Анотація до роботи:

Шулдан Л.О. Принципи архітектурно-типологічного вдосконалення шкільних будівель з урахуванням енергозаощаджування. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата архітектури за спеціальністю 18.00.02 – архітектура будівель і споруд – Національний університет „Львівська політехніка”, Львів, 2007.

У дисертації вирішуються питання удосконалення шкільних будівель і комплексів з врахуванням енергозаощаджування. В результаті узагальнення світового і вітчизняного досвіду проектування і будівництва навчальних закладів, визначено перелік заходів архітектурного енергозаощаджування, проведено їхню класифікацію. Обґрунтовано застосування заходів архітектурного енергозаощаджування з позицій комплексного підходу до теплозахисту будівлі, дотримання теплового комфорту приміщень і економічного мотивування.

Визначено принципи архітектурного вдосконалення шкільних будівель і комплексів з врахуванням енергозаощаджування: містобудівні, планувально-просторові, композиційні, формотворчі та дизайну архітектурного середовища. У межах цих принципів окреслені засоби, за допомогою яких розроблені архітектурні заходи і прийоми. Наведено рекомендації щодо проектування нових та вдосконалення існуючих шкіл з урахуванням архітектурного енергозаощаджування.

Вимоги реформування вітчизняної освіти, „енергетичний” стан шкільних будівель та незадовільна оцінка навчального середовища учасниками навчального процесу й експертами в галузі енергозбереження визначають актуальність пошуків та необхідність досліджень архітектурного вдосконалення шкіл з врахуванням енергозаощаджування.

1. Виявлено, що проблемами енергозбереження будівель в сучасній Україні займається широке коло дослідників, без належної участі у цьому процесі архітекторів. Узагальнення даних сучасної вітчизняної і зарубіжної літератури та науково-дослідних робіт показали, що у галузі термомодернізації будівель домінують інженерно-технічні підходи і практично повністю ігноруються архітектурні аспекти енергозаощаджування. Відсутнє належне наукове обґрунтування та нормативна база проектування енергоощадних будинків, зокрема, шкільних будівель і комплексів. Встановлена невідповідність між просторово-функціональною організацією шкільних будівель і сучасними вимогами енергозбереження.

   Уточнене поняття архітектурного енергозаощаджування, в якому концентруються напрацювання в багатьох галузях науки, запропоновано розширення сфери застосування цього поняття та його змісту у науково-проектній діяльності. Архітектурне енергозаощаджування – це комплекс архітектурних заходів, спрямованих на зменшення непродуктивних енерговтрат (тепловтрат) і збереження оптимальних умов мікроклімату в будівлі.

   Доведено, що у проектуванні шкільних будівель та їх комплексів від середини ХІХ ст. до сучасності структура шкіл формувалася і з врахуванням прийомів енергозаощаджування, сформованих під впливом певних природно-географічних та кліматичних умов. Виділено три періоди, які відрізняються відношенням до енергозаощаджування в архітектурі й відображені у містобудівних, композиційних, формотворчих і т. п. рішеннях шкільних будівель. І період – формування усталених енергозаощаджувальних рішень (кін. ХІХ – поч. ХХ ст.);
   ІІ – нівелювання заходів архітектурного енергозаощаджування, зменшення ролі архітектурних рішень у формуванні внутрішнього мікроклімату (поч. ХХ ст. до 50–80 років ХХ ст.). ІІІ – зростання впливу архітектурних рішень на використання енергетичних ресурсів (часи енергетичних, економічних та екологічної криз).

   Визначені масштаби впровадження архітектурних енергоощаджувальних рішень, які обумовлені зростанням в України об’ємів будівництва нових та реконструкції і реновації існуючих шкіл. Доведено, що на сучасному етапі проектування і ревалоризація, реконструкція та експлуатація навчальних закладів повинні узгоджуватись з впровадженням архітектурних енергозаощаджувальних заходів. Їх розробка і застосування має розвиватися у трьох напрямках: реверсне застосування прийомів традиційної архітектури; використання передових технологій та матеріалів; синтетичне поєднання цих двох напрямків.

   Обґрунтовано застосування заходів архітектурного енергозаощаджування з позицій комплексного підходу до теплозахисту будівлі, дотримання теплового комфорту приміщень та економічного мотивування. У результаті проведених досліджень (24 енергообстеження, 11 енергоаудитів) встановлено, що архітектурні засоби енергозаощаджування можуть оптимізувати непродуктивні втрати теплової енергії в будь-якій будівлі та залишаються актуальними при використанні різних видів енергоносіїв. За розрахунками автора їх впровадження дає змогу зменшити тепловтрати в шкільних будівлях до 60 %, рівень теплоспоживання до 20 % і забезпечувати щорічний економічний ефект у розмірі 0,6 млрд. гривен (в цінах 2006 року).

   Визначено 5 груп шкільних будівель, поділених за потребою впровадження архітектурних енергозаощаджувальних рішень: І – невідкладне проведення термомодернізації (побудовані у 70–90-х роках XX ст.); ІІ – одночасне застосування архітектурних рішень відповідно до реформ освіти та вимог енергозаощаджування (будівлі задовільного стану без часових обмежень зведення); ІІІ – повна реновація і модернізація
   (до 70-х років XX ст.), IV – поміркована ревалоризація зі спеціальними заходами енергозаощаджування (пам’ятки архітектури); V – поступове виведення зі шкільного фонду.

   Обґрунтована пріоритетність застосування архітектурних енергозаощаджувальних заходів для: 1) шкільних будівель, розташованих у
   І–ІІ температурних зонах України, де очікується найбільший енергетичний, а відтак, і економічний ефект; 2) шкіл з місткістю в діапазоні від початкових до трикомплектних загальноосвітніх шкіл; 3) таких типів шкіл, як „школа – родина”, початкова школа, „початкова школа +
   + дошкільний виховний заклад” та приміщень для дітей шестилітнього віку у складі школи.

   Визначено принципи архітектурного вдосконалення шкільних будівель і комплексів з врахуванням енергозаощаджування. Містобудівний принцип полягає у створенні позитивного теплоенергетичного і вітрового фону для будівлі школи. Планувально-просторовий принцип спрямований на узгодження структури й планувальних параметрів з вимогами до внутрішнього мікроклімату приміщень та зовнішньокліматичними параметрами. Композиційний принцип передбачає компактне вирішення будівлі з її обмеженням по висоті та вертикальне зонування приміщень. Дія принципу формоутворення спрямовується на оптимізацію форм будівлі та її композиційних складових. Принцип дизайну узгоджує фасадний та інтер’єрний дизайн із поширенням теплового потоку і регламентує кубатуру та функціонування окремих приміщень. Принципи та засоби архітектурного енергозаощаджування втілені у програмах регенерації історичних шкільних будівель, які передбачають часові етапи реалізації, розроблені для проектних рішень сучасних шкіл з урахуванням вимог освітньої реформи та застосовані у навчальному процесі.

   Публікації автора за основними результатами та положеннями дисертації:

   Статті у фахових виданнях

   1. Проскуряков В., Шулдан Л. Методи організації енергоефективних заходів в шкільних будівлях засобами архітектури // Перспективні напрямки проектування житлових і громадських будівель. Спец. випуск. Будівництво та архітектура України в нових соціально-економічних умовах – К.: КиївЗНДІЕП, 2004. – С. 49–55.

   2. Проскуряков В., Шулдан Л. Навчальне архітектурне проектування шкільних будівель і споруд з урахуванням енергозаощадження // Строительство, материаловедение, машиностроение: Сб. научн. трудов. – Днепропетровск: ПГАСА, 2005. – Вып. 32, ч. 2. – С. 42–49.

   3. Шулдан Л. Сади на штучних основах як засіб гармонізації міського середовища та просторів громадських і, серед них, навчальних будівель і споруд // Традиції та новації у вищій архітектурно-художній освіті: Зб. наук. праць. – Харків:ХДАДМ, 2005. – № 4, 5. – C. 51–58.

   4. Проскуряков В., Шулдан Л. Досвід проектування і будівництва модерних шкіл та комплексів за кордоном і в Україні з реалізацією ідей енергозаощадження // Региональные проблеми архитектуры и градостроительства. Сб. научн. трудов. – Одеса: Астропринт, 2005. – Вип. 7–8. –
      С. 111–122.

   5. Шулдан Л. Архітектурні деталі, оздоби і прикраси будівель як засіб енергозаощадження // Традиції та новації у вищій архітектурно-художній освіті: Зб. наук. праць. – Харків: ХДАДМ, 2007. № 1, 2, 3. – C. 212–218.

   6. Шулдан Л., Проскуряков В. Архітектурні засоби енергозаощаджування при проектуванні шкіл для малих сіл України // Вісник Національного університету „Львівська політехніка”. – 2007. № 585.– С. 173–181.

   Основні статті у інших виданнях та матеріали конференцій

   1. Шулдан Л., Яців М. Заощадження енергії архітектурними засобами: Збірник наукових статей Міжнародної наук.-техн. конф. „Житло, енергія, екологія”. – Львів: Вид-во ДержавногоУніверситету „Львівська політехніка”, 27–29 квітня 1998. – С. 72–75.

   2. Szudan L. Klimatologiczna adaptacja programowego produkty “TERMO-Danffoss” dla przeprowadzenia energetycznego audytu budowli m. Lwwa oraz Wojewdztwa Lwowskiego //Materiay midzynarodowego naukowo-praktycznego seminarium «Energetychne budania budowli nieprodukcyjnego przeznaczenia», Polska, Krakw, “FEVE”, 18–24 marca 1999. – S. 97–103.

   3. Szudan L. Osobliwoci przeprowadzenia energetycznych badan’ pomnikw architektury na przykadzie Rady Miejskiej m. Lwowa // Materialy midzynarodowej naukowo-praktycznej konferencji “Energoоszczednosci sfer nieprodukcyjnego przeznaczenia”, Polska, Krakw, 4–6 maja 1999. –
      S. 31–36.

   4. Шулдан Л. Причини непродуктивних втрат тепла в будівлях // Матеріали наук.-техн. конф. Спілки енергоощадних міст України „Енергетичний аудит для міст, залучених до виконання демонстраційних проектів”: Тернопіль, 19–22 серпня 2000. – С. 57–60.

   5. Шулдан Л. Методи виконання інженерних розрахунків теплового комфорту // Матеріали науково-технічної конференції Спілки енергоощадних міст України „Енергетичний аудит для міст залучених до виконання демонстраційних проектів”, Тернопіль, 19–22 серпня 2000. – С. 26–32.

   6. Шулдан Л. Використання комп’ютерних програм для розрахунку енергоспоживання будівель. Енергообстеження будівель загальноосвітніх шкіл. Основні положення // Матеріали наук.-техн. конф. Спілки енергоощадних міст України „Енергетичний аудит для міст, залучених до виконання демонстраційних проектів”: Львів, 5–6 серпня 2002. – С. 18–27.

   7. Шулдан Л.О. Фактори, що впливають на ефективність споживання енергії будівлею // Матеріали навчального семінару для керівників органів місцевої влади „Управління споживанням енергії та фінансування енергоощадних проектів для бюджетних установ міста”: Трускавець, 30–31 жовтня 2003 (http://www.uneec.lviv.ua/index.php?page=./1/2/7/5/main.uk).

   8. Shuldan L.O. Problems of modern architectural climatology and its teaching in composition course Architectural Physics // Problems of the technical meteorology. 3^rd International conference. Lviv, 22–26 Мау 2006. –
      P. 115–119.

   9. Шулдан Л. Шляхи організації енергоефективності в шкільних будівлях засобами архітектури // Сучасні технології мінімізації енергоспоживання у будівництві. Відновлювальні джерела енергії: Матеріали міжнародної науково-практичної конференції – Львів, 8–9 лютого 2007. –
      С. 46–52.

   Методичні розробки

   1. Кліматологічний аналіз району будівництва: Завдання та інструкція до лабораторної роботи з курсу „Архітектурна фізика” для студентів напряму 1201 „Архітектура” / Укл.: Л. Шулдан. – Львів: Видавництво Національного університету „Львівська політехніка”, 2002. – 23 с., 7 іл.

   2. Теплотехнічний розрахунок зовнішньої огороджувальної конструкції. Методичні вказівки до розрахункової роботи з курсу „Архітектурна фізика” для студентів напряму 1201 „Архітектура” / Укл.: Е. Нестерович, Л. Шулдан. – Львів: Видавництво Національного університету „Львівська політехніка”, 2003. – 19 с., 3 іл.

   3. Дослідження температурно-вологісних умов в приміщенні. Інструкція до лабораторної роботи з курсу „Архітектурна фізика” для студентів напрямку 1201 „Архітектура” / Укл.: З. Рутковський, Е. Нестерович, Л. Шулдан. – Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка” , 2003. –24 с., 5 іл.

   4. Вимірювання вологості за методом точки роси. Інструкція до лабораторної роботи з курсу „Архітектурна фізика” для студентів напрямку 1201 „Архітектура” / Укл.: Л. Шулдан, М. Яців. – Львів: Видавництво Національного університету „Львівська політехніка”, 2003. – 8 с., іл.

   5. Визначення коефіцієнтів природної освітленості в моделі приміщення на лабораторному обладнанні „штучний небосхил”. Методичні вказівки до лабораторної роботи С-2 з курсу „Архітектурна фізика” для студентів спеціальності 1201 „Архітектура” / Укл.: В. Лагуш, Л. Шулдан, М. Яців. – Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2004. – 8 с.

   6. Управління енергоефективністю використання енергоресурсів. Кліматичні дані району будівництва як основи енергетичних розрахунків будівель (на прикладі Львова та Львівської області). Матеріали навчальних курсів з енергозбереження та виконання „Програми енергозбереження для бюджетної сфери й населення на 2006–2008 роки” / Укл.: Л. Шулдан–Львів: Регіональний центр з перепідготовки та підвищення кваліфікації кадрів у сфері енергозбереження та менеджменту Національного університету “Львівська політехніка”, 2006. – 16 с.