Дабъл скин фасади

Дабъл скин фасадите са технология, която се прилага от около 20 години, въпреки че идеята й е много по-стара. Прилага се предимно при обществени – офис и административни сгради, а понякога и при обновяване на стари. Последните години се увеличи приложението им, дори и в нашата страна има реализирани подобни фасадни технологии, а строителството им се обосновава с някои от предимствата им, които допринасят за намаляване на потреблението на енергия в сградите – един от основните принципи, свързан с енергийна ефективност и екологично строителство.
Някои от конструктивните особености на тази иновативна система ще разгледаме в настоящата статия.

Самото име - double skin (“двойна кожа”) на тези фасади показва и тяхната конструктивна особеност - състоят се от външно и вътрешно остъкляване или двойно остъклeна на фасада. Идеята за тези фасади е стара и в основата й са залегнали известни физични закони - през зимата горещият въздух трябва да се разпространява между две остъклявания, а през лятото трябва да бъде студен. Използването на двойно остъкляване осигурява изолация срещу екстремни темпаратури, вятър, шум, посредством оформеното между двете „кожи” въздушно пространство. По този начин съвсем естествено е до известна степен да се намалят разходите за отопление и охлаждане. Това е един от основните плюсове, който оправдава инвестицията за изграждането на такъв тип фасада.

Тази специално разработена система от двоен тип си нарича още и „дишаща фасада”. Чрез този тип фасада се намаляват разходите и за поддръжка. Това са вентилируеми фасади, които са две традиционни фасади, изпълнени една пред друга. Всяка една от тези фасади се нарича скин (skin). Между двете фасади е вентилираното пространство (кухина), чиято дебелина варира от няколко сантиметра до няколко метра. Последни изследвания сочат, че най-оптималната широчина на кухината е 60cm. При тези с широчина няколко метра се осигурява и необходимо място за ревизия. Основната разлика между вентилираната двойна фасада и многослойните стъклопакети, е във възможността да се осъществява контролирана вентилация (по няколко начина) в кухината.

Предимствата на тези фасади са няколко: естетически от архитектурна гледна точка – изцяло стъклена и ефирна фасада; експлоатационни – подобрява се вътрешната среда, осигурява се по-голяма осветеност, по-добро използване на външната площ, по-добра вентилация на помещенията; изолационни – подобрена акустика, подходяща за шумни и замърсени райони; намаляване на използваната енергия при изграждане и експлоатация. Накратко - намаляват разхода за отопление/охлаждане, заменят изкуственото осветление с естествено, намалени разходи в експлоатационния период на сградата.

Назад във времето
В началото на 20 век за първи път е направено проучване, а вполседствие и тествана концепцията на дабъл скин фасадите от архитекта Льо Корбюзие. Тогава той нарича идеята си „неутрализираща стена” (Мур neutralisant), а самата конструкция на фасадата е с вмъкнати тръби, служещи за охлаждане/отопление, разположени между слоеве от стъкло. Той проектира и прилага тази система за собствената си вила в Швейцария още през 1916 г.

Друг ранен експеримент (от 1937 г.) е в Ню Йорк – къщата на Алфред Лумис. В тази сграда широчината между двете фасади е два метра въздушно пространство. Един от първите съвременни примери е от 1980 година – сградата Occidental Chemical в Ню Йорк, която представлява стъклен куб с няколко слоя стъкла и кухина 4 фута. До началото на 80-те години обаче не може да се говори за значителен напредък на този вид фасади. Последните години станаха много популярен архитектурен и инженерен елемент, основно заради предимствата им по отношение на енергийната ефективност и стремежа за опазване на околната среда.

Конструктивни особености
По отношение на конструктивните особености на фасадите отново може да се направи класифициране, базирано на различни показатели. Най–общо класификацията се прави в зависимост от начина на вентилация и в зависимост от начина на разделяне на двата слоя остъкляване.

В зависимост от вида на вентилацията
Видът на вентилацията се определя от произхода на движещите сили в кухината. Има три вида вентилация - естествена вентилация, механична и хибридна. Механичната вентилация е тази, която се контролира чрез специални за целта вентилатори/отвори.

В зависимост от начина на разделяне на двете фасади
Посредством вентилируем двоен прозорец – фасади с инсталирани два отделни прозореца един пред друг, единият от които може да е с единично остъкляване. По отношение на функционирането, тези прозорци са си два отделни сградни елемента.

Разделяне на фасадата между етажите, посредством отделни модули – разделянето на кухината може да е вертикално или хоризонтално. Фасадният модул е ограничен с височина до един етаж.

Коридорен тип вентилирана дабъл скин фасада – характеризира се с кухина, чиято широчина може да е толкова голяма, че да позволява преминаването на хора. Кухината (която е като коридор) може да се простира по целия етаж или само пред отделни помещения.

Шлицова вентилирана дабъл скин фасада – разчита се на естествена вентилация, като за целта се оставят шлицове, които свързват оставените между етажите кухини и действат като комин. Шлицовете са разположени по цялата височина на сгарадата. Въздухът, движейки се в шлицовете, изсмуква и въздуха в междинните кухини. Този въздух се извежда навън в края на шлица (шахтата) в изхода му.

Многоетажна вентилирана дабъл скин фасада – при нея кухината не е разделена хоризонтално или вертикално, а пространството между двата слоя остъклени фасади образува един голям обем. При този тип фасади кухината е достатъчно голяма, за да се осъществи достъп (за поддръжка, почистване). Като цяло тези фасади са естествено вентилирани, но има и примери на механично вентилирани.

Многоетажна дабъл скин със стъклени ламели (жалузи)
Подобна е на многоетажните вентилирани фасади с „двойна кожа”. Кухината не е разделена хоризонтално или вертикално и така се формира голям обем. От всеки един етаж има достъп и е възможна ревизия (за почистване и поддръжка). Това, което я отличава от другия вид фасада, е външният слой (външото остъклява), който е съставен от подвижни ламели (жалузи), а не с отвори за вентилацията.

Изборът на вида стъкло за интерериорната или екстериорната част на фасадата зависи от типологията на сградата. В случаите на вентилирани фасади с външен въздух, от вътрешната страна се поставя изолационният екран от стъклопакети, а от външната страна – единично стъкло.

Вътрешното остъкляване е от изолационен двоен стъклопакет, като се избира нискоемисионно стъкло, със соларен контрол или друг тип стъкло, като вътрешният слой почти винаги е изцяло остъклен. При някои системи интериорният прозорец може да бъде отваряем и така има естествена вентилация.

В обобщение основните компоненти на вентилираните дабъл скин фасади са – кухината между двете „кожи”, чиято широчина варира от 15cm до 2m; слънчезащитни устройства – най-често щори, които са монтирани между двете кожи, и абсорбират и/или отразяват слънчевата светлина. Затова и цветът на щорите е от значение, когато се изготвя стратегия за вентилация. Отворите са друг, също съществен, елемент. Те са от вътрешната или външната страна на фасадата и служат за вентилиране на кухината.

Вентилиране на кухината
Вентилацията на кухината може да се реализира по няколко начина в зависимост от посоките на движение на въздуха.

Вентилация тип външна завеса от въздух – вентилацията се осъществява чрез въздух, идващ отвън, който непосредствено след това се отвежда навън. По този начин се образува въздушна завеса, обгръщаща фасадата.

Вътрешна въздушна завеса – изградена е вентилационна система, посредством която въздухът, идващ от вътрешните помещения отново се връща в тях. Въздухът циркулира във вътрешността - сформира се въздушна завеса около вътрешната фасада.

Вентилация с входящ външен въздух – въздухът се вкарва в кухината отвън, от там във вътрешността на сградата. По този начин в помещенията непрекъснато се осигурява свеж въздух.

Вентилация чрез изкарване на въздуха – от вътрешните помещения въздухът влиза в кухината, от там се изкарва навън. Така се почистват помещенията от замърсен въздух.

Примери от практиката в България
В нашата страна един успешно реализиран проект на дабъл скин фасада е фасадата на Софарма Бизнес Тауърс, която беше открита в края на 2011 г. в София. Конструкцията е последно поколение „дабъл скин” фасада, състояща се от стъклопакет отвътре и единично стъкло отвън. Стъклопакетът се състои от две стъкла и междина от 15cm, с разположена моторизирана оптична щора. Щората оптимизира преминаването на слънце и дневна светлина в интериора. Вътрешният стъклопакет е традиционен бял, а външният – единично кристално закалено кристално стъкло. Използвано е специално микрогребеновидно покритие, което изхвърля навън попадналата върху щорите слънчева светлина. По този начин се пропуска само дифузната светлина, а радиацията се отразява. Външното стъкло е с максимална пропускливост, което позволява безпрепятственото изхвърляне на отразената светлина, без натрупване на температура вътре във фасадата. Когато светлината навън е малко – фасадата пропуска много, когато слънцето е прекалено ярко – фасадата се затваря колкото е необходимо. Нещо повече, през зимата фасадата пропуска пасивната топлина на слънчевата радиация, през лятото я изхвърля навън. С това решение се пести от изкуственото осветление, с което се намаляват разходите за електроенергия. Постига се и по-голям комфорт от максималното използване на дневна светлина.

Друг приемер от столицата е сградата Астрал Бизнес Център, също открит през есента на 2011 г. И при тази сграда е реализирана дабъл скин фасада. До кота 9,00m фасадата е окачена, изпълнена от алуминиеви профили, в които са вложени двубариерни стъклопакети с ниска стойност на топлопреминаване и термопанели от негорима алуминиева ENF ламарина с PVDF покритие в зоната на плътните части. Високото тяло на сградата е с дабъл скин фасада. Двойната стъклена фасада на сградата действа като защита от вятър, слънце, дъжд, високи и ниски температури, чрез което се реализира икономия на енергия.

Едно от основните предимства на дабъл скин фасадите е тяхната енергоефективност. Като съществен недостатък се изтъкват високите инвестиционни разходи. Но при един добре реализиран проект общото мнение е, че се намалява енергийното потребление за отопление, вентилация, климатизация, което намалява като цяло разходите на сградата в периода на експлоатация.