома, и включает систему солнечных батарей и систему рекуперации тепла (MVHR)

Резервная энергия

Ангус Эйтель отмечает, что технологии отопления, например, геотермальные тепловые насосы сталкиваются с проблемами лишнего резервируемого тепла: «Летом много избыточного тепла, а пиковая потребность в отоплении приходится на зимние ночи». Одним из решений этой проблемы является сезонное накопление тепловой энергии, в котором используется межсезонная передача тепла. Ключевым элементом в таком случае становится «Термо банк».

Термобанк используется для хранения тепла на очень большом объеме земли в течение нескольких месяцев, в отличие от стандартного хранилища тепла, которое может удерживать высокую температуру в течение короткого времени в изолированном резервуаре.

Хранить дополнительную энергию можно и с помощью резервных батарей. «Сперва была только батарея Tesla Powerwall, но теперь доступны другие решения, и стоимость такого резервного хранения снижается», — продолжает Эйтель. Конечно, когда речь идет о хранении дополнительной энергии, сами батареи создают экологические проблемы: «Проблемы как при их производстве (например, с использованием лития), так и при утилизации. В настоящее время разрабатывается вариант использования материалов с фазовым переходом для хранения энергии, что снизит зависимость от батарей» — рассказывает британский архитектор.

Состоящий из бетонных блоков Sawmill House в Австралии спроектирован студией Archier, и при его постройке исследовали возможности использования тысяч тонн бетона, который ежегодно уходит в отходы 

Переработка, вторичное использование и принцип Cradle to Cradle

Переработка всегда была важной частью экоподхода, и архитекторы отмечают интересные разработки. В небольшом масштабе можно использовать мебель, изготовленную из переработанных строительных элементов, советует buduemo.com.

В более крупном масштабе «растет необходимость утилизации, повторного использования, перепрофилирования существующих зданий, а не просто сноса и восстановления», — говорит Ангус Эйтель.

Немецкий архитектор Юрген Лемайер из büro für bauform отмечает, что часто необходим другой подход к уже имеющимся материалам. «Экостроительство означает, что материалы будут постоянно циркулировать. Баланс CO2 в производстве стали, например, всегда рассматривается отрицательно, потому что исследуется только производственный процесс. В этом подходе упускается то, что сталь можно использовать снова и снова, и с этой точки зрения она является абсолютно экологичной».

Этот фермерский дом, отреставрированный бюро Ora Architetti, использует местное дерево и камень, а также оснащен солнечными батареями и теплоизоляцией из древесного волокна. Камень из снесенных частей повторно использовали в постройке 

Природные материалы и традиционные техники

«Природные материалы отлично изолируют как от жары, так и от холода. И позволяют нашим домам дышать», — рассказывает итальянский архитектор Роберта Тредичи из Archingreen.

«Есть натуральные краски, в которых используются такие компоненты, как яйца, молоко, терракота из льняного масла, пигменты растительного происхождения — древесный уголь, шелуха грецкого ореха, а также штукатурки, напольные покрытия и отделочные материалы в целом, которые могут уменьшить так называемое загрязнение в помещении».

В своих проектах французский архитектор Тина Меркес использует экоматериалы 

Итальянский архитектор Фульвио Клаудио Мелле из Melle-Metzen Architects также выступает за сокращение использования химикатов в стройматериалах в пользу «изоляционных материалов на основе растительных волокон, шерсти, красок на минеральной основе или казеина с низким содержанием влаги».

Томас Даубер является сторонником деревянного строительства, хотя в Германии чаще встречаются бетонные или каменные постройки. Он отмечает, что древесина является возобновляемым ресурсом, действует как поглотитель тепла и относительно легко может быть переработана.

Однако, когда дело доходит до традиционных натуральных материалов и технологий, Мария Элиза Вилла из Италии отмечает, что проблема скорее заключается в поиске мастеров, которые всё еще могут работать с натуральными материалами, поскольку предпочтение отдается быстровозводимым каркасам и деталям, произведенным промышленным способом. Она отмечает, что традиционные навыки часто сохраняются при консервации изобразительного искусства, а не в строительстве, и поэтому затраты на рабочую силу, а не сами материалы делают эти подходы дорогими, по крайней мере, в Италии.

Этот дом испанского архитектора Марии Кастельо был построен с использованием натуральных материалов и пассивных методов, несмотря на ограниченный бюджет

Доступность

Даже самые действенные инновации бесполезны, если к они доступны только нескольким сотням богачей. «Для нас устойчивость всегда была не только вопросом экологии, но и экономики. Мы верим в экологически чистые здания, которые не являются чрезмерно дорогими, но благодаря знающим и компетентным поставщикам, могут быть доступны каждому», — отмечает Роберта Тредичи. 

Французский дизайнер интерьеров Майсса Эль Факир из бюро Ouvrage соглашается с такой позицией: «За последние несколько лет вырос спрос и упростился доступ к винтажной мебели. В течение многих лет винтаж предназначался для тех людей, у кого было время, которые умели торговаться и вставали рано утром в воскресенье, чтобы пойти на блошиные рынки. Но сегодня появились онлайн-платформы, которые делают винтажные товары доступными. Здоровые и экологичные материалы без вредных добавок — еще одна вещь, которая сильно изменилась за последние несколько лет. Раньше это было доступно только для элитных видов краски, а сегодня выпускают все больше и больше доступных брендов. Рынок готов к изменениям и очень быстро растет».