Тенденции в развитии фасадных технологий и фасадной техники

Тенденции в развитии фасадных технологий и фасадной техники // Технологии строительства. 2002. №1. C.56-59

Для того чтобы сделать максимально точный прогноз относительно возможных направлений дальнейшего развития архитектурно-строительной практики, необходимо провести объективный анализ ее достижений за прошедшие 200 лет. Подобный ретроспективный взгляд позволяет в первую очередь заметить, как из года в год ужесточаются требования, предъявляемые к ограждающим конструкциям вновь возводимых и реконструируемых объектов. Кроме того, все больше внимания уделяется повышению уровня комфорта в помещениях. В связи с этим задачи, стоящие перед проектировщиками и строительными компаниями, постепенно усложняются. Сегодня их можно решить только при помощи прогрессивных фасадных технологий и современных систем остекления.



Фасад является ?лицом? здания и в значительной степени отвечает за его долговечность. Постоянно возрастающие требования нормативных документов с течением времени привели к появлению различных конструктивных решений; внедрению новых методов изготовления и монтажа строительных конструкций; улучшению микроклимата помещений; повышению тепло-, звукоизоляции и огнестойкости зданий, а также к разработке систем защиты фасада от солнечного излучения. Соответственно менялся и внешний облик зданий: вначале это были традиционные кирпичные и монолитные наружные стены, затем появились каркасные строения со сплошным либо ленточным остеклением. На сегодняшний день - это навесные фасадные конструкции, которые зачастую дополняются элементами технической оснастки, предназначенной для обеспечения необходимого уровня комфорта в помещениях.

Функциональная оптимизация облицовки зданий

При проектировании и возведении фасадов, в том числе при выборе системы остекления, сегодня все чаще приходится учитывать пожелание заказчика. Однако при этом не должны оставаться без внимания вопросы повышения уровня комфорта в помещениях, поскольку данный фактор оказывает непосредственное влияние на производительность труда. Кроме того, у фасадных конструкций появились дополнительные функции: использование солнечной энергии и энергии дневного света, а также работа в системе естественной вентиляции. Поэтому архитектурные бюро, проектировщики и изготовители оконных и фасадных систем уже в течение нескольких лет ведут разработки, основная цель которых - поиск оптимального варианта облицовки.

Для уменьшения теплопотерь и, следовательно, повышения энергоэффективности объекта, необходима специальная конструкция рам, остекления и парапетов. Помимо этого, одним из путей снижения затрат на электроэнергию может быть сокращение потребления электричества на охлаждение и освещение здания. Такой энергосберегающий эффект позволяют получить подвижные фасадные элементы, способные изменять степень воздействия неблагоприятных факторов, к примеру, избыточного солнечного излучения. К таким фасадным элементам относятся системы использования дневного света, которые в первую очередь преследуют цель равномерного распределения светового потока в помещении независимо от местонахождения солнца и ориентации здания относительно сторон горизонта. При этом отпадает необходимость в охлаждении фасада, поскольку практически исключается попадание на фасадную поверхность прямых солнечных лучей.

С начала 90-х годов наибольшей популярностью пользуются так называемые стеклянные ламели для защиты от солнца, которые создают эффект затенения окон. В пасмурную погоду ламели можно расположить таким образом, что они будут увеличивать поток дневного света. Самый распространенный сегодня тип подвижных регуляторов света ? это жалюзи из ламелей со светоотражающей поверхностью.

Энергоэффективность систем вентилируемых фасадов

Если не предпринять никаких мер защиты, то в летние месяцы в офисных зданиях с большими площадями остекления и высокими внутренними температурными нагрузками под действием солнечных лучей происходит перегрев ограждающих конструкций. При сравнительно невысокой температуре наружного воздуха избыточное тепло может отводиться благодаря системе вентиляции. В некоторых ситуациях весьма эффективно действует солнцезащита, располагаемая снаружи здания. Однако такая солнцезащита не может использоваться при сильных ветровых нагрузках. В 70-е годы эта особенность была принята во внимание при разработке систем вентилируемых фасадов. В них со стороны помещения параллельно плоскости основного фасада устанавливается дополнительная стеклянная стена. В пространстве между стеклом и фасадной поверхностью размещается защищенная от действия погодных факторов солнцезащита. При помощи технического устройства, работающего в системе вентиляции помещений, осуществляется вентиляция образованного межстекольного пространства, причем часть высасываемого воздуха перемещается вдоль фасада.

Воздух в межстекольном пространстве имеет примерно ту же температуру, что и воздух в помещении. Дополнительное внутреннее остекление уменьшает поток инфракрасных лучей, поступающих извне. Поэтому температура воздуха вблизи ориентированной в сторону помещения поверхности стекла в течение всего года не меняется, что создает условия повышенного комфорта для пользователей помещения. Таким образом, встраиваемая солнцезащита так же эффективна, как и наружная, и к тому же не зависит от изменений погодных условий.

Вентилируемые системы позволяют осуществлять обмен слоями воздуха разной температуры в пределах межстекольного пространства по всему периметру здания. Если, например, утром в восточной части фасада под действием солнечных лучей произошел перегрев воздуха, то возникший при этом избыток тепла может использоваться в западной части фасада. Вентилируемые фасады, возводимые из обыкновенного стекла и имеющие встроенную солнцезащиту, обладают преимуществом по сравнению с фасадами, в которых применяется солнцезащитное остекление. Вентилируемый вариант дает возможность использовать солнечную энергию весной и осенью, а также обеспечивает наилучшие условия для инсоляции помещений в течение всего года даже при значительной облачности. Вентилируемые системы отличаются высокой степенью звукоизоляции. Недостаток вентилируемых систем заключается в том, что техническое устройство, при помощи которого осуществляется вентиляция, межстекольного пространства, должно эксплуатироваться круглогодично без перерыва. Тем не менее, по сравнению с кондиционированием подобные фасадные технологии, как один из вариантов решения проблем регулирования микроклимата, имеют явное преимущество.

Система Double-Skin

Использование этой системы предпочтительнее в ситуациях, когда проектируемое здание располагается в зоне повышенной шумовой нагрузки, например, на оживленных магистралях или в местах, где предполагается сильное ветровое воздействие. Эта система была разработана в Германии в середине 80-х годов применительно к специальным объектам. Ее характерная особенность - стеклянный экран, располагаемый перед традиционной облицовкой здания со стороны улицы. Вентилируемое наружное остекление выполняет функции воздухопроницаемой погодозащитной оболочки, фасады Double-Skin обладают всеми преимуществами вентилируемых фасадов. Причем максимальный эффект достигается при разделении пространства между фасадными плоскостями на своеобразные сегменты, ограниченные по вертикали и горизонтали (например, в соответствии с этажным и секционным делением). Такое конструктивное решение предотвращает распространение запахов, огня и дыма через промежуточное фасадное пространство и усиливает эффект звукоизоляции между соседними помещениями. Опыт, накопленный в жилищном строительстве середины 70-х годов в отношении пассивного использования солнечной энергии и ночного охлаждения, используется сегодня в офисных зданиях, а также в некоторых других ситуациях. Например, фасады Double-Skin позволяют в межсезонье использовать солнечное тепло, накапливаемое в промежуточном фасадном пространстве. В жаркие дни окна помещения остаются закрытыми, и теплый ?внутрифасадный? воздух выходит наружу. Ночью створки открываются для того, чтобы свежие воздушные потоки могли охлаждать ячейки подвесного потолка. Даже особый режим эксплуатации и специфические требования к уровню комфорта помещений и поведению пользователей не являются препятствием для эффективного использования солнечной энергии и ночного охлаждения.

Тенденции в фасадостроении

В фасадах с изменяющимися свойствами большое значение имеет режим эксплуатации облицовки здания. Благодаря применению новых технологий, позаимствованных из других областей, как, например, технологий по управлению элементами облицовки здания, возможности оптимизации могут быть значительно расширены.

На основе анализа известных фасадных технологий можно сделать следующие выводы. При разработке архитектурных проектов будет возрастать роль специалистов строительной физики, а со стороны заказчиков по-прежнему будут расти требования к качеству и надежности облицовки здания (огнестойкость, взломоустойчивость и т.д.) при одновременном сокращении сроков его строительства.

Исходя из вышесказанного, целью дальнейших разработок проектных и архитектурных бюро будет увеличение степени готовности конструктивных элементов (поэлементное строительство), а также улучшение защитных и расширение полезных функций облицовки зданий (например, использование дневного света и солнечной энергии). Начнут активно внедряться системы так называемой ?электрификации? фасада, то есть управления элементами его технической оснастки при помощи электродвигателя.

В современной архитектуре все отчетливее прослеживается желание придать сооружению индивидуальный облик. Однако повышенная прозрачность облицовки зданий, минимизация несущей части и увеличение ассортимента материалов вызывают усложнение процесса наружной отделки здания, хотя и без значительного увеличения затрат. Одним словом, все идет к тому, что взаимосвязь ?облицовка ? техническая оснастка здания? станет просто необходима.



Архитектура и планирование с учетом климатических условий и режима эксплуатации

Грамотное проектирование с учетом климатических условий и режима эксплуатации позволяет существенно уменьшить расходы на строительство объекта и его обслуживание. В зависимости от ориентации здания относительно сторон горизонта определяется необходимость применения тех или иных защитных приспособлений, либо конструктивных решений, позволяющих использовать солнечную энергию. При этом следует заниматься не единичной оптимизацией специальных строительных элементов или критериев, а использовать комплексный подход к проектированию. Как правило, уже на проектной стадии принимаются особые меры. Чем объемнее проект и критичнее сроки строительства, тем больше внимания требуется уделять надежности конструкции, качеству производства фасадных работ и технической оснастке здания. Вышеназванные аспекты учитываются сегодня, по крайней мере, теоретически, при так называемом ?интегральном планировании?. Фирма SCHUCO International на выставке BAD 99 в Мюнхене представила одновременно со своим концептуальным фасадом исследование, базирующееся именно на этом принципе.

Заключение

Такие категории, как качество и функциональность фасадов, соответствие внешнего облика зданий требованиям современности, по-прежнему будут актуальны. Предпочтение будет отдаваться проектам, в которых сведены до минимума различные виды риска. Будут возрастать требования к сокращению инвестиционных, производственных и строительно-управленческих расходов. Все большее значение приобретут индивидуальная комфортность помещений и функциональность зданий на протяжении всего срока службы. Основная ?защитная функция? фасадов, разумеется, сохранится. Кроме того, при помощи специальных видов облицовки фасады смогут выполнять дополнительные так называемые ?полезные функции?: используя регенеративную энергию, снижать потребность в электроэнергии. Универсального решения пока не существует. Поэтому следует проверять каждый конкретный вариант и с учетом климатических условий, эксплуатационных и других специфических требований рассматривать вопрос оптимизации расходов и экономичности, для того чтобы удостовериться, какая конструктивная схема является наилучшей. Причем это должны быть полные фасадные системы, отдельные части которых взаимозаменяемы либо по ходу строительства, либо позднее в про&