Newsletter

Login Form



Aktualne wydanie

OkladkaSS-10-2017

20170725-edgetech-banner-160x600-polonaisEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

baner konferencja 12 2017

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

 

  

FF18 750x150px PL NEUGIERIG

 

 baner mochnik colorimo 750X100

 

lisec SS FastLAne

 

baner-2-krzywe

 

 

 

i-modul Fassade - przełom w regulacji mikroklimatu budynku
Data dodania: 30.08.11

 

i-modul Fassade – przełom w regulacji mikroklimatu budynku

Co miesiąc spotykamy się z prasowymi zapowiedziami najnowszych rozwiązań projektowych. Targi, konferencje i spotkania specjalistów stają się okazją do zaprezentowania wchodzących właśnie na rynek technologii. Nawet osobie nieźle zorientowanej w branży trudno zorientować się, które z nich stanowią autentyczną nowość, a które są nieco „podrasowanymi” rozwiązaniami z poprzedniego sezonu.

 

W październiku 2006 roku podczas targów Glasstec 2006 w Düsseldorfie doszło do prezentacji kilku autentycznie nowatorskich technologii. Jedną z nich był i-modul Fassade – zintegrowany moduł elewacyjny zastosowany po raz pierwszy w budynku Capricorn Haus w Düseldorfie (proj. Gatermann & Schossig).

 

 


 
 Rys. 1. Schemat bryłowy budynku. Atria rozmieszczono
tak, aby uzyskać stałą szerokość traktu biurowego
Biurowiec Capricorn Haus został ukończony w grudniu 2005 roku w kompleksie rewaloryzowanego portu przeładunkowego Westhafen w Düsseldorfie (datę grudniową 2005 r. podaje oficjalny serwis inwestora, ale ostateczne prace montażowe trwały jeszcze w październiku/listopadzie 2006 r.). Budynek długości blisko 150 m szczelnie wypełnia przestrzeń pomiędzy ul. Holzstrasse a linią kolejową biegnącą z Dworca Głównego do miejscowości Neuss.

 

Ze względu na nieregularny kształt działki szerokość budynku waha się od 18 do prawie 40 m. Ze względu na zmienną głębokość traktu projektanci z biura Gatermann & Schossig zaproponowali utworzenie 4 atriów przylegających bezpośrednio do zewnętrznego obrysu budynku. Dzięki odpowiedniemu ich rozmieszczeniu (patrz schemat bryły) wytworzono jednorodny trakt biurowy szerokości ok. 15 m, który zygzakiem, jak szukająca właściwego koryta rzeka, „meandruje” pomiędzy atriami.

 

Przestrzeń atriów na kondygnacjach powtarzalnych zajmuje niemal 27% powierzchni. To sporo, ale w efekcie każde z biur ma dostęp do elewacji, a tym samym zapewnione doświetlenie światłem dziennym i możliwość wentylacji.

 

Z punktu widzenia mikroklimatycznego, atria traktowane są jak przestrzeń buforowa o temperaturze pośredniej, która łagodzi wpływ warunków zewnętrznych na mikroklimat budynku. Atria północne przeznaczone zostały na sale zebrań, atria południowe pełnią rolę rekreacyjną i służą pracownikom biurowca w przerwach w pracy. Elewacje atriów zostały obudowane przy użyciu standardowego systemu aluminiowej fasady słupowo-ryglowej mocowanej do stalowej konstrukcji nośnej.

 

 

 
 Rys. 2. Schemat modułu elewacyjnego i-modul Fassade. Widok od strony wewnętrznej (po lewej) i zewnętrznej (po prawej). Żółte i zielone strzałki oznaczają wymuszony mechaniczny obieg powietrza, niebieskie i czerwone – grawitacyjny (oprac. autora)

 

W budynku zastosowano nowatorski, zdecentralizowany system regulacji mikroklimatu wnętrza. Rolę jednej dużej centrali klimatyzacyjnej przejęły mniejsze jednostki, które rozmieszczono równomiernie na całej elewacji budynku. Ponieważ każda z nich pobiera powietrze do wentylowania budynku bezpośrednio z zewnątrz, można było zrezygnować z kosztownych i zajmujących miejsce kanałów wentylacyjnych.

 

Pozwoliło to na ograniczenie wysokości kondygnacji do 3,35 m (2,9 m w świetle) i – co za tym idzie – zmniejszenie kubatury budynku. Wykorzystanie elewacyjnych systemów wymiany powietrza nie jest rozwiązaniem nowym, system FSL (Fassadenlüftungsystem) firmy TROX GmbH stosowany był już wcześniej (np. Post Tower w Bonn, biurowiec DEKA we Frankfurcie), ale w Capricorn Haus w Düsseldorfie po raz pierwszy urządzenia klimatyzacyjne zostały zamontowane w płaszczyźnie elewacji i stanowią jej integralną część.

 

 

 Rys. 3. Widok budynku od strony północnej

 

 Rys. 4. Widok budynku od strony południowej


Nowatorski, prefabrykowany modułowy system elewacyjny, który zawiera samodzielne, zdecentralizowane jednostki klimatyzacyjne został przez swoich twórców nazwany i-modul Fassade. Ta innowacyjna konstrukcja pozwoliła na dokonanie zasadniczych zmian w sposobie regulowania mikroklimatu. Kondygnacje budynku zostały podzielone na 1280 stref (wyznaczonych przez podziały modułów elewacyjnych), każda z nich zawiera samodzielne i niezależne systemy wentylacji, ogrzewania, chłodzenia, itd.

 

Dzięki takiemu rozwiązaniu możliwe jest zrealizowanie dwóch istotnych założeń inwestora: nieograniczonego podziału wnętrz ścianami działowymi (ang. unrestricted partitioning) oraz swobodnego planowania przestrzeni (ang. flexible space planning). Działania te przyczyniły się także do znacznego ograniczenia zużycia energii, wydatki na regulację mikroklimatu są tu na poziomie 65 eurocentów/m2 miesięcznie.

 

Elementy i-modul Fassade wykorzystano do obudowy całej elewacji: parteru (moduł o rozm. 270×572 cm), kondygnacji powtarzalnych (rozm. 270×335 cm) i najwyższej kondygnacji (rozm. 270×395 cm). W sumie jest ich ponad 1100. Autorskie rozwiązanie powstało przy udziale architektów z pracowni projektowej Gatermann & Schossig, oraz wyspecjalizowanych jednostek projektowych: firmy Rache Willms GmbH oraz laboratoriów klimatycznych firmy TROX.

 
 Rys. 5. Szczegół elewacji. Moduły i-modull
Fassade montowane są naprzemienne, więc
na elewacji tworzą charakterystyczny efekt
szachownicy. Białe strzałki pokazują lokalizację
szczelin wentylacyjnych

* * *

Pojedynczy moduł i-modul Fassade o wymiarach 270×335 cm składa się z dwóch części: otwieranego okna wentylacyjnego oraz panelu klimatyzacyjnego. Moduł uzupełnia stałe, nieotwierane naświetle o wymiarach 117×71 cm montowane powyżej panelu klimatyzacyjnego, służące doświetleniu głębokich pomieszczeń światłem odbitym od poziomego odbłyśnika (patrz schemat). Rozwiązanie to jest znane powszechnie pod angielską nazwą light shelf.

 

Okno wentylacyjne o wymiarach 290×117 cm rozwiązane jest podobne do podwójnej fasady, ale ograniczone do przestrzeni jednego otworu. Po stronie wewnętrznej znajduje się właściwe, termoizolacyjne przeszklenie w aluminiowej otwieranej ramie.

 

Od zewnątrz pojedyncza tafla szkła osadzona jest w taki sposób, że u podstawy i u szczytu tworzą się 3÷4 cm szpary wentylacyjne (czerpnie i wyrzutnie) przez które może swobodnie cyrkulować powietrze. W przestrzeni pomiędzy taflami szkła zainstalowano żaluzję przeciwsłoneczną sterowaną z pomieszczenia.

 

System klimatyzacyjny mieści się w prostopadłościanie o wymiarach 211×117×22 cm ukrytym za czerwoną emaliowaną taflą szkła. Składa się z wymiennika ciepła/chłodu, rekuperatora ciepła, przepustnic, filtrów oraz wentylatorów stanowiących łącznie samodzielną zminiaturyzowaną centralę klimatyzacyjną. W celu ograniczenia głębokości fasady wszystkie urządzenia zredukowano wymiarowo.

 

Mechaniczna wymiana powietrza z pomieszczeniem odbywa się przez dwa otwory: nawiewny (ukryty za perforowaną aluminiową maskownicą panelu klimatyzacyjnego) oraz wywiewny (zlokalizowany w parapecie naświetla). Czerpnie i wyrzutnie powietrza zewnętrznego zlokalizowane są w poziomie stropu, w podobnej szczelinie wentylacyjnej, jak ta, która służy do grawitacyjnej wymiany powietrza.


Nieprzezroczyste elementy fasady wypełniono wełną mineralną w celu ograniczenia strat cieplnych. Część panelu klimatyzacyjnego, ze względu na brak miejsca, ocieplona została izolacją próżniową grubości 2 cm. To kosztowe, prototypowe rozwiązanie ograniczono jednak wyłącznie do fragmentu.

 

  
Rys. 6, 7. Widok modułu i-modul Fassade na ekspozycji w czasie targów Glasstec 2006 w Düsseldorfie. Od wewnątrz pokazany panel klimatyzacyjny wykonany przez firmę TROX 

 

Elewacja i-modul fassade funkcjonuje w różnych trybach w zależności od zmiennych warunków zewnętrznych. W warunkach bardzo niskich i bardzo wysokich temperatur zewnętrznych (zima, lato) uruchamiane są zintegrowane mechaniczne systemy ogrzewania lub chłodzenia. W okresach przejściowych (wiosna, jesień) wymiana powietrza może zachodzić w sposób grawitacyjny, po otwarciu okien wentylacyjnych.

 

Żaluzja zamontowana w przestrzeni pomiędzy taflami szkła skutecznie ogranicza przegrzewanie się pomieszczeń. Zgodnie z deklaracjami projektantów także proporcja przeszklonych i nieprzeszklonych partii fasady wynika z konieczności ograniczenia zysków i strat ciepła.

 

  
 Rys. 8. Widok modułu i-modul Fassade w parterze
budynku. Tafle szkła mają wymiar 572×117 cm
Rys. 9. Widok połączenia i-modul
Fassade z elewacją atriów

 

Produkcja ponad tysiąca modułów elewacyjnych stanowiła wyzwanie terminowe i logistyczne. Podjęła się tego firma NR Metallbau GmbH we współpracy z Haskamp Metall- und Elementbau GmbH & Co. Pierwsze prototypy zostały dostarczone przez wykonawców już po 8 tygodniach od rozpoczęcia prac projektowych. Konieczne okazało się opracowanie 40 nowych typów profili aluminiowych służących do budowy elementów fasady.

 

Produkcja była prowadzona przez 20 godzin dziennie, przez 7 dni w tygodniu, przy wykorzystaniu dwóch maszyn CNC – obrabiarek sterowanych numerycznie. Jeden z konstruktorów elewacji Hans-Jochen Dicks, w wywiadzie dla służb prasowych inwestora Capricornus Developement, przyznał, że „szczególnym wyzwaniem było zbudowanie modułów parterowych, o wysokości 572 cm, które są o ponad 2 m wyższe od modułów stosowanych na kondygnacjach powtarzalnych”.

 

Trudności nastręczyło nie tylko mocowanie zewnętrznej tafli szkła w oknach wentylacyjnych, ale także nadanie odpowiedniego koloru partiom nieprzezroczystym. Okazało się bowiem, że uzyskanie czystej czerwieni w procesie emaliowania szkła od „lewej strony” jest niebywale trudne.

 

 

 
 Rys. 10. i-modul Fassade – szkic autorski
(za zgodą Gatermann&Schossing)

* * *

i-modul Fassade to rozwiązanie innowacyjne, wyraźny dowód dążenia projektantów oraz użytkowników przestrzeni biurowych do rezygnacji z rozbudowanych, zcentralizowanych systemów wentylacyjnych. Opatentowana technologia pozwala na skupienie wszystkich elementów instalacyjnych w elementach elewacji.

 

Rozwiązanie, z punktu widzenia uwarunkowań polskich, budzi jednak pewne zastrzeżenia. Pierwsze wynika ze znacznego zbliżenia czerpni i wyrzutni wentylacji mechanicznej. Dzieli je odległość zaledwie kilkudziesięciu centymetrów, a co za tym idzie, istnieje realne prawdopodobieństwo mieszania się strumieni świeżego i zużytego powietrza. Drugie – to uwaga czysto projektowa.

 

Główną ideą i-modul Fassade jest daleko posunięta unifikacja i prefabrykacja, co pozwala na ograniczenie kosztów i skrócenie czasu montażu. W rezultacie, niezależnie od stron świata, na południowej i północnej elewacji moduły fasady są identyczne (w specyfikacji jednego z podwykonawców znajduje się 1200 żaluzji, są więc montowane we wszystkich modułach!)

 

Rozwiązanie to dziwi, przy tak skrajnie odmiennych warunkach oświetlenia światłem dziennym. Być może uniwersalny moduł jest równie dobry w każdych warunkach, ale – jak twierdzi wielu praktyków – wielofunkcyjne urządzenia, żadnej z łączonych funkcji nie wykonują tak samo dobrze, jak urządzenia wyspecjalizowane…

 

 

Marcin Brzezicki
Politechnika Wrocławska
zdjęcia i schematy autora

 

 

 

patrz też:

 

- Szkło termotropowe i fotochromatyczne w budownictwie , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 12/2007 ,

 

- Szklenie gazochromatyczne w architekturze , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 6/2007 
 
- Arkada słoneczna budynku „Solar Fabrik” we Freiburgu , Janusz Marchwiński,  Świat Szkła 5/2007


- Interaktywne, adaptacyjne, multimedialne – elewacje przyszłości , Katarzyna Zielonko-Jung, Świat Szkła 4/2007

 

- Szklenie elektrochromatyczne w budownictwie , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 3/2007 

 

- i-modul Fassade – przełom w regulacji mikroklimatu budynku , Marcin Brzeziński, Świat Szkła 2/2007

 

- Możliwości technologiczne szkła a poszukiwanie rozwiązań proekologicznych , Katarzyna Zielonko-Jung, Świat Szkła 2/2007

 

- Wielowarstwowe elewacje przeszklone a koncepcja przegrody interaktywnej ,  Katarzyna Zielonko-Jung, Świat Szkła 1/2007 

 

- Budynki wielkoskalarne jako struktury szklarniowe Część 2, Janusz Marchwiński, Świat Szkła 1/2007

 

- Fasady. Rozwój i nowoczesność , Tadeusz Tarczoń, Świat Szkła 1/2007

 

- Kierunki rozwoju w projektowaniu elewacji przeszklonych , Katarzyna Zielonko-Jung, Świat Szkła 12/2006 

 

- Budynki wielkoskalarne jako struktury szklarniowe cz. 1 , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 12/2006

 

- Problem kształtowania okien słonecznych cz. 2 , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 11/2006

 

- Problem kształtowania okien słonecznych cz. 1 , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 10/2006

 

- Budynek Centrum Olimpijskiego w Warszawie , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 9/2006

 

- Technologia fotowoltaiczna na dachach budynków - spojrzenie architektoniczne , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 6/2006

 

- Kompleks biurowy RONDO-1 , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 5/2006

 

- Energetyczna rola szklenia w zewnętrznych przegrodach budowlanych, Janusz Marchwiński, Świat Szkła 12/2005

 

- Fasadowość architektury słonecznej - na przykładach budynków biurowych , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 11/2005 

 

- Wielofunkcyjne ściany aktywne słonecznie w architekturze. Część 2 , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 10/2005

 

- Wielofunkcyjne ściany aktywne słonecznie w architekturze. Część 1 , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 9/2005

 

- Przestrzeń wewnętrzna atriów przeszklonych , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 8-8/2005

 

- Funkcja estetyczna struktur szklarniowych w architekturze. Część 2 , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 6/2005 

 

- Funkcja estetyczna struktur szklarniowych w architekturze. Część 1 , Janusz Marchwiński, Świat Szkła 4/2005

- Aspekt użytkowy przestrzeni szklarniowych w budynkach biurowych i przemysłowych Część 2, Janusz Marchwiński, Świat Szkła 3/2005

- Aspekt użytkowy przestrzeni szklarniowych w budynkach biurowych i przemysłowych Część 1, Janusz Marchwiński, Świat Szkła 2/2005 

 

 

 

01 chik