XXVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Использование экоархитектуры для четвероногих друзей
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
В настоящее время всё большее внимание уделяется экологическому подходу в строительстве и архитектуре. Одним из таких направлений является экоархитектура, основная цель которой заключается в использовании природных и экологически безопасных материалов, снижении негативного воздействия на окружающую среду и создании благоприятного микроклимата для живых существ.
Вопрос об использовании экоархитектуры изучают Князева В.П., Папанек В., Черешнев И. В., Сухинина Е., Армстронг Р.
Актуальность данной работы обусловлена тем, что домашние животные, в том числе собаки, нуждаются в комфортных и безопасных условиях содержания, особенно при проживании на приусадебных участках. Наблюдая за условиями содержания собак в Краснодоге возникла идея создать для собаки отдельное жилище на открытом воздухе.
В процессе поиска идей для будущего домика было установлено, что наиболее подходящими являются конструкции, выполненные из природных материалов. Это вызвало ряд вопросов: какие материалы лучше всего использовать при строительстве, почему в разных климатических условиях применяются различные строительные решения и каким образом выбор материалов влияет на микроклимат внутри сооружения. Особый интерес вызвали конструкции с «зелёной» крышей, покрытой мхом, что привело к изучению их функционального и экологического значения.
В условиях жаркого климата Краснодарского края для собаки особенно важно наличие тени и защиты от перегрева. Это поставило задачу объединить в одном сооружении функции укрытия, комфортного микроклимата и экологической безопасности.
В связи с этим была определена цель исследования – изучить основные принципы экоархитектуры и экологические строительные материалы, а также на их основе спроектировать и построить домик для собаки, обеспечивающий комфортные условия содержания и благоприятный микроклимат.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи исследования:
1. Изучить литературные источники по экоархитектуре и её влиянию на микроклимат.
2. Рассмотреть виды материалов, применяемых в экоархитектуре, и определить наиболее подходящие для строительства домика для собаки.
3. Разработать проект домика с учётом климатических условий и принципов экологичности.
4. Осуществить строительство домика для собаки из выбранных материалов.
Объект исследования – малоразмерные архитектурные сооружения для содержания домашних животных.
Предмет исследования – применение принципов экоархитектуры и природных материалов при строительстве домика для собаки и их влияние на микроклимат внутри сооружения.
Теоретическая значимость данной работы заключается в обобщении и систематизации сведений об экоархитектуре и экологических строительных материалах, а также в изучении их влияния на микроклимат в небольших постройках.
Практическая (прикладная) значимость работы состоит в возможности использования разработанного проекта и полученных результатов при строительстве домиков для собак и других домашних животных, а также в применении принципов экоархитектуры в бытовых условиях.
В ходе исследования были использованы следующие методы:
-
анализ литературных источников и интернет-ресурсов;
-
наблюдение за условиями содержания и поведением собаки;
-
сравнение строительных материалов;
-
проектирование;
-
практическая деятельность (строительство домика).
Глава 1. Архитектурное развитие
-
-
История создания жилища
-
Жилище, или просто жильё – это место, где можно жить. Оно может быть построено людьми (дом, шалаш) или создано самой природой (пещера, грот). Жильё бывает постоянным, куда возвращаются каждый день, или временным, например, для летнего отдыха.
Внешний вид и материалы для жилища могут быть самыми разными. Его можно построить из дерева, камня, кирпича, бетона или даже сделать из снега, как иглу, или из шкур животных. Всё зависит от того, что есть вокруг и какой образ жизни ведут люди [4, с. 16].
Люди начали жить в жилищах очень давно, ещё в древние времена. Сначала они прятались в природных убежищах – пещерах и гротах. Потом научились строить землянки (дома, выкопанные в земле) и шалаши. Когда люди перестали постоянно переходить с места на место и стали жить оседло, их дома тоже начали меняться.
Сейчас дома по всему миру выглядят по-разному. Их размер, форма и даже место, где они стоят, зависят от многих вещей: от культуры и обычаев народа, от климата в этой местности и даже от того, насколько богата семья, которая в нём живёт.
Раньше для строительства домов люди часто выбирали хвойные деревья: сосну, ель или лиственницу. Эти породы древесины хорошо удерживают тепло в морозы и остаются прохладными в летнюю жару. Но деревья для строительства выбирали с умом: нельзя было рубить больные, очень старые или сухие деревья, а также те, что росли прямо у дороги.
Для утепления домов использовали мох. Его собирали и закладывали между брёвнами, чтобы закрыть все щели и не пустить холод внутрь.
-
-
Экоархитектура
-
Экоархитектура – это современный подход к строительству [1, с. 93]. Он объединяет новые технологии и правила, которые помогают жить в гармонии с природой. Главная цель – строить удобные дома, которые как можно меньше вредят окружающей среде.
Некоторые принципы экоархитектуры:
-
Использование природных материалов. Вместо пластика и других искусственных материалов здесь предпочитают дерево, переработанное сырьё и натуральные волокна.
-
Озеленение крыш. Крыши и другие поверхности зданий засаживают растениями, например, мхом. Зелёная крыша работает как природный щит: она защищает дом от сильного перегрева на солнце. Мох для этого подходит отлично – он хорошо приживается на шершавых поверхностях, таких как камень или дерево.
Способы закрепления мха при строительстве экодома.
-
Мох можно перенести на разные материалы: камень, бетон или дерево.
-
Важно помнить: мох с дерева приживётся только на деревянной поверхности, а мох с земли – только на грунте.
-
Мох любит тень или полутень. Хотя некоторые его виды могут расти и на солнце, от прямых лучей он может засохнуть. Поэтому зелёную крышу лучше устраивать с теневой стороны или под сенью деревьев.
Все это нужно для рационального использования ресурсов, заботы о здоровье людей или питомцев, которые живут в здании.
-
-
Влияние климата на строительство
-
Климат в нашем крае очень разный. На него влияют и степи, и горы, и близость Чёрного моря. Из-за этого здесь встречаются аж три типа климата: обычный континентальный – в степях, мягкий субтропический – у моря, и прохладный горный – в предгорьях Кавказа.
Для нас, жителей Краснодара, самое заметное – это жаркое лето. В тени температура часто поднимается до 45 градусов! В такую жару животным на улице бывает очень тяжело. Зато зимы у нас обычно мягкие, без сильных морозов и снегопадов. Снег выпадает редко, зато часто идут дожди, и становится сыро и промозгло.
Именно поэтому здесь особенно полезны экодома. Это дома, построенные из безопасных для природы материалов и по специальным технологиям, которые меньше вредят окружающей среде. Главная задача такого дома – создать внутри здоровый и комфортный микроклимат для жизни, красиво вписаться в окружающий пейзаж и помочь сохранить местные растения и животных [5, с. 23].
Научно-технический прогресс не только делает нашу жизнь проще, комфортнее и безопаснее, но, к сожалению, еще и становится причиной активного загрязнения окружающей среды. Объем химических выбросов в атмосферу продолжает расти, в больших городах иногда невозможно дышать из-за смога, поэтому многие люди стремятся уехать из мегаполисов или улучшить свой дом в городе.
Человеку с животными лучше живется в частном доме, а с недавних пор такое строение можно сделать не только комфортным, но еще и экологически чистым не только для человека, но и для животного. Для крупных собак человек строит вольеры, будки. Они должны вписываться в дизайн частного двора. Такие строения называют-экодома.
Это здания, построенные с применением только экологически чистых материалов. В понятии «экодом» приставка «эко» одновременно говорит и об экологичности, и об экономичности для человека.
Экодома – это не мода нашего века, давно забытые старые истины. В каждой стране есть свои примеры экодомов.
Умное расположение. Архитекторы стараются «вписать» дом в окружающий пейзаж. Они заранее изучают, откуда чаще дует ветер, сколько выпадает дождя и снега, где находится солнечная сторона. Это помогает сделать дом тёплым, светлым и уютным без лишних затрат.
Правильные материалы. Для строительства выбирают такие материалы, которые потом можно снова переработать, чтобы они не превратились в мусор.
Простота и экономия. Дизайн дома должен быть простым и продуманным, чтобы тратить как можно меньше энергии на отопление и освещение.
Только натуральные материалы. Все части дома – от фундамента до крыши – нужно строить из безопасных для природы материалов.
Умное планирование. Архитекторы заранее продумывают, как сберечь тепло и свет. Например, они могут спроектировать дом так, чтобы на холодной северной стороне было меньше окон, а на солнечной южной – больше. Это помогает дому самому сохранять тепло и свет.
Глава 2. Дом для любимого питомца
-
-
Собака друг человека
-
На протяжении всей истории человечества животные проживали вместе с человеком либо в его жилище, либо в непосредственной близости от него. Процесс одомашнивания начался не с собак в современном понимании, а с их предков – волков или шакалов, а именно с неагрессивных и более доверчивых особей. Согласно одной из распространённых теорий, сближение человека и животных произошло благодаря пищевым отходам, которые животные подбирали вблизи человеческих стоянок. Для сохранения постоянного доступа к источнику пищи диким животным приходилось проявлять терпимость к присутствию человека. Дополнительным фактором стала возможность получения тепла и защиты, что имело решающее значение в условиях холодного и сухого климата.
Первые упоминания о будках для собак встречаются в древних источниках. Один из наиболее ранних археологических примеров – будка, обнаруженная при раскопках в Египте, датируемая примерно 4500 годами назад. Она использовалась в качестве укрытия для охотничьей собаки во время пребывания в поле. В 1790 году в Великобритании Карл Оуэнс изобрёл одну из первых конструкций будки для собак современного типа. Она была выполнена из древесины и представляла собой прямоугольную конструкцию с крышей и проёмами для входа и выхода. В тот период собаки в основном выполняли охотничьи и сторожевые функции и, как правило, были вынуждены ночевать на открытом грунте.
В настоящее время на планете насчитывается более 400 пород собак, при этом данное число является условным. Ежегодно появляются новые гибридные породы, в то время как некоторые существующие постепенно исчезают. Мелкие породы чаще всего содержатся в квартирах, тогда как крупные собаки преимущественно проживают на придомовых территориях. Для них необходимы пространство для движения, бега и регулярных прогулок, поэтому чаще всего они содержатся во дворах частных домов и живут в будках.
Существует распространённое мнение о том, что собакам, как потомкам волков, не требуется специальное укрытие. В результате некоторые животные вынуждены находиться на крыльце, веранде или под открытым небом, а в холодное время временно допускаются в дом. Подобная практика не всегда обеспечивает животным надлежащие условия содержания. Уровень заботы о собаке во многом отражается в условиях её проживания, в том числе в наличии и качестве будки.
Практика содержания собак в жилых помещениях также имеет ряд ограничений. При отсутствии владельцев животное не имеет возможности самостоятельно регулировать условия пребывания и выходить на прогулку по необходимости. Использование бытовых приборов для поддержания микроклимата, таких как кондиционеры, может быть потенциально опасным и не обеспечивает стабильного теплового комфорта. Резкие перепады температуры могут негативно сказываться на состоянии здоровья собаки и приводить к переохлаждению или заболеваниям.
Таким образом, для собак, особенно крупных пород, необходимы специально спроектированные укрытия, обеспечивающие комфортные условия как в холодное, так и в тёплое время года. На практике же для мелких пород чаще приобретаются готовые лежанки и домики, тогда как для крупных собак используются упрощённые конструкции будок, не всегда отвечающие требованиям теплового комфорта. Недостаточное внимание к данным аспектам приводит к ухудшению условий содержания животных. В связи с этим актуальной задачей является разработка и создание будки, способной обеспечивать оптимальный микроклимат и соответствовать потребностям собаки [3, с. 43].
-
-
Строительство экодомика для питомца
-
В сентябре мы составили план нашего строительства. Опираясь на размеры питомца, его привычки и характер стали разрабатывать чертеж будки. В это же время подбирали строительные материалы и место во дворе дома, где будет проходить строительство. Для выбора места необходимо было учитывать солнечную и теневую сторону участка. При строительстве будет использоваться мох, поэтому выбрали теневую безветренную сторону двора.
Первым этапом строительства является сооружение помоста. Учитывая состав почвы на участке и время длительных дождей в регионе-это является при строительстве самым главным. В будке у питомца не будет лишней влаги. Покрытие будки может быть фанерным или дощатым. Мы выбрали дощатое покрытие, тогда не надо будет его заменять через 3-4 года. Так как глинистая почва на участке лишнюю дождевую воду не впитывает и потому дерево будет насыщаться большим количеством воды. Весь строительный материал был обработан специальным консервантом от плесени и от насекомых [2, с. 84].
П ри строительстве стен использовали доски из лиственницы толщиной не менее 20-25 мм, для защиты дома от продувания и лучшей защиты от холода. Высота стен позволяет псу стоять во весь рост внутри будки. Но необходимо также учитывать, что высокие стены могут создавать большой объем помещения, который необходимо согреть в зимнее время. А маленькая высота создает не комфортность нахождения питомца в летний период из-за перенагрева, так как температура в городе может достигать 40-48 градусов.
Для более комфортного нахождения собаки в доме мы продумали навес перед входом. Это позволяет в дождливую погоду есть и пить под навесом своего жилища, а не прятаться около дома человека. А в жару навес помогает отдохнуть на свежем воздухе в тени. Но не мало важным условием навеса было и то, что у питомца должно быть место для игр в непогоду.
Д ля возведения крыши мы закрепили несущие балки, подняли вертикальные опоры, прикрепили стропила и зафиксировали шурупами на них фанеру. К фанере мы решили прикрепить мягкую черепицу. Она имеет важную особенность не перегревается на солнце и не деформируется в холоде. На мягкую черепицу закрепили сетку, к которой позднее стали крепить увлажненный мох. После строительства будки стояла теплая осенняя погода, чтобы мох не пересох без дождей мы опрыскивали мох каждые 2-3 дня. Так он увлажнялся и мог продолжать свой рост. Так как у мха нет корневой системы, нужно было не изолировать места стыков сетки и мягкой черепицы. Споры мха попадая на черепицу дадут в следующем годы ростки. Важным условием ухода за домом в первый год будет именно контроль роста мха на крыше дома. Так как он должен обеспечивать определенную среду внутри дома, то важно сохранить и развить рост мхового покрытия. В дальнейшем одна из стен, которая находится с северной стороны будет также покрыта мхом.
При строительстве будки мы свели к минимуму использование пластика, только сетка на крыше. Но и она подобрана нами из практичного материала. Сегодня есть производство пластика из кукурузы. Так как в производстве домика для питомца использовались природные материалы, то мы можем считать, что экодомик готов. Летом мы проведем дополнительное исследование по температурному балансу между домом, который построили мы и обычной будкой в соседнем дворе. Зимний период показал, что собаке комфортно нахождение в домике, не смотря на снежные заносы и минусовые температуры в городе. Помост под навесом легко очищался от снега.
Позднее, опираясь на эту работу, мы хотим разработать экодома для человека. В нашем регионе очень редко они строятся и не популярны. Хотя в поселках Краснодарского края есть дома, построенные в 20 веке из природных материалов: глины, лещины, камыша. Но это старые технологии, где очень много минусов в материале, так как нет его обработки от гниения и насекомые, а также главным вредителем в сельской местности остаются грызуны.
Заключение
В ходе работы было изучено понятие экоархитектуры на основе литературных источников. Экоархитектура (устойчивая, или «зелёная», архитектура) представляет собой подход к проектированию и строительству зданий, направленный на гармоничное взаимодействие с окружающей средой. Здания, созданные в рамках данного подхода, обеспечивают благоприятный микроклимат и высокий уровень экологической безопасности за счёт использования натуральных и экологически чистых строительных материалов, не оказывающих вредного воздействия на здоровье человека и животных.
Были рассмотрены основные материалы, применяемые в экоархитектуре, такие как древесина и мох, а также отмечено стремление к минимальному использованию бетона и пластика. На основе полученных теоретических знаний был разработан проект домика для собаки. Конструкция будки выполнена из экологичных материалов, не загрязняющих окружающую среду, и органично вписывается в природный ландшафт. Созданные условия обеспечивают комфортное пребывание животного в холодное время года и предполагают сохранение благоприятного микроклимата в тёплый период, в том числе при длительном нахождении собаки в одиночестве.
При проектировании и строительстве будки были использованы элементы экоархитектуры, включая древесину, фанеру для крыши, гладкую черепицу, джутовые коврики, мох сфагнум, а также пластиковую сетку в ограниченном объёме для защиты кровли. В результате получено эстетически привлекательное, аккуратное и функциональное сооружение, подходящее для собак как мелких, так и крупных пород. Экобудка отличается более высоким уровнем эстетики по сравнению с традиционными аналогами.
Нами было организовано выступление перед 4-ми классами ЧОУ «Романовская гимназия». Где мы презентовали конечный продукт. Учащимся рассказаны минусы и плюсы экодомов для питомцев. Показана презентация, по которой каждый ребенок познакомился с этапами строительства и конечным результатом. Таким образом, дети узнали о пользе экостроительства для нашего региона и для животных в частности. В беседе мы рассказали, что такое «экодом» и «зелёный дом», а также рассмотрели понятие бионики. Узнали, что архитектурная бионика ориентирована на интеграцию архитектурных объектов в природную среду и заимствование природных принципов при строительстве.
Список литературы
-
Забелина Е. В., Ландшафтная архитектура. АРТ-ландшафты в современной ландшафтной архитектуре, Лань, 2023, 116 с.
-
Князева В.П. Экологические аспекты выбора материалов в архитектурном проектировании Москва, Архитектура-С, 2006, 296 с.
-
Мычко Е.Н. Устройство племенного питомника и домашнее содержание собак, Аквариум-Принт, 2008, 256 с.
-
Папанек В. Зеленый эмператив. Руководство по экологичному и этичному дизайну и архитектуре, Москва, Бомбора, 2022, 384 с.
-
Черешнев И. В. Экологическая архитектура малоэтажного городского жилища, 3-е изд., перераб.-Санкт-Петербург, Лань, 2023, 268 с.