Коротко и по делу — ключевые принципы и конкретные целевые показатели для проектирования начальной школы в климате с тёплым летом и холодной зимой.
1) Ситуация и ориентация
- Ориентировать большинство учебных пространств на юг/юго-восток для зимних солнечных gains и контролируемого дневного света; минимизировать большие остекления на востоке/западе (перегрев утром/вечером).
- Рекомендуемые соотношения остекления (WWR): ${\mathrm{WWR}}_{south}=25\%-35\%$, ${\mathrm{WWR}}_{east/west}<15\%$.
2) Теплоизоляция и теплотехнические показатели
- Стремиться к хорошему ограждающему контуру: стены $U\le$ \(\(0.18\ \mathrm{W/(m^2\cdot K)}\)\), кровля $U\le$ \(\(0.12\ \mathrm{W/(m^2\cdot K)}\)\), пол на грунте $U\le$ \(\(0.15\ \mathrm{W/(m^2\cdot K)}\)\).
- Окна: $U\le$ \(\(1.1\ \mathrm{W/(m^2\cdot K)}\)\) (трёхслойное стеклопакет/аргон/низкоэмиссионное покрытие).
- Устранение тепловых мостов и тщательная герметичность: целевой показатель плотности воздуха при вакуум-тесте $n_{50}\le$ \(\(1.5\ \mathrm{h^{-1}}\)\) (минимум $\le 3{\mathrm{h}}^{-1}$ в менее амбициозных проектах).
3) Солнечный контроль и пассивное отопление/охлаждение
- Зимний пассивный выигрыш: направленное южное остекление с контролем перегрева.
- Защита от летнего перегрева: внешние солнцезащитные устройства (карнизы, жалюзи, экраны) + растения. Размер стационарного козырька от верхней части окна:
$$d=h\cot (\alpha )$$ где $d$ — глубина козырька, $h$ — высота окна, $\alpha$ — высота солнца (летняя).
- SHGC и стекла: для южных окон — управляемый SHGC (динамическое остекление или внешняя защита). Целевой диапазон: $\mathrm{SHG}{\mathrm{C}}_{\mathrm{south}}\approx 0.4-0.6$ с возможностью затенения; восток/запад — $\mathrm{SHGC}<0.3$.
4) Тепловая инерция и конструкция
- Интегрировать теплоёмкие элементы (бетонные/массивные полы или внутренние стены) внутри утеплённого контура для сглаживания суточных колебаний температуры и ночного проветривания.
- Лёгкие фасады с внешней теплоизоляцией и вентилируемым фасадом (чтобы избежать точек конденсации).
5) Естественная и искусственная вентиляция, ВРV/ВФР (рекуперация)
- Баланс качества воздуха/энергии: вентиляция по кратности или на человека. Рекомендуемый приток воздуха для классов: $V=7-10L/s\cdot \mathrm{perso}{\mathrm{n}}^{-1}$.
- Предпочтительно механическое приточно-вытяжное с рекуператором (HRV/ERV) с эффективностью ${\eta }_{HRV}=75\%-90\%$.
- Использовать ночной «пурж» (night purge) для сброса дневного тепла путём естественной вентиляции зимой/летом при подходящих условиях.
6) Системы отопления и охлаждения
- Низкотемпературное отопление (тёплые полы или конвекторы) совместно с тепловыми насосами (целевая COP$\ge$ \(\(3\)\) для эффективной работы).
- Для охлаждения — первичные меры пассивного (шторы, ночное проветривание, теплоёмкость) + при необходимости компактные кондиционеры/чиллеры с высокой энергоэффективностью.
7) Дневной свет и визуальный комфорт
- Стремиться к среднему коэффициенту дневного света (Daylight Factor) в классах $\mathrm{DF}=3\%-5\%$.
- Использовать световые колодцы, световые полупрозрачные перегородки, отражающие полки для равномерного распределения света и минимизации бликов.
8) Материалы и экологичность
- Предпочтение низкоуглеродным, долговечным и ремонтопригодным материалам: CLT/дерево для несущих/внутренних элементов, минеральная/целлюлозная/деревянная изоляция (высокое содержание вторсырья), бетон с добавками (шлак/пепел) для массой там, где нужна инерция.
- Избегать высоко-GWP пен (по возможности) и токсичных покрытий; выбирать отделочные материалы с низким эмиссионным классом (VOC).
- Модульность/префабрикация для сокращения отходов и времени строительства.
9) Вода, зелёные технологии и эксплуатация
- Зелёная крыша/перголы для дополнительной изоляции и управления стоком.
- Сбор дождевой воды для полива и санитарных нужд.
- Фотовольтаика на южной части крыши; мониторинг энергопотребления и системы управления для оптимизации.
10) Комфорт и акустика
- Акустика классов: целевой реверберационный временной диапазон $T_{60}=0.6-0.8\mathrm{s}$.
- Материалы с хорошей звукоизоляцией и ударопоглощением в коридорах/спортзалах.
11) Верификация и эксплуатация
- Энергетическое моделирование (годовой баланс) и моделирование летнего перегрева.
- Проведение тестов герметичности, наладка вентиляции, мониторинг CO2/температуры для корректировок в первых годах эксплуатации.
Если нужно, могу привести простую формулу расчёта глубины козырька под вашу широту (с указанием значения солнечной высоты) или предложить конкретные целевые U- и SHGC-параметры под конкретную климатическую зону/город.