АТРИУМНЫЕ ПРОСТРАНСТВА В СТРУКТУРЕ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ

В статье рассмотрены этапы формирования атриумного пространства в жилых зданиях в разные исторические периоды развития жилищного строительства. Показаны основные приёмы устройства внутреннего дворика-атриума в различных типах жилых зданий. Предлагаются выводы, на основании которых могут быть проведены научные исследования в этой области применительно к российскому строительству жилья и уральскому климату.

Ключевые слова: атриум, внутренний дворик, атриумные пространства, функционирование атриумов, энергоэффективность

Вряд ли можно представить себе современные объекты строительства без наличия атриумов. Атриум – это двор или крытое пространство общественного назначения, как правило, развитое в вертикальном направлении. Атриумы создают в здании «чувство свободного пространства и света», они являются идеальным местом встреч, отдыха, устройства предприятий обслуживания, выставочных пространств и таким образом придают зданию дополнительные функциональные качества.

В настоящее время остается большое поле для усовершенствования атриума в целях экономии энергии. Рост цен на электроэнергию делает актуальным вопрос о естественном освещении зданий. Здания, освещенные только из внутренних двориков, требуют низких затрат энергии на отопление и освещение. Жилой дом с атриумом становится в современном индивидуальном строительстве все более популярным. Небольшой дворик издавна ценился за сочетание таких свойств как хорошая проветриваемость, инсоляция и изолированность.

Идея атриума является одной из древних и ведет свою историю со времен Месопотамии, где в XII веке до н.э. возникли первые жилые здания с центральными внутренними дворами. В этот период, ограниченный в конструктивных и технических средствах и эстетических воззрениях, хозяин дома при строительстве руководствуется функцией, интуитивно перенимая форму, сложившуюся с первобытных времен, когда вокруг очага располагалось жилище.

Между V и II веками до н.э. на территории Древней Греции появляются первые атрии – открытые внутренние дворики, окруженные колоннами и сообщавшиеся с периферийными жилыми пространствами (рис.1).

Рис.1 Греческий жилой дом с внутренним двориком.

а) схема [Электронный ресурс] – Режим доступа:
http://www.rusarch.ru/gutnov1.files/image174.jpg
б) План [Электронный ресурс] – Режим доступа:
http://dic.academic.ru/pictures/wiki/files/49/180px-casa_dei_vetti_-_planimetria.svg.png
в) Внутренний двор [Электронный ресурс] – Режим доступа:
http://dic.academic.ru/pictures/wiki/files/80/Pompeji_um_1900_haus.jpg

Классическая концепция атриума сложилась в архитектуре римлян в III веке до н.э. Атриум представлял собой центральную часть жилого дома с проемом в крыше прямоугольной формы, вокруг которого формировалась композиция жилища. Расположенный у главного входа в здание атриум окружали помещения преимущественно общественного назначения – торговые лавки, мастерские, главная гостиная.

Первоначально в центре атриума находился очаг (крыша над ним имела отверстие для выхода дыма), затем — четырёхугольный неглубокий бассейн (имплювий), над которым оставлялось отверстие для стока дождевой воды (комплювиум). Атриум tuscanicum (рис.2), или этрусский, имел вогнутую крышу с четырехугольным отверстием посредине; скаты крыши были обращены к комплювиуму для стока дождевой воды, а отверстие в кровле образовывалось только стропилами. Атриум tetrastylum (рис.2), или четырехколонный, имел крышу, которая опиралась на четыре колонны, поставленные по углам комплювиума. Такого рода устройство применялось тогда, когда атриум был настолько велик, что балки ни по своей длине, ни по прочности не годились для поддержания крыши. Эта форма есть дальнейшее развитие предыдущей [2]. В эпоху поздней республики и империи атриум становится одним из парадных помещений римского дома. Вода в имплювии, охлаждаясь ночью, передавала прохладу внутренним стенам атриума во время жаркого полуденного зноя, а свет и воздух, попадая в него из открытой кровли, распространялись в окружающие помещения [3, С. 5-7].

Рис.2 Древнеримский дом.

а,б) План. Разрез [Электронный ресурс] – Режим доступа:
http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/636078
в) Интерьер. [Электронный ресурс] – Режим доступа
: http://dic.academic.ru/pictures/wiki/files/65/Alma_Tadema_Coriolanus_House.png

В этот период определились основные приемы формирования атриума, которые органично сочетали в себе функцию и эстетику. Функционально он служил парадным «залом» для приемов гостей, играл центральную объединяющую роль в плане дома, защищал внутренние пространства от природных воздействий, способствовал созданию в доме благоприятного микроклимата. Эстетические задачи решались за счет связи атриума римского дома с внешней средой и оформлением его интерьера предметно-пространственным наполнением и убранством.

Таким образом, пространство атриума становилось органичной частью античного жилого дома, без которого его структура теряла основное назначение.

Со временем атриумные пространства дошли и до Урала, где нашли свое отражение в уральском народном жилище. На Урале атриумом являлся внутренний дворик, который отделял жилую часть от хозяйственной. Двор мог быть как открытым, так и крытым.

Крытые дворы в уральских усадьбах, как и во всех районах севера, стоят вплотную к объему жилой части и составляют с ней общий дом. В Северном Прикамье крытые дворы двухъярусные, на Среднем Урале к XX в. доминируют низкие одноярусные. Крытый двор ставили со стороны улицы или отделяли от избы и относили его на другую сторону открытого двора. Таким образом, общая схема двора усадьбы становилась замкнутой хлевами, навесами и амбарами (Рис.3). Такое изменение планировки дома нарушало традиционное в русском северном деревянном зодчестве объединение избы со скотным двором и придало застройке усадьбы схему открытого замкнутого двора, распространенного на Среднем Урале. Этот прием устройства усадьбы, очевидно, появился в конце XIX — начале XX веков с развитием двусторонней застройки улиц в поселениях. В случае, когда изба поставлена торцовой стеной на улицу, крытый скотный двор, примыкая также к продольной глухой стене избы, вместе с избой торцом выходил на улицу. При таком расположении дома всегда учитывалось размещение открытого чистого и крытого скотных дворов по отношению к избе. Крытый двор ставился с северной стороны избы. Таковы, например, усадьбы И. Л. Валькова и Т. С. Ваулиной в деревне Большой Сим Соликамского района, усадьбы в деревне Луть Чердынского района и Г. П. Мальгина в деревне Верх — Боровая Соликамского района.

Рис.3 Уральская усадьба с крытым двором. Архитектура жилища в условиях Урала. / Под общ. ред. С.А. Дектерева. – Екатеринбург: Изд-во Уральского архитектурно-художественного института, 1992. – С.14.

Усадьбы с крытыми дворами на Среднем Урале в планировочном отношении существенно отличаются от северных домов. Во-первых, они более развиты и содержат больше разных хозяйственных построек. Во-вторых, в крытом дворе размещены все хозяйственные помещения. Вместе с тем крытый двор был самым сырым и грязным местом. Этот недостаток частично устранялся устройством бокового открытого дворика.

На Среднем Урале, в широкой полосе старинного заселения Причусовья, встречаются интересные примеры усадеб с частично открытыми дворами, которые объединяют в себе черты крытых и открытых дворов. Открытый центральный дворик позволяет улучшить освещение, инсоляцию и проветривание крытого двора, в котором из-за повышенной влажности теплого воздуха от скота быстро разрушаются стены (рис.4). Во время дождей и снегопадов такой дворик легко перекрывался. Буквально в считанные минуты, пока движется туча, крыша из легких жердей может быть готова и двор сохранится сухим и чистым. Настил крыши опирался на свесы крыш окружающих хозяйственных построек и сверху накрывался картофельной ботвой.

Рис.4. Уральская усадьба с открытым двором. Архитектура жилища в условиях Урала. / Под общ. ред. С.А. Дектерева. – Екатеринбург: Изд-во Уральского архитектурно-художественного института, 1992. – С.14.

Таким образом, внутренний дворик в уральском народном жилище выполнял функции освещения жилого дома с одной стороны и образование своеобразной буферной зоны между домом и хозяйственными надворными постройками с другой стороны.

С развитием материалов, конструкций и технологий изменяется форма и функциональное назначение атриума. Оно становится немного иным, чем прежде. В современном индивидуальном доме внутренний дворик может быть открытым, продолжая традиции древности. Он, как правило, примыкает к жилому строению и служит местом отдыха, летней кухней или столовой, солярием, детской площадкой, в него проектируют выход с террасы. Дворик должен быть закрыт с северной стороны. В состав дворика входят лужайка, цветник, навес со скамьями, подпорные стенки, возможен альпинарий (каменная горка с декоративным мхом), водоем (рис. 5,6).

Рис.5 Пляжный дом на 4 семьи в Перу. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://1dom.files.wordpress.com/2010/03/el-22-13.jpg
Рис.6 Дом Герреро в Испании Alberto Campo Baeza. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://1dom.files.wordpress.com/2010/01/casa-guerrero-5.jpg

В настоящее время в коттедже атриум стали включать в объем здания. Он может служить главным элементом композиции, образующий большое двухсветное пространство и объединяющий многочисленные жилые и подсобные помещения. Это дает возможность решить освещение больших комнат, улучшить их инсоляцию. Примером может служить проект жилого дома в лучших традициях «конструктивизма» (рис.7).

Рис.7. Проект жилого дома в лучших традициях конструктивизма [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.kostar.ru/proj.htm?di=245.

На юге и в районах с умеренным климатом, в районах с жарким сухим климатом для защиты от ветра, пыли, излишней инсоляции, в случае требования высокой плотности застройки строят атриумные дома – блок-квартиры с внутренними двориками. Но и в условиях холодного климата возможен вариант блокировки квартир с образованием внутреннего дворика. Благодаря дворику, который является своеобразной «зеленой» комнатой, природа входит в единство с жилищем, создавая в нем благоприятные условия проживания.

Дома крестовой блокировки (рис.8) обычно характеризуются наибольшей компактностью объемно-планировочной структуры и потому особенно целесообразны для использования в районах с холодным и суровым климатом. Четыре квартиры, образующие дом, имеют контакт с внешней средой через две смежные стены, к которым примыкают все жилые комнаты и кухни. В доме с атриумом в целях сокращения теплопотерь устроен общий зимний вход во все квартиры. Летом связь с участком осуществляется через индивидуальные входы. Недостатком домов крестовой блокировки является неравенство квартир и участков по условиям инсоляции.Блок-квартиры Г-образной формы легко блокируются между собой, обеспечивая эффективную взаимную теплозащиту [1].

Рис.8 Блокированный жилой дом крестовой блокировки с внутренним двориком. Архитектура жилища в условиях Урала. / Под общ. ред. С.А. Дектерева. – Екатеринбург: Изд-во Уральского архитектурно-художественного института, 1992. – С.39

На современном этапе проектирования и строительства наибольшее использование атриумы находят в домах средней этажности и многоэтажных жилых домах. В них атриум, по сути, является своеобразным оазисом, спасающим жителей в знойные летние дни и холодные зимние вечера. Это место, где можно отдохнуть от шумного мегаполиса и под журчание фонтана в приятной обстановке пообщаться с соседями или погулять с детьми.

Атриум занимает центральное место в композиции дома. Например, в жилом доме в Брюсовом переулке в Москве (арх. Алексей Бавыкин, 2007 г.) атриум высокий и узкий, как двор-колодец (рис.9). Ощущение колодца подкрепляет и плещущийся внизу фонтан. Венчает атриум стеклянный купол, сбоку больше всего похожий на рыбий плавник.

Рис.9. Жилой дом в Брюсовом переулке в Москве [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.archi.ru/agency/images_linked.html?rt=object&id=246&img_ А) План. Б) Разрез. В) Фасад. >

Принцип организации внутреннего пространства дома в Брюсовом переулке очень напоминает гостиницу. И не случайно. С самого начала его проектировали как будущий отель. И атриум достался зданию в наследство от гостиничного проекта. В результате оказалось, что такое планировочное решение вполне подходит и для многоквартирного дома (рис.10).

Рис.10. Г) Интерьер атриума 1. Д) Интерьер атриума 2. Е) Интерьер атриума 3. >

Рассмотрев вышеперечисленные приемы применения атриумов в разных типах жилых зданий, можно сделать общий вывод: в жилом доме с атриумным пространством главную роль играют помещения, прилегающие к атриуму, то есть квартиры. Будучи использованным для разных нужд, атриум образует своего рода вестибюль и коммуникационное пространство, обеспечивающие доступ ко всем частям здания.

Атриум в жилом доме, находящемся в холодном климате, позволяет улучшить инсоляцию жилых комнат и подсобных помещений. Он играет важную роль для регулировки микроклимата жилища в целом, так как является основным накопителем тепла.

Атриумный дом

* Конструкции атриумов
* Оранжереи атриумов
* Особенности атриумных зданий
* Форма атриума
* Экономичность атриумных зданий

Ограждения атриумов представляют собой, как правило, самостоятельные конструкции с остекленными покрытиями (вертикальными, горизонтальными, наклонными, плоскими или криволинейными), связанными с конструкциями здания.

Ограждения атриумов должны удовлетворять всем требованиям, которые обычно предъявляются к нормальным окнам или к пропускающим свет крышам. Но помимо этого они ставят перед проектировщиком и новые проблемы:

* обеспечение наилучшего обозрения и освещения атриума;
* придание его облику наилучшей формы.

Техника освещения и вентиляции здания подсказывают выбор формы проемов и возможность использования конструкции для регулирования микроклимата. Следует стремиться к пространственным конструктивным схемам покрытий, так как плоские большепролетные покрытия и стеклянные стены очень дороги. Конструкция покрытия должна также давать возможность размещения на ней устройств для солнцезащиты: отражающих панелей и рассеивателей.

Высокие конструкции остекленных крыш легче всего использовать для создания достаточно большого объема для нагретого воздуха и для дымоудаления.
Проблемы скатных крыш

Многие атриумные здания имеют наклонные крыши или криволинейные покрытия. Такого рода формы оживляют ландшафт, внося разнообразие в чередование вертикальных и горизонтальных плоскостей. Но не следует забывать и о трудностях, которые они вызовут. Для эксплуатации наклонных крыш необходимо устраивать специальные приспособления для их очистки, как внешние, так и внутренние. Особенно трудно обслуживать обратные скаты в нависающих частях перекрытия. Поэтому, прежде чем выбрать ту или иную конфигурацию покрытия, следует тщательно продумать способ его очистки. Такой подход может значительно упростить проблему эксплуатации атриума.

Конденсат, образующийся в холодные ночи на внутренней поверхности стекол, легко удаляется с вертикальных стен, но с трудом — с наклонных поверхностей. В условиях холодного климата следует специально продумать способы удаления конденсата.

Наклонные крыши создают дополнительные неудобства, если они располагаются над дверными проемами. От вертикальных остекленных поверхностей капли дождя обычно отскакивают, а наклонные поверхности собирают осадки, поэтому над дверьми в таких случаях необходимо устраивать водоотводные лотки. В климатических зонах с выпадение большого количества снега следует предусматривать специальные устройства для таяния снега или заслоны, препятствующие образованию снежных мешков.
Обеспечение подвижности конструкций

Большепролетные конструкции, несущие остекление, чрезвычайно подвержены температурным колебаниям. Подвергаясь дневному воздействию солнечных лучей и ночному охлаждению, они не имеют достаточной массы для замедления термических процессов, и вследствие этого температурные деформации в них оказываются более ощутимыми, чем в обычных массивных конструкциях. Наиболее удачными в этом отношении можно считать такие конструктивные системы, в которых конструкции атриума оказываются однотипными с основными конструкциями зданий, так как температурные деформации таких систем однородны.

Ограждения атриумов представляют собой, как правило, самостоятельные конструкции с остекленными покрытиями (вертикальными, горизонтальными, наклонными, плоскими или криволинейными), связанными с конструкциями здания.

Ограждения атриумов должны удовлетворять всем требованиям, которые обычно предъявляются к нормальным окнам или к пропускающим свет крышам. Но помимо этого они ставят перед проектировщиком и новые проблемы:

* обеспечение наилучшего обозрения и освещения атриума;
* придание его облику наилучшей формы.

Техника освещения и вентиляции здания подсказывают выбор формы проемов и возможность использования конструкции для регулирования микроклимата. Следует стремиться к пространственным конструктивным схемам покрытий, так как плоские большепролетные покрытия и стеклянные стены очень дороги. Конструкция покрытия должна также давать возможность размещения на ней устройств для солнцезащиты: отражающих панелей и рассеивателей.

Высокие конструкции остекленных крыш легче всего использовать для создания достаточно большого объема для нагретого воздуха и для дымоудаления.
Проблемы скатных крыш

Многие атриумные здания имеют наклонные крыши или криволинейные покрытия. Такого рода формы оживляют ландшафт, внося разнообразие в чередование вертикальных и горизонтальных плоскостей. Но не следует забывать и о трудностях, которые они вызовут. Для эксплуатации наклонных крыш необходимо устраивать специальные приспособления для их очистки, как внешние, так и внутренние. Особенно трудно обслуживать обратные скаты в нависающих частях перекрытия. Поэтому, прежде чем выбрать ту или иную конфигурацию покрытия, следует тщательно продумать способ его очистки. Такой подход может значительно упростить проблему эксплуатации атриума.

Конденсат, образующийся в холодные ночи на внутренней поверхности стекол, легко удаляется с вертикальных стен, но с трудом — с наклонных поверхностей. В условиях холодного климата следует специально продумать способы удаления конденсата.

Наклонные крыши создают дополнительные неудобства, если они располагаются над дверными проемами. От вертикальных остекленных поверхностей капли дождя обычно отскакивают, а наклонные поверхности собирают осадки, поэтому над дверьми в таких случаях необходимо устраивать водоотводные лотки. В климатических зонах с выпадение большого количества снега следует предусматривать специальные устройства для таяния снега или заслоны, препятствующие образованию снежных мешков.
Обеспечение подвижности конструкций

Большепролетные конструкции, несущие остекление, чрезвычайно подвержены температурным колебаниям. Подвергаясь дневному воздействию солнечных лучей и ночному охлаждению, они не имеют достаточной массы для замедления термических процессов, и вследствие этого температурные деформации в них оказываются более ощутимыми, чем в обычных массивных конструкциях. Наиболее удачными в этом отношении можно считать такие конструктивные системы, в которых конструкции атриума оказываются однотипными с основными конструкциями зданий, так как температурные деформации таких систем однородны.

Особенности атриумных зданий

Роскошные атриумные здания могут оказаться весьма выгодными, если их строительство опиралось на соответствующие экономические соображения.
Смысл зданий с атриумами

Атриумные здания обращены к разуму и чувствам человека. Они ставят его в центр среды с помощью средств, давно забытых современной архитектурой. Они дают возможность создать много неглубоких пространств по периметру по сравнению со зданиями, в которых образуются глубокие внутренние пространства.

Рис. 1. Вилла в Виганелло, арх. М. Ботта.
Экономическая функция атриумов

Здания с атриумами можно строить и эксплуатировать более экономично, чем обычные. В них легче уменьшить потери тепла, создать естественное освещение и использовать солнечную энергию. Это своего рода гигантский вариант двойного остекления. Эффект ограждения становится еще более впечатляющим, когда крыша атриумного пространства обеспечивает не вполне комфортабельные условия интерьера, а служит как бы буферной зоной, посредником между наружным и внутренним пространством.
Функциональное использование атриумов

В зданиях с атриумами обычно главную роль играют помещения, прилегающие к атриуму, а сам он оказывается как бы дополнительным пространством. Будучи использованным для разных нужд, атриум образует своего рода вестибюль и коммуникационное пространство, обеспечивающие доступ ко всем частям здания.
Оранжереи в атриумах

Влияние оранжерей на строительство зданий с атриумами весьма значительно. Комбинация оранжереи и здания проводится в жизнь архитекторами, имеющими опыт ландшафтного проектирования. Все помещения, как правило, открыты в сад, дающий возможность общения с природой в засушливые летние, а также в снежные и холодные зимние месяцы.

Удачный выбор растений и их размещение, яркий свет и насыщенные цветом поверхности превращают скучные пустые пространства в живое сердце здания.
Атриумные здания и проблемы экономии энергии. Идея буфера

Полный экономический эффект буферных пространств достигается при условии, что в них не создаются максимально комфортные условия. Зимой в них, конечно, холоднее, а летом теплее, чем в пространствах с полным кондиционированием воздуха, так как для оптимальных температурных и климатических условий требуются большие затраты.

Во многих зданиях, построенных в последние годы, применяют буферный эффект, или принцип двойного ограждения. Промежуток между стенами используется как вентиляционный канал. В некоторых случаях воздушное пространство атриума летом используется для принудительной циркуляции воздуха. Двойное ограждение максимальный эффект дает с южной стороны, с северной — выгоднее устраивать ландшафтную зону. С экономической стороны оптимален атриум — куб (минимальная площадь поверхности). Летний перегрев можно устранить использованием теневых тентов, встроенных в крышу и южную стену, и устройством вентиляции.
Дневное освещение в атриумах

Рост цен на электроэнергию делает актуальным вопрос о естественном освещении зданий. Здания, освещенные только из внутренних дворов, требуют низких затрат энергии на отопление и освещение.

Жилой дом с атриумом становится все более популярным. Небольшой внутренний дворик, патио, издавна ценился за сочетание таких свойств, как хорошая проветриваемость, инсоляция и изолированность. Двор, окруженный застройкой, повышает уровень использования солнечной энергии и приводит к экономии жилой площади.