Форма атриума

Выбор принципиальной схемы атриума

Многие атриумные здания являют собой скорее новый визуальный образ, нежели экономичную энергетическую систему. И в настоящее время остается большое поле для усовершенствования атриума в целях экономии энергии. Но для действительного использования потенциальных преимуществ атриумных зданий их следует проектировать исходя из энергетических возможностей, которые должны играть определяющую роль в выборе формы атриумных сооружений.

Преимущества атриумных зданий состоят в увеличении естественного освещения без соответствующих теплопотерь или перегрева, обычных для традиционных сооружений. Уменьшение теплопотерь достигается использованием двойного остекления атриума в качестве дополнительного ограждения, улавливанием или отражением солнечной радиации, требуемых для обеспечения климатического комфорта. Чтобы добиться лучшего освещения, нужно придать атриуму форму уловителя и распределителя дневного света и соответственно организовать пространство вокруг него.

Использование преимуществ атриума для улучшения отопления и вентиляции также требует оптимальной ориентации и придания атриумному зданию формы, способствующей сохранению тени и сохранению солнечного тепла, а также продуманному использованию объемов для создания необходимых вентиляционных потоков. Основная пространственная схема атриума диктуется этими соображениями.
Глубина помещений атриумных зданий

Стремление к естественному освещению являет собой тенденцию, противоположную приемам планировки зданий до начала 70-х годов, когда было принято увеличивать глубину помещений и устраивать маленькие оконные проемы. Даже многие атриумные здания все еще по инерции рассчитываются в основном на искусственное освещение, а атриумное пространство используется скорее как средство для отдыха, нежели как средство естественного освещения интерьеров. Чтобы добиться подлинных преимуществ атриумных сооружений, нужно либо уменьшать ширину, либо увеличивать высоту помещений, примыкающих к атриуму, до тех пор, пока не будет достигнут нормальный требуемый уровень их естественной освещенности.

Повышая высоту этажа и сооружая некоторые специальные отражающие устройства, можно увеличить эти параметры (например, поднимая высоту этажа с 2,7 м до 3,6 м, можно обеспечить удовлетворительное освещение помещений на глубину до 9 м). Между глубиной помещений и высотой этажа в заданном объеме существует определенная зависимость. При неглубоких планах помещения могут легко быть освещены через проемы по периметру и не требуют дополнительных средств освещения глубинных зон. Объем атриума в таких случаях может быть увеличен при уменьшении высоты этажей. Если же, с функциональной точки зрения, требуется устраивать глубокие помещения, то следует внимательно изучить связи этих пространств с атриумом.

Не следует также забывать о том, что атриум может эффективно выполнять функции охлаждения и отопления помещений. Для определения точной пропорции следует решить ряд уравнений и выявить, что выгоднее: использовать атриум в качестве отопительного устройства или как вентилятор для отвода избытка тепла. Согласно законам термодинамики дополнительное отопление здания более экономично, чем его принудительное охлаждение.
Организация пространства помещений атриумных зданий

При определенной ширине помещений необходимо расположить их таким образом, чтобы выполнить все функциональные требования. Атриум оказывается пустым стержневым пространством, вокруг которого нанизаны поэтажные планы помещений. Наиболее продуктивным методом определения внешней формы атриумного сооружения является концепция двойного ограждения. Внешняя оболочка здания должна определяться исходя из градостроительных факторов и условий солнечного освещения. Разница между полученным объемом атриума и объемом полезных площадей может служить показателем масштабов использования атриума.

Расположение атриума в большой степени зависит от потребностей обогрева или охлаждения внутренних пространств, а также от климатических условий. Во всех широтах максимум естественного света поступает сверху, поэтому устройство верхнего света оказывается самым выгодным. Верхнее освещение можно всегда спроектировать таким образом, чтобы организовать защиту от прямых солнечных лучей и использовать отраженный и рассеянный свет. В странах с холодным климатом имеет смысл устраивать остекленную стену, ориентированную на экватор.

Западные и восточные остекленные поверхности можно рекомендовать только в том случае, если они создают особенно привлекательный вид. Летом они пропускают лучи низко стоящего солнца и с трудом могут быть затенены. Зимой же теряют тепла намного больше, чем стены, ориентированные на экватор. Стены, ориентированные на полюсы, имеет смысл делать остекленными только в очень жарком климате, так как они дают только свет и совсем не приносят тепла.

Итак, поиски формы и остекления атриума аналогичны соответствующим задачам для обычного помещения, только в большем масштабе: для холодного климата ищут возможности увеличить солнечное освещение, в жарком климате, напротив, стремятся избегать попадания солнечных лучей.
Исходные формы атриумных зданий

На стадии вызревания основной идеи полезно выбирать форму на основе определенной системы принципов. На рис. 1 схематически показаны 5 простых форм. На основе использования этих схем могут быть получены и гибридные формы.


Рис. 1. Исходные формы атриумных зданий (простые типы):
а - одностенный атриум типа оранжереи;
б - двухстенный атриум (открыт на 2 фасада);
в - трехстенный атриум (открыт 1 фасад);
г - четырехстенный атриум (не имеет открытых боковых фасадов);
д - линейный атриум (открыт только с торцов).

Одно-, двух-, трех- и четырехсторонние и линейные атриумы могут использоваться для проектирования, как небольших отдельных зданий, так и больших комплексов. Сложные формы наиболее пригодны для плотной застройки. На тесных участках выбор форм атриумных зданий весьма ограничен, в то время как просторные площадки дают возможность использовать множество горизонтальных форм, позволяя организовать компактные малоэтажные комплексы с естественным освещением на каждом ярусе. Неосвещенные помещения могут быть использованы для размещения технических и коммуникационных устройств.
Свобода выбора форм атриумных зданий

Наличие большого числа апробированных на практике стратегий определения формы, опирающихся на ряд внутренних факторов, не должны приводить проектировщика к мысли о жесткой детерминированности выбора формы только этими факторами. В 20-м веке было построено бесконечное множество зданий в форме башен и пластин, продемонстрировавших неспособность создать приятный градостроитель