Nowa koncepcja podwójnej fasady – bardziej szczelna?

Jak można pogodzić różnorodne i często przeciwstawne wymagania: efektywność energetyczną i ochronę przed słońcem, warunkami pogodowymi oraz hałasem, właściwą wentylację i rentowność, trwałość i lepsze zintegrowanie elewacji? Odpowiedzią jest fasada podwójna Gartner CCF (closed-cavity façade).

Closed cavity façade (fasada z zamkniętą przestrzenią) jest dalszym etapem rozwoju podwójnej fasady (tzw. double skin). W tym systemie nie tylko zużycie energii i koszty utrzymania budynku zostały znacząco zmniejszone, ale również znacząco spadły koszty konserwacji fasady. W 2011 r., został ukończony pierwszy budynek z fasadą CCF: 68-metrowy biurowiec dla Roche Diagnostics International AG w Rotkreuz (Szwajcaria).

Na czym polega ten nowy typ fasady? Closed cavity oznacza, że została utworzona zamknięta pusta przestrzeń w strukturze fasady podwójnej – od strony wewnętrznej (czyli od strony pomieszczeń) montowane są szyby zespolone jedno- lub dwukomorowe (czyli przeszklenie z dwiema lub trzema taflami szkła), a od strony zewnętrznej przeszklenie pojedyncze (z jednej tafli szkła).

W przypadku tej fasady przestrzeń między przeszkleniem zewnętrznym a wewnętrznym jest szczelnie zamknięta, tak więc powierzchnie przeszklenia (od strony zamkniętej przestrzeni) nie muszą być czyszczone.

Jednak hermetyczne zamknięcie pustki o dużych rozmiarach mogłoby doprowadzić do dużych odkształceń tafli szkła w wyniku różnicy ciśnień, co źle wpływa na estetykę fasady i termoizolacyjność przegrody, a w skrajnym przypadku może nawet doprowadzić do pęknięcia tafli szklanych.

Poza tym wewnątrz zamkniętej przestrzeni mógłby tworzyć się kondensat pary wodnej, co mogłoby być widoczne w postaci zaparowanych szyb, gdy spada temperatura na zewnątrz budynku.

Dlatego do tej zamkniętej przestrzeni powinno być dostarczane osuszone powietrze, co zapobiegnie kondensacji i zapewni stałe ciśnienie, uzyskiwane dzięki instalacji sprężonego powietrza, przykładowo zarządzanej z pomieszczeń technicznych umiejscowionych na poddaszu. Innym sposobem jest doprowadzenie do tych przestrzeni rurociągu z sieci niskiego ciśnienia, np. w postaci przewodów gumowych.

Utworzenie zamkniętej szerokiej pustej przestrzeni w fasadzie podwójnej umożliwia zastosowanie efektywnych systemów ochrony przeciwsłonecznej, zapewniających precyzyjną kontrolę dostarczanego do pomieszczeń światła i ciepła, a odpowiednie ukształtowanie listew żaluzji pozwala nawet na zwiększenie doświetlenia głębokich pomieszczeń z wykorzystaniem światła naturalnego (w zależności od potrzeb promienie słoneczne mogą być odbijane na zewnątrz lub do wewnątrz pomieszczenia).

Tak więc, na fasadach o dużych przeszkleniach ochrona przed przegrzewaniem pomieszczeń może być zrealizowana bez stosowania przeciwsłonecznych szkieł absorpcyjnych czy powłok refleksyjnych, co zapewnia większą przejrzystość tych przeszkleń.

W fasadzie CFF można zapewnić naturalną wentylację korzystając z jednej dwóch technologii: z instalacji zdecentralizowanych urządzeń wentylacyjnych lub w pełni otwieranych elementów elewacyjnych.

Parametry technicznie fasady CCF, a w szczególności: energooszczędność, izolacja akustyczna i przejrzystość, zostały znacząco poprawione. W zależności od zastosowanych komponentów wartości U_CW wahają się od 0,60 do 1,20 W/m²K.

Zyski solarne są w rozsądnym zakresie i współczynnik g osiąga wartość od 0,06 do 0,14 przy maksymalnej ochronie przeciwsłonecznej lub leży w przedziale <0,44 gdy ochrona przeciwsłoneczna jest zminimalizowana.

Przepuszczalność światła może osiągnąć wartości <0,63 (w stanie braku ochrony przeciwsłonecznej) lub wartości <0,10 (w stanie aktywacji ochrony przeciwsłonecznej). Izolacja akustyczna osiąga wartości leżące między 37 do 45 dB (A).

Zrealizowana fasada CCF o powierzchni 8200 m² – ma oszklenie od wewnątrz z szyby dwukomorowej (U_g=0,58 W/m²K), a od zewnątrz oszklenie pojedyncze z bezpiecznego szkła laminowanego. Fasada zapewnia maksymalną przejrzystość mimo wysokiej izolacyjności termicznej z U_CW o wartości 0,84 W/m²K. Wartość współczynnika g wynosi 0,11 i to pomimo umieszczenia żaluzji w strukturze fasady.

Wartości odbicia światła od listew żaluzji zachowane są przez długi czas na wysokim poziomie, co wpływa na wysoką skuteczność sterowania dopływu światła i ciepła, ponieważ żadne zanieczyszczenia nie gromadzą się w wnętrzu elementów elewacyjnych, w tym na powierzchni listew żaluzyjnych.

Dzięki zamontowaniu 600 zdecentralizowanych jednostek wentylacyjnych zintegrowanych z oknami, o wysokości całej kondygnacji, budynek jest wentylowany i w zależności od sezonu wspomagane jest ogrzewanie lub chłodzenie. Powietrze zewnętrzne dostarczane do systemu wentylacyjnego w zimie może być podgrzane przez wymienniki ciepła lub schłodzone w lecie w zintegrowanych urządzeniach chłodniczych.

Nowy rodzaj fasady typu CCF opracowany przez firmę Gartner oferuje wszechstronne rozwiązania do ochrony przeciwsłonecznej. Nawet przy budowie obiektów certyfikowanych w systemie LEED lub standardzie MINERGIE ten typ elewacji pomaga osiągnąć dobre rezultaty w procesie certyfikacji.

Fasada CCF pomaga spełnić wymagania pomieszczeń czystych (tzw. cleanroom’y o podwyższonych wymaganiach higienicznych) i może być wykorzystywana jako przegroda w pomieszczeniach laboratoryjnych. Obliczenia efektywności kosztowej wykazały, że nowy typ elewacji pozwala osiągnąć okres efektywnego użytkowania przedłużony do 30 lat.

Zmniejszeniu ulegają koszty utrzymania, głównie ze względu na szczelność zamkniętej przestrzeni w strukturze fasady podwójnej. Odchodzi konieczność czyszczenia dużych powierzchni szklanych, a zwiększona jest termoizolacja i ochrona przeciwsłoneczna.

Koszty czyszczenia fasady CCF są o ok. połowę niższe niż zwykłej fasady podwójnej i odpowiadają kosztom czyszczenia fasady pojedynczej, przy zachowaniu wszystkich zalet użytkowych fasady podwójnej. Wszystkie urządzenia sterujące fasady CCF są zaprojektowane w sposób zapewniający ułatwioną konserwację.

Stary budynek Poseidon we Frankfurcie został ostatnio wyposażony w 10 000 m² elewacji CCF z otwieranymi oknami. Żaluzje zostały zintegrowane z fasadą CCF, tak że silnik poruszający listwy żaluzji może pracować przy otwartym oknie. W tym budynku U_CW dla elewacji CCF osiągnął wartość 1,0 W/m²K.