Энергетическая эффективность динамической архитектуры

Размещено на http://www.allbest.ru/

Энергетическая эффективность динамической архитектуры

Лихая Дарья Андреевна

Аннотация

Устойчивая архитектура, включающая новое строительство и реконструкцию зданий - один из способов рационального использования ресурсов и энергии, сокращения отходов, минимизации негативного влияния на окружающую среду и улучшения условий жизни человека. Одним из новых инструментов устойчивой архитектуры является применение динамических фасадов, способных формировать уникальные эстетические формы и отвечать идеям устойчивого развития общества. Однако в России еще не возведено ни одного здания с динамическим фасадом, не существуют соответствующих государственных стандартов, норм и правил. В данной работе проведен анализ мирового опыта динамической архитектуры и влияние кинетических фасадов на показатели энергоэффективности.

A sustainable architecture, which includes construction and reconstruction of buildings, is one of the methods to use resources and energy rationally, reduce waste, minimize negative environmental impacts and improve human living conditions. One of the new tools of sustainable architecture is a design of dynamic facades, which are unique, aesthetic and respond to the ideas of sustainable development of society. However, in Russia, there are no buildings with a dynamic faзades; there are no corresponding state standards, norms and rules. In this article, the world experience of dynamic architecture and the effect of kinetic facades on energy efficiency are analyzed.

Ключевые слова: динамическая архитектура, энергоэффективность, кинетический фасад. архитектура строительство реконструкция

Key words: dynamic architecture, energy efficiency, kinetic faзade.

Эволюция архитектуры и строительства постепенно расширяет функционал зданий и сооружений: развитие энергоэффективных технологий и интеграция инструментов использования энергии из возобновляемых источников (таких как фотоэлементы, биореакторы, ветрогенераторы и рекуператоры) добавила к обычным функциям необходимость архитектуры обеспечивать ресурсами собственное функционирование - энергетическую функцию [1]. Включение в конструкцию зданий инструментов зеленой энергетики позволяет по-новому использовать привычные формы архитектурной среды.

Одной из последних тенденций в устойчивой архитектуре является применение динамических фасадов при строительстве зданий. Эти фасады помимо эстетической стороны, способны динамически перестраиваться системой затенения для обеспечения оптимального сочетания искусственного и естественного освещения, что приводит к экономии энергии за счет автоматической системы затенения на 40%. Энергопотребление может быть снижено более чем на 60% по сравнению с пассивными климатическими системами. Пиковая нагрузка системы кондиционирования может быть снижена на 20-40% [2]. Эти факты делают технологию очень привлекательной, обещая снижение потребления энергии, выбросов парниковых газов и создание более здорового микроклимата.

Рассмотрим мировой опыт в строительстве зданий на примере передовых компаний, занимающихся кинетической архитектурой.

Выставочный павильон One Ocean в Южной Корее - один из энергоэффективных примеров использования кинетического фасада, с помощью которого контролируется освещение внутреннего пространства. Фасад длинной 140 м имеет переменную высоту от 3 до 13 м. Поверхность состоит из 108 кинетических ламелей, закрепленных на верхней и нижней кромках фасада [3]. Ламели состоят армированного стекловолокном полимера, высокопрочного и эластичного, способного плавно изгибаться и возвращаться в исходное состояние.

Система питается от солнечных батарей и управляется компьютером, каждая чешуйка может двигаться в индивидуальном порядке в пределах определенной логики движения всего фасада. Кинетическая фасад был разработан компанией Soma. На рисунке 1 и 2 изображен выставочный павильон One Ocean, построенный в 2012 году.

Рис. 1. Выставочный павильон One Ocean

Рис. 2. Фрагмент кинетических ламелей выставочного павильона One Ocean

Архитектура башен Аль Бахар в Абу-Даби сочетает традиции и современные технологии. Основной задачей, поставленной перед архитекторами и инженерами Aedas Architects в 2012 году, являлось создание офисного центра, способного поддерживать благоприятный климат внутри без больших затрат электроэнергии. Решение было найдено благодаря созданию подвижной решетки, кинетические элементы которой меняют свое положение в зависимости от времени суток. Узор фасада напоминает традиционные арабские решетки машрабия, традиционной исламской решетки, и имеет прямую аналогию с фасадом института Арабской Культуры Жана Нувеля.

Массивные элементы из стекловолокна поддерживаются отдельными рамками на расстоянии около 2 м от наружной стены. Все 2098 кинетических элемента запрограммированы на снижение влияния солнечного света. На рассвете фасадные элементы остаются закрытыми на восточной стороне здания и открытыми - на западной. На закате происходит обратное. Этот фасад позволяет на 50% снизить затраты на охлаждение здания [4]. 25-этажные здания Эль Бахр имеют самый большой в мире компьютеризированной адаптивный фасад. На рисунке 3 изображены башни-близнецы Аль Бахар в Абу-Даби.

Рис. 3. Башни-близнецы Аль Бахар

Еще один узнаваемый проект - это энергосберегающий бизнес-центра Media-ICT в Барселоне. Автором необычного проекта выступил Энрик Руис Гели из испанской компании Cloud 9 Architecture. Он создал на месте заброшенного склада необычное футуристическое здание. Его основная особенность - это специальная оболочка ETFE, которой обернуты все внешние конструкции. Она может надуваться и сдуваться, регулируя микроклимат внутри здания. Такая необычная облицовка фасада экономит до 20% энергии. Летом эти мембраны выполняют роль солнцезащитного экрана, который блокирует до 85% тепла, а также ультрафиолетовых лучей, тем самым создавая в помещениях прохладу [5]. Все фасады офисы оборудованы датчиками температуры, влажности и давления. На рисунке 4 представлен уже законченный проект.

Рис. 4. Media-ICT в Барселоне

Основываясь на проведённом анализе мирового опыта, технологий моделирования и результатах проведенных зарубежных исследований о влияние динамической архитектуры на энергоэффективность, предполагаем, что динамический фасад может стать эффективным инструментом повышения энергоэффективности зданий при строительстве и реконструкции зданий.

Список литературы

1. Al-Hosany N., Elkadi, H. Energy Management and Facade design in Prison Buildings in Hot Climates // In Energy efficient buildings and Sustainable Urban Development, Vol. Al-Ain, UAE, 20-22 November, UAE University. - 1999. - pp. 227-236.

2. Fanger, P. Human requirements in future air-conditioned environments // International Journal of Refrigeration, 24 (2). - 2001. - pp 148-153.

3. Houghton, P. D. Building Comfort with Less HVAC // Architectural Record, 12. -1998. - pp. 131-136.

4. Stephen Selkowitz, Yvind Aschehoug, Eleanor S. Lee. Advanced Interactive Facades - Critical Elements of Future Green Buildings // Presented at Green Build,The annual USGBC International conference and EXPO. - 2004. - pp. 176-178.

5. Kenzari, B., & Elsheshtawy, Y. The ambiguous veil: On transparency, the mashrabiy'ya, and architecture // Journal of Architectural Education, 56(4). - 1984. - pp. 17-25.

Размещено на Allbest.ru