Яка конструкція фасаду замінює кондиціонер?
2006-11-08 19:52:36
Доктор Хайнріх Пост, керівник проектів при Інженерному співтоваристві Томаса Піммера в Мюнхені, займається оцінкою і оптимізацією фасадних конструкцій з позицій будівельної фізики. Виступаючи на одному з семінарів ift в Розенхайме, він висловив свої професійні міркування про деякі особливості подвійних фасадів. З точки зору будівельника та архітектора, фасад покликаний виконувати безліч функцій. Він повинен пропускати в будинок якомога більше світла і забезпечувати умови для природної вентиляції, як припливної, так і витяжної. Поряд з цим необхідно рахуватися з екологічними й економічними вимогами, виходячи з яких витрати на освітлення будівлі та підтримання в ньому прийнятного мікроклімату бажано звести до мінімуму. Чинячи опір сонцю і вітру Для більшості будівель бажано, щоб засклений фасад будівлі, залишаючись прозорим для сонячних променів, не пропускав в приміщення тепло в жарку пору року. При цьому в багатьох випадках буває достатньо, якщо використовуване скління володіє хорошими теплоізоляційними властивостями, а із зовнішнього боку встановлені високоефективні сонцезахисні пристрої. Але що робити, коли проектувальники, керуючись естетичними міркуваннями, заперечують проти віконниць або маркіз, дійсно погано поєднуються зі скляною архітектурою? Або ж коли застосування затінюють пристосувань на фасадах висотних будинків неприпустимо через велику вітрового навантаження? Жалюзі, штори і подібні засоби захисту від сонячного світла, що встановлюються всередині приміщення, не завжди прийнятні в якості альтернативи зовнішньому затінення, особливо коли розміри скління охоплюють всю висоту приміщення До того ж, як показали розрахунки і практика, внутрішні затінюючі пристрої на вікнах, де встановлені склопакети (з високою теплоізоляцією, але і з великою світлопропускної поверхнею), не забезпечують тих низьких коефіцієнтів енергопропусканія, яких вимагають діючі нормативні правила теплозбереження. У зв'язку з цим, до слова сказати, при переробці стандарту DIN 41 08 в нього були внесені відповідні поправки. Підходящим рішенням в подібних випадках може виявитися подвійний фасад – конструкція, цікава за своїм естетичним властивостям і оптимальна по теплоізоляції в будь-який час року. Перед звичайної зовнішньої облицюванням будинку (домовимося називати її первинний фасад) зводиться друга обшивка – так званий вторинний фасад. Для скління первинного фасаду зазвичай використовують енергозберігаюче скло нейтрального відтінку, а вторинного – просте віконне скло. У просторі між оболонками монтують сонцезахисні пристрої. Приміром, при використанні в цих цілях "як би зовнішніх" пластинчастих штор зменшення енергопроніцаемості (g-Wert) становить від 0,15 до 0,17. У вторинному фасаді влаштовують стулки і кватирки відповідних розмірів – для створення природної вентиляції. Додаткова оболонка покращує і звукоізоляцію будинку. Ця перевага важко переоцінити, коли мова йде про будинки, розташованих на галасливих вулицях і площах: в приміщеннях можна тримати вікна відкритими, не страждаючи від гуркоту і гулу зовні. Однак при проектуванні такого фасаду необхідно прийняти до уваги, що зовнішня оболонка сама може сприяти поширенню шуму з одного приміщення в інше через межфасадное простір. Щоб запобігти небажаному "телефонний ефект", між первинним і вторинним фасадами влаштовують спеціальні перебирання або прокладають звукопоглотітелі. Будь-яке будова під впливом вітру відчуває перепади тиску між навітряного і підвітряного стороною, а також дію наскрізних потоків повітря через віконні та дверні прорізи, щілини, нещільні стики. Вторинний фасад хоча і не призводить до усунення таких протягів, проте істотно згладжує їх протікання в часі. При поривах вітру повітряні маси, стикаючись із зовнішньою оболонкою, розсіюються і після досягнення первинного фасаду суттєво втрачають свою силу. Оптимізація подвійних фасадів Наскільки ефективним і функціональним буде здвоєний фасад, звичайно ж, значною мірою залежить від того, чи правильно підібрані розміри в його конструкції, на будівельно-фізичні властивості якої впливають такі чинники: – конфігурація межфасадного простору; – розташування і розміри прорізів, через які буде забезпечуватися припливна і витяжна вентиляція; – величина, форма і розташування можливих вентиляційних каналів; – радіаційно-технічні властивості скління вторинного та первинного фасадів; – розташування та фізичні характеристики затінюють пристроїв; – будівельно-фізичні характеристики підвіконних стінок, а також стін і стель у приміщеннях; – теплові навантаження всередині приміщень; – наявність додаткових вентиляторів, кондиціонерів і т.п.; – особливості експлуатації будівлі. При всьому різноманітті діючих факторів, сучасні комп'ютерні технології дозволяють змоделювати реальний будівля з конкретними характеристиками і підібрати оптимальний, в сенсі функціональності, варіант фасаду. Перевірити теоретичні результати можна шляхом замірів на натурних зразках, і, звичайно ж, орієнтуючись на практичний досвід. Численні вимірювання, проведені різними фірмами, і накопичені відгуки про вже реалізованих будівельних проектах підтверджують, що при ретельно підібраних параметрах здвоєні фасади прекрасно справляються з покладеними на них функціями. Крім того, що проектувальник здвоєного фасаду може сховати під зовнішню оболонку сонцезахисні пристосування, він до того ж не обмежений в можливостях пристрою природної вентиляції. У цьому ще одне, часом домінуюче, перевага подвійного фасаду в порівнянні з одинарним. Тепер уже загальновідомо, що при грамотно продуманою будівельної конструкції можна утримувати літні піки теплового навантаження на досить низькому рівні. Масивна, монолітне будову, всі конструктивні елементи якого добре контактують із зовнішнім повітрям, поглинає і утримує тепло, так що це не заважає протягом всього дня підтримувати помірну температуру в приміщеннях. Але навіть якщо прийняті всі, передбачені будівельної фізикою заходи, дуже важко в літній час, особливо коли довго тримається сонячна погода, уникнути перегріву офісних будівель. У цьому "винні" як працює в них персонал, так і неживі мешканці: електролампи, комп'ютери, принтери і т.п. Нічне зниження температури дозволяє "пустити в расход" накопичену в будівлі за день теплову енергію, з тим щоб до початку робочого дня температура в приміщеннях бюро знову мала до праці. Не боячись порушити вимоги техніки безпеки і, незважаючи на погодні умови, можна з центрального пульта управління, використовуючи моторизовані приводи, розорювати або відкидати вентиляційні стулки вікон первинного фасаду. У будинках із звичайними заскленими фасадами таке рідко практикується через обмеження, пов'язаних з небезпекою злому або несприятливих погодних впливів. До природної вентиляції в офісних приміщеннях висуваються вимоги, обумовлені міркуваннями економії, умовами праці, фізіологічними або психологічними особливостями працюючих. Провітрювання через вікна часто виявляється проблематичним, особливо в будівлях, розташованих на вулицях з інтенсивним рухом, де фасади повинні відповідати 4-го класу шумозахисту. У багатоповерхових будинках, через зростання швидкості вітру на висоті, доводиться рахуватися з великими вітровими навантаженнями. У будинках зі здвоєними фасадами подібні проблеми зведені нанівець. Свіже повітря надходить через легко відкриваються вікна, і при цьому, Завдяки другій скляній оболонці, можна не турбуватися про збільшення шуму або впливі надмірних вітрових навантажень. Якщо вікна відкриваються на достатню ширину, забезпечити односторонню вентиляцію буде нескладно. В цілому можна не сумніватися, що в будівлі з подвійним фасадом, навіть при несприятливих умовах (прямі сонячні промені, безвітря), з вентиляцією справа буде складуться не гірше, ніж в будинках із звичайними фасадами. При згаданих несприятливих умовах, нехай навіть вони виникають лише на кілька днів в році, може бути порушений природний конвекційний повітрообмін, передумовою якого є температурні перепади. Але це ніяк не можна вважати специфічним недоліком подвійних фасадів – такі ситуації не виключені і в звичайних будинках. Описана вище можливість нічного охолодження будівлі з подвійним фасадом в значній мірі згладжує цей недолік. Поряд із захистом від літньої спеки, яку забезпечують будівлі з подвійними фасадами, поліпшити клімат в приміщеннях можна і шляхом використання інженерних комунікацій. Мова йде про не надто дорогих рішеннях, таких, наприклад, як охолодження окремих ділянок будівельної конструкції. При такому способі в міжповерхових перекриттях прокладається водопровідна система, аналогічна системі опалення підлоги. Металеві водопровідні труби відволікають на себе тепло, які скупчуються на стелі офісного приміщення. Варто відзначити, що охолодження будівельних елементів не можна порівнювати за ефективністю з традиційними кондиціонерами. Цей спосіб виправдовує себе лише в тому випадку, якщо фасад, захищаючи будинок від літньої спеки, піддається надмірної теплової навантаженні Оптимізація одинарних фасадів Не слід забувати, що спорудження другого заскленого фасаду, особливо при багатоповерховому будинку, тягне за собою зменшення корисної площі, оскільки межфасадное простір, як правило, мешканцями будинку не використовується. Якщо для забудовника першорядним є вимога виграти якомога більше корисної площі, він зазвичай віддає перевагу одинарним заскленим фасадам. В процесі експлуатації такої будівлі недостатній захист від річного перегріву, як правило, змушує домовласника вживати заходів, які часом виявляються більш дорогими, ніж охолодження з застосуванням водопроводу. Наприклад, це можуть бути системи стельового охолоджування або все ті ж кондиціонери-воздухообменнікі. При цьому доводиться миритися з неможливістю відкривати вікна, а також з низькою ефективністю або повною відсутністю нічного охолодження будівлі. Однак і для звичайних фасадів існують конструктивні і технічні можливості, які дозволять тримати витрати на інженерне обладнання будинків в розумних межах. Наприклад, нічне охолодження шляхом природного повітрообміну стане можливим і в звичайному будинку, якщо деякі вікна зробити з подвійними рамами, так що їх коробки будуть розташовуватися в прорізі глибше в бік приміщення. Літню теплозахист можна поліпшити і за допомогою внутрішніх затінюють пристроїв, таких як жалюзі з відбивають пластинками або екранують штори. Професійно спроектований подвійний фасад, особливо для багатоповерхового будинку, розташованого в шумному місці, як правило, дозволяє скоротити капіталовкладення в інженерне обладнання будівель. Одинарні фасади висотних будівель теж можна покращити на стадії проектування, наприклад якщо передбачити в них "двошарові ділянки", тобто віконні блоки з подвійними рамами, так щоб не довелося відмовлятися від природного нічного охолодження. Яке поширення отримають в майбутньому подвійні фасади, значною мірою залежить від того, наскільки вдасться пов'язати їх концептуально із загальним проектуванням забудови Для цього знадобиться тісне співробітництво архітекторів з фахівцями з будівельної фізики та інженерного обладнання будівель – на всіх етапах проектування і споруди.
ДЖЕРЕЛО: Вітрина