W ciągu ostatnich dziesięciu lat dwuwarstwowe elewacje szklane zdobyły znaczną popularność i znalazły zastosowanie w wielu realizacjach na całym świecie. Wciąż istnieją jednak podzielone zdanie na temat oceny ich roli użytkowej w zakresie wpływu na jakość fizycznego środowiska wnętrz budynku oraz ich wartości jako rozwiązania proekologicznego.

 


Budynki o lekkich, przezroczystych, niemal „niematerialnych” elewacjach inspirują architektów od ponad 100 lat. Traktowanie fasad budynku jako niezależnych od głównej konstrukcji, transparentnych płaszczyzn było jednym z ważniejszych postulatów Le Corbusiera które scharakteryzowały dążenia modernistycznej rewolucji w architekturze, wykraczającej poza ówczesne możliwości technologiczne.

 

Dynamiczny rozwój technologii szkła budowlane- go ostatnich kilkudziesięciu lat dopiero teraz pozwala na jego realizacje w pełny sposób. Rozwój ten poddaje sie dwóm nurtom. Jeden z nich ukierunkowany jest na minimalizowanie udziału elementów konstrukcyjnych w wizualnym odbiorze przeszklonych ścian – produkowane sa coraz większe tafle szkła, a ich łączenia staja sie coraz mniej widoczne. Drugi nurt koncentruje sie na darzeniu do eliminacji niekorzystnych właściwości użytkowych szkła, głównie wynikających jego małej masy termicznej, które prowadza do nadmiernego przegrzewania pomieszczeń w dni gorące i wychładzania zima.

 

Jedna z koncepcji, która ma doprowadzić do poprawy komfortu użytkowania pomieszczeni przeszklonych jest idea podwojenia szklanej ściany. Dodatkowa warstwa szklenia, na ogół jednoszybowa, pojawia sie najczęściej po zewnętrznej stronie zestawu i odsunięta jest względem zasadniczej ściany o kilkanaście do kilkudziesięciu centymetrów. W efekcie powstaje trójwymiarowa obudowa zamykająca w swoim wnętrzu przestrzeń, niekiedy znacznych rozmiarów, w której cyrkuluje powietrze. Jego obieg, w zależności od przyjętej koncepcji, może być wywołany w sposób naturalny lub mechaniczny.

 

 

2003 11 14 1

Fot. 1. Siedziba Commerzbanku we Frankfurcie projektu Normana Fostera, jedna z pierwszych i na pewno najbardziej nagłośniona w prasie architektonicznej realizacja budynku z elewacjami podwójnymi nowej generacji

 

 

Geneza podwójnych elewacji szklanych
Pierwsza znana realizacja szklanej ściany dwuwarstwowej to nieistniejąca juz hala produkcyjna fabryki zabawek w Giengen z 1903 r. zaprojektowana przez konstruktora Friedricha Steiffa. To prototypowe rozwiązanie znacznie wyprzedziło ówczesne możliwości technologiczne związane z opanowaniem kwestii termicznych i wentylacyjnych. Jego kontynuacja została podjęta dopiero kilkadziesiąt lat później.

 

Poważniejsze zainteresowanie zdwojona struktura elewacji szklanej pojawiło sie w na przełomie lat 70. i 80. Ówczesne koncepcje stanowiły jednak jedynie zaczątek rozwiązań obecnych, których rozwój przypada na ostatnie dziesięciolecie. Na jego przebieg wpłynęły w znacznym stopniu rosnąca świadomość związku człowieka z zagrodzonym przez współczesna cywilizacje środowiskiem naturalnym oraz nowe możliwości w zakresie projektowania i wykonawstwa zaawansowanych technologicznie rozwiązań.

 

Efektem połączenia myśli proekologicznej i technologicznej jest ideowy model przegrody interaktywnej, któremu powinny odpowiadać zewnętrzne ściany budynku. Ich działanie można porównać do działania filtra, który w przeciwieństwie do szczelnych ścian działających jako bariera izolująca, ma przepuszczać do wnętrza budynku korzystne czynniki środowiska zewnętrznego, a zatrzymywać te niepożądane.

 

Istota funkcjonowania takiej przegrody jest adaptacyjność, czyli zdolność do przystosowywania sie do zmiennych warunków środowiska naturalnego w sposób minimalizujący zużycie energii budynku i zapewniający wysoka ja- kosc fizycznych warunków jego wnętrza. W dwuwarstwowej budowie szklanych elewacji poczęto upatrywać szanse na realizacje tego właśnie modelu, zwłaszcza w zakresie wprowadzania wentylacji naturalnej jako uzupełnienia systemów klimatyzacji, regulacji temperatury w pomieszczeniach oraz ochrony przed hałasem.

 

 2003 11 15 1

 Rys. 1 Schemat podziału elewacji podwójnych ze względu na rodzaj cyrkulacji przebiegającej w przestrzeni miedzywarstwowej

 

 

Rodzaje dwuwarstwowych elewacji ze szkła
Istnieje kilka rodzajów szklanych elewacji dwuwarstwowych. Można je podzielnic miedzy innymi ze względu na sposób obiegu powietrza w przestrzeni miedzy dwiema warstwami. Kiedy brak jest bezpośredniej wymiany powietrza miedzy wnętrzem a otoczeniem poprzez okna w ścianie elewacyjnej mamy do czynienia z systemem jednostronnie zamkniętym.

 

Mozie to być układ wywiewny (tzw. okno wywiewne), w którym przestrzeń miedzywarstwowa służy jako kanał odprowadzający zużyte powietrze z pomieszczeń – wówczas zewnętrzna ściana jest szczelnym zestawem dwuszybowym, a ściana wewnętrzna jest szklona pojedynczo i ma otwory wentylacyjne (rys.1A) – lub układ odwrotny, w którym wewnętrzna ściana jest szczelna, a powietrze z zewnątrz służy jedynie do wentylowania przestrzeni wewnatrz- elewacyjnej (rys.1B).

 

Elewacje podwójna w systemie jednostronnie zamkniętym zastosowano miedzy innymi w latach 80. w bardzo znanym budynku biurowym Lloyd w Londynie (proj. Richard Rogers Partnership),który stał sie ikona stylu high-tech oraz w nie mniej znanym budynku rozbudowy Parlamentu w Westminster (proj. M. Hopkins & Partners, 1989).

 

Rozwiązania tego rodzaju nadal bywają stosowane, jednak w znacznym stopniu ustąpiły miejsca systemom otwartym, które zakładają możliwość wymiany powietrza miedzy wnętrzem budynku a światem zewnętrznym. Ściana wewnętrzna jest wówczas dwuszybowym zestawem izolacyjnym z otwieranymi oknami, a warstwa zewnętrzna to ściana szklona pojedynczo zaopatrzona w szczeliny wentylacyjne o regulowanym lub stałym stopniu otwarcia. W zależności od przyjętej koncepcji obiegu powietrza w budynku może to być układ nawiewny (rys.1C), wywiewny (rys.1D) lub nawiewno-wywiewny (rys1E).

 


Innym sposobem różnicowania rozwiązań elewacji podwójnych jest podział ze względu na budowę przestrzeni wewnatrzelewacyjnej. Przestrzeń ta może Stanowic jedna całość lub zostać na różne sposoby podzielona, co sprawia, ze powietrze cyrkuluje w jednym obiegu na całej wysokości budynku lub w kilku osobnych sekcjach. Podział ten jest powszechnie stosowany w literaturze tematu, dlatego tez pominę jego szersze omówienie na rzecz poglądowego schematu (rys. 2).

 

 

2003 11 16 1

Rys. 2. Podział elewacji podwójnych ze względu na układ konstrukcyjny przestrzeni miedzywarstwowej

 

 

Elewacje podwójne we współczesnej architekturze światowej i polskiej
Lata 90. przyniosły istna eksplozje realizacji budynków z podwójnymi elewacjami ze szkła. Jeżeli można w przypadku zjawisk architektonicznych użyć określenia moda, to szklane ściany dwuwarstwowe niewątpliwie stały sie modne zarówno w pozytywnym jak i negatywnym znaczeniu tego słowa. Pierwsze znaczarce realizacje pochodzą z pracowni projektowych znanych z podejmowania ambitnych, innowacyjnych przedsięwzięć architektonicznych.

 

Sa to budynki o prestiżowym znaczeniu związane z funkcja biurowa lub usługowa, miedzy innymi siedziba Commerzbanku we Frankfurcie (Foster & Partners), biurowiec BRW w Düsseldorfie (lngenhoven Overdiek), budynek biurowy Stadttor w Düsseldorfie (Petzinka &Partners), dom towarowy Lafayette w Berlinie (Jean Nouvel) i inne. Zastosowano w ich przypadku rozwiązania całkowicie indywidualne, projektowane na potrzeby konkretnej realizacji w długotrwałym i kosztownym procesie prób symulacyjnych i testowania kolejnych prototypów az do uzyskania optymalnego efektu. Realizacje te „przetarły drogę” kolejnym zachęcając do tworzenia doskonalszych, bardziej niezawodnych rozwiązań.

 


Pierwsza polska szklana elewacje dwuwarstwowa zrealizowano w Warszawie w końcu lat 60. Jest to istniejący do dziś budynek domów towarowych
„Centrum” (obecnie Galeria Centrum, proj. Z.Karpinski). Podczas ostatniej modernizacji zabudowano przeszklenia od wewnętrznej strony a w przestrzeni wewnatrzelewacyjnej umieszczono oświetlenie jarzeniowe, którego światło przenika na zewnątrz poprzez zmatowiona powierzchnie ściany zewnętrznej. Jedynie na fragmentach elewacja pozostała czytelnym, w pełni przezroczystym elementem.

 


Pierwszym przykładem polskiej realizacji dwuwarstwowej ściany w formie rozwiązań współczesnych jest budynek biurowy PZU przy ul. Grzybowskiej, zrealizowany w 2000r, zaprojektowany w pracowni Spychała i Partnerzy. Przylegające do niego niższe skrzydło, w którym mieści sie hotel Radisson, oddane do użytku w 2002 r także zaopatrzone jest w podwójna fasadę.

 

Zdwojoną elewacją szklaną zastosował również Stefan Kuryłowicz w dwóch swoich projektach – budynku biurowym Focus przy ulicy Filtrowej oraz siedzibie Lotu przy ul.11Stycznia, oba rozwiązania zostały szczegółowo zaprezentowane na łamach „Świata szkła” przez Marcina Brzezickiego (nr 7-8/2003). Dwuwarstwowymi elewacjami ze szkła zainteresowali sie także projektanci z pracowni JEMS architekci, którzy zastosowali je w nie- wielkiej skali w budynku Agory przy ul.Czerskiej i w druzo większej nieco później w siedzibie Kredyt Banku przy ul. Giełdowej.

 

 

 

 

 

2003 11 17 1

 

2003 11 17 2

 

2003 11 17 3

 Fot. 2, 3, 4. „Brama do miasta” – Budynek biurowy Stadttor w Düsseldorfie, projektu Petzinka & Partners. Sylweta budynku, zbliżenie fragmentu fasady i widok w głąb korytarza wewnatrzelewacyjnego, który pełni funkcje galerii rekreacyjnej dostępnej z pokoi biurowych

 

Dlaczego elewacje dwuwarstwowe?
Wymieniając tak wiele realizacji sygnowanych przez znane i renomo- wane pracownie i te światowe i polskie można stwierdzić z cała pewnością, ze podwójne ściany szklane zafascynowały architektów poszukujących nowych możliwości kształtowania środków wyrazu estetycznego budynku.

 

Dzięki zdwojeniu szklanej fasady granica miedzy budynkiem i jego oto- czeniem przekształciła sie z elementu dwuwymiarowego w twór przestrzenny umożliwiając grę układów kompozycyjnych obu płaszczyzn, tworząc efekt zacierania linii konturu budynku oraz tego, co widać po drugiej stronie prze- zroczystej ściany. Te nowe właściwości wizualne elewacji zdecydowały o popularności podwójnych ścian w nie mniejszym stopniu niż ich walory użytkowe. Te ostatnie sa zaś zjawiskiem druzo bardziej złożonym niż mogłoby sie wydawać po lekturze dostępnych na rynku polskim, skromnych zresztą, publikacji.

 

Różnego rodzaju opracowania prezentowane w prasie architektonicznej i budowlanej nie tworzą pełnego i spójnego obrazu zjawiska, jakim sa dwuwarstwowe elewacje szklane. Najczęściej sa one po prostu wyszczególniane jako warty uwagi technologiczny czy architektoniczny element danego budynku. Nieliczne próby dokonania ich uogólnionej charakterystyki nie wykraczają poza bardzo powierzchowne wyliczenie ich zalet i wad bez naświetlenia natury problemów, z którymi trzeba sie zmierzyć decydując sie na ich zastosowanie w budynku.

 

Dokonanie obiektywnej oceny wartości użytkowej elewacji dwuwarstwowych jest dodatkowo utrudnione przez politykę marketingowa producentów, którzy podsycają entuzjazm panujący wokół tego rozwiązania, pilnie strzegąc wyników własnych badan naukowych. Dopiero teraz, po okresie kilkuletnich doświadczeń związanych z projektowaniem, a co ważniejsze użytkowaniem elewacji dwuwarstwowych można określić na ile udało sie przewidzieć ich funkcjonowanie w rzeczywistych warunkach, a także dokonać głębszych przemyśleń w jakim stopniu morga one realizować wspomniana wcześniej idee przegrody interaktywnej.

 

 

Projektowanie elewacji dwuwarstwowych

Pewnym jest, iz aby dzięki zastosowaniu elewacji dwuwarstwowych uzyskać znaczarce korzyści użytkowe, a zwłaszcza te w zakresie wprowadzania wentylacji naturalnej w budynkach zdanych dotychczas wyła- cznie na systemy klimatyzacji, trzeba w odpowiedni sposób podejść do ich projektowania. Decyzja o zastosowaniu elewacji podwójnych w budynku oraz wybór optymalnego rozwiązania powinny być wynikiem kompleksowego procesu projektowego.

 

Nie można planować i badać efektów, związanych z jej działaniem jako odosobnionych zjawisk, lecz jako cześć zintegrowana z innymi zjawiskami, powstającymi dzięki innym elementom architektonicznym i technologicznym. Stosowanie elewacji podwójnych nie powinno wiec być założeniem priorytetowym, lecz stanowic odpowiedz na określona indywidualnie dla każdej realizacji, strategie „równoważenia” środowiskowego projektowa- nego obiektu.

 

Proces jej tworzenia i przekładania na konkretne, „współpracujące” ze sobą rozwiązania jest długotrwały i złożony. Powinien zostać podjęty we wczesnej fazie koncepcyjnej. A im poważniejsze zadania stawiane sa elewacji podwójnej, tym bardziej skomplikowany jest proces ich projektowania i tym wczesniej powinna zostac podjęta decyzja o ich zastosowaniu. Złożoność tego procesu obrazuje dwuczęściowy artykuł Marcina Brzezickiego pt. Nowoczesne podwójne fasady wentylowane publikowany na łamach „Swiata Szkła” w numerach 3 i 4/2003.

 

 

 

2003 11 18 1

 

2003 11 18 2

 Fot. 5, a. Hotel Radisson przy ul. Grzybowskiej w Warszawie, w tle siedziba PZU, takze z elewacja dwuwarstwowa (proj. Spychała & Partnerzy). Zblizenie fasady – szklany ekran chroni pokoje hotelowe przed hałasem ulicznym a drewniane okiennice nadają całości indywidualnego stylu korespondującego z funkcja budynku

 

 

Porównuje on dwa różne budynki, w których zastosowane dwuwarstwowe elewacje sa częścią większej całości, całego zespołu rozwiązań przestrzenno-technologicznych wymuszających określony przepływ energii miedzy budynkiem a otaczającym go środowiskiem.

 


Nie sposób przybliżyć charakterystyki funkcjonowania szklanych elewacji dwuwarstwowych w obrębie jednego artykułu. Dlatego tez niniejszy tekst jest wstępem do kilkuczęściowego cyklu, który będzie dotyczył wpływu zastosowania szklanych elewacji dwuwarstwowych na określone czynniki środowiska fizycznego wnętrz budynku to znaczy: środowiska atmosferycznego w zakresie wymiany powietrza w budynku i charakterystyki termicznej, środowiska świetlnego oraz akustycznego.

 

Analiza zjawisk zachodzących wewnątrz struktury elewacyjnej i ich związku z komfortem użytkowania budynku pozwoli wyodrębnić podstawowe problemy związane ze stosowaniem elewacji dwuwarstwowych w budynkach, ocenić ich wartość jako rozwiązania spełniającego postulaty proekologiczne oraz pokusić sie o przewidywanie na temat tendencji dalszego ich rozwoju.

 

dr inz. arch. Katarzyna Zielonko-Jung

 

 

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 
Więcej informacji: Świat Szkła 11/2003
 



  • Logo - alu
  • Logo aw
  • Logo - fenzi
  • Logo - glass serwis
  • Logo - lisec
  • Logo - mc diam
  • Logo - polflam
  • Logo - saint gobain
  • Logo termo
  • Logo - swiss
  • Logo - guardian
  • Logo - forel
  • vitrintec wall solutions logo

Copyright © Świat Szkła - Wszelkie prawa zastrzeżone.