10 энергоэффективных небоскрёбов мира

Развитие градостроительства и появление мегаполисов, поглощающих огромное количество энергии, потребовало от архитекторов новаторских решений, как это потребление сократить. Так, ещё в 1974 году — в качестве ответа на мировой экономический кризис — возникла идея возводить энергоэффективные здания, которые частично или полностью сами себя обеспечивают энергией и минимизируют своё пагубное воздействие на окружающую среду. Это решение позволило приблизиться к новой реальности и уже частично её реализовать, когда дома потребляют нулевое количество энергии и / или производят её сами. Обратимся к хорошим примерам современного энергоэффективного строительства:

309-метровая башня «Жемчужная река» (Pearl River Tower) в Гуанчжоу

Pearl River Tower — одно из самых энергоэффективных сверхвысотных зданий мира, почти не потребляющее внешней энергии. Волнообразный фасад и обтекаемая конструкция стен позволяют максимально эффективно использовать энергию воздушных масс: форма стен обеспечивает направление воздушных масс в каналы ветрогенераторов, размещённых на двух нижних технических этажах. Как и ориентация главного фасада в сторону преобладающего в городе ветра. Также здесь используются солнечные батареи нового поколения, которые не только улавливают солнечную энергию, но ещё и уменьшают нагрев здания. Так здание само вырабатывает энергию и минимизирует энергозатраты на кондиционирование.

За счёт всех архитектурных и инженерных решений сама башня использует только 40% из вырабатываемой энергии, а остальное — городские службы. В Pearl River Tower находится штаб-квартира табачной корпорации China National Tobacco Corporation, которая и выступила заказчиком проекта. Его автор — архитектор Гордон Джилл.
The Bahrain World Trade Center Towers в Бахрейне — первое непромышленное здание с ветряными турбинами

Между двумя 50-этажными зданиями The Bahrain World Trade Center Towers установлены три 30-метровых турбины, производящие до 1100 МВт альтернативной электроэнергии в год, а сами ветрогенераторы сделали частью небоскрёбов. Как раз столько с лихвой хватает, чтобы обеспечить работу всех офисов и помещений высотки: всего за час турбины вырабатывают энергию, покрывающую десятую часть потребностей здания.

Помимо этих ветрогенераторов, выработке энергии помогает и сама форма зданий, направляющая и ускоряющая потоки воздуха в направлении гигантских лопастей турбин. К тому же комплекс ориентирован в сторону Персидского залива — большую часть года оттуда дует ветер, который усиливается между высотками.
Похожий проект строится и в Лондоне — здание Waugh Thistleton Residential Tower с винтовой ветряной системой, которая состоит из четырёх турбин, прикреплённых к одной стороне башни. Эти ветрогенераторы могут производить до 40 тыс. кВт в год — это на 15% больше потребностей самой высотки.
Офис Sony City Osaki в Токио

Этот проект — пример синергии энергоэффективных технологий и архитектурных традиций японской культуры. Вдоль восточного фасада здания местные архитекторы разместили пористые глиняные трубки, а на южном — солнечные батареи. Дождевая вода с крыши циркулирует по трубкам и превращает восточную сторону высотки в огромный испаритель. Таким образом, это технологическое решение позволяет зданию и окружающему пространству самоохлаждаться, не тратя электроэнергию и улучшая микроклимат целого района.
18-этажная деревянная башня «Мьёсторнет» (Mjøstårnet) в Норвегии

Здание Mjøstårnet в норвежском городе Брюмундале — это самое высокое деревянное здание мира и пример неплохой альтернативы стали и бетону в высокоэтажном строительстве. Но стоит уточнить, что Mjøstårnet не полностью деревянный: на семи верхних этажах использованы бетонные плиты, чтобы повысить устойчивость башни.

Эта башня построена из «деревянного пластика» — многослойных панелей из измельчённого дерева, обработанного механически, химически и термически. Это экологичный и энергоэффективный материал, который можно производить из древесных отходов, и тем самым сократить вырубку лесов. К тому же эти панели лёгкие, что позволяет строить из них здания быстрее, и многослойные, поэтому хорошо сохраняют тепло. Поэтому в процессе строительства зданий из «деревянного пластика» тратится до 40% меньше энергии в сравнении с традиционными сооружениями.
 
25-этажный небоскрёб CIS Tower в Манчестере (Англия)

Фасад этой высотки облицован солнечными батареями — их более 7000. Панели позволяют зданию производить до 180 мегаватт-часов электроэнергии в год, чего достаточно для обеспечения годовой работы 1000 компьютеров. Также на крыше башни расположены 24 ветряных мельницы, которые ещё вырабатывают около 10% электричества, необходимого для работы всего здания. В небоскрёбе находится штаб-квартира британской страховой компании CIS, установившей здесь солнечные батареи и мельницы ещё в 2004 году.
828-метровая энергетическая башня Burj Al-Taqa в Дубае

Эта высотка также вырабатывает всю необходимую ей энергию самостоятельно — за счёт 61-метровой ветряной турбины на крыше и солнечных панелей, занимающих площадь в 15000 м². Помимо этого, здание оборудовано отражающими стеклянными панелями, которые уменьшат нагрев помещений солнцем, а значит, и сокращают потребление энергии на кондиционирование небоскрёба. К тому же здесь используется конвекционная система, прогоняющая воздух по всей башне — снизу вверх.
Seoul Energy Dream Center в Сеуле с нулевым потреблением внешней энергии

Этот 4-этажный проект корейских архитекторов нельзя отнести к высотным, но к энергоэффективным — обязательно. Благодаря особому наклону и ориентации стен, рассчитанных исходя из оптимального использования ветра и солнечных лучей локации, это здание экономит 70% внешней энергии, самообеспечиваясь. А ещё 30% сооружение получает за счёт геотермальных источников и солнечных батарей, установленных на фасаде и крыше здания.
163-метровая башня Deutsche Post со званием лучшего энергоэффективного здания десятилетия в Бонне (Германия)

Этот небоскрёб потребляет на 79% меньше энергии, чем аналогичные по высоте традиционные здания. Такая экономия электроэнергии стала возможной из-за особого проектирования: здание построено относительно преобладающего направления ветров и сторон света, что минимизирует затраты на кондиционирование и искусственное освещение. Как и специальный подземный насос, который летом выводит тепло и запасает его, используя на обогрев сооружения зимой. Помимо этого, высотка сама производит энергию — за счёт солнечных батарей на крыше. Автор проекта — немецкий и американский архитектор Хельмут Ян.
«Умный» энергоэффективный комплекс Crystal в Лондоне

Максимально возможную площадь этого здания в форме кристалла занимает стеклянная конструкция, пропускающая солнечный свет. За счёт этого оно потребляет на 50% меньше энергии и выделяет на 65% меньше углекислого газа, чем аналогичные традиционные объекты. Как и в предыдущих проектах, обогрев и охлаждение помещений здесь полностью осуществляется благодаря альтернативным источникам энергии, генерируемым самим зданием. Проект разработан архитектурной студией Wilkinson Eyre Architects, по заказу компании Siemens. Сегодня здесь находится центр по изучению трансформации городов.
Динамичная башня Mira Tower в Сан-Франциско (США)

Это жилой энергосберегающий небоскрёб высотой 122 метра и «закрученным» фасадом. Постепенно поворачиваясь по всей высоте башни, эркеры обеспечивают почти 180-градусный обзор из каждого помещения, а также естественную вентиляцию и высокоэффективное освещение. Что интересно, сами эркеры выполнены в классической форме, свойственной традиционной архитектуре Сан-Франциско — с лёгкой поправкой на высотное строительство. Наряду с современной системой сбора и повторного использования сточных вод и зелёными террасами на крыше, особая технология строительства, заимствованная из авиационно-космической промышленности, позволила снизить потребность в башенных кранах при строительстве, снизив таким образом потребление электроэнергии и воздействие на окружающую среду.

Проект выполнен архбюро Studio Gang Architects Жанны Ганг — одной из самых известных женщин-архитекторов мира. Это не первый энергоэффективный проект Ганг, также она автор волнообразной башни Aqua Tower в Чикаго, Solstice on the Park и Solar Carve Tower в Нью-Йорке.
Как дело с энергоэффективным строительством обстоит в России?

Наверное, мало кого удивлю, сказав, что Россия существенно отстаёт в сфере внедрения энергосберегающих технологий. Причин тому несколько: во-первых, наша страна обладает обширными запасами топлива для производства электроэнергии, в отличие от стран Европы, которые её у нас покупают и вынуждены думать об экономии ресурсов. Во-вторых, пока что мы обладаем довольно устаревшей системой централизованного отопления, в рамках которой трубы теплотрасс фактически отапливают улицы. И в третьих — это искусственное создание спроса на технологию и материалы, которым мы также грешим. В западных странах нет такого массового строительства и такого количества свободных площадей, как у нас. Поэтому когда мы строим новые объекты, там модернизируют неэкологичные.

Но и в этом направлении мы тоже движемся, правда, в своём темпе. В октябре 2021 года в России были утверждены Правила установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений. В основу которых легли зарубежные нормативы энергоэффективности — с поправкой на наши реалии.

В Европе энергоэффективность зданий определяется коэффициентом ЕР из «Программы 20–20–20», разработанной 27 странами Евросоюза, который показывает количество электроэнергии, затраченной на все процессы жизнедеятельности — освещение, отопление, водоснабжение, пользование электроприборами, вентилирование здания и др. В США для оценки энергоэффективности используется другой индекс — Home Energy Rating System (HERS). Его 100-балльное значение показывает, что уровень энергопотребления здания соответствует американскому стандарту, а нулевое — что дом не использует энергию извне и самообеспечивающийся. А в России энергоэффективность зданий оценивается по ГОСТу Р 56295-2014, по которому выделяют пять классов энергоэффективности (A, B, C, D, E) — в зависимости от того, как эффективно расходуется тепловая и электрическая энергия в этом конкретном объекте.

Но сводя к общему знаменателю, каких-то принципиальных отличий в системах оценки энергоэффективности у нас, в США и Европе нет. Основная система единая, разнятся только формы реализации: в России схема более краткая, в других странах — более подробная. К тому же на формирование подобной системы оценки сильно влияет и разница в климатических и экономических особенностях. Простой пример: в странах с жарким климатом большему контролю подвергается вопрос сбережения энергии на кондиционирование и охлаждение здания, в холодных регионах — на затраты по обогреву сооружений.
И в конце довольно известный и очевидный пример отечественно энергоэффективного проекта, хотя скорее экологичного — это башни Grand Tower в «Москва-Сити». Пока это первый высотный проект в стране, претендующий на сертификат LEED Gold*. Технология «зелёного» строительства, применяемая здесь, должна снизить операционные расходы до 20% по сравнению с тратами на аналогичные традиционные объекты ММДЦ. Главный архитектор проекта — Вернер Зобек, сторонник эко-концепции «трёх нулей»: 0 энергопотребления, 0 выбросов, 0 отходов.

*Добровольная система сертификации зданий, относящихся к зелёному строительству, разработанная в 1998 году «Американским советом по зелёным зданиям» для оценки энергоэффективности и экологичности проектов устойчивого развития.

На обложке: Mira Tower ©static.dezeen.com