Экологическое образование в архитектурном вузе

Экологическое образование в архитектурном вузе

Е.М.Микулина, Н.Г.Благовидова

Во всем мире формирование экологического мировоззрения обусловлено тем, что природные ресурсы планеты Земля, обеспечивающие существование человеческого общества, практически исчерпаны. Настало время переориентации всех видов деятельности с прямого потребления ресурсов на их восстановление или вторичное использование.

Эти идеи, выраженные в концепции устойчивого развития, лежат в основе всех образовательных программ, начиная со школьного и кончая высшим образованием. Непосредственное влияние они оказывают и на формирование экологического мировоззрения при подготовке специалистов в области архитектуры и градостроительства.

Деятельность архитектора и градостроителя связана не столько с общей концепцией устойчивого развития, которая ориентирована на политические решения и межгосударственные программы, сколько с концепцией экологической безопасности. Одной из главных задач остается предвидение последствий того или иного строительства, учет влияния продолжающихся (хотя и видоизмененных) природных процессов, обеспечение мер защиты и дальнейшего развития объектов. Следующим шагом в формировании архитектурной экологии станет внедрение природных процессов в структуру архитектурно-строительных объектов. Это потребует не только инновационных инженерно-технических решений, но и новых подходов к изучению известных мер - естественной инсоляции и проветривания, теплосбережения, водоотвода, сбора и накопления осадков.

В настоящее время начатки экологического мировоззрения формируются у молодежи уже в школе. А программы высшего образования предусматривают общий мировоззренческий курс, раскрывающий основные понятия современной экологической науки с учетом их использования в соответствующей области деятельности. В МАрхИ подготовка курса архитектурной экологии опиралась на курс ландшафтной архитектуры профессора Л.С.Залесской и курс охраны окружающей среды профессора С.Б.Чистяковой. Следует отметить, что в 1970-1980-е годы в Институте был проведен целый ряд научных исследований экологического характера, которые нашли отражение в докторских и кандидатских диссертациях и были внедрены в практику прежде всего градостроительного проектирования. Изменение политических и экономических условий потребовало новых подходов к формированию среды обитания. Прежние концепции базировались на идее сохранения природной среды и складывались как система правил и ограничений. В новых условиях под руководством

академика И.М.Смоляра был разработан курс «Экологические основы архитектурного проектирования». Поскольку природной среды, не затронутой деятельностью человека, на планете практически не осталось, в основу нового курса был положен всесторонний анализ непрерывности процессов как в природной, так и в искусственной антропогенной среде. Был также учтен опыт разработки эколого-мировоззренческих курсов в зарубежных высших учебных заведениях (США, Великобритании, ФРГ).

Во второй половине ХХ века одним из первых в мировой архитектурно-градостроительной науке сформулировал экологическую теорию проектирования профессор Массачусетского технологического института Я. Макхарг. В своей книге он обосновал единство формы и процесса, их взаимосвязь, регулируя которую можно обеспечить устойчивое развитие антропогенной среды [6]. Эти положения были использованы в преподавании на кафедре градостроительства МАрхИ, в диссертациях преподавателей Института (С.А.Галеев, Н.В.Лазарева и др.). Позднее теоретик градостроительства Дж.Джекобс, попытавшаяся дать определение городской экологии, писала, что природная экосистема состоит из физико-химико-биологических процессов, происходящих внутри пространственно-временного промежутка любой величины, городская же - из физико-экономико-этических процессов, происходящих в данный промежуток времени в городе и его ближних окрестностях [3. С.11]. Характер функционирования городской экосистемы раскрыл в своей книге Р. Роджерс [7]. Он обосновал необходимость и пути реализации таких мер, как местное энергосбережение и снабжение, рециклинг отходов, сбор и использование стоков. На примерах здания Судебных заседаний в Бордо, зданиях «Ллойд» в Лондоне он показал пути внедрения некоторых природных процессов в структуру здания, его архитектурное решение. Однако необходимо отметить, что производственные здания (промышленные, сельскохозяйственные) Роджерс как объекты экологического проектирования не рассматривает. Экологические аспекты размещения и формирования таких объектов представлены в трудах отечественных ученых В.В.Алексашиной и В.В.Владимирова.

Анализ отечественных учебников, монографий и университетских программ, направленных на формирование экологического мировоззрения, позволил сформировать для специалистов в области архитектуры и градостроительства программу учебника «Архитектурная экология». На основе общих положений современной экологической науки в нем рассматриваются проблемы градостроительной экологии, вза-

имодействия с природными процессами архитектурных структур и комплексов; особое внимание уделяется региональным проблемам России и экологическим перспективам развития Москвы. В настоящее время этот учебник для архитектурных вузов, разработанный в МАрхИ и изданный в 2013 году, является единственным в своем роде. «Архитектурная экология» в МАрхИ как мировоззренческий курс определяет основные направления экологизации учебного процесса. Однако его главная цель - подготовить студентов к проектированию на основе концепции экологической безопасности и, соответственно, выявить области экспериментального учебного проектирования. В дипломном проектировании по темам градостроительства в Институте накоплен опыт разработки «экогородов» и «экорайонов», который нуждается в обобщении и выделении основополагающих принципов. Подобные объекты в дальнейшем могут разрабатываться в направлении комплексной экологизации, как шведский экорайон Хаммарби, где осуществлена комбинированная система энергоснабжения в сочетании с местной переработкой отходов, водоочисткой и озеленением.

В отечественной практике основной упор делается на экономию энергоснабжения и сокращение теплопотерь. Так,

в поселке Юбилейном под Кировом появился дом с тепловой защитой по классу А и экономией теплоэнергии до 45%.

Важнейшим направлением экологизации учебного проектирования является повышение роли ландшафтных компонентов среды. В прошлом средства ландшафтной архитектуры и ландшафтного дизайна считались универсальными для решения экологических проблем. Разумеется, и в наше время сохраняется базовая роль растительности в улучшении состава воздуха, главного средства жизнеобеспечения человека.

В недавнем прошлом в градостроительной экологии взаимодействие города и природы связывалось с созданием лесопаркового пояса, защитной зоны, обеспечивающей полноценность воздушной и водной среды. Лесопарковый пояс действительно был реализован в Московском регионе, но с ростом мегаполиса он оказался нарушен настолько, что можно говорить лишь об отдельных сохранившихся его фрагментах. В настоящее время разрабатываются проекты освоения лесных массивов, еще существующих на присоединенных территориях Новой Москвы, - их предполагается превратить в мегапарки, само название которых указывает на то, что экологическое значение массивов зелени не является приоритетом в системе планируемых мероприятий. Дальнейшее

Рис.1. Сады на крышах в странах умеренно-теплого климата могут отчасти компенсировать неблагоприятные свойства городской среды

96 2 2013

развитие мегаполиса - Москвы и ее окружения - представ- большие объекты, имеющие не столько экологический, сколь-

ляется исключительным с позиций экологической науки. Для ко декоративный характер, к тому же требующие специальных

других городов России разрабатываются варианты создания мер по их поддержанию. Имеются в виду такие объекты, как

взаимосвязанных ландшафтов, объединяемых в природный сады на крышах, скверы перед крупными общественными

каркас. Все аспекты и сложности создания таких комплексов зданиями, небольшие детские парки и площадки. То же мож-

рассмотрены в книге Н.С.Краснощековой «Формирование но сказать и о ландшафтных композициях, представляемых

природного каркаса в генеральных планах городов» (М., 2010), на смотры, регулярно проводимые в России Объединением

всесторонне приспособленной для использования в учебном ландшафтных архитекторов (рис.1).

архитектурно-градостроительном проектировании. Основой Между тем реализованные крупные городские ланд-

природного каркаса ее автор считает крупный зеленый массив шафтные объекты, такие, как эспланада Дефанс в Париже,

(500-1000 га), который необходимо учитывать при строитель- подтверждают, что современные городские озелененные

стве новых районов. территории потеряли естественный характер, превратились

В Екатеринбурге с 2009 года строится экорайон Академи- в своеобразные инженерно-ландшафтные системы (рис.2).

ческий, в котором почти половина территории (1,2 тыс. га) от- С другой стороны, сложилась и развивается практика восста-

дается под лесопарки. Энергосбережение там обеспечивается новления ландшафтов, рекультивации свалок, промышленных

строительством ТЭЦ (то есть комбинированным источникам и нарушенных территорий. Уместно напомнить, что приоритет

энергии уделено недостаточно внимания), но при этом вне- в этом направлении принадлежит России: Парк культуры и

дряется новая для России система регулируемого теплопо- отдыха в Москве еще в первой половине ХХ века был создан

требления. Однако объекты ландшафтного проектирования именно на рекультивированных участках свалки.

в условиях городской среды в последнее время изменились; Решение проблем архитектурной экологии во многом зави-

анализ работ победителей зарубежных конкурсов проектов сит от восстановления роли ландшафтов в регулировании со-

ландшафтной архитектуры показывает, что преобладают не- стояния среды обитания человека. В учебном проектировании

Рис. 2. Район Дефанс (Париж) - пример выдающегося искусственного ландшафта в урбанизированной среде

должны появиться предложения по комплексной регенерации ландшафтов, нарушенных тем или иным видом хозяйственной деятельности (рис.3). Но главным для специальности архитектора является все же экологизация проектирования и формирования зданий и сооружений. Следует отметить, что и в мировой практике внедрение экологических принципов в архитектуру еще находится в стадии исследования и экспериментов. Крупнейшими мастерами архитектуры (Норман Фостер, Ричард Роджерс, Ренцо Пиано) построены высотные здания, в которых комплексно обеспечивается решение задач энергоэффективности и компенсации качества среды за счет использования природных процессов. В других запроектированных или строящихся высотных зданиях ставится лишь часть экологических задач. Так, два здания Всемирного торгового центра в Бахрейне связаны тремя мостами,

в каждый вмонтирована ветровая турбина (рис.4), в Чикаго запроектирована башня с ветровыми турбинами по углам. В здании «Дорст» в Нью-Йорке между 37-м и 43-м этажами были установлены солнечные панели - в вертикальном положении они оказались малоэффективными. Там же в здании «Ситигруп сентер» для солнечных панелей была устроена наклонная крыша. Поиски путей энергообеспечения высотных зданий за счет возобновляемых ресурсов еще находятся в начальной стадии. Важнейшей проблемой является зависимость формы зданий от внедряемых элементов экологизации. Известно, что ветровая энергия влияет и на форму, и на конструкции высотных зданий; по некоторым расчетам, удвоение высоты здания удваивает нагрузку на фундамент, но учетверяет ветровую нагрузку, неравномерную и переменчивую, создающую «ветровороты» у основания. Учет этого прямо влияет на

Рис. 3. Дипломный проект Ю.А.Кувшинова предлагает архитектурно-ландшафтную конверсию промышленной территории «Владыкино» как будущего экопояса Москвы, создаваемого за счет реабилитации промышленных и нарушенных территорий. Руководители И.А.Карлсон, Е.Ю.Прокофьева, М.И.Бахмутова

98 2 2013

архитектурную форму; в верхней части здания Финансового центра в Шанхае для пропуска ветров предусмотрено трапециевидное отверстие (рис.5).

Не всегда солнечная энергия бывает положительным фактором. В башнях в Абу-Даби и в Сингапуре от перегрева предусматривается динамичная солнцезащита, дающая до 25% экономии энергии на охлаждение. Расчеты показывают, что до 70% энергопотребления небоскреба может уходить на освещение с кондиционированием. Даже поверхностный просмотр экологически ориентированных высотных зданий показывает, что они проектируются и строятся в регионах жаркого или умеренного климата. В условиях России энергоэффективность зданий в резко континентальном климате - проблема мало-разработанная применительно к архитектуре и ждет в учебном проектировании МАрхИ инновационых решений.

В настоящее время в двадцати регионах России строятся энергоэффективные дома, сохраняющие тепло и сокращающие энергопотребление благодаря особенностям конструкций и внедрению климаторегулирующих систем. Считается, что экономический эффект выразится в значительном сокращении стоимости коммунальных услуг. Однако внедрение систем, использующих альтернативные источники энергии, пока не практикуется. Между тем существует директива Евросоюза, согласно которой с января 2019 года новые здания должны

Рис. 4. Инженерное оборудование становится частью внешнего облика здания

будут производить столько же энергии, сколько потребляют. В некоторых странах Евросоюза намечены и национальные программы по сокращению энергопотребления существующих зданий. Известно, что первые небоскребы оставляли малый экологический след в окружающей среде: не было еще кондиционирования, флуоресцентных ламп, толстые стены обеспечивали сохранение тепла зимой и прохлады летом. Сегодня основные направления сокращения средового следа небоскребов определяются:

- оптимальной ориентацией здания по солнцу и ветру;

- расширенным использованием естественного освещения и вентиляции;

- усовершенствованием «термальных барьеров», то есть стеновых конструкций;

- максимальным использованием возобновляемой энергии (например, солнечной, ветровой);

- усовершенствованием сбора и утилизации дождевой воды;

- сохранением энергии продуманными системами эксплуатации.

Рис. 5. Архитектурная форма здания может зависеть от особенностей воздействия ветровой нагрузки

Воистину новое иногда оказывается хорошо забытым старым. Тем не менее окончательная цель энергоэффективности сформулирована - здание должно производить столько же энергии, сколько поглощает.

Этот принцип работает в современных энергоактивных (в отличие от энергопассивных) индивидуальных домах. Как правило, они используют несколько разных источников энергии (солнечные коллекторы и батареи, тепловые насосы для геотермальных источников, рекуперация тепла и др.). Но и в таких небольших домах возрождаются традиции естественного освещения и вентиляции. С позиций архитектора и планировка, и внешний облик энергоэффективных домов не выдерживают эстетических критериев, то есть над обликом инновационного жилого дома предстоит еще много работать (рис.6).

В инновационных учебных проектах неизбежно сопоставление преимуществ и недостатков высотной и малоэтажной жилой застройки. Профессор Гарвардского университета

Э.Глэзер в своей книге противопоставляет компактный высотный город расползанию предместий с сопутствующим ему ростом автомобилизации и загрязнения среды [8]. Оценка с точки зрения экологии показывает, что небоскребы потребляют меньше энергии на человека, чем индивидуальные дома в предместьях и сельской местности. Небоскребы чаще расположены рядом с массовым общественным транспортом, что предположительно сокращает количество автомобилей. Однако в таком сопоставлении не учтены характеристики многоуровневых вертикальных коммуникаций (хотя это тоже

форма общественного транспорта) и, главное, не сравнивается уровень озеленения. Озелененные участки индивидуального жилья составляют безусловное преимущество в экологическом отношении. Высотные здания, как правило, заглубляются на несколько уровней - под землей размещаются автостоянки и технические этажи; экологические последствия этого вмешательства в окружающую среду пока еще мало исследованы (хотя в Москве известно несколько случаев подземных оползней и разрушения соседних зданий). В МАрхИ начаты раз-

Рис. 7. Инновационное здание «Гиперкуб»

Рис. 6. При всей привлекательности малоэтажной застройки экогорода Новое Ступино (Подмосковье) экологическое состояние среды обитания здесь зависит от озеленения и природного окружения

100 2 2013

работки в области подземной урбанистики, которые должны учитываться и в учебном проектировании.

При всей ценности анализа зарубежного опыта нельзя забывать о том, что многообразие суровых условий России не позволяет заимствовать новаторские приемы, применяемые в экологизированной архитектуре более мягкого климата. Экологические проблемы низких температур, длительной зимы, обилия снега и оледенения предстоит решать именно российской архитектуре, и прежде всего в учебном проектировании. Причем для его совершенствования необходимо обобщение отечественного опыта создания инновационных зданий, пока еще небогатого (рис.7).

Для инновационного строительства в России принят в настоящее время принцип 4Э - энергоэффективность, экологичность, эргономичность, экономичность. В связи с этим основная задача экологизации архитектурного образования заключается в том, чтобы подготовить студента к постановке и художественному осмыслению возникающих экологических проблем, связанных не только с жилыми и общественными зданиями, но и с промышленными сооружениями, сельскохозяйственными,,; объектами.

Общая концепция экологического образования в МАрхИ принята в январе 2013 года научно-методическим советом. В нее входит общий теоретический курс «Архитектурная

Рис. 8. В магистерской диссертации А.С.Чураковой предлагается метод проектирования, обеспечивающий устойчивое развитие природных комплексов и прилегающих к ним жилых территорий. Руководитель Н.Г.Благовидова

2 2013 101

19896728

экология» для уровня бакалавриата и специальные, уже подготовленные курсы «Роль архитектуры в создании экологически устойчивой среды» и «Градоэкологические системы». Методические указания по комплексному проектированию в таких областях, как архитектурная физика, инженерное оборудование зданий, архитектурное материаловедение, градостроительство, будут включать наиболее острые задачи современной экологии. В настоящее время специалистами кафедр архитектуры сельских населенных мест и инженерного оборудования зданий разработана рейтинговая система оценки архитектурного проекта (проектирования по принципам устойчивого развития). Соответствующие методические указания рассчитаны на экологическую оценку дипломных проектов; в дальнейшем такая оценка предполагается и в комплексном курсовом проектировании. Экспериментальные проекты с ярко выраженной экологической направленностью сегодня разрабатываются как в курсовом и дипломном проектировании, так и в магистерских диссертациях.

Особого внимания заслуживают тематика и практические разработки магистрантов МАрхИ (рис.8). Для обеспечения преемственности экологической подготовки молодых исследователей там будет использовано богатое наследие кандидатских диссертаций, выполненных в период расцвета аспирантуры. Начиная с 1960-х годов в МАрхИ шли исследования в таких областях, как инсоляция и форма зданий, учет ветровых нагрузок, восстановление нарушенных территорий, и др. Ныне направление экологизации архитектуры в России определяют доктор архитектуры А.Г.Большаков (Иркутск), доктор архитектуры В.А.Колясников (Екатеринбург), бывшие аспиранты МАрхИ.

Учет и прогнозы влияния природных процессов на архитектурно-градостроительную деятельность, внедрение инновационных инженерно-технических решений открывают путь к многообразным формам экспериментальной архитектуры. Архитектурное проектирование в высшем учебном заведении должно рассматриваться как лаборатория поисков новых решений с учетом принципов устойчивого развития и экологической безопасности. Что касается реализации концепции экологического образования, принятой в МАрхИ, то она обеспечена всеми предпосылками.

Литература

1. Алексашина В.В. Экологические основы размещения, строительства и эксплуатации предприятий, зданий и сооружений. М., 2005.

2. Большаков А.Г. Основы теории градостроительства и районной планировки. Иркутск, 2004.

3. Джекобс Дж. Смерть и жизнь больших американских городов. М., 2011.

4. Колясников В.А. Градостроительная экология Урала. Екатеринбург, 1999.

5. Микулина Е.М., Благовидова Н.Г. Архитектурная экология. М., 2013.

6. McHarg I. Design with Nature. NY, 1969.

7. Rodgers R. Cities for a Small Planet. L., 1997.

8. Glaeser E. Triumph of the City. NY, 2011.

9. AsherK. The Heights. Anatomy of a Skyscraper. NY, 2011.

Literatura

1. Aleksashina V.V. Ecologicheskie osnovy razmeshcheniya, stroitelstva i ekspluatacii predpriyatij, zdanij i sooruzhenij. M., 2005.

2. BolshakovA.G. Osnovy teorii gradostroitelstva i raionnoj planirovki. Irkutsk, 2004.

3. Jacobs J. Smert i zhizn bolshih americanskih gorodov. M., 2011.

4. Kolyasnikov V.A. Gradostroitelnaya ekologiya Urala. Ekaterinburg, 1999.

5. Mikulina E.M., Blagovidova N.G. Architecturnaya ecologiya. M., 2013.

Ecological Education at an Architectural Institute.

By B.M.Mikulina, N.G.Blagovidova

The environmental impact of architecture and town planning necessitates educating ecologically conscious architects. The article outlines a program consisting of a basic lecture course and ecologically oriented subjects for design students. A survey of existing eco-oriented building programs stresses the need for branching out into industrial, agricultural and landscape design. Special attention is paid to the post-graduate study and to contacts with engineering and technical courses.

Ключевые слова: экологически образованные архитекторы, экоориентированные программы, послевузовские исследования.

Key words: ecologically conscious architects, eco-oriented building programs, post-graduate study.