Next21

Next21 — это экспериментальное многофункциональное жилое здание в Осаке, Япония, построенное по инициативе корпорации Osaka Gas и завершённое в 1994 году. Оно представляет собой демонстрационный проект экологически устойчивого и энергоэффективного жилья, ориентированного на будущее, и считается одним из первых в Японии примеров «зелёного» строительства, интегрирующего пассивные и активные энергосберегающие технологии, а также концепцию «дома с нулевым потреблением энергии» (ZEB).

История и предпосылки

Проект Next21 был разработан в конце 1980-х — начале 1990-х годов в рамках программы Osaka Gas по поиску инновационных решений для городской застройки. Япония в тот период переживала экономический бум, но сталкивалась с ростом энергопотребления в жилом секторе и необходимостью уменьшения выбросов парниковых газов. Идея заключалась в том, чтобы создать не просто отдельный энергоэффективный дом, а целую систему взаимосвязанных устройств и архитектурных приёмов, пригодных для тиражирования в многоквартирной застройке.

Проектирование вела группа архитекторов и инженеров, включая специалистов из Tokyo Gas и Университета Токио. Строительство завершилось в октябре 1994 года. Здание задумывалось как экспериментальная лаборатория под открытым небом: в течение последующих лет в нём проводились многочисленные исследования и мониторинг энергопотребления, теплотехнических характеристик, качества воздуха и комфорта жильцов.

Архитектура и конструкция

Next21 представляет собой 8-этажное здание общей площадью около 3 800 квадратных метров. На каждом этаже расположено по 6–8 квартир различной планировки. Архитектурный облик здания отличается наклонными стенами, большими остеклёнными поверхностями с южной стороны и развитой системой лоджий и балконов, выполняющих роль буферных зон.

Конструкция выполнена из железобетона с применением высокоэффективного утеплителя. Наружные стены имеют толщину около 300 мм с теплоизоляцией из пенополистирола. Кровля частично эксплуатируемая — на ней размещены сады и системы сбора дождевой воды.

Энергетическая концепция

Главной особенностью Next21 является интеграция нескольких энергосберегающих технологий, действующих как единое целое:

• Пассивные солнечные системы: южный фасад оборудован большими окнами с двойным или тройным остеклением и низкоэмиссионным покрытием, что позволяет максимально использовать солнечное тепло зимой. Летом для защиты от перегрева применяются наружные жалюзи и навесы.
• Естественная вентиляция: в каждой квартире предусмотрены открывающиеся окна и специальные вентиляционные каналы, обеспечивающие приток свежего воздуха без использования вентиляторов. В центральных коридорах и холлах здания установлены атриумные системы, создающие тягу.
• Активные солнечные системы: на крыше смонтированы солнечные коллекторы для горячего водоснабжения и частично для отопления. Их общая площадь составляет около 200 м². Также установлены фотоэлектрические панели (солнечные батареи) мощностью около 40 кВт, которые вырабатывают электроэнергию для освещения общих зон и лифтов.
• Тепловые насосы: для отопления и горячего водоснабжения используются тепловые насосы типа «воздух-вода», использующие низкопотенциальное тепло наружного воздуха. Система обеспечивает коэффициент эффективности (COP) около 3–4.
• Аккумулирование тепла: в подвальном этаже расположен большой резервуар с водой (объёмом около 100 м³), который служит тепловым аккумулятором. Избыток тепла от солнечных коллекторов и тепловых насосов запасается в дневное время и используется в ночное или в пасмурную погоду.
• Управление энергопотреблением: каждая квартира оснащена системой автоматизированного управления (так называемым «интеллектуальным домом»), регулирующей отопление, вентиляцию, освещение и работу бытовых приборов в зависимости от присутствия жильцов и времени суток. Собранные данные передаются на центральный пульт для мониторинга и исследований.

Результаты и эффективность

После заселения (1995–1996 годы) был проведён многолетний мониторинг. Основные результаты:

• Энергопотребление на отопление и горячее водоснабжение оказалось на 50–60% ниже, чем в типичных японских многоквартирных домах той же площадью.
• Расход электроэнергии на освещение и бытовые нужды снизился примерно на 40% за счёт использования энергосберегающих ламп, датчиков присутствия и естественного освещения.
• Суммарное энергопотребление здания (по сравнению с базовым сценарием 1990-х годов) сократилось примерно на 70%. При этом собственная выработка энергии от фотоэлектрических панелей и тепловых коллекторов покрывала около 15–20% потребностей.
• Качество внутренней среды (температура, влажность, уровень CO₂) поддерживалось в комфортных пределах в течение всего года, хотя в летние дни без активного кондиционирования температура в отдельных квартирах могла превышать 30 °C.

Проект Next21 послужил доказательством того, что «нулевое» энергопотребление в многоквартирном доме достижимо при комплексном подходе. Однако из-за высокой стоимости (инвестиции в энергосберегающие технологии увеличили смету примерно на 30% по сравнению с аналогичным обычным домом) широкого коммерческого распространения он не получил.

Влияние и наследие

Next21 стал важной экспериментальной площадкой, на которой отрабатывались решения, впоследствии использованные в массовом строительстве: повышенная теплоизоляция, тройные стеклопакеты, тепловые насосы, системы рекуперации тепла, автоматическое управление микроклиматом. Многие японские девелоперы переняли элементы этой концепции. В 2000-х годах правительство Японии приняло программу «Дом с нулевым потреблением энергии» (ZEB), и Next21 формально считается одним из прототипов таких зданий.

В настоящее время (по состоянию на 2020-е годы) здание продолжает эксплуатироваться как обычный жилой дом, хотя часть демонстрационного оборудования устарела и была заменена на современные аналоги. Оно открыто для экскурсий для специалистов и студентов.

Критика и ограничения

Основная критика проекта связана с его чрезвычайно высокой стоимостью: эксперимент не мог быть масштабирован без государственных субсидий. Кроме того, некоторые решения оказались избыточными для климата Осаки (влажная субтропическая зона), например, массивный тепловой аккумулятор в подвале. В жаркие и влажные летние дни система естественной вентиляции работала недостаточно эффективно, и жильцам приходилось использовать сплит-системы. Также отмечается, что поведение жильцов (открывание окон в холодное время, нерациональное использование бытовой техники) может существенно снижать теоретическую энергоэффективность.

Применение в других странах

Опыт Next21 был изучен архитекторами и инженерами в Европе и Северной Америке. В некоторых странах (Германия, Швейцария, Скандинавия) аналогичные концепции получили развитие в более массовом формате, например, в виде «пассивных домов» (Passivhaus) и «умных зданий». Однако японский проект был уникален именно комплексным сочетанием пассивных и активных технологий.

Интересные факты

• Next21 стал первым в Японии жилым зданием, где была реализована система «свободного охлаждения»: ночью через открытые окна и вентиляционные шахты в здание поступал прохладный воздух, который охлаждал бетонные перекрытия, а днём хранил холод.
• На крыше здания помимо солнечных панелей разбит небольшой сад площадью около 150 м², который служит дополнительной теплоизоляцией и местом отдыха для жильцов.
• Здание многократно фигурировало в японских телепрограммах, посвящённых архитектуре и экологии, и получило несколько профессиональных наград (например, премию Японского института архитектуры в 1995 году).
• Название «Next21» символизирует направленность в будущее — XXI век.

Источники

• Официальные отчёты Osaka Gas о проекте Next21 (1994–1999).
• Японское агентство по энергосбережению (ECCJ): «Сборник примеров энергоэффективных зданий» (1996).
• Архитектурный журнал «Shinkenchiku» (1995, № 12) — обзорная статья.
• The Next21 Project: A Case Study of Integrated Energy Systems in Residential Buildings (1997, Osaka Gas Research Institute).
• Статья «Next21: Экспериментальный дом будущего в Осаке» на сайте Build Green Japan (2019).