S&T (Super Tehnology)

Удачным примером выбора формы здания с учётом направленного воздействия наружного климата является здание Мэрии Лондона. Необычная форма этого здания определяется энергетическим воздействием наружного климата на оболочку здания и позволяет наилучшим образом использовать положительное и максимально нейтрализовать отрицательное воздействие наружного климата на энергетический баланс здания.

Новое здание Мэрии было спроектировано как единая энергетическая система, все элементы которой — форма, ограждающие конструкции, система климатизации и т.д. — энергетически взаимосвязаны. Такая стратегия проектирования потребовала тщательного выбора фундаментальных характеристик здания, таких как его форма и ориентация относительно сторон света. Только после оптимизации этих характеристик с целью минимизации отрицательного воздействия наружного климата и максимального использования положительного воздействия на тепловой баланс здания были выбраны энергосберегающие инженерные решения, например утилизация тепла или использование грунтовых вод с относительно низкой температурой для охлаждения здания.

Для определения формы, ориентации и размеров здания использовались методы компьютерного моделирования. Были построены математические модели нагрузки на систему климатизации в летний и зимний периоды с учётом теплопотерь и теплопоступлений через оболочку здания и направленного влияния наружного климата. Анализ этих моделей позволил определить форму здания, приближенную к оптимальной, при этом в качестве «точки отсчёта» было выбрано значение максимально допустимых теплопоступлений от солнечной радиации через единицу площади наружных ограждающих конструкций в летний период.

Проведенные расчёты позволили выбрать такие форму, ориентацию и размер здания, площадь и расположение светопрозрачных ограждающих конструкций, которые дали возможность в тёплый период года минимизировать воздействие солнечной радиации на оболочку здания, и, следовательно, снизить затраты на его охлаждение. Минимизация потребности в охлаждении здания в летний период позволила, в свою очередь, отказаться от традиционной системы кондиционирования воздуха — для холодоснабжения здесь используются грунтовые воды с относительно низкой температурой.

В результате расчётов и моделирования была выбрана форма здания, несколько напоминающая яйцо. Диаметр здания максимален в средней его части. Здание имеет 17-градусный наклон в южную сторону, причем перекрытие каждого этажа образует своеобразный ступенчатый «козырек», выступающий наружу и исполняющий роль солнцезащитного элемента офисных помещений, расположенных этажом ниже. Форма здания представляет собой модифицированную сферу — тело, заключающее в себе максимальный объём при минимальной площади поверхности. Площадь поверхности наружных ограждающих конструкций данного здания на 25% меньше, чем у здания кубической формы того же объёмы. Минимизация площади поверхности наружных ограждающих конструкций позволяет уменьшить через них теплопоступления в летний период и теплопотери в зимний. Форма здания обеспечивает максимальное использование естественного освещения и защиту от прямых солнечных лучей в летний период.