Впервые в истории на глобальном экофоруме «Рио-92», конференции ООН по окружающей среде и развитию, в «Программе действий на XXI в.» человечество признало необходимость перехода мира, стран и городов на путь устойчивого развития, которому способствовали бы новое устойчивое проектирование и строительство городов.
Кроме загрязнений продуктами отработки традиционных энергетических ресурсов, выбрасываемых в окружающую середу, причиной актуальности данной темы во всем мире является и недостаток традиционных источников энергии, повлекший энергетический кризис 1970-х гг. и мировой финансовый кризис.
Чтобы создавать энергоэффективную архитектуру, необходимо обратиться к опыту естественных энергосберегающих приемов традиционной архитектуры разных стран. Пассивные методы давно используются в строительстве. Целый ряд энергоэффективных приемов был веками отработан в народном жилище в разных климатических зонах. На выбор естественных способов энергосбережения влияет климат.
Он определяет конструкцию любого здания. Древнеримский архитектор Витрувий в своем знаменитом трактате об архитектуре целую главу посвящает климату как решающему фактору при определении стиля дома. В жарком климате используют затененные и просторные места вроде веранд или внутренних двориков. Традиционные дома в Заполярье и на экваторе будут сильно отличаться друг от друга по внешнему виду не столько из-за культурных аспектов, сколько из-за устройства и различных приемов энергосбережения, но при этом они будут соответствовать одним принципам: минимальному ресурсопотреблению, пассивному нагреванию и охлаждению.
Приспособляемость к природным условиям всегда была главной чертой народного жилища, а энергоэффективность преобладала среди всех иных задач строительства. Изучение традиционного жилища способно подсказать многие перспективные решения в разработке концепции экодома. На севере дома должны быть обращены фасадом на юг и покрыты крышей, на юге — фасадом, и более открытые.
И древние греки, и римляне, и американские индейцы располагали жилище так, чтобы наиболее используемая часть была обращена к экватору, где будет максимум солнечного света в течение дня. Они использовали такие материалы, как природный камень и глиняный кирпич, которые поглощают солнечное тепло и отдают его ночью, когда температура значительно ниже.
Согласно традициям русской народной архитектуры, наши предки старались не устраивать ворота или окна (основные элементы теплопотерь дома) на «ночь», то есть на север, так как с севера дуют холодные ветры, отсюда поступает минимум радиационного тепла, и увеличивается потеря тепла фасадами северной ориентации. Таким образом, этот планировочный прием имеет рациональность и остается актуальным и сегодня.
К русским традициям устройства жилья относятся: пространственное ориентирование помещений относительно частей света; устройство жилья таким образом, чтобы максимально осветить его с наименьшими потерями тепла; применение природных материалов; создание низких потолков и дверей с тем, чтобы сократить затраты сырья для отопления помещения.
Создание компактных объемов зданий с минимумом выступающих частей и вдающихся ниш, с асимметричными двускатными кровлями (крутой скат кровли ориентирован на юг, более длинный, пологий — на север, так как в этом случае он лучше противостоит снеговой и ветровой нагрузке). Вход в дом организован через тамбур, основные проемы, защищенные ставнями, ориентированы на юг.
Северный фасад имеет минимальное остекление.Объемно-планировочные решения этих домов служат основой для проектирования энергоэффективных, экологичных домов в холодном климате.Дома в теплых, влажных странах строились с учетом высокой влажности. Например, традиционный малайский дом строится на сваях, позволяя ветру обдувать его снизу. Стены не поглощают свет или тепло.
Интерьер открыт – воздух может двигаться внутри здания, в котором есть высокая крыша, позволяющая горячему воздуху выходить из него.В засушливых регионах, таких как древняя Персия (нынешний Иран), и других теплых странах в домах предусмотрен внутренний двор. Из здания был выход во двор, находящийся в тени и позволяющий холодному воздуху попадать внутрь.
Во дворе устраивался фонтан или водоем для охлаждения и увлажнения воздуха. В Иране часто можно встретить башенки – бадгиры, они ловят ветер и обеспечивают естественную вентиляцию в домах. Если ветра нет, то они позволяют выходить воздуху изнутри. Бадгиры поглощают тепло, создавая внутри восходящий поток воздуха. Так из дома выходит теплый воздух и втягивается холодный.
В жарком климате павильонная планировка издавна служила целям борьбы с высокой влажностью и перегревом. Вытянутый план способствовал сквозному проветриванию, обилие террас и балконов — характерные черты этого жилища. Там особенно важна усиленная естественная вентиляция, которая достигается за счет специфической организации покрытий, образующих повышенные в центре пирамидальные пространства с усиленной тягой, создаваемой проемами в верхней его части. Характерной особенностью проектов для южных регионов является то, что северная стена утепляется меньше, чем остальные. Это связано с тем, что в жарком климате важнее защититься от перегрева с южной стороны, чем от холода зимой — с северной. По этой же причине прибегают к уменьшению площади остекления на восточном и западном фасадах, а южный защищается козырьками, которые эффективны при высоко стоящем летнем солнце.
В таких регионах, как Скандинавские страны, Африка, Япония и США, люди строили жилище под землей. Земляные дома используют прохладу земли летом и ее тепло зимой. Земляные дома, или землянки, бывают разными – от простых отверстий с наклонной крышей до целых зданий, утопленных в склон холма. Каменные жилища дневней Европы, скальные города Анасази на юго-западе Америки и дома Догон в Бандиагара на западе африканского государства Мали демонстрируют все виды горных домов.
В древности также строились подземные дома. Самые древние примеры находят в Скара Брае (Шотландия) на островах Оркни – этим постройкам 5000 лет.Таким образом, в традиционном жилище естественные энергоэффективные градостроительные и архитектурно-планировочные приемы для конкретных природно-климатических условий значительно изменяют облик дома.
Сегодня путями увеличения энергоэффективности дома являются способы пассивного нагревания и охлаждения, которые использовались и в традиционной архитектуре. Эти способы используют максимум естественного солнечного тепла, прохладу тени и потоков ветра, обдувающих здание, а также особенности материалов по удержанию тепла и прохлады.
