Сергей (22sobaki) wrote in engineering_ru,
Сергей
22sobaki
engineering_ru

Климатические фасады

Климатический фасад (КФ), он же Double-skin facade, «фасад двойная кожа» - это система сплошного остекления здания, при которой в промежутке между фасадом и этим стеклом циркулирует воздух.



Основоположником идеи считается известный архитектор Ле Корбюзье, а первым зданием с Double-skin в 1981 году стало офисное здание Occidental Chemical building в городе Ниагара Фолс, штат Нью-Йорк.






Среди самых известных современных примеров - башня Мэри-Экс в Лондоне, больше известная как «Огурец» (на фото видны открытые фрамуги климатического фасада):


Основное отличие от хорошо известных в России вентилируемых фасадов – то, что поток воздуха между слоями стекла является контролируемым. В зависимости от погоды, загруженности помещений и других условий в межстекольное пространство может поступать или не поступать наружный воздух, из этого пространства воздух может попадать непосредственно в помещения или в систему вентиляции (причем как в приточную, так и в вытяжную). Различные комбинации способов циркуляции воздуха дают выигрыш в показателях здания, и в первую очередь - в его энергетике.

Климатический фасад может быть применен и в новом строительстве, и при реконструкции.

Расстояние между слоями климатического фасада составляет от 20 до 200 см (обычно это 80…100 см); слои состоят из, как правило, низкоэмиссионного стекла. В общем случае межстекольное пространство представляет из себя канал для прохода воздуха, который может сообщаться в улицей, с помещениями и системой вентиляции при помощи открывающихся заслонок. Пространство между слоями служит не только каналом циркуляции воздуха; здесь размещаются электроприводы внутренних и наружных фрамуг, солнцезащитные устройства, трапы-проходы для обслуживания и т.п.

На стадии монтажа:


Работа КФ зимой:


Приточный воздух поступает через открытые наружные фрамуги, проходит в межстекольное пространство, где подогревается за счет теплых стен и солнечной энергии, и поступает в помещения.

Функционирование КФ летом:


За счет естественной тяги вдоль фасада идет непрерывный поток уличного воздуха, позволяющий несколько охладить здание без использования искусственного холода.

Одна из наиболее любопытных схем использования КФ:


Холодный воздух забирается через продухи в нижней части КФ, проходит вдоль наружной стены, подогревается там и поступает в приточную систему вентиляции. В вентиляционной установке воздух догревается до требуемой температуры и идет уже непосредственно в здание. Таким образом, теплопотери здания через наружные стены – казалось бы, неизбежное зло - не пропадают безвозвратно, не уходят на улицу, а «снимаются» проходящим воздухом и возвращаются в здание.

Что сулит зданию, его владельцам и обитателям климатический фасад?

1. Повышение теплоизоляции здания (в случае, если все фрамуги закрыты, то воздух между слоями стекла служит теплоизоляцией).
2. Защита помещений здания от уличного шума.
3. Защита здания от ветра (особенно это касается высотных зданий).
4. Экономия энергии за счет использования естественной вентиляции, без включения вентиляторов.
5. Экономия энергии за счет предварительного подогрева приточного воздуха зимой и использования солнечной энергии.
6. Экономия энергии за счет сокращения периода использования кондиционирования - охлаждение потоками воздуха, проходящими в межстекольном пространстве.
7. Широкое использование естественного света для освещения помещений.
8. Возможность разместить между слоями климатического фасада затеняющих устройств, которые, с одной стороны, не загромождают помещение, а с другой – защищены от непогоды.
9. Дополнительный путь эвакуации людей из помещений при пожаре.





Плюсы климатического фасада не безусловны. Несмотря на длительную историю, климатическим фасадам далеко до триумфального шествия по миру, и проектировщики до сих пор испытывают колебания в вопросе применения или неприменения их к данному зданию. Что их сдерживает?

1. Повышенные капитальные затраты.
Стоимость сооружения для Западной Европы, за 1 кв.м:
• стандартный фасад - 300…500 евро
• «простой» климатический фасад – 600..800 евро
• климатический фасад с регулированием потока воздуха – 700…1000 евро
• климатический фасад с открывающимися фрамугами 800…1300 евро
Американцы оценивают затраты на климатический фасад в 175% от стоимости обычного остекления.
2. Климатический фасад уменьшает полезную площадь помещений при заданных габаритах здания.
3. Очистка и техническое обслуживание внутренних поверхностей климатического фасада, несомненно, станет дополнительной статьей расходов для владельца здания.
Эксплуатационные издержки на содержание фасада, за 1 кв.м:
• стандартный фасад 2,5…3,5 евро
• климатический фасад 4…7,5 евро
И это не учитывая затраты на мойку
4. При пожаре дым может перетекать из одного помещения в другое через внутреннее пространство КФ; возможна передача тем же путем запахов, звуков или вирусов (в больничных зданиях). Этот недостаток смягчается путем некоторого усложнения системы - внутреннее пространство фасада делится перегородками на вертикальные или горизонтальные отсеки.
5. Возможность конденсации атмосферной влаги на внутренних конструкциях фасада.
6. Естественная вентиляция не допускает предварительной фильтрации воздуха.
7. Ручное несистематическое открытие фрамуг по желанию обитателей здания может придавать фасаду неряшливый, «растрепанный» вид.




Наиболее значительный опыт эксплуатации зданий с КФ накоплен, безусловно, немецкими инженерами, что дает возможность описать некое типовое здание с климатическим фасадом применительно к условиям Германии. Как правило, это деловой высотный центр, остекление которого выполнено из энергоэффективного низкоэмиссионного стекла. Системами сплинклерного пожаротушения внутрифасадное пространство, как правило, не оснащается, а управление исполнительными механизмами фасада интегрировано с системой управления зданием. Обычно этот комплекс мер позволяет обходиться естественной вентиляцией в течение 50…60% времени года, подключая механические системы вентиляции и кондиционирования по мере надобности: при относительно низких (ниже -5) или относительно высоких (выше +20 градусов) температурах наружного воздуха. Добавим, что КФ требует определенного уровня технической культуры обслуживающего персонала.

Вопрос о применении климатических фасадов остается открытым и имеет как сторонников, так и яростных критиков. Наиболее широко КФ применяют в Европе, и лидером здесь, как уже говорилось, является Германия. Проектировщики же США, где вопрос экономии энергии стоит не так остро, как в Старом Свете, пока с осторожностью применяют систему на практике.
Эксперты-противники отстаивают ту точку зрения, что преимущества климатических фасадов неочевидны и их можно «купить» гораздо дешевле за счет просто более качественной теплоизоляции наружных стен.

А немцы тем временем продолжают возводить всё новые и новые здания с Double-skin facade...

http://tfloor.ru/inzhenernyij-mir/ventilyacziya/dvoynaya_koja_vse_o_klimaticheskih_fasadah.html
http://www.ebd.lth.se/fileadmin/energi_byggnadsdesign/images/Publikationer/Bok-EBD-R3-G5_alt_2_Harris.pdf
http://en.wikipedia.org/wiki/Double-skin_facade
http://www.cannondesign.com/#/expertise/project_catalog/167
http://www.4640.com/2010/07/02/the-occidental-building-niagara-falls-ny/
http://www.matteosacco.it/projects/4/
Tags: вентиляция и кондиционирование, пожарные дела, энергоэффективность
Subscribe
promo engineering_ru декабрь 1, 2014 02:21 115
Buy for 200 tokens
Самолёты семейства Airbus-320 - это одни из самых популярных магистральных неширокофюзеляжных самолётов. В семейство Airbus-320 входят самолёты…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 27 comments