архив» все записи»

Автор: А. В. Спиридонов
Дата: 30.11.2012
«СтройПРОФИ» № 8
Рубрика: Энергосбережение


Строительное стекло становится энергоэффективным

На протяжении веков человечество использует стекло в качестве элемента светоограждающих конструкций зданий. Но только в последние десятилетия оно научилось создавать стекло, мало уступающее стенам по энергоэффективности. В статье рассмотрены этапы создания зданий с максимальным использованием стекла, а также способы, которые обеспечивают светопрозрачным фасадам современные требования по энергосбережению.

Хрустальный дворец

Фото 1

Первым зданием со стеклянными фасадами стал «Хрустальный дворец» Джозефа Пакстона, построенный в 1851 г. для Всемирной выставки в Лондоне (фото 1). Он разработал модульные конструкции из металла, которые позволили менее чем за год возвести трехэтажное здание площадью более 90 тыс. кв. м, используя 84 тыс. кв. м стекла.
«Хрустальный дворец» вдохновил архитекторов к строительству стеклянных дебаркадеров на железнодорожных вокзалах, пассажей и курортных павильонов. Своего пика эра «стеклянной архитектуры» достигла в произведениях Вальтера Гропиуса и Мисавана дер Роэ, автора стеклянных небоскребов в Чикаго и Нью-Йорке, в том числе построенного в 1958 г. нью-йоркского «Сигрэм-билдинг» (фото 2).

Сигрэм-билдинг

Фото 2

В Советском Союзе подобные здания с ленточным или сплошным остеклением строились в 60-е гг. прошлого века во всех климатических регионах страны.
Именно тогда, когда в Европе и США их признали неэффективными.

Там убедились, что в зданиях со сплошным остеклением невозможно или слишком дорого создать комфортный режим работы и проживания. Большие площади остекления с крайне низкими показателями теплозащиты вели к огромным теплопотерям в холодный период года и создавали невыносимые условия пребывания внутри здания в жаркие месяцы, особенно в помещениях, ориентированных на юг и запад. Поэтому в большинстве западных стран отказались от «стеклянной архитектуры».

Только после того, как в конце 70-х — начале 80-х гг. прошлого века были разработаны инновационные технологии, в частности, магнетронное нанесение теплоотражающих покрытий на больше-форматные стекла, стало возможным вернуться к строительству зданий с максимальным использованием фасадного стекла.

Благодаря инновациям развитие оконных технологий получило новый импульс. Успехи ведущих производителей стекла и исследовательских центров в повышении сопротивления теплопередаче светопрозрачных конструкций изменили отношение проектировщиков к окнам как к основному источнику теплопотерь.

Гонконг — Шанхай Банк

Фото 3

Основными тенденциями в архитектуре стали максимальное использование естественного освещения и динамический контроль солнечной радиации. Норманн Фостер, известный применением в своих проектах новейших достижений строительной науки, одним из первых воплотил эти принципы при строительстве «Гонконг — Шанхай Банк» в Гонконге (фото 3). Он обеспечил естественное освещение атриума по всей его высоте с помощью подвижных отражателей, установленных на углах крыши здания. Эти устройства передают свет в помещения через систему специальных световодов, что позволяет обеспечить естественным освещением офисы, выходящие в атриум.

С учетом тропического климата Гонконга были использованы только что разработанные солнцезащитные стекла, а также предпринята попытка утилизации солнечной энергии с помощью фото-электрических батарей. К сожалению, в то время коэффициент полезного действия этих устройств был невысок.

Максимальное использование солнечной энергии в качестве естественного освещения и дополнительного энергоресурса при строительстве зданий особенно востребовано в последнее десятилетие, когда развитые страны озаботились проблемами глобального потепления, истощения невозобновляемых источников энергии, катастрофических выбросов углекислого газа, использования ядерной энергетики. Активно ведутся работы по совершенствованию солнечных батарей — только в Европе объемы продаж этих устройств растут экспоненциально.

Разновидности стекол

Фото 4

Эти тенденции привели к тому, что за последние годы производители стекла создали эффективные виды стекол, отвечающие различным требованиям к светоограждающим конструкциям: теплоотражающие, солнцезащитные, самоочищающиеся, закаленные, упрочненные и многие другие. Разрабатывается новое поколение стекол с фотоэлектрическим эффектом. Эти разновидности стекол активно применяются при создании супернебоскребов, зданий с использованием фотоэлектрических панелей и уникальной естественной вентиляцией (фото 4), при реконструкции старых построек. С помощью светопрозрачных конструкций нового поколения создаются такие уникальные здания, как небоскреб высотой 300 м с нулевым потреблением энергии (фото 5).

Небоскреб высотой 300 м

Фото 5

Несмотря на широкие возможности современного стекла, его применение имеет ряд ограничений.

1. Современное флоат-стекло имеет ограниченный размер — 3,21 х 6 м.
При больших размерах (до 15 м) стоимость стекла будет значительно выше.
2. Значительный вес строительного стекла: 1 кв. м стекла толщиной в 1 мм весит 2,5 кг.
Соответственно, стеклопакет размером 3 х 6 м, изготовленный по формуле 10.10.3–16–6.6.2, будет весить 1 665 кг. Не каждый фундамент выдержит такую нагрузку.
3. Стекло — достаточно хрупкий материал, который нельзя заставлять работать на изгиб.
4. У простого стекла низкие теплотехнические показатели. Без теплоотражающих покрытий и заполненных газом камер стеклопакеты не являются энергосберегающим продуктом.
5. Неправильно спроектированное остекление очень часто выходит из строя из-за «термошока», который возникает в случае неравномерного нагрева конструкций.


Полная или частичная перепечатка материалов - только с письменного разрешения редакции!


«« назад