54
abc specjalisty
warsztat architekta
inteligentne fasady
oszczędności. Zużycie energii do celów grzewczych w domach
pasywnych określa się poniżej 15 kWh/(m
2
rok), według Instytutu
Budownictwa Pasywnego w Darmstädt.
Zmiany paradygmatów w projektowaniu budynków powodują
znaczne modyfikacje w konstruowaniu ich fasad. Odmienne
systemy stosowane są w obiektach o fasadach wentylowanych,
odmienne w tych, w których przewidziano w pełni zmechanizo-
waną wymianę powietrza. Istnieją również systemy pośrednie,
a także o rosnącej autonomiczności. Pokrótce zostaną one
przedstawione poniżej.
Fasady wielowarstwowe
Podstawową zasadą w projektowaniu fasad warstwowych jest
wykorzystanie bufora powietrznego, który tworzy się pomiędzy
płaszczami fasady. Fasady podwójne (z ang.
double skin facades
)
składają się z dwóch warstw przeszklenia: wewnętrznej – ze
szkła zespolonego (to ona pełni funkcję powłoki termochronnej
budynku) i zewnętrznej – wykonanej z pojedynczej warstwy
szkła (zazwyczaj tzw. bezpiecznego), znajdujących się w odle-
głości od 20 do nawet 150 cm. Bufor powietrzny zawarty
pomiędzy nimi może być wentylowany w sposób naturalny
(grawitacyjnie) i mechaniczny (powstają wtedy tzw.
closed cavity
facades
). W rozwiązaniach wentylowanych naturalnie zarówno
wewnętrzna, jak i zewnętrzna warstwa fasady jest wyposażona
w otwory wentylacyjne umożliwiające wymianę powietrza mię-
dzy środowiskiem zewnętrznym a wewnętrznym (w niektórych
modelach są one zamykane i otwierane automatycznie). Istnieją
różne schematy wentylacji podwójnych fasad: wentylowane na
wysokości jednej lub wielu kondygnacji, tzw. korytarzowe, lub
wentylowane za pomocą efektu kominowego. W przestrzeni
bufora instaluje się również żaluzje bądź rolety, które regulują
dostęp światła słonecznego do wnętrza.
Fasada podwójna zaprojektowana jest w taki sposób, aby możli-
wa była modyfikacja sposobu jej działania w zależności od zmie-
niających się czynników zewnętrznych (temperatury, wiatru,
nasłonecznienia). Rozwiązania te funkcjonują więc w odmien-
nych trybach w różnych porach roku. W zimowe noce i dni
otwory wentylacyjne są zamknięte, a bufor powietrzny ograni-
cza przenikanie ciepła do otoczenia. W dni jesienne i wiosenne,
przy sprzyjających warunkach pogodowych, fasada jest otwarta,
a świeże powietrze swobodnie cyrkuluje za pośrednictwem
bufora. W gorące letnie dni fasadę się zamyka, żaluzje opuszcza,
a mikroklimat pomieszczeń reguluje sztucznie – za pomocą
wentylacji mechanicznej bądź klimatyzacji.
Koncepcje energetyczne budynków
Fasady inteligentne (to określenie nie odzwierciedla precyzyj-
nie sposobu pracy takiej fasady) dynamicznie rozwijają się od
początku lat 80. XX wieku, a apogeum ich stosowania przy-
padło na przełom XX i XXI wieku. Należą do nich dwie grupy
rozwiązań technicznych: fasady wielowarstwowe (najczęściej
podwójne) i tzw. adaptowalne. Wyjaśnienie mechanizmu ich
funkcjonowania wymaga krótkiego wprowadzenia.
Koncepcje energetyczne budynków na przestrzeni ostatnich 70 lat
bardzo się zmieniały. W znacznym stopniu wpływało to na spo-
sób projektowania fasad. Pierwotnie obiekty były wentylowane
grawitacyjnie – przez otwierane okna i kominy/szachty. Następnie
(po wynalezieniu klimatyzacji na początku XX wieku) budynki,
a zatem również ich fasady, zostały uszczelnione, a przepływ
powietrza wymuszany wentylatorami odbywał się wyłącznie
przez filtry i kanały wentylacyjne. Rozwiązanie to – poza oczywi-
stymi zaletami – miało również wady. Do najważniejszych należała
niska jakość powietrza. Za punkt przełomowy w projektowaniu
systemów wentylacyjnych przyjmuje się wybuch epidemii tzw.
choroby legionistów, spowodowany przedostaniem się chorobo-
twórczej bakterii do systemu klimatyzacyjnego. Doszło do tego
w hotelu Bellevue-Stratford w Filadelfii w 1976 roku. Zdarzenie
to doprowadziło do zmiany sposobu myślenia nt. projektowania
budynków i fasad. Na początku lat 80. zaczęły pojawiać się roz-
wiązania, w których pomieszczenia użytkowe pośrednio wenty-
lowano powietrzem zewnętrznym przez przestrzeń znajdującą
się pomiędzy dwoma płaszczami szklanej fasady (przez tzw.
podwójną fasadę), a budynki stopniowo coraz bardziej otwierano
na wpływ czynników zewnętrznych. Usilnie dążono do stwo-
rzenia systemu, który te środowiska – w sprzyjających warun-
kach – połączy. Ocena korzyści płynących z tego rozwiązania stała
się przedmiotem szerokiej dyskusji specjalistów i inżynierów na
całym świecie, a takie obiekty powstają po dziś dzień. Obecnie
tendencje w projektowaniu budynków i fasad zdominowane są
przez wymogi minimalizacji zużycia energii i redukcji emisji CO
2
.
Powstają obiekty zeroenergetyczne lub nawet plusenergetyczne –
takie, które nadmiar wytwarzanej energii zwracają do sieci. Jedną
z technik pozwalających na znaczne ograniczenie poboru energii
jest rekuperacja, umożliwiająca odzyskanie ciepła ze zużytego
powietrza usuwanego z budynku. Wymaga to jednak minimalizacji
przenikania powietrza przez powłokę obiektu w zimie, a więc
uszczelnienia ścian, okien, styku elementów budowlanych, tak
by całość wymiany w sezonie grzewczym (i chłodniczym) odby-
wała się wyłącznie przez wymiennik. Przynosi to bardzo duże
2.
Budynek biurowy NRW.BANK –
czerpnie i wyrzutnie powietrza zloka-
lizowane na tym samym poziomie,
naprzemiennie (proj. RKW Rhode
Kellermann Wawrowsky, 2006),
fot. Marcin Brzezicki
2
