Современные, прозрачные и престижные - большие стеклянные фасады очень популярны для офисных комплексов и промышленных зданий.
Тем не менее, их использование имеет смысл только с точки зрения экономии энергии и эффективности затрат, если они также имеют функции кондиционирования воздуха и помогают энергоснабжению. Поэтому стекольная промышленность стремится развивать многофункциональные окна и фасадные элементы - область, в которой она уже достигла многочисленных многообещающих инноваций.

Архитекторы и инженеры в настоящее время сталкиваются с серьезными проблемами. В современной архитектуре растет спрос на стеклянные фасады, которые добавляют яркости и делают здание более престижным. По прогнозам, к 2021 году будет построено 1,33 миллиарда квадратных метров новых фасадов. Это примерно площадь Большого Лондона.

Однако существует проблема: в частности, в течение летних месяцев здание, заключенное в стекло, нуждается в большом количестве энергии, чтобы поддерживать внутреннюю температуру на разумном уровне. Кондиционеры являются ужасными источниками энергии и в значительной степени ответственны за здания, производящие около 40 процентов всех выбросов углерода в промышленно развитых странах.

Поэтому всем, кто планирует использовать стекло, необходимо установить дополнительные функции, которые создают как тень, так и кондиционер. Это тем более важно, так как все меньше и меньше выбросов разрешается в соответствии с международными целями защиты климата.

Например, государства-члены Европейского Союза согласились с тем, что с 2020 года любые потребности в энергии в новых зданиях должны быть почти нулевыми для отопления, горячего водоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха и что любые дополнительные потребности в энергии должны удовлетворяться объектами внутри здания. сам. Здесь могут быть полезны многофункциональные фасады.

«Даже в прошлом многие элементы уже составляли часть фасада, такие как различные функции управления и защита от солнца. В будущем мы увидим дополнительные функции », - говорит архитектор Штефан Бениш из Штутгарта. Он упоминает элементы освещения, теплообменники для производства солнечного тепла, а также элементы механической вентиляции и аэрации.

На данный момент такие фасадные системы еще не являются стандартными. Фасады все еще очень хорошо видны с точки зрения их отдельных компонентов, которые разрабатываются разными производителями. Поэтому планировщики должны тратить много времени и усилий на объединение этих компонентов. Тем не менее, это скоро изменится, так как промышленность и исследования поняли эту потребность и теперь все больше внимания уделяют разработке комплексных решений.

«Все фасады соответствуют единой физической схеме, даже когда условия постоянно меняются, как в помещении, так и на открытом воздухе», - говорит инженер-строитель и архитектор Вернер Собек, руководитель Института легкого проектирования и строительства в университете Штутгарта. «То, что каждый действительно хотел бы видеть, является фасадом, который может приспосабливаться одним движением переключателя, так что он приспосабливается к обстоятельствам, как внутри, так и снаружи».

Мы можем предвкушать будущую архитектуру, рассматривая уже существующие строительные проекты, такие как 67-метровый центр автоматизации Festo с 16 этажами в южном немецком городе Эсслинген. Здание было официально открыто в конце 2015 года и основано на оригинальной энергетической схеме.

Его стеклянный фасад, который охватывает в общей сложности 8500 квадратных метров, можно охарактеризовать как фасад вытяжного воздуха, где воздух непрерывно откачивается между внутренним антибликовым экраном, алюминиевыми компонентами объединенного фасада и остеклением. Это означает, что летняя жара не может проникнуть внутрь здания в первую очередь, что снижает потребность в охлаждении.

Дальнейшая защита от света и тепла в новом здании Festo создается с помощью так называемого электрохромного стекла, которое при необходимости можно затемнить, блокируя солнечный свет. Всего было установлено 441 так называемых сэндвич-панелей общей площадью 1000 кв. Внутри они аккуратно покрыты чрезвычайно тонким слоем наночастиц оксида вольфрама.

Всякий раз, когда подается напряжение, панели становятся синими, что снижает уровень прозрачности. В Центре автоматизации это автоматически обрабатывается системой управления объектом в ответ на сигнал от датчиков, хотя также возможно ручное управление с помощью кнопки или сенсорного экрана.

Восточно-германский производитель Econtrol-Glas утверждает, что системе требуется от 20 до 25 минут, чтобы система сменила самый яркий цвет на самый темный. Когда свет тускнеет, только 12 процентов солнечного света могут проходить через него, а остальное отражается от частиц.

На сегодняшний день Econtrol-Glas оборудовала целых пять европейских проектов аналогичного размера, общей площадью 15 000 квадратных метров переключаемого стекла. И спрос растет. «Сейчас стало больше известно об энергоэффективных зданиях, - говорит генеральный директор Хартмут Витткопф.

Комментируя экономическую эффективность электрохромного стекла, он говорит, что хотя такое стекло стоит дороже по сравнению с обычным изоляционным стеклом и хотя для функции переключения требуется дополнительное электричество, инвестиции тем не менее окупаются.

Это связано с тем, что управление освещением и температурой значительно повышает энергоэффективность без необходимости внешнего затенения, такого как жалюзи. «Мы считаем, - говорит Витткопф, - что в среднем Econtrol-Glas выходит из строя даже через четыре-шесть лет».

Econtrol-Glas - не единственная компания, предлагающая элементы фасада с электронным управлением. Тот же технический принцип применяется Sage Saint-Gobain, стекло которого продается, например, как динамическое стекло специалистами по фасаду Schüco.

Немецкая научно-техническая группа Merck придерживается другого варианта в переключаемом стекле. Работая вместе со своими отраслевыми партнерами, компания в настоящее время тестирует оконные стекла, которые могут реагировать на изменения освещения даже быстрее, чем аналогичные решения с переключаемым стеклом. Для этого Merck использует смесь жидких кристаллов, которая также используется для экранов телевизоров, ноутбуков и смартфонов.

«Это позволяет нам регулировать интенсивность входящего дневного света в течение нескольких секунд и создавать более широкое разнообразие цветов», - говорит Мартин Зитто, менеджер по развитию бизнеса в Merck. Несмотря на то, что техническая основа отличается от таковой у других переключаемых стекол, работа жидкокристаллического стекла аналогична, так как она включает смесь, которая заполняет пространство между двумя склеенными стеклянными панелями.

Кристаллы могут быть расположены по-разному через приложение напряжения. В зависимости от расположения, более или менее свет может проходить через покрытие, делая окно более или менее прозрачным.

Однако жидкокристаллические стекла еще не доступны на рынке. В настоящее время они производятся в небольших количествах дочерней компанией Merck Window Technologies в голландском городе Эйндховен, чтобы показать, как эта идея может быть реализована в производстве. Мерк теперь надеется привлечь компании, которые будут воплощать эту технологию в коммерческое производство.

«Наш опыт, - говорит Зитто, - больше связан с разработкой химических веществ, а не с их производством». Однако, похоже, что Merck добивается успеха в поисках заинтересованных сторон. Первые продукты, говорит менеджер, могут появиться даже в конце 2017 года.

Другая компания, нацеленная на конец 2017 года, - это Seele Group, которая хочет начать продавать свою Iconic Skin примерно в то же время - модульную систему из непрозрачных стеклянных фасадов. Стеклянные сэндвич-панели Seele, специально разработанные для офисов и промышленных зданий, предусматривают использование многофункционального компонента, объединяющего все необходимые функциональные и опорные элементы.

Iconic Skin сочетает в себе несколько преимуществ эффективности одновременно. Во-первых, по словам менеджера по маркетингу Seele Кристины Шауэр, она сконструирована как высокоизолирующий компонент с коэффициентом теплопередачи (значение U в Вт / м²К) всего от 0,15 до 0,47. Это означает, что для отопления или кондиционирования воздуха требуется очень мало энергии.

Во-вторых, его производственные затраты относительно низки, что снижает цену на стеклянный фасад до разумного уровня. И, в-третьих, Iconic Skin предлагает множество возможностей в дизайне, так как он имеет длину до 16 метров, может устанавливаться как горизонтально, так и вертикально и допускает различные варианты печати.

Glasstec 2016 в Дюссельдорфе, крупнейшая в мире и самая международная выставка стекольной промышленности, проходит с 20 по 23 сентября 2016 года. Она предоставляет возможности для более детального ознакомления с инновационными продуктами специалистов по фасаду и получения информации о ключевых тенденциях в отрасли. ,

Новый стеклянный фасад Seele также будет одним из экспонатов специального шоу под названием «Технология стекла вживую», организованного Университетом Штутгарта. Используя широкоформатные макеты фасадов и индивидуальные модели, выставка продемонстрирует последние разработки в области фасадов и энергии. В этом году особый акцент будет сделан на энергоэффективности и теплоизоляции.

Непосредственно рядом с технологиями стекла, посетители найдут Центр компетенции Glass & Façade. Тематическая направленность центра - стекло для проектировщиков фасадов, инженеров-строителей и архитекторов. Выставки будут сопровождаться докладами на Международном архитектурном конгрессе с подробными экспертными презентациями экспонатов и современных тенденций в фасадах.

Но события на Glasstec 2016 также будут включать в себя перспективные концепции для создания конвертов, которые еще не доступны на рынке. Стеклянные фасады, которые автоматически подстраиваются под условия освещения и откачивают горячий воздух - это только начало. Будущие решения призваны еще более тесно интегрировать солнечные технологии, производя тепло и электроэнергию, которые можно хранить непосредственно на месте, используя батареи и теплоаккумуляторы.

Это означает, что энергия станет доступной даже тогда, когда солнце не светит - основное требование для зданий, которые должны получать энергию как можно независимо от своих собственных источников, без какого-либо внешнего энергоснабжения.

Благодаря техническому прогрессу в области фотогальваники и литий-ионных батарей в качестве предпочтительного носителя для хранения солнечной энергии разумно ожидать прорыва в энергетических фасадах в самом ближайшем будущем. Например, Heliatek в Дрездене и производитель листового стекла AGC Glass Europe в Бельгии в настоящее время работают над солнечными элементами, которые объединяют органические фотоэлектрические пленки разных размеров и разных оттенков цвета и прозрачности для использования в качестве архитектурного стекла.

Благодаря таким пленкам, говорит Хелиатек, с различными элементами будет легче обращаться и их легче интегрировать в фасады, чем современные солнечные модули, основанные на относительно больших кремниевых солнечных элементах. Хелиатек говорит, что строительная отрасль проявляет большой интерес к созданию пилотных проектов на основе новых солнечных элементов.

Glasstec 2016 в Дюссельдорфе дает компаниям возможность обмениваться идеями о новых технологиях и создавать совместные предприятия, тем самым, в конечном итоге, прокладывая путь к энергоэффективным зданиям.