Стеклянные двойные фасады. Преимущества офисов, выполненных из стекла

Для того, чтобы возвести удивительное строение из стекла, нужно быть не только умелым архитектором, но и обладать безупречным вкусом. Представляем 10 самых впечатляющих стеклянных зданий мира!

Штаб-квартира министерства здравоохранения Страны Басков находится в Бильбао, городе на севере Испании. Эта 13-этажная постройка больше напоминает галерею современного искусства, чем офисное здание. Кроме практического назначения, штаб-квартира также является одной из самых популярных достопримечательностей города.

Мастерская Технологического института Канагавы — уникальное строение, состоящее по сути из единственной комнаты размером 2000 кв.м. Расположено в Токио на территории института. Для его строительства использовались лишь стальные перемычки и стеклянные панели, что сделало мастерскую невероятно прозрачной.

Дом Фарнсуорт был спроектирован знаменитым немецким архитектором Людвигом Мис ван дер Роэ в середине XX века по частному заказу от женщины-врача Эдит Фарнсуорт. Это небольшое прозрачное здание с единственной комнатой, практически сливающееся с окружающей природой, стоящее на берегу реки неподалёку от городка Плано в США. В наши дни в доме расположен музей.

Ботанический сад Куритибы. Куритиба — крупнейший город южного региона Бразилии. Её ботанический сад был открыт в 1991 году, сходу став главной достопримечательностью города. В центре сада площадью 240 тысяч кв. м., окружённая фонтанами и водопадами, расположена оранжерея из металла и стекла, вдохновлённая Хрустальным дворцом Лондона.

Отель W, расположенный в Барселоне — олицетворение современной архитектуры. Спроектированный Рикардо Бофилем в форме паруса, этот пятизвёздочный отель с 2009 года украшает побережье Средиземного моря.

Нидерландский институт образа и звука — одно из наиболее необычных зданий во всём мире, особенно эффектно выглядящее ночью. Оно кубической формы и целиком покрыто цветными стеклянными панелями. В здании расположен музей и архив аудио и видеоматериалов.

Пирамида Лувра в Париже считается одним из известнейших стеклянных строений современности. Построенная в 1989 году в качестве входа в Лувр, она первоначально вызвала резкую критику, но быстро набрала популярность и славу. Проектом руководил архитектор Бэй Юймин.

Небоскрёб Мэри-Экс, также известный как «Огурец» — 40-этажный символ современной архитектуры в финансовом центре Лондона. В нём нет углов, и он целиком покрыт стеклом, вершину венчает прозрачный купол. В 2004 году проект получил престижную премию Джеймса Стирлинга за лучший небоскрёб в мире.

В апреле в Москве пройдёт VI Российский конкурс с международным участием «Стекло в архитектуре». Стекло считается очень перспективным материалом в создании облика современных городов. Не зря же в середине прошлого века дома «из стекла и бетона» воспринимались как некие футуристические символы. Сейчас стекло широко используется в строительстве, но возможности его ещё не исчерпаны: архитекторы продолжают придумывать для него всё новые образы в градостроительстве.

В начале ХХ века в архитектуре появился новый авангардный стиль, конструктивизм, сущность которого передаёт его название: он подчиняется логике конструкции, функциональности, целесообразности. Для его воплощения стекло подходит как нельзя лучше. И если раньше при строительстве оно использовалось только в окнах и витражах, то теперь стало полноценной частью здания (иногда стекло используют даже в несущих конструкциях, если это мощные блоки). В Москве есть немало зданий, являющихся образцами конструктивизма, которые до сих пор вдохновляют архитекторов и вызывают восхищение публики.

Для работы

Одно из первых зданий со сплошным фасадным остеклением, появившееся в Европе, было построено в Москве французским архитектором Ле Корбюзье в 1928-1936 годах (улица Мясницкая, д. 39 — проспект Сахарова, д. 37). Здание Центросоюза, как оно тогда называлось, выходит фасадами на две улицы: Мясницкую и бывшую Ново-Мясницкую (ныне проспект Сахарова). Огромные стеклянные поверхности выглядят лёгкими, несмотря на массивность здания (оно рассчитано на 3500 сотрудников, в нём несколько залов, ресторан и много других помещений). Кроме того, оно задумывалось стоящим на «ножках», чтобы под зданием можно было свободно проходить. Сегодня в «стеклянном доме» располагаются Росстат и Росфинмониторинг.

Здание Центросоюза. Фото: www.globallookpress.com

Для жизни

Знаменитый дом Наркомфина (Новинский бульвар, д. 25, корп. 1) был построен в 1930 году архитекторами М. Гинзбургом и И. Милинисом . Его иногда называют «дом-корабль» из-за вытянутой формы и сплошных лент окон, тянущихся по всей длине здания. Он был задуман в те времена как дом-коммуна, где люди жили бы в своих квартирах, но общались в широких коридорах (это их освещают те самые стеклянные «ленты» фасада), вместе обедали бы на общей кухне, принимали солнечные ванны в открытом садике на крыше. В удивительном доме и сейчас живут москвичи, правда, кухни теперь у всех индивидуальные.

Дом Наркомфина. Фото: www.globallookpress.com

Для машин

Гараж «Интуриста» был построен в 1934 году архитектором Константином Мельниковым для содержания автомобилей компании «Интурист» (улица Сущёвский Вал, д. 33). Рабочие чертежи здания создавал архитектор Курочкин , Мельников же взял на себя оформление внешнего облика. Значительная часть фасада оказалась застеклена, причём площадь остекления имеет форму пересекающихся круга и трапеции. Фасад части здания как бы стянут диагональной линией остекления.

Гараж «Интуриста». Фото: Commons.wikimedia.org / NVO

Точно так же стекло является доминантой в облике другого здания работы Мельникова, так называемого «круглого гаража» Госплана (улица Авиамоторная, д. 63, стр. 1). На самом деле гараж вовсе не круглый, но именно огромное окно на фасаде, напоминающее фару автомобиля, определяет облик здания. Автомобильную тематику поддерживают также кровля одноэтажного административного корпуса, напоминающая вытянутое крыло машины, и вертикальные белые линии фасада другого корпуса, вызывающие ассоциации с радиаторной решёткой.

Гараж Госплана. Фото: Commons.wikimedia.org / Dmitralex

Для культуры

Огромный стеклянный цилиндр почти сто лет «держит» центр композиции Дома культуры имени Зуева (улица Лесная, д. 18). Это один из самых ярких и знаменитых во всём мире образцов конструктивизма, построенный в 1929 году архитектором Ильёй Голосовым . Здание представляет собой комплекс асимметрично расположенных геометрических форм, в которых стекло занимает лидирующие позиции, поэтому изнутри здание пронизано светом.

Дом культуры имени Зуева. Фото: Commons.wikimedia.org / Alex "Florstein" Fedorov

А в композиции Дома культуры имени Русакова (улица Стромынка, д. 6) стекло создаёт вертикальные линии здания (это вытянутые в длину окна зрительного зала). Немало стекла и в оформлении других фасадов. Уникальность здания в том, что его внутреннее пространство мобильно, с помощью хитрой механики шесть залов можно было объединять в один. Сегодня в удивительном здании работает театр Романа Виктюка.

Дом культуры им. Русакова. Фото: Commons.wikimedia.org / Ludvig14

Для бизнеса

Один из самых известных, современных и видных в прямом смысле этого слова столичных объектов, в оформлении которых широко используется стекло, — деловой комплекс «Москва-Сити» на берегу Москвы-реки (Пресненская набережная). Центр деловой активности столицы продолжает строиться (всего запланировано возвести 23 небоскрёба). Несмотря на неоднозначное отношение к нему, комплекс давно стал одной из ярких достопримечательностей столицы.

Стеклянные двойные фасады

Здания с большим процентом остекления зачастую имеют повышенные нагрузки на системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Стеклянный двойной фасад является интересным решением оболочки здания, приспосабливающейся к изменениям наружного климата.

Стремление максимального использования в строительных конструкциях светопрозрачных конструкций, начавшееся в Европе и США ещё в прошлом столетии, повысило интерес к технологии стеклянных двойных фасадов. Повсеместное применение двойных фасадов началось в 1990-х годах и продолжается до сих пор. Особенно часто такие конструкции можно увидеть в высотном строительстве.

Широкую известность получили такие здания, как Commerzbank во Франкфурте-на-Майне (Германия, 1997), City Hall в Лондоне (Великобритания, 2002), а также Manitoba Hydro Place в Виннипеге (Канада, 2009). Здание One Angel Square, построенное в 2013 году, высотой в 14 этажей располагается в Манчестере (Великобритания) и отличается своеобразной трёхгранной конфигурацией со стеклянным двойным фасадом.

Небывалый размах строительства наблюдается в Китае, где активно возводят высотные здания, в том числе и с применением двойных стеклянных фасадов, например две башни Международного финансового центра (Гонконг, 1999 и 2003), Pearl River Tower (Гуанчжоу, 2011), Шанхайский всемирный финансовый центр (2008).

В России пока мало примеров использования данной технологии. Это решение встречается в основном в зданиях премиального класса, что объясняется, как правило, высокими инвестиционными затратами и сложностью реализации подобных проектов. Например, стеклянные двойные фасады установлены в штаб-квартире компании «Новатэк» (Москва, 2011). Здание оборудовано высокотехнологичными интеллектуальными системами, позволяющими обходиться без механической вентиляции и охлаждения.

Конструктивные особенности

Конструкция фасада основана на принципе многослойности - создания нескольких оболочек и использования определённых физических и эстетических свойств отдельных его слоёв. Основным материалом здесь служит стекло, которое благодаря своим эстетическим и физическим характеристикам обеспечивает нужное оформление здания и выполнение необходимых функций ограждающей конструкции.

Существует много различных конструкций стеклянных двойных фасадов. Общую классификацию приводит директор Института строительной физики им. Фраунгофера (Германия) Карл Гертис, опираясь на работу Вернера Ланга:

. по размещению поверхностей двойного фасада: установленные внутри конструкции внешней стены, частично выдвинутые вперёд или полностью выступающие за внешнюю стену;

. по наличию и размещению вентиляционных отверстий: без вентиляционных отверстий, с отверстиями только на внутренней поверхности или на обеих поверхностях двойного фасада. Кроме этого, система вентиляции может временно подавать воздух в обход двойного фасада;

. по сегментированию поверхностей: промежуток между поверхностями фасада сегментируется или выполняется в виде ширмы. Последний вариант имеет большое значение для переноса воздуха в промежутке между поверхностями.

Схематичные вертикальные разрезы в фасадах, характеризующие виды разработки и размещение конструкции стеклянных двойных фасадов, представлены на рис. 1 и 2.

В зависимости от расстояния, на которое выдвигается наружная стеклянная поверхность, воздушный зазор между поверхностями фасада может иметь следующие характеристики:

. в него нельзя попасть; зазор служит только для размещения между поверхностями приспособлений для защиты от солнца;

. в нём можно разместиться при мытье стёкол;

. он может использоваться наподобие зимнего сада как общий зал или в качестве помещения для переговоров.

Вентиляция

В зданиях со стеклянными двойными фасадами может предусматриваться как система механической, так и естественной вентиляции через соответствующие отверстия. Опыт показывает, что использование и того и другого видов вентиляции позволяет добиться наилучших параметров микроклимата и высокого уровня энергоэффективности.

Варианты фасадов разнообразны - от стеклянного изолирующего фасада до конструкции с регулируемым открытием внешней и внутренней поверхностей (рис. 3). Может быть также реализован обход стеклянного двойного фасада, при котором приточный или удаляемый воздух направляется напрямую (в этом случае двойной фасад не будет выполнять своей прямой функции).

Преимущества и недостатки технологии

До сих пор ведётся широкая дискуссия о том, насколько целесообразно применение стеклянных двойных фасадов вместо традиционных фасадов, имеющих современную теплоизоляционную систему. Считается, что стеклянные двойные фасады имеют несколько лучшие показатели звукозащиты, чем традиционные фасады. Благодаря естественной вентиляции стеклянные двойные фасады улучшают внутренний климат. В воздушном зазоре между поверхностями фасада может наноситься прочное покрытие для защиты от солнца, а также устанавливаться элементы, отклоняющие свет. В многоэтажных зданиях при сильном ветре стеклянные двойные фасады уменьшают динамический напор, вызывающий повышенное давление прижима внутренних дверей. Конструкция фасада позволяет открывать окна на желаемую ширину даже при большой высотности здания.

Среди минусов отмечаются высокие капитальные и эксплуатационные затраты, связанные, например, с трудностью и частотой очистки внутренних поверхностей. Нет единого мнения среди специалистов о влиянии двойных фасадов на теплопотери зданий. Если речь идёт о высотных зданиях с большой внутренней тепловой нагрузкой, оба вида фасадов в зимнее время имеют приблизительно одинаковые показатели. Что же касается летней теплозащиты и затрат энергии на охлаждение, в зданиях со стеклянными двойными фасадами без систем кондиционирования воздуха очень сложно обеспечить приемлемые внутренние климатические параметры. Кроме этого, без применения дополнительных защитных мер (установка горизонтальных и вертикальных переборок) зазор между поверхностями стеклянных двойных фасадов повышает пожароопасность.

Несмотря на недостатки, это решение открывает большие возможности для строительства зданий высоких технологий. Многочисленные примеры сложнейших объектов (в том числе здание «Городские ворота Дюссельдорфа»), проекты которых предусматривают естественное освещение, пассивное использование энергии и др., демонстрируют, что стеклянные двойные фасады могут эффективно решать проблемы с перегревом помещений и повышенными нагрузками на систему охлаждения. Проекты подобного рода объединяет то, что в процессе их создания выполняется большой комплекс предпроектных исследований, в том числе создание аэродинамических стендов и проведение математического компьютерного моделирования. Немаловажны и высока заинтересованность, а также требовательность застройщиков.

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ КОНЦЕПЦИЯ ЗДАНИЯ «ГОРОДСКИЕ ВОРОТА ДЮССЕЛЬДОРФА»

Двойной вентилируемый проходной фасад с регулируемыми наружными ограждениями.

Повышенная тепло- и солнцезащита наружных ограждений за счёт отличных теплофизических характеристик применяемых материалов и конструкций.

Естественная вентиляция помещений на протяжении продолжительного периода.

Использование панелей, размещённых на потолке, для отопления и охлаждения помещений, отказ от отопительных приборов, размещаемых под окнами из-за снижения потерь теплоты в холодное время года - расчётный расход теплоты на отопление составляет всего 2,87 МВт.

Пониженная до минимально необходимого уровня производительность системы кондиционирования воздуха за счёт снижения теплопоступлений в помещения в тёплое время года и использования естественной вентиляции.

Максимальное использование источников возобновляемой энергии: холода грунтовых вод, теплоты удаляемого воздуха.

Городские ворота Дюссельдорфа

В здании «Городские ворота Дюссельдорфа» (архитектор Overdiek Petzinka & Partner, Германия, 1997) применён вентилируемый стеклянный двойной фасад. Его особенностью является наличие горизонтальных поэтажных открытых проходов по периметру здания и атриуму.
Фасад этого здания может быть охарактеризован как рациональное и экономичное техническое решение, которое при значительной внешней шумовой и ветровой нагрузке позволяет на протяжении длительного периода в течение года осуществлять естественную вентиляцию офисных помещений. Кроме того, такой фасад является важным связующим элементом рабочих помещений и окружающей среды.

Конструкция двойного фасада

Фасад в районе атриума представляет собой обычную застеклённую конструкцию с открывающимися фрамугами, а вся остальная часть здания имеет двойной фасад, разделённый по вертикали поэтажными перекрытиями. Принципиальная конструкция стеклянного двойного фасада приведена на рис. 4. Внешняя часть фасада прежде всего служит для защиты от наружных климатических воздействий в виде дождя и снега.

Помимо этого, в ней расположены отверстия для притока наружного воздуха в вентиляционные короба и удаления отработанного воздуха из них, а также для проветривания промежуточного пространства и естественной вентиляции помещений. Одинарное остекление внешней части фасада создают отражающие стеклянные модули размером 3 × 1,5 м.
Секции внутренней части фасада имеют рамную конструкцию, как правило, с двойным остеклением, что обеспечивает снижение теплопотерь в зимнее время. При помощи поворотных створок рамы могут отклоняться в сторону офисных помещений (открывается каждый второй элемент на оси) с целью естественной вентиляции офисных помещений.

Шанхайский всемирный финансовый центр (Шанхай, Китай)

В промежуточном пространстве фасада размером 1,4 или 0,9 м размещаются вентиляционные короба, которые являются конструктивным элементом перекрытия двойного фасада и выполняют также функцию защиты от воздействия наружного климата. Короба для приточного и удаляемого воздуха монтируются вместе с основными конструкциями фасада на одном поясе с чередованием направления воздушного потока. Отверстия приточного и удаляемого воздуха на фасаде можно видеть как пояса, идущие вдоль здания, на соседних этажах они находятся напротив друг друга. Короба для приточного и удаляемого воздуха монтируются с чередованием направления воздушного потока для предотвращения «коротких замыканий» потоков воздуха (поступления отработанного воздуха в приточное отверстие вышележащего этажа). Внутри каждого вентиляционного короба находится клапан с поворотными створками, предназначенный для регулирования расхода воздуха и при необходимости полного перекрытия прохода воздуха. Отверстия для забора и удаления воздуха закрыты вентиляционными решётками для защиты от атмосферных осадков. Аэродинамическая оптимизация коробов была выполнена на основе моделирования методами вычислительной гидродинамики. При этом преследовалась цель создания равномерного потока воздуха и обеспечения низкого уровня шума.

Внутри двойного фасада располагаются также регулируемые устройства солнцезащиты, которые способствуют сокращению теплопоступлений от солнечной радиации в помещения и, как следствие, снижению расхода холода в системе кондиционирования воздуха в тёплое время года. В холодное время они играют роль экрана, уменьшающего поток теплового излучения в ночные часы из помещений наружу, что уменьшает энергопотребление.

Защита от шума

Частой причиной использования установок кондиционирования воздуха в здании, размещённом в городе, является повышенный уровень внешнего шума при открытых окнах. Уровень звукового давления в районе размещения «Городских ворот Дюссельдорфа» составляет приблизительно 70-75 дБ(А) и вызывается в первую очередь транспортом. Для обеспечения приемлемой защиты от внешнего шума при открытых оконных створках во внутренней части фасада шумоизоляция должна обеспечить снижение уровня звуковой мощности ориентировочно на 15-20 дБ.

Если принять, что внутренняя часть фасада обеспечивает снижение уровня шума на 5-10 дБ в зависимости от величины открытия створок, то на внешней стороне фасада и во внутреннем пространстве уровень шума должен снижаться на 10 дБ. При этом следует учитывать, что снижение уровня шума во внешней части фасада зависит от степени открытия отверстий для прохода приточного и удаляемого воздуха. Фактически снижение шума во внешней части фасада при открытом воздушном клапане эквивалентно почти 10 дБ(А), а при клапане, открытом на 10 %, - 20 дБ(А). Требования по снижению шума во внутренней части фасада могут быть достигнуты за счёт увеличения звукоизоляции на внешней стороне фасада.

Температурный комфорт

Приведённый коэффициент теплопередачи двойного фасада имеет достаточно низкое значение, равное 1,1 Вт/(м 2 .°C). Кроме того, использование «тепличного» эффекта днём и снижение теплового излучения от наружной поверхности внутреннего остекления двойного фасада в ночное время обеспечивают дополнительную экономию теплоты. Даже в ранние утренние часы при температуре наружного воздуха -10 °C и температуре внутреннего воздуха 21 °C средняя температура внутренней поверхности двойного остекления составляет около 16,5 °C. При тех же температурных условиях в обычных фасадах с окнами, имеющими значение приведённого коэффициента теплопередачи 1,6 Вт/ (м 2 .°C), температура внутренней поверхности остекления составляет 14,5 °C.

Для снижения теплопоступлений в летнее время при использовании двойных фасадов важен не только правильный выбор материалов и конструкции устройств солнцезащиты, но и их расположение во внутреннем пространстве двойного фасада. Регулируемое устройство солнцезащиты должно обдуваться потоком воздуха с боков и снизу, чтобы отводимая избыточная теплота под действием восходящих конвективных потоков «выводилась» вверх, а не проникала во внутренние помещения. Общий коэффициент проникания потока солнечной радиации через конструкцию двойного фасада составил не более 0,1, что подтвердили натурные измерения. Такое значение показателя для фасада с одинарной оболочкой может быть достигнуто только при использовании наружных пластинчатых отражателей.

Manitoba Hydro Place (Виннипег, Канада)

При воздействии на фасад в летнее время прямых солнечных лучей во внутреннем пространстве фасада будет наблюдаться повышение температуры воздуха. Как показывает практика, при неверно выбранных конструктивных параметрах фасада температура воздуха внутреннего пространства может повышаться на 10 °C. Естественная вентиляция помещений здания в таких условиях должна быть значительно ограничена. Снизить температуру воздуха во внутреннем пространстве фасада возможно путём его вентилирования наружным воздухом. При этом должен быть обеспечен расход воздуха, необходимый для снятия перегрева, так что отверстия для притока и удаления воздуха на внешней части фасада должны иметь достаточные размеры для пропускания этого количества воздуха. В проекте «Городские ворота Дюссельдорфа» определено расчётом, что площадь сечения отверстий для прохода приточного и удаляемого воздуха должна составлять 0,15 м 2 на каждый метр периметра фасада.

Было рассчитано, что температура воздуха во внутреннем пространстве фасада на среднем по высоте уровне не должна повышаться более чем на 4-6 °C при максимальном потоке солнечного излучения. Результаты расчётов были подтверждены натурными измерениями в летние месяцы, при этом повышение температуры воздуха во внутреннем пространстве зафиксировано ближе к нижней, чем к верхней границе указанного диапазона.

Две башни Международного финансового центра (Гонконг, Китай)

Оптимизация движения воздушных потоков в двойном фасаде

Повышение температуры воздуха во внутреннем пространстве фасада зависит от расхода воздуха, а он в свою очередь - не только от площади отверстий, но и от аэродинамического сопротивления по пути движения воздушных потоков. При этом наибольшее значение имеет гидравлическое сопротивление, определяемое внутренней геометрией вентиляционных коробов. Поэтому прежде всего необходимо стремиться к уменьшению именно этого сопротивления.

Для этого в ходе разработки проекта были проведены многочисленные компьютерные расчёты, целью которых было достижение равномерного потока воздуха в вентиляционных коробах, т. к. даже небольшие углы и кромки могут вызывать завихрения воздушного потока, в значительной степени снижающие расход воздуха. При неблагоприятных условиях это может вызывать шум. Исследования по оптимизации конструкции вентиляционных коробов потребовали значительных затрат времени.
Как и предполагалось, в неоптимизированных в аэродинамическом отношении вентиляционных коробах при моделировании движения воздуха возникали обширные застойные и турбулентные зоны, повышающие аэродинамическое сопротивление и в условиях действия естественных сил уменьшающие расход воздуха.

Для предотвращения таких явлений были сконструированы направляющие пластины, обеспечивающие наилучшие характеристики воздушного потока. Для жалюзи наружных решёток, защищающих от дождя, были выбраны хорошо обтекаемые потоком воздуха узкие профили, создающие незначительное сопротивление в условиях небольшого располагаемого естественного циркуляционного давления. Аэродинамическое сопротивление вентиляционных коробов удалось значительно снизить по сравнению с начальным значением. Оптимизация конструктивных параметров вентиляционных коробов также оказала положительное влияние на повышение температуры воздуха во внутреннем пространстве.

Pearl River Tower (Гуанчжоу, Китай)

Конденсат

На внутренней поверхности внешней части фасада при определённых условиях может образовываться конденсат. Это явление возникает в холодное время года, когда влажный и тёплый воздух из помещений попадает во внутреннее пространство двойного фасада, а температура на внутренней поверхности внешней части фасада становится ниже температуры точки росы. Однако при достаточно интенсивном вентилировании внутреннего пространства фасада наружным воздухом этот конденсат быстро исчезает.

Давление на поверхности двойного фасада

При испытаниях модели здания в аэродинамической трубе определялись давление в атриуме и аэродинамические коэффициенты на поверхности фасадов и крыше. При этом выявилось, что распределение давления на поверхности фасада по горизонтали везде отличается большой неравномерностью, в то время как изменение давления по высоте здания остаётся сравнительно постоянным. Более заметные изменения отмечаются только на верхних этажах (в аттиковом пролёте), для которых из-за их протяжённости по длине и без того необходимо независимое управление воздушными клапанами на фасаде.

Поэтому на фасадах офисных помещений нет необходимости зонирования регулируемых воздушных клапанов по высоте. Угловые зоны прохода внутреннего пространства двойного фасада из-за значительного изменения давления в этих зонах отделены от основного пространства по горизонтали стеклянными перегородками. В середине внутреннего пространства фасада имеется отдельный участок с противопожарной лестничной клеткой, разделяющей проход.
Тем самым становится излишним дополнительное разделение в горизонтальном направлении. Для контроля условий комфорта в офисных помещениях при повышенном давлении ветра на каждой башне проводятся измерения общего перепада давления между внешним фасадом и атриумом. Для этого достаточно четырёх мест измерения в каждой офисной башне.

Вентиляция двойного фасада

В здании «Городские ворота Дюссельдорфа» отдельные элементы двойного фасада установлены по горизонтали в чередующемся порядке - как вентиляционные короба, так и отверстия для приточного или удаляемого воздуха.

Это означает, что в каждом втором модуле производится либо забор, либо удаление воздуха из пространства двойного фасада. Забор наружного воздуха в двойной фасад осуществляется через регулируемые воздушные клапаны, которые устанавливаются системой прямого цифрового управления зданием в соответствии с текущими наружными условиями в одно из трёх положений: «закрыто», «открыто», «защита от дождя».

Если температура наружного воздуха и интенсивность солнечного излучения уменьшаются ниже определённого уровня, воздушные клапаны на внешнем фасаде закрываются.

Оставляют открытыми только небольшие щели для предотвращения выпадения конденсата на поверхности остекления во внутреннем пространстве фасада.

При усилении ветра для обеспечения комфорта воздушные клапаны внешнего фасада вначале устанавливаются в промежуточное положение, а затем полностью закрываются. В случае если ветер достигает интенсивности урагана, воздушные клапаны вновь открываются для снятия статической нагрузки. Наряду с этим пользователь всегда имеет возможность открыть оконные створки внутренней части фасада и проветрить свой офис путём естественной вентиляции. При этом может осуществляться ночное охлаждение отдельных офисов.

Таким образом, реализуется регулирование, предусматривающее простое автоматическое открытие или закрытие воздушных клапанов во внешней части фасада или оконных створок во внутренней части фасада самим пользователем.

Результаты

Были проведены натурные измерения параметров микроклимата. Наряду с температурой и скоростью воздуха измерялись также локальная асимметрия результирующей температуры и распределение температуры воздуха по высоте помещения. Если соответствующие значения параметров превышают допустимые пределы, люди в помещениях чувствуют сильный дискомфорт. Но, как и ожидалось, таких критических условий в здании «Городские ворота Дюссельдорфа» не отмечалось. Все измеренные значения параметров воздуха находились в допустимых пределах, и было показано, что установившие в действительности значения контролируемых параметров являются для людей ещё более благоприятными, чем предсказываемые по результатам моделирования и лабораторных испытаний, проводившихся при менее жёстких предельных значениях. Например, при температуре наружного воздуха меньше 0 °C разность температуры внутреннего воздуха и температуры на внутренней поверхности остекления в помещении составила 1-2 °C. При том что, согласно данным предварительных испытаний и расчётов, эта разность температур должна была составить 3-4 °C. Такие хорошие результаты можно объяснить достаточно низким значением общего приведённого коэффициента теплопередачи (порядка 1 Вт/ (м 2 .°C)) двойного фасада. Это совпадает с оценкой людей, работающих в помещениях здания, которые единодушно заявляют об очень хорошем качестве микроклимата даже в холодные зимние дни.

В проекте «Городские ворота Дюссельдорфа» устройство двойного фасада доказало свою экономическую эффективность. Предполагая, что двойной фасад используется в течение 30 лет и ставка дисконтирования составляет 8 %, получена ежегодная сумма приведённых капитальных затрат и амортизационных отчислений от 53 до 160 евро на 1 м 2 фасада. Кроме того, были учтены дополнительные затраты на поддержание конструкций фасада в исправном состоянии и на очистку, которые составили соответственно от 3 до 8 евро на 1 м 2 в год и 8 евро на 1 м 2 в год при очистке поверхностей фасада, выходящих во внутреннее пространство, два раза в год. Общие годовые затраты составили от 64 до 176 евро на м 2 поверхности фасада.

Затраты на сооружение стеклянного двойного фасада не превысили стоимость высококачественного фасада с одинарной оболочкой, обладающего аналогичными теплофизическими характеристиками. Это обусловлено, с одной стороны, простотой принятых решений и большим объёмом проведённых предварительных работ по оптимизации конструктивных параметров, а с другой, хорошими ценами за работу, которые предложил подрядчик.

Литература

1. Здание биоклиматической архитектуры - «Городские ворота Дюссельдорфа» // АВОК. 2006. № 2, 3.

2. Инженерное оборудование высотных зданий / под ред. М. М. Бродач. 2-е изд., испр. и доп. М.: АВОК-ПРЕСС, 2011.

3. Покорение климата / Б. Кувабара и др. // Здания высоких технологий. 2012. Осень.

4. Табунщиков Ю. А., Бродач М. М., Шилкин Н. В. Энергоэффективные здания. М.: АВОК-ПРЕСС, 2003.

5. Шилкин Н. В. Возможность естественной вентиляции для высотных зданий // АВОК. 2005. № 1.

6. Шилкин Н. В. Здание высоких технологий // АВОК. 2003. № 7.

7. Gertis K. Стеклянные двойные фасады. Имеют ли смысл, с точки зрения строительной физики, новые разработки фасадов? // АВОК. 2003. № 7, 8; 2004. № 1.

8. Poirazis H. Double Skin Façades for Office Buildings. Lund University, 2004. ●

Марианна Бродач - вице-президент НП «АВОК», профессор МАрхИ, главный редактор журнала «Здания высоких технологий».

Николай Шилкин - канд. техн. наук, профессор МАрхИ.

СТАТЬИ

Сегодня уникальность архитектуры проявляется по разному. В данном направлении большое значение отводится, в качестве строительного материала, именно стеклу. За последнее десятилетие по всей планете строились необыкновенные, поражающие своей красотой стеклянные сооружения, с применением самых последних новейших технологий.

Предлагаем Вам посмотреть 10 красивейших зданий, выполненных из стекла.

# # #

10. Здание ботанического сада в г.Куритиба (штат Парна, Бразилия)

Ботанический сад был открыт еще в 1991 году. Он был построен по проекту архитекторов, которых поразил своей необыкновенностью Хрустальный дворец, находящийся в Лондоне. Сооружение сада находится на центральной улице города Куритиба в Бразилии, который на сегодня выступает одним из излюбленных мест для туристов. В нем находится множество разнообразных растений.

Сооружение, которое было построено в стиле модерн, общей площадью 450 кв.м. обладает утонченными формами, выполненными из стекла и металла, вокруг которых расположены необыкновенные фонтаны и завораживающие взгляд водопады.

# # #

9. Институт технологий Канагавы (г.Токио)

Сооружение Института технологий Канагавы, построенное в Токио, на сегодня является самой прозрачной постройкой на Земле.

Институт создавался по проекту группы архитекторов, которой руководил Джун Ишигам. Оно занимает площадь 2000 кв.м. Стены данного сооружения построены из стеклянных панелей, а также металлических колон, которые имеют разные формы, размеры и окрашены в белый цвет. Из-за этого у посетителей появляется ощущения, что они сейчас в лесу, а не в самом помещении.

# # #

8. Дом Фарнсуорт (штат Иллинойс, США)

Одним из самых древних сооружений, из тех что описаны в данной статье, выступает Дом Фарнсуорт, который также состоит из стекла. Он был создан архитектором Людвигом ван дер Роэ.

Дом расположен на самом берегу реки Фокс, недалеко от города Плано. Необычайным нюансом данного сооружения выступает именно его прозрачность, которая позволяет почувствовать единение с окружающей природой. Его строили в 1951 году в качестве загородного дома, предназначенного для отдыха доктора Эдит Фарнсуорт. В нем была всего одна комната, стены которой были полностью прозрачными. Однако уже в 2006 году в нем обосновали музей, а сооружению присвоили статус Национального исторического памятника.

Сегодня мы с вами посетим тридцать удивительных домов. Может кто-нибудь из вас захочет переделать своё жильё, добавив в него больше света за счет огромных окон.

Идея застеклить одну из стен гостиной, объединив веранду с комнатой, имеет много плюсов: зрительно увеличивается простор комнаты, кажется, что в ней больше воздуха, зимой можно наслаждаться обилием естественного света, а летом – убрать стекла и превратить комнату в крытую террасу и лучшее место для отдыха на свежем воздухе.

Традиционный дом с современной стеклянной верандой

Старый дом при ремонте расширили для динамичного образа жизни семьи, нуждавшейся в большем просторе. Новая веранда спроектирована в виде небольшой пристройки с панорамными окнами от пола до потолка.

Дом в Калифорнии

Пристройка с огромными окнами во всю стену, которые можно распахнуть, придает дому простор. Можно бесконечно любоваться природой в любое время года.

Ни дождь, ни ветер, ни снег не смогут помешать вам в этом. Стеклянные фасады всегда актуальны, они, как бы, вне времени и моды.

Дом в Дакаре

Расположен на склоне холма. Из окон хорошо виден Атлантический океан. Вилла Соу в Дакаре была построена в 2011 году, спроектирована для сенегальского бизнесмена и его молодой семьи.

Резиденция Николсона в Сиднее

Дизайн-студия MAC Interactive Architects завершила проект реконструкции кирпичного здания 1970-х годов, в Сиднее, Австралия.

Обширная реконструкция выполнена в современной практике: повторное использование существующего здания, приспособленного и измененного для удовлетворения современных потребностей его владельцев.

Пляжный дом в Перу от Longhi Architects

При возведении стеклянной пристройки сначала укрепили столбчатые фундаментные конструкции. Расположен объект в окружении пустынных дюн и прибрежных скал на побережье Тихого океана в 117 километрах от перуанской столицы.

Резиденция на крыше

В китайском городе Шэньчжэне в высотном здании на 48 и 49 этажах оборудовали современный пенхтаус. Авторы проекта – архитекторы Филиппо Габбиани и Андреа Дестефанис.

Дом в Калифорнии

Построен по модели знаменитого архитектора Кауфман Палм-Спрингс в Калифорнии. Раздвижные окна позволяют превратить стеклянную пристройку в террасу.

Частная резиденция. Расположение: Хайфа, Израиль

Кедем удивляет нас этой замечательной резиденцией в Хайфе, крупнейшего города на севере Израиля.

Современный особняк построен в центре исторического проспекта и в самом сердце французского Кармель района Хайфы.

Russel Hill Road

Реконструкция дома преобразила внешний облик. Внутри стало просторнее. Здание визуально сливается с окружающей природной средой.

Дом казуары

Спроектирован перуанскими архитекторами. Особняк построен из двух отдельно стоящих блоков, связанных между собой только мостиком второго этажа, а между ними расположен прудик с растениями и фонтаном.

На крыше оборудована большая терраса. Вытянутый бассейн – особое украшение внутреннего двора.

Вилла-шале в Мадриде поражает воображение

Возвышается над большим бассейном и напоминает швейцарское шале в модерновом исполнении. Производит фантастическое впечатление.

Puristische Villa

В Германии, пригороде Дармштадта расположена вилла площадью 378 квадратных метров. Дом занимает выгодное месторасположение, вписывается в ландшафт. Главная отделка – стекло, придает элегантность.

Аманзи, Таиланд

Роскошная вилла расположена на берегу моря недалеко от Original Vision Ltd.

Является олицетворением идеального дома в райском уголке. Оборудовано много террас. Очень интересная конфигурация бассейна.

Jarson от Will Bruder + Partners

Это творение из стали, меди и стекла. Двухуровневая резиденция с простой навесной крышей.

Открывает великолепный вид на океан. Эта резиденция - творение перуанской архитектурной компании.

Светлые тона интерьера дополняет обильный солнечный свет, который проникает в помещения через окна и стеклянные сдвижные панели на крыше.

Сагапонек в США

Живописная местность открывает фантастический вид на море, а ландшафтный дизайн дополняет архитектуру дома.

Резиденция в Тунисе

В самом центре пустынного пейзажа построили удивительный дом с названием Riverfront Residence.

Спроектировала его компания Taylor Design + BUILD. Основной целью возведения этого дома было не только открыть вид на потрясающую пустынную местность и органично «влиться» в нее, но и удачно использовать окружающие ресурсы и возвести шикарный энергосберегающий дом в самом сердце пустыни.

Одним из самых важных моментов можно назвать то, как дом зависит от экологически чистых и безопасных для окружающей среды аспектов.

Лесной дом под Нью-Йорком

Дом построен на лесистом участке. Основной задачей была минимизация воздействия на природу и ландшафт.

Максимальная экологическая чистота этой местности позволила в процессе строительства весь извлечённый камень и грунт полностью применить на объекте.

Дом Георга Шпренга (Georg Spreng House) в Германии от C18 Architects

Простой фасад скрывает роскошную студию. Ателье известного ювелирного дизайнера одновременно является его домом.

Огромные окна с серебристыми шторами по всему периметру подчёркивают его строгость и, в то же время, смягчают своим блеском.

Резиденция в таунхаусе Gramercy Park на Манхеттене, Нью-Йорк

Кирпичные стены двух основных этажей резиденции исчезли, сменившись стеклянным занавесом, оснащенным крошечными диодами, невидимые днем, но ночью сверкающие как частное созвездие.

Резиденция на Майами-Бич

Современный отель расположен в Майами-Бич, Флорида, США. Многоуровневые террасы и широкие окна позволяют наслаждаться панорамным видом на красивый залив.

Катлер Дом в Монтаук, Нью-Йорк

Лучший дом для отдыха, где можно спокойно расслабиться и помечтать.

Современное стекло способно украсить дом 18 века

Талантливый и известный архитектор Майкл Виггинтон восстановил старый загородный дом 18-го века под Лондоном, расширив современным стеклом помещения.

Дом из стеклопакетов

В нескольких шагах от пляжа на острове Bainbridge построен новый дом на старом фундаменте.

Насчитывает 3100 квадратных метров жилой площади. Возведен из экологически чистых материалов и трехслойных стеклопакетов.

Дом с кирпичным фасадом в Израиле

Это современный минималистский дом построен в небольшом сельском поселении в 20 минутах езды от Тель-Авива.

Стеклянный дом архитектора Мартина Хоулаба

Важно отметить, что дом как бы дополняет собой окружающий парк, являясь неотъемлемой частью.

Белый дом во Флориде

Дом построен архитекторами Touzet Studio и получил название North Bay Road Residence.

Самое интересное, что этот дом весь белый: и фасад, и внутренний интерьер. Эффект жемчужины усиливает голубая вода в бассейне и окружающая зелень.

Дом в штате Нью-Йорк по проекту архитекторов компании Pentagram Architects

Дом построен из двух составляющих – жилой зоны для постоянного проживания хозяев и небольшой постройки по соседству, которая используется в качестве дома для гостей.

Оба строения имеют обширные зоны остекления, которые обращены в сторону океана и открывают прекрасный вид на бескрайние водные просторы.

Загородный дом на острове в США

Основную часть дома занимает зона с панорамными видами на залив Пеконик и окружающий лес. Чудесное место для отдыха и восстановления сил.

Уютная семейная вилла на южном берегу озера

Современный дом на красивом участке у южного берега озера Балатон, Венгрия. Это дача, в которой размещены две отдельные квартиры.