Архитектурно-планировочные принципы формирования архитектурных решений энергоэффективных зданий

С. Н. Смирнова 
 
 
 
 
АРХИТЕКТУРНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ  
ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ  
АРХИТЕКТУРНЫХ РЕШЕНИЙ   
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ЗДАНИЙ 
 
 
Учебное пособие  
 
 
 
Учебное электронное издание 
 
 
 
 
 
 
 
Йошкар-Ола 
2024 

УДК 728.1(075.8) 
ББК  38.711я73 
С 50 
 
Рецензенты: 
доктор технических наук, профессор ПГТУ В. Г. Котлов; 
главный архитектор ООО «АиСТ» И. М. Нестерова  
 
 
Печатается по решению 
редакционно-издательского совета ПГТУ 
 
 
Смирнова, С. Н. 
С 50      Архитектурно-планировочные принципы формирования архитектурных решений энергоэффективных зданий: учебное пособие / 
С. Н. Смирнова. – Электронные данные. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2024. – 82 с. 
– URL: https://science.volgatech.net/editorial-publishing-center/izdaniya/ 
uchebnye-posobiya/2024/SmirnovaSN_app.pdf 
ISBN 978-5-8158-2399-0 
 
В рамках обучения студентов данной квалификации логическим продолжением дисциплин «Архитектурная физика» и «Архитектурное проектирование» является дисциплина «Экологичное и энергоэффективное проектирование», отличительной особенностью которой является комплексный подход к проектированию: от оценки и учета климатических особенностей района строительства до применения инновационных разработок в 
области энергоснабжения здания. Данное учебное пособие характеризуют 
первый этап реализации методики архитектурного проектирования экологичных и энергоэффективных зданий – реализацию градостроительных 
принципов формирования архитектурных решений экологичных и энергоэффективных зданий.  
Для студентов направлений подготовки 07.03.01 и 07.04.01 «Архитектура». 
УДК  728.1(075.8) 
ББК  38.711я73 
 
ISBN 978-5-8158-2399-0 
© Смирнова С. Н., 2024 
© Поволжский государственный 
технологический университет, 2024 

ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
ВМЕСТО ПРЕДИСЛОВИЯ .................................................................... 4 
ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................. 5 
 
1. ТИПОЛОГИЯ ЭКОЛОГИЧНЫХ ЗДАНИЙ ...................................... 7 
1.1. Экологическая  архитектура ........................................................ 7 
1.2. Энергоэффективное здание ....................................................... 10 
1.3. Жизнеудерживающее здание ..................................................... 14 
1.4. Биоклиматическая архитектура (эко-хайтек) ........................... 17 
1.5. Зеленые здания ........................................................................... 20 
1.6. Эколоутек .................................................................................... 23 
1.7. Умный дом .................................................................................. 27 
 
2. АРХИТЕКТУРНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ ПРИНЦИПЫ ................ 28 
2.1. Принцип компактности формы здания..................................... 28 
2.2. Принцип определения общей архитектурно-планировочной 
концепции здания .............................................................................. 33 
2.2.1. Усадебное городское энергоэффективное жилище .......... 34 
2.2.2. Блокированное энергоэффективное жилище .................... 41 
2.2.3. Многоквартирные жилые дома со входами в квартиры 
через общие коммуникации. Атриумный дом. ........................... 45 
2.2.4. Многоквартирные жилые дома со входами в квартиры 
через общие коммуникации. Точечный дом. .............................. 47 
2.2.5. Многоквартирные жилые дома со входами  
в квартиры через общие коммуникации. Линейный 
многосекционный дом .................................................................. 49 
2.3. Принцип определения внутренней планировки здания .......... 54 
2.3.1. Тепловое зонирование ........................................................ 54 
2.3.2. Буферные зоны .................................................................... 55 
2.3.3. Уширение корпуса............................................................... 65 
2.4. Архитектурно-композиционный принцип ............................... 66 
2.4.1. Специфические композиционные приемы и средства  
ЭЖЗ малой и средней этажности ................................................. 66 
2.4.2. Архитектурно-экологическое формообразование ............ 71 
 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ...................................................................................... 75 
Контрольные вопросы ........................................................................... 76 
Список литературы ................................................................................ 78 

ВМЕСТО ПРЕДИСЛОВИЯ 
Кем должен быть архитектор и почему? 
 
Самым потрясающим уроком аэродинамики, который я когда-либо получал, был день, когда я поднялся на термальную установку в планере одновременно с орлом. Я вблизи увидел легкость в сочетании с силой, точностью и целеустремленностью. 
Норман Фостер 
 
Некрасивый самолет не полетит. 
А. Н. Туполев 
 
Все помнят триаду Витрувия – три качества, которыми 
обязательно должна обладать 
архитектура: utilitas – польза, 
firmitas – прочность, venustas – 
красота (рис. 1). В 1977 году в 
журнале 
«Вопросы 
философии» на заседании круглого 
стола на тему «Взаимодействие 
науки и искусства в условиях 
современной 
научно-технической революции» была озвучена новая формула архитектуры: 
АРХИТЕКТУРА = (НАУКА + ТЕХНИКА) × ИСКУССТВО. 
Здесь НАУКА и ТЕХНИКА неслучайно оказались в скобках и 
предстают слагаемыми. Также неслучайно ИСКУССТВО предстает 
множителем. И если последний окажется равным нулю, таким же станет и результат – архитектурного произведения не будет. Будет постройка, строение, объект, не более того. 
И остается последний вопрос. Кем же должен быть в таком случае 
современный архитектор? Он должен быть исследователем, обладающим аналитическими способностями, быть технически образованным 
специалистом, которому не помешает склонность к изобретательству, 
наконец, быть художником, наделенным пространственным воображением и способным создать произведение искусства. Истинное призвание архитектора от века состоит в том, чтобы одухотворять материальный мир, который создает для себя человечество. Остальное оно 
может сделать и без нас [46]. 
Рис. 1. Гравюра С. Ле Клерка. Витрувий  
докладывает императору Августу [37] 

ВВЕДЕНИЕ 
Сегодня, в эпоху антропоцена, мы сталкиваемся 
с глобальным поликризисом: взаимосвязанными и 
каскадными кризисами изменения климата, утраты 
биоразнообразия и социально-экологической уязвимости. Что, если бы мы научились использовать 
другие способы познания окружающего нас мира, 
чтобы противостоять этому поликризису? 
  
Две темы будут наиболее важны для будущих растущих городов. Первая – роль общественных пространств. Вторая – запрос на более экологически ответственную архитектуру.  
Н. Фостер 
 
В соответствии с официальным документом в области энергетической политики «Энергетическая стратегия России на период до 
2035 г.», при целевом росте экономики в 2,5 раза потребление первичной энергии в России увеличится только на 25-27 процентов. Особое 
внимание в ЭС-2035 уделяется повышению энергоэффективности как 
главному направлению повышения эффективности экономики 
страны. ЭС-2035 предполагает снижение уровня электроемкости 
ВВП на 40 %, а энергоемкости – на 50 % к 2035 г. (от уровня 2010 г.), 
без чего энергетический сектор неизбежно будет сдерживать социально-экономическое развитие страны [47].  
Из общего объема энергопотребления строительным комплексом России около 90 % расходуется на эксплуатацию зданий. 
Наибольшим энергопотреблением характеризуются жилые здания 
(50-55 %), несколько меньшим (35-45 %) – промышленные здания, 
а на долю гражданских приходится около 10 %. В жилищном и 
гражданском строительстве резервы энергосбережения составляют 
примерно 10-15 % [5].  
Широкую известность получили труды ученых, посвященные: 
- экологическим аспектам формирования энергоэффективных 
зданий (А. Н. Тетиор, П. Н. Давиденко, З. К. Петрова, И. А. Огородников, Е. И. Широков, Н. А. Сапрыкина, Н. Фостер, В. И. Иовлев); 
- объемно-планировочным приемам формообразования энергоэффективных жилых зданий (И. В. Черешнев, Ю. А. Табунщиков, 
С. М. Гликин, Ю. Г. Граник, А. А. Магай, В. С. Беляев, П. Казанцев, 
Н. Фостер). 
В основу настоящего учебного пособия положена многолетняя 
работа автора, в полной мере изложенная в диссертационном иссле

довании «Принципы формирования архитектурных решений энергоэффективных жилых зданий» [13, 14] на соискание ученой степени 
кандидата архитектуры по специальности 18.00.02 (05.23.21) «Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной 
деятельности». 
Теплопотери обычного отдельно стоящего односемейного дома, 
к которому еще не предъявлялись требования современного законодательства по теплозащите, по данным немецкого ученого Вальтера 
Блази, составляют значения, приведенные на рис. 2. 
 
 
Рис. 2. Теплопотери через различные части отдельно стоящего односемейного 
дома (по В. Блази) 
 
В зависимости от типа здания, его конфигурации и других параметров эти показатели будут, конечно же, отличаться, но для упрощенного анализа воспользуемся данными значениями. Так, теплопотери за счет работы отопления составляют 32 %, через окна – 28 % (из 
них 20 % – через стекло и рамы, 8 % – через неплотности окон и за 
счет вентиляции, проветривания), через стены – 18 %, через крышу – 
16 %, через подвал – 6 % [4]. 
Добиться снижения теплопотерь через различные части здания 
можно путем проведения энергосберегающих архитектурно-планировочных и ряда конструктивных решений.  

ТИПОЛОГИЯ  
ЭКОЛОГИЧНЫХ ЗДАНИЙ 1 
 
1.1. Экологическая  архитектура 
Архитектурно-строительная экология – это широкая область 
прикладной экологии, органично связанная практически со всеми разделами теоретической и прикладной экологии (рис. 3).  
 
 
Рис. 3. Структура архитектурно-строительной экологии 
 
Структура архитектурно-строительной экологии широко изучена 
А. Н. Тетиором [17]. Возможно, наиболее общим разделом ее можно 
считать градостроительную экологию (места расселения) – урбоэкологию – на макро- (планета, страна, регион), мезо- (область, край) и 
микротерриториальном уровнях. Архитектурная экология – следующий раздел, органично связанный с урбоэкологией и, как считают некоторые архитекторы, являющийся даже ее общей частью.  

Архитектурно-строительная экология играет важную роль в формировании экологичной городской среды, направлена на создание 
благоприятной, экологически обоснованной среды для человека в городе (внутри зданий и вне их) и поддержание хорошего состояния 
природной среды. Поэтому в архитектурно-строительную экологию 
входят ландшафтная экология, рассматривающая создание здоровых, 
красивых, экологически обоснованных ландшафтов в городе, а также 
климатическая экология, оценивающая влияние климата на города и 
городов на климат. Конструкционно-строительная экология изучает 
конструктивные решения экологичных зданий и сооружений, поддерживающих и даже воспроизводящих природную среду. Важным разделом архитектурно-строительной экологии является экология строительных материалов, в том числе и производства конструкций и материалов. 
Архитектурно-строительная экология сформировалась как новая наука в 1991 году и с тех пор находится в состоянии развития 
и совершенствования. В последние годы составными частями архитектурно-строительной экологии стали устойчивая архитектура 
и устойчивое строительство. На первом месте в этих науках стоит 
задача повышения качества городской среды внутри и вне зданий [18]. 
В конце XX века экологические проблемы привлекли к себе 
пристальное внимание, и, как следствие, возникает новое направление в архитектуре, решающее задачи архитектурной экологии, – 
экологическая архитектура (устойчивая архитектура).  
Экологическая архитектура – архитектурное направление, изучающее взаимосвязи человека с техносферой и окружающей природой, биосферой и заново созданной средой обитания. В архитектуре 
задачи экологического порядка реализуются в процессе комплексного художественного проектирования  среды с учетом экологических факторов – сохранения баланса между живым миром, природой 
и историко-культурными общечеловеческими и национальными ценностями. Представители данного направления в архитектуре стремятся решать взаимоотношения между архитектурой и окружающей 
средой. Назначение этого направления – внедрять экологические 
принципы в проектирование [10].  

Рассмотрим основные задачи, решаемые с помощью методов 
экологической (устойчивой) архитектуры и устойчивого строительства: 
1) экологизация города и застроенной окружающей среды; 
2) экономия энергии: 
- политика сбережения энергии и применения естественных технологий, комплексного подхода к использованию энергии; 
- инновационное проектирование, разработка систем и изделий 
для энергоэффективных целей, интеграция солнечных и других возобновляемых энергетических систем; 
- проектирование энергосберегающих и энергоактивных зданий 
и технологий строительства; 
3) улучшение комфортности городской среды и здоровья жителей; 
4) сокращение и утилизация отходов; 
5) экономия ресурсов; 
6) повышение экологичности строительных материалов; 
7) повышение экологического качества зданий; 
8) экологизация строительного процесса; 
9) экосистемный подход к строительству зданий и совершенствованию городской среды, повышению ее комфортности [104]. 
Ответом на поставленные задачи явились различные концепции 
энергетически эффективных и экологически чистых технологий. 
Трудно однозначно причислить какое-то здание к определенной категории экологической архитектуры, деление осуществляется большей 
частью условно [18]. 
Экологичная ответственность определяется принципами устойчивости (экологической архитектуры).  
В типологии экологичных зданий различают: 
1) энергоэффективное здание; 
2) жизнеудерживающее здание; 
3) экохайтек (биоклиматическая архитектура); 
4) зеленое здание; 
5) умное здание; 
6) эколоутек.