Многофункиональность фасадов - новый уровень технологий

Теперь, когда прозрачный фасад стал неотъемлемой частью здания, окна больше не на- зовешь второстепенными элементами, которым уделяется внимание лишь в конце строительства. Сегодня специалисты различных профессий работают вместе, что позволяет постоянно совершенствовать технические решения. На повестке дня больше не стоит вопрос «Что намеревается сделать архитектор?», а, наоборот, возникает другой вопрос: «На что способно здание?». Стекло становится «умнее», а также постоянно приобретает новые функции. Мы ошибочно считаем, что все это – новейшие разработки, но в процессе поиска многофункционального фасада и интегрированной системы управления зданием мы возвращаемся к Романской эре.



От выращивания огурцов до геодезических куполов

О преимуществах применения стекла для сохранения тепла в зданиях общество знало давно. Римские императоры, например, выращивали огурцы в теплицах. В 18 ст., в голландских теплицах уже использовали «умные» системы управления климатом с поддержанием температурного режима и вентиляцией. Но когда стеклянные здания должны были вмещать большее количество посетителей и, следовательно, выполнять больше функций, «теплицы» по-настоящему стали вызовом для архитектора. «Хрустальный дворец», спроектированный Джозефом Пакстоном для Всемирной выставки в Лондоне 1851 года и который лег в основу Палм-Хауса в Кью-Гардене, был построен в типичном Викторианском стиле 19 ст., когда функциональность была главным элементом. Общая площадь Хрустального дворца составляла 92 000 м2 , размеры – 564 на 124 м, а самая высокая точка достигала 39 м. Стекло и стальной каркас состояли, по большей части, из стандартных заводских деталей, произведенных в доменных печах и на стекольных заводах. Стеклянное здание также имело замысловатые вентиляционные шахты и подземные отопительные системы для регулировки температуры. С того времени, и особенно после распространения производства пластмасс, были построены очень красивые здания. Например, павильон США на выставке 1967 г. в Монреале и отель Hyatt Regency архитектора Джона Портмана в Чикаго. В проекте «Эдем» в графстве Корнуолл (Великобритания) концепция прозрачных зданий перешла на новый уровень. «Эдем» построен из нескольких отдельных геодезических куполов, состоящих из сотен пяти- и шестиугольных панелей диаметром до 9 м. Каркас сделан из оцинкованных стальных труб и покрыт пленкой-термопластом из этилентетрафторэтилена. В настоящее время проект «Эдем» получает разрешение на строительство геотермальной электростанции, которая обеспечит электричеством весь комплекс, а также 3500 частных домов, расположенных в непосредственной близости.

Экологически устойчивый дом.

А если бы вы захотели жить в прозрачном доме? В 1920 г. эта идея казалась очень далекой. Вальтер Беньямин говорил о ней так: «Жить в стеклянном доме – это, понастоящему, революционное решение. Это интоксикация, моральный эксгибиционизм, который нам крайне необходим!». «Стеклянный дом» Филипа Джонсона, построенный в 1948 г., воплотил самые смелые мечты. Полностью стеклянный дом был построен под влиянием работ Мис ван дер Роэ и идей Пола Ширбарта (1914). Красивый вид на окружающую местность и высокая стоимость строительных работ легли в основу известного заявления Джонсона: «У меня очень дорогие обои». Дом, конечно, был далек от энергоэкономичности, однако он подтолкнул других архитекторов развивать идею, находить решение для более экологически устойчивых вариантов. В 2000 г. немецкий архитектор Вернер Собек построил дом R128 в Штутгарте. Четырехэтажный дом полностью пригоден для вторичной переработки, не выбрасывает углекислый газ и энергетически независим. Модульные фасады состоят из двухкамерных стеклопакетов с коэффициентом теплопередачи 0,4 Вт/м?K. В 2011 г. в Амстердаме архитектор Ханс ван Хесвейк спроектировал свой дом. Его проект предусматривал использование систем охлаждения и отопления с применением теплового насоса и солнечных коллекторов на крыше. Экологическая устойчивость достигалась благодаря эффективному и компактному дизайну, хорошей изоляции, эффективному использованию доступной энергии и натуральных материалов.



Хрустальные дворцы

Гонка за многофункциональностью и большой успех прозрачной архитектуры совпали с бумом на строительство высотных зданий. Здания объединили стеклянные фасады, надежность конструкций, противопожарную безопасность, дневное освещение и системы управления климатом. Для архитектуры это были захватывающие технические инновации. Но в конечном счете, все, кто проектирует небоскребы со стеклянными фасадами, находятся в долгу у Мис ван дер Роэ и стеклянной башни, изобретенной им в 1920 г. Сегодня квадратный метр стекла имеет гораздо больше функций, но его нереализованный проект заставил нас поверить, что будущее – за такой архитектурой, и это до сих пор актуально. Следующий шаг – Хрустальный собор Филипа Джонсона. Он спроектировал стеклянный собор, представляющий новую интерпретацию готической церкви и способный выдержать землетрясение магнитудой 8 баллов по шкале Рихтера. Фасад состоял из 10 000 прямоугольных зеркальных панелей, склеенных силиконовым клеем. Вообразите, стеклянный фасад, который способен выдержать землетрясение! Другой важной задачей для фасада стало управление проникающим дневным светом. Самый эффективный способ – это установка внешних систем солнцеза- щиты. Внешняя защита уменьшает потребность в кондиционировании воздуха, но не ограничивает объем дневного света, проникающего внутрь здания. В 1982 г. Жан Нувель придумал оригинальное решение для здания Института арабского мира в Париже. Солнцезащита в нем состоит из 27 000 металлических диафрагм, регулирующих потоки дневного света. Системы жалюзи, установленные с внешней стороны фасада, – наиболее эффективное светозащитное решение, потому и получили широкое распространение.

Больше функций

В 1990-х годах сочетание технологий для строительства теплиц и многоэтажных зданий способствовало покорению новых вершин, воплощенных в здании «Коммерцбанка», спроектированного Норманом Фостером во Франкфурте. Шестидесятиэтажное здание разделено на секции, в каждой из которых – по четыре этажа и зимний сад. Открывания на двойном фасаде сделаны по внутреннему контуру остекления. Пространство между двумя контурами остекления служит важным элементом в системе управления климатом всего здания, поскольку аккумулирует тепло, а также использует теплоаккумулирующую способность бетонных перекрытий. Башни Sopharma и Litex в Софии (Болгария, см. Report #11) – это улучшенная конструкция данной технологии. В двойной фасад башен Litex вмонтированы солнцезащитные жалюзи, контролирующие поступление света. Внешний контур остекления представляет собой одинарное стекло, а внутренний контур состоит из однокамерного стеклопакета с закаленными стеклами. Фасад создает оптимальный теплообмен благодаря солнцезащите, которая отражает солнце летом и использует его для обогрева здания зимой. Концепция, названная «адаптивный фасад», работает в пяти режимах. Собственная метеорологическая станция в здании информирует об изменении климатических условий и в разных частях здания настраивается комфортный климатический режим. В то же время, сотрудники здания контролируют уровень освещения, вентиляции и обогрева в своих офисах. В зданиях «Порт-Венеция» (L35 Arquitectos, 2012) и Муниципалитета города Лазика (Architects of Invention, 2012) архитекторы тоже учли и применили солнечные лучи. Сегодня двухслойный фасад стал таким обыденным явлением, что инженеры и архитекторы начали искать новые границы. Штаб-квартира Al Dar в Абу-Даби, созданная ар- хитектурным бюро MZ Architects в 2010 г., является первым в мире круглым небоскребом. В здании, кроме прочего, предусмотрена система утилизации и переработки отходов, накапливающихся в результате жизнедеятельности.

Технологические инновации сегодня далее развивают возможности применения пуленепробиваемого стекла и интеграции еще более сложных систем автоматизации зданий. Лаборатории разрабатывают фасады, которые накапливают энергию и передают информацию. Если представить ситуацию, когда функции фасада и других систем здания еще больше взаимосвязаны, то мы понимаем, что уже говорим не о зданиях, а о механизмах с искусственным интеллектом, которые фактически могут делать все что угодно.