№58
Июнь 2017
ISSN
1990-4126

English

«Архитектон: известия вузов» № 34 - Приложение Июль 2011

Архитектура


Анисимов Вадим Юрьевич

аспирант ИАрхИ ЮФУ
Научный руководитель: кандидат архитектуры, профессор Н.А. Моргун,
Институт архитектуры и искусств ФГОУ ВПО "Южный федеральный университет",
г. Ростов-на-Дону, Россия

ПРОБЛЕМЫ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ АРХИТЕКТУРЫ ШКОЛЬНЫХ ЗДАНИЙ


УДК: 727.1

В статье рассмотрена возможность применения принципов устойчивого развития «sustainable development», переводимых как «жизнеспособных» или «самоподдерживающих развитие», в архитектуре школьного здания. Продемонстрированы модели взаимодействия системы школьного здания со средой. Изложены принципы и алгоритм построения архитектурного объема.

Ключевые слова: проектирование школ, прогрессивная пространственная модель школы, «Новая школа» (проектная концепция)


Активное развитие новых технологий, оказывающих влияние на современное поколение детей, определяет не только стратегию реформирования системы школьного образования, но и стратегию в проектировании школьных зданий. Разработка отечественной системы стандартов измерения проектов энергоэффективных, экологически чистых и устойчивых (sustainable) зданий для осуществления перехода строительной индустрии к строительству и эксплуатации таких зданий неизбежно. Это доказывает мировая практика и внедрение в европейскую практику американской системы сертификации – LEED USGBC, а также британских стандартов BREEAM.

С 2004 года Россия включилась в подготовку Стратегии образования для устойчивого развития, разрабатываемой под эгидой ООН. Эта задача выполняется в рамках подготовки Десятилетия образования в интересах устойчивого развития, объявленного ООН на 2005 – 2015 годы. Образование для устойчивого развития станет приоритетным для систем образования многих стран мира [5].

Новая модель образования третьего тысячелетия должна удовлетворять потребности нынешних и будущих поколений человечества, поставившего цель своего выживания и сохранения окружающей природной среды. Образование для устойчивого развития должно иметь инновационно-опережающий характер, который будет трансформировать и интегрировать в единую систему экономическое, социально-гуманитарное, экологическое и другие направления образовательного процесса.

По-настоящему эффективное образование для устойчивого развития невозможно в стенах здания, которое демонстрирует детям отсутствие интереса взрослых к применению идей устойчивого развития на практике. Здание школы должно стать основным образовательным ресурсом. В президентской инициативе Д.Медведева сказано: «Российская школа не имеет права быть «ветхой» – и в прямом, и в переносном смысле этого слова. Необходимы не только новые образовательные стандарты, но и новые нормы проектирования школьных зданий и кабинетов, оснащения медпунктов, столовых и спортивных залов. Находиться в школе ребенку, должно быть комфортно – и психологически, и физически» [4].

Постановка задачи. Для реализации такого рода программ необходима разработка теоретико-прикладных, в том числе и архитектурно-градостроительных основ формирования школы нового типа, обеспечивающей устойчивость и эффективность образовательного процесса в постиндустриальных условиях развития российского общества. Для поиска новых инновационных приемов и методов исследования архитектуры школы необходимо отойти от линейной теории мышления. Школа с позиций системного подхода – это динамическое единство архитектуры школьного здания, процессов, происходящих в ней и участников процесса (ученики, педагоги, родители, воспитатели, обслуга). Чтобы архитектура школьного здания была устойчивой в своем развитии, она должна реагировать на процессы, происходящие в ней. А исследование сложных систем возможно только на основе синергетической теории мышления.

Школа – это система со множеством прямых и обратных связей, как педагогико-организационных, так и архитектурно-функциональных, находящаяся в динамике и развитии под воздействием внешних и внутренних факторов. «Система в системном анализе это конечное множество функциональных элементов и отношений между ними, выделенное из среды в соответствии с определенной целью в рамках определенного временного интервала» [3]. Определяя свойства системы, связанные с целями и функциями, следует сказать, что максимальный эффект деятельности системы достигается только в случае максимальной эффективности совместного функционирования отдельных её элементов для достижения общей цели (синергичность). У системы могут появиться свойства, не присущие элементам системы (эмержентность), а также принципиальная несводимость свойства системы к сумме свойств составляющих её компонентов. Кроме того, система мультипликативна, все позитивные и негативные эффекты функционирования компонентов в системе обладают свойством умножения, а не сложения. При функционировании системы она обладает свойством целенаправленности, то есть сохраняется приоритет целей всей системы перед целями её элементов. Система должна обладать свойством организации и самоорганизации [2].

Архитектурная среда, применительно к теории систем, – все объекты, не включенные в систему, с которыми система обменивается веществом, энергией и информацией. Рассмотрение одних объектов как частей системы, а других как частей среды является условным и зависит от целей исследования. Если определять свойства системы, связанные с ее взаимодействием со средой, то можно сказать, что она (система) должна обладать свойством коммуникативности, адаптивности, надежности и интерактивности.

Системы классифицируются по характеру связей параметров системы с окружающей средой. Могут быть закрытые системы, в которых какой-либо обмен энергией, веществом и информацией с окружающей средой отсутствует или ограничен. Для закрытых систем ( второй закон термодинамики) характерно увеличение беспорядка. Но существуют и открытые системы – свободно обменивающиеся энергией, веществом и информацией с окружающей средой. В открытых системах могут происходить явления самоорганизации, усложнения или спонтанного возникновения порядка [2], что очень важно для устойчивого развития.

Для архитектурного исследования важными свойствами системы, требующими изучения, которые могут лечь в основу архитектурной концепции устойчивого развития школьного здания, являются адаптивность, надежность и интерактивность. Безусловно, для реализации цели – устойчивого развития, такая система должна быть открытой. Следовательно, свойство коммуникативность должно быть реализовано в создании проекта.

Современное школьное здание морально устаревает значительно быстрее, чем происходит его физический износ. Появление технических и технологических новинок в современном мире происходит значительно быстрее, чем возможность их внедрения в устаревшее архитектурное решение. Современные типовые конструктивные решения школ не позволяют производить в них трансформации и апгрейд. Конструктивные системы с несущими стенами не позволяют перепланировать школьное здание без нарушения его несущей способности. Каркасные конструктивные системы дают больший простор для планирования и обновления здания, но железобетонный каркас и железобетонные перекрытия затрудняют прокладку новых коммуникаций и внедрение новых технологических систем климат-контроля и информационных сетей нового поколения.

Для систематизации разрозненного эмпирического материала архитектурных требований к школе нового типа и эквивалентного отражения синергетических свойств открытых систем, автором разработана таблица, в которой даны приемы и средства реализации, следование которым предполагают устойчивость функционирования системы.

Таблица.1
Свойства открытых систем и способы их реализации в архитектуре школьного здания

Свойства системы Средства реализации  Приемы реализации
 Адаптивность  Конструктивная
адаптивность
 Способность конструктивной системы, не нарушая конструктивной цельности, менять конфигурацию пространств (каркас с широким шагом опор).
Архитектурно-
планировочная
адаптивность
Способность планировочной трансформации внутреннего пространства школьных помещений в зависимости от смены функциональных процессов. Универсальность некоторых пространств и использование их под различные функциональные процессы.
Технологическая
адаптивность
Способность конструктивной системы, сохраняя свою устойчивость и несущую способность трансформироваться на уровне перегородок. Возможность наращивания инфраструктурной сети, доступность каналов для прокладки инфраструктурных сетей, их замена на более совершенные; Способность архитектурной среды реагировать на изменение внешних температурных колебаний воздуха и освещенности и реагировать на перестройку микроклимата. В архитектурных системах это климат-контроль.
Эмоционально-
психологическая
адаптивность
Возможность создания в школьном здании различных эмоционально-психологических зон – от коллективных пространств до локальных зон уединения ребенка, при этом среда школьного здания должна быть максимально прозрачна и просматриваема надежность.
 Надежность Конструктивная надежность  Возможность замены вышедших из строя конструктивных элементов без нарушения целостности функционирования.
Архитектурно-
планировочная
надежность
Целесообразное резервирование пространств для дальнейшего расширения здания. Архитектурно-планировочная автономность отдельных блоков.
Технологическая
надежность
Автономность систем жизнеобеспечения школьного здания. Использование альтернативных источников энергии.
 Интерактивность Архитектурно-
планировочная
интерактивность
 Возможность допроектирования и перепроектирования школьного здания, в зависимости от потребностей образовательного процесса.
Социальная
интерактивность
Способность гибко реагировать на изменение предпочтений жителей района и детей в различных формах досуга во внеучебное время, в случае изменения демографической ситуации в стране и появления новых видов развлечений и технологий обучения.
Технологическая
нинтерактивность
Оснащение школы новейшими энерго-и ресурсосберегающими технологиями, которые должны быть доступны для изучения и ознакомления школьниками. Это могут быть ветряные генераторы тока, водосборные и водоочистительные системы, системы вентиляции и излучающего обогрева школьного здания, солнечные батареи. Таким образом, школьники знакомятся с энергопассивными зданиями не только по учебникам, но и на реальных примерах функционирующего оборудования.
 Коммуникативность  Объемно-пространственная интерактивность  Объем школы «рассказывает» о себе.
Социальная
коммуникативность
Здание школы объединяет жителей всех возрастов и является местом для переобучения и социальных контактов обитателей окружающей застройки.
Технологическая коммуникативность Использование современных средств коммуникаций в школьном здании.

 

Между «обитателями» школы и «архитектурным объемом» школы наблюдается постоянный процесс взаимного приспособления, как в системе с прямой и обратной связью. Для того чтобы система находилась в развитии, при активной динамике образовательных процессов, сохраняя устойчивость функционирования, материальная составляющая – школьное здание – должна быть в определенной степени гибкой и податливой изменениям, чтобы не тормозить развитие системы. Таким образом, архитектура школы может рассматриваться как адаптируемая пространственная подсистема. Критериями адаптивности можно считать совокупность таких составляющих как время, необходимое на модернизацию, масштаб допустимых изменений и простоту, а также степень усилий, затрат на их обеспечение.

Для реализации программы устойчивого развития всей системы выделяем первый слой: материальную составляющую, которую назовем модель каркаса.

Строительство и оборудование должно следовать принципу разделения конструктивных элементов по сроку службы. Инженерные сети должны быть интегрированы, но доступны замене как самые недолговечные и требующие замены. Одним из путей повышения устойчивого развития здания является применение полого каркаса с широким шагом опор, внутри которого можно прокладывать коммуникации, доступ к которым будет открыт через специальные ревизии. С помощью трансформирующихся перегородок создают разные по конфигурации пространства, не затрагивая несущей способности здания. Кроме того, это позволит значительно дольше и эффективнее эксплуатировать здание. «Если недолговечные части здания хорошо доступны и изменяемы, то срок службы здания в целом продлевается» [1].

an1.jpg

Рис. 1. Пространственная модель – одна из составляющих системы

Пространственная подсистема будет адаптивна, если следовать принципу разделения конструктивных элементов по сроку службы. Жесткое закрепление в пространстве «якорей» –элементов конструктивного каркаса, коммуникаций, коробов для инженерной инфраструктуры. Свободное изменение размеров и конфигурации внутреннего наполнения с помощью перегородок, подиумов, мебели (рис.1).

Вторая составляющая системы это подсистема процессов, происходящих в школе. Для школьного здания можно выделить следующие группы пространств, в которые можно объединить однородные процессы.

Обучающие пространства (ОП) – пространства, в которых непосредственно идет процесс обучения. К этим пространствам можно отнести аудитории (А) классического типа – изолированные от внешней среды, оборудованные только столами стульями, лаборатории (Л) – места для занятий, требующие специального оборудования, аппаратуры, средового наполнения. Например, «чистая комната», теплица, записывающая студия, химическая лаборатория и подобное. Мастерские (М) – места для занятий без определенного назначения, должны иметь хорошую звукоизоляцию, но визуально доступные для просмотра через стеклянные окна или витражи, должны иметь возможность для трансформации.

Коммуникационные пространства (КП) – сеть мест, в которых школьники могут общаться друг с другом, родителями, друзьями, учителями. Атриумы, рекреации – места для отдыха и релаксации, возможно объединение с зимними садами, галереями и холлами, наполненными мебелью для отдыха и игр. Должны совпадать с коммуникационной сетью (кафе или бар как место соединения коммуникационной и инфраструктурной сети). Локальные зоны (ЛОК) – места для уединения, индивидуальных занятий или приватных встреч должны быть разделены и автономны для старших, средних и младших школьников. Социальные зоны (СОЦ) – сеть мест, в которых могут происходить спонтанные или запланированные школьные события – выборы, дебаты, перформансы и т.д. Это могут быть форумы, атриумы, подиумы, залы, пригодные для собраний разного размера.

Порталы (П) – места для входа внешних людей (не школьников, не родителей, не учителей). Порталы должны давать возможность доступа только в определенные зоны школьного здания. Должны быть отдельные входы для разных возрастных категорий школьников. Они максимально прозрачны и соответствуют требованиям безопасность школы. Лестницы и пандусы – вертикальные коммуникации всех типов – эвакуационные незадымляемые и открытые. Вестибюли должны оборудоваться индивидуальными шкафчиками для хранения вещей.

Инфраструктурная сеть (ИС) – сеть мест, обеспечивающих жизнедеятельность школы и работающих не только в режиме школьных занятий, но и во внеурочное время – кафе или столовые, в целом это места для питания, включая автоматы по продаже фастфуда, кофе, чая, напитков, фруктов. Туалеты, гардеробы, места для хранения как личных вещей, так и школьного имущества. Физкультурно-оздоровительные пространства (ФОП) – места, где школьники могут заниматься фитнесом, активно отдыхать, тренироваться. Спортивный зал – специально оборудованное пространство для занятий на снарядах и тренажерах. Бассейн – место для плавания. Открытые площадки – специально оборудованные места для занятий спортом на открытом воздухе. Театрально-пластические пространства (ТПП). Балетные и танцевальные залы – места для занятий пластическими видами искусства. Актовый или театральный залы – места, где дети и взрослые могут общаться и обмениваться своими талантами и умениями.

Информационная сеть (ИНФ) – повсеместный доступ к информации. Библиотека с возможностью доступа к электрическим розеткам, беспроводному интернету (wi-fi), печатным технологиям. Места входа в информационную систему, оборудованные аудио и видио информационными панелями оповещения о событиях школы, учебных планах, текущих проектах, результатах обучения. Информационная и инфраструктурная сети новой школы должна быть оснащена новейшими энерго- и ресурсосберегающими технологиями, которые должны быть доступны для изучения и ознакомления школьниками. Это могут быть ветряные генераторы тока, водосборные и водоочистительные системы, системы вентиляции и излучающего обогрева школьного здания, солнечные батареи. Таким образом, школьники знакомятся с энергопассивными зданиями не только по учебникам, но и на реальных примерах функционирующего оборудования.

Следующим этапом в алгоритме построения устойчивой системы станет выделение следующего слоя – подсистемы процессов, а соответственно пространств для этих процессов. Среди них можно выделить пространства достаточно стабильные, не подвергающиеся быстрому моральному старению и поэтому достаточно стабильно закрепленные в пространстве школы. Это так называемые «якорные» пространства, которые образуют базовую технологическую схему школьного здания и компонуются между собой в зависимости от внешних факторов: градостроительных условий, размеров и конфигурации участка, вместимости школы, требований заказчика. К ним относятся: порталы (П), коммуникационные пространства (КП), инфраструктурная сеть (ИС). От расположения этих «якорных» процессов между собой в пространстве зависит общая композиция архитектурного объема. Все же остальные: обучающие пространства (ОП), информационная сеть (ИНФ) могут менять конфигурацию и место положения в процессе функционирования здания школы. Они проектируются и перепроектируются в зависимости от педагогических концепций, уменьшения или увеличения количества учеников, перепрофилированию школы и полностью зависят от внутренних факторов.

Таким образом, в качестве вывода следует отметить, что разделяя систему школы на подсистемы и слои, выделяя устойчивые и подвижные элементы, предъявляя к ним разные стратегии проектирования, необходимо создавать прогрессивную пространственную модель школы, имеющую следующие характеристики:
• Адаптивность. Ведущая характеристика современной школы, которая проявляется в поддержании благоприятного микроклимата в помещениях и прилегающей территории, приспособлении внутренних пространств под новые образовательные программы и сценарии.
• Открытость. Развитые рекреационные пространства школы, служащие как для рекреаций и коммуникаций, так и для проведения индивидуальных бесед или групповых занятий, дискуссий. Это архитектурное пространство позволяет адекватно реагировать на любые формы организации занятий.
• Инновационность. Это использование таких технологий прокладки сетей инженерных коммуникаций, которые позволяют создать широкий диапазон подключений к ним оборудования. Использование единой системы инженерных коммуникаций, интегрированных с конструктивной системой. Современные конструктивные решения, позволяющие эффективно проводить модернизацию здания, трансформацию внутренних пространств, замену и совершенствование компьютерного оборудования, обеспечивающих прогрессивную образовательную стратегию развития молодого человека, атмосферу современного образа жизни школьника, индивидуализацию обучения.

Основные положения и принципы устойчивого формирования общеобразовательных школьных зданий, а также проектная модель получили апробацию в проектно-экспериментальном проектном предложении «Проектная концепция «Новая школа», представленном на Всероссийском архитектурном конкурсе, объявленном Международной методологической ассоциацией (Москва) совместно с общественной палатой Государственной думы РФ 20.05.2009 г. (диплом лауреата конкурса в составе авторского коллектива).


Библиография

  1. Hertzberger Herman Space and learning, 010 publishers, Rottrdam 2008.
  2. Сагатовский В.Н. Основы систематизации всеобщих категорий / В.Н. Сагатовский. – Томск, 1973
  3. Понятие система [Электронный ресурс] / Википедия : электронная энциклопедия.– Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Система  
  4. Президентская инициатива «Наша новая школа» [Электронный ресурс] / Кремль.org: политическая экспертная сеть. – Режим доступа: http://www.kreml.org/topics/198294691  
  5. ОСЭКО – образование для устойчивого развития [Электронный ресурс] / Устойчивое развитие: сайт. – Режим доступа: http://www.ustoichivo.ru/biblio/view/150.html, http://www.cs-network.ru/projects/

 


ISSN 1990-4126  Регистрация СМИ эл. № ФС 77-50147 от 06.06.2012 © УрГАХУ, 2004-2017  © Архитектон, 2004-2017