Fatade Duble Ventilate - Ana Petcana - 43i

12
FATADE DUBLE VENTILATE – concept, clasificare, caracteristici Example for a double skin façade building: The central library in Ulm, Germany View of Print Media Academy (http://www.fes.uwaterloo.ca/architecture/ faculty_projects/terri/ds/PMA.pdf ) View of ARAG 2000 Tower (http://www.josef-gartner.de/referenzen/ arag.htm) Petcana Ana Maria 43i

description

ARHITECTURA

Transcript of Fatade Duble Ventilate - Ana Petcana - 43i

Page 1: Fatade Duble Ventilate - Ana Petcana - 43i

FATADE DUBLE VENTILATE – concept, clasificare, caracteristici

Example for a double skin façade building: The central library in Ulm, Germany

View of Print Media Academy (http://www.fes.uwaterloo.ca/architecture/

faculty_projects/terri/ds/PMA.pdf )

View of ARAG 2000 Tower (http://www.josef-gartner.de/referenzen/

arag.htm)

Petcana Ana Maria – 43i

Page 2: Fatade Duble Ventilate - Ana Petcana - 43i

Scopul acestui referat este acela de a descrie conceptul de fatade dublu ventilate, bazat pe diferite surse de literatură . Deși conceptul nu este nou, există o tendință de creștere a

utilizarii acestui sistem de catre arhitecți. Complexitatea și adaptabilitatea acestuia la diferite condiții climatice crește nevoia pentru o proiectare atenta. Deoarece conceptul de fatade duble este

complicat, iar utilizarea si functionarea acestora afectează diferiți parametri ai clădirii , este clar că proiectarea sistemului este crucială pentru performanța clădirii . Fațadele duble pot oferi atât un

climat interior îmbunătățit, cat si utilizarea redusă a energiei, dacă sunt concepute în mod corespunzător. Sistemul este suficient de flexibil pentru a răspunde schimbărilor climatice pentru cele mai

multe tipuri de clădiri.

Clasificarea fațadelor duble ventilate este importantă , deoarece abordarea inițială poate influența proiectarea . După selectarea tipului de fatada adecvat pentru clădire , este

necesar să se definească designul și parametrii tehnici ( cum ar fi materialele utilizate), care pot influența modul de funcționare și performanța sistemului.

O fatada dubla, inseamna in principiu o fatada traditionala, dublata la exterior de o alta fatada, in general din sticla. Spatiul dintre cele doua fatade (cavitatea), variaza de la

cativa centimetri, pana la cativa metri, iar ventilarea acestui spatiu dintre fatade poate fi, sau nu, controlata cu ventilatoare si deschideri. Diferenta dintre o fatada dubla, ventilata si o fatada cu mai

multe straturi de sticla, etanse, putand chiar avea integrate jaluzele reglabile intre straturile de sticla, consta tocmai in posibilitatea de ventilare a spatiului dintre fatade.

Fatada cu mai multe straturi de sticla,

etanse, putand avea integrate jaluzele

reglabile

Atrium – fatada dubla ventilata

FATADE DUBLE VENTILATE

1. INTRODUCERE

În practică exista geamuri duble si fatade duble ventilate. Trebuie făcută o distincție

clara între acestea, pentru motive structurale. Standardele europene fac, de asemenea, o

distincție clară între aceste două tipuri de componente; anumite standarde se adreseaza în

mod special la ferestre, în timp ce altele se adresează doar fatadelor.

Geam dublu Element modular de fatada dubla Sursa imaginilor - internet

Page 3: Fatade Duble Ventilate - Ana Petcana - 43i

Cele 3 criterii principale de clasificare a fatadelor duble ventilate sunt independente unul de celălalt:

1.Tipul de ventilație;

2. Împărțirea fațadei;

3. Modurile de ventilare a cavității.

3.1.1 Tipul de ventilație Tipul de ventilație se referă la forțele motrice aflate la originea sistemului de ventilație a cavității situate între cele două fațade vitrate. Trebuie să se facă distincția între următoarele trei tipuri

de ventilație:

1. Ventilație naturală – fatade pasive;

2. Ventilatie mecanica – fatade active;

3. Ventilatie hibrid - fatade interactive.

1. Ventilație naturală se bazează pe diferențele de presiune intre diferitele zone si nu exista mecanisme de mișcare a aerului. Cele două forțe motrice naturale sunt diferențele de presiune create

prin efectul de horn sau prin efectul vântului . Efectul de horn (sau efectul de coș de fum ) este un fenomen legat de faptul ca aerul cald este mai usor decat aerul rece . Aplicat la o fatada dubla,

ventilata, conceptul de efect de horn exprimă faptul că aerul mai fierbinte decât aerul exterior are o tendința de a scăpa din partea de sus a cavității . O creștere a efectului de horn determina o

creștere a ventilației.

2. Ventilația mecanică este definita ca fiind «ventilație cu ajutorul componentelor de circulatie a aerului, cu reglaj electric » .

3. Ventilație hibrid consta într-un compromis controlat între ventilația naturală și ventilatia mecanica . În general , în acest tip de ventilație , se folosește aerisirea naturală , în cea mai mare măsura

posibila . Ventilarea mecanică se declanșează numai atunci când forțele de conducere naturale ale aerului devin inadecvate și nu mai fac posibilă atingerea performantelor dorite. Un sistem de

control permite trecerea de la un tip de ventilație la altul în automat și e controlat pe baza unui algoritm. Trebuie remarcat faptul că doar cateva fatade ventilate utilizeaza acest tip de ventilație .

Este important să subliniem faptul că tipul de ventilație exercită , printre altele , o influență considerabilă asupra performanțelor termice ale fațadei și de variabilitatea acesteia in timp. Într-

adevăr , în timp ce este posibil să se garanteze performanțele de ventilație mecanică ale sistemului , acest lucru nu se poate face si pentru ventilația naturală , deoarece, în esență , ventilația

naturală variaza în timp în funcție de condițiile meteorologice ( vânt și diferența de temperatură ) .

O fereastră este „ o componentă a clădirii, destinata pentru a închide o deschidere de perete, care permite trecerea luminii și , eventual , ventilația”.

O fațadă cortina este „ un perete de sticla neportant, poziționat în afara unei clădiri și inchizand-o ”,cu rama metalica, din lemn sau PVC, cu elemente structurale verticale si

orizontale, ancorate de structura cladirii. Fațadele duble, cu un strat exterior de sticla si un perete cortina interior, avand impreuna functiunea unui perete, fara sa fie obligatoriu ventilate intre cele doua straturi, sunt

folosite din ce in ce mai des in arhitectura din urmatoarele considerente:

• estetica sporita a unei fațade de sticlă si faptul ca aduce o transparență sporită;

• nevoia practică de imbunatatire a mediului interior;

• nevoia de îmbunătățire a acusticii în clădiri situate în zone cu zgomot, sau in zone poluate;

• reducerea consumului de energie pe durata folosirii clădirii.

O fațadă activă este o fațadă care acoperă una sau mai multe etaje construite, cu mai multe straturi de geamuri. Aceste straturi pot fi etanse, sau nu, în acest tip de fatada; in cazul

fadelor ventilate, stratul de aer situat între cele doua fatade este ventilat natural sau mecanic.Strategia de ventilare a cavitatii de aer poate varia in timp. Dispozitive și sisteme speciale sunt în general

integrate în vederea îmbunătățirii climatului interior, cu tehnici active sau pasive de ventilare. De cele mai multe ori astfel de sisteme sunt gestionate în mod automat, sau semiautomat, prin sisteme

de control. Spațiul dintre straturile de sticlă acționează ca izolație față de temperaturile extreme , vânturi puternice, și impotriva sunetului . Dispozitive de umbrire sunt adesea situate între cele două

pelicule . Toate elementele pot fi aranjate in diverse moduri, obtinand membrane solide sau diafane . Pentru sistemele orientate spre sud , acest strat interior de aer, încălzit solar este folosit pentru

încălzire în timpul iernii. Acesta trebuie să fie ventilat pentru a preveni supraîncălzirea în perioadele calduroase .

FATADE DUBLE VENTILATE

2. DEFINITII

3. CLASIFICARE

Page 4: Fatade Duble Ventilate - Ana Petcana - 43i

Ancimea

Partitii

FATADE DUBLE VENTILATE

Fatada dubla ventilata cu module juxtapuse,

Greensquare building

Fatada tip coridor Fatada dubla ventilata tip arbore

Fata interna

Deschidere de ventilare

Partitie orizontala

Canale de ventilatie

imagini din ‘Best Practice for Double Skin Façades’ - EIE/04/135/S07.38652

In general stratul exterior este alcatuit complet dintr-o singura foaie de sticla rezistenta. Stratul interior este izolator, dublu,

avand una sau ambele fete tratate - low E, sticla cu control solar, etc.

3.1.2.2.2. partitie tip arbore – scopul acestui tip de partitionare este acela de a incuraja ventilatia naturala, prin deschideri care duc la

accentuarea efectului de horn, acest tip de partitie fiind aplicat numai in cazul fatadelor ventilate in mod natural. Acest tip de fatada este compus

din module juxtapuse pe etaje si canale de ventilatie care se extind pe cateva etaje. Fiecare modul de fatada este conectat cu un astfel de canal de

ventilatie, marind astfel ventilatia naturala prin accectuarea efectului de horn.

3.1.2.2.3. partitie pe mai multe niveluri – este caracterizata prin faptul ca spatiul dintre cele doua fatade nu este compartimentat

nici pe orizontala, nici pe verticala, formand astfel un spatiu interior mare.

In principiu, acest tip de fatada, are spatiul interior intre cele doua straturi de sticla suficient de mare, pentru a permite

accesul in vederea intretinerii si curateniei, fiecare nivel fiind prevazut cu un planseu circulabil, in principal in scopul intretinerii. In anumite

situatii, acest spatiu dintre fatade comunica de jur imprejurul intregii cladiri. Acest tip de fatade sunt, in general, natural ventilate, dar exista si

situatii cand acestea pot fi ventilate mecanic.

Unul dintre avantajele acestui tip de fatade este acela ca au performante acustice extraordinare, in ceea ce priveste zgomotul

exterior, dar nu poate fi aplicata la cladirile foarte inalte din cauza riscului de propagare a incendiului, mai mare la acest tip de partitie.

3.1.2 Impartirea fatadei Partitia cavitatii ne arata cum este divizat spatiul dintre cele doua fatade de sticla. Trebuie facuta o distinctie clara intre fereastra dubla ventilata si fatada dubla ventilata.

3.1.2.1 Fereastra dubla ventilata

3.1.2.2 Fatada dubla ventilata

In cazul fatadelor ventilate sunt posibile numeroase modalitati de partitie a cavitatii, de aceea apare o noua clasificare:

3.1.2.2.1. partitie pe etaje

- cu module juxtapuse – cavitatea este fizic delimitata orizontal si vertical de modulul fatadei, care impune dimensiunile cavitatii, fiecare modul avand inaltimea unui etaj, se

poate face partitie ‘tip cutie’, pe fiecare modul de fereastra;

- tip coridor – conform studiilor, are performante energetice bune.

Fata externa

Imagine din „Beyond arrows: Energy performance of a new, naturally ventilated double-skin facade configuration for a high-rise office building in Chicago” –

dissertation by Mona Azarbayjani

Aer evacuat

Canal de

ventilatie Cadru pivotant

deschidere

alimentare

cu aer

alimentare

cu aer

proaspat

evacuat

Fatada dublu ventilata tip arbore

Page 5: Fatade Duble Ventilate - Ana Petcana - 43i

3.1.3 Tipul de ventilație - Cele 5 moduri de ventilatie

Clasificarea in functie de modurile de ventilare a aerului se refera la provenienta aerului si directia de circulatie a

acestuia. Modul de ventilare este independent de tipul de ventilare (naturala, artificiala sau hibrid). Nu toate fatadele, pot adopta oricare

din cele 5 moduri de ventilare prezentate mai jos, dar modul de ventilare se poate schimba in timp, in functie de vreme , sau de prezenta

sau absenta deschiderilor in fatada interioara sau exterioara, dar intr-un anumit moment functioneaza un singur mod de ventilare.

Modurile de ventilare caracterizeaza modulul de fatada si nu intreaga cladire.Exista urmatoarea clasificare:

3.1.3.1. perdea exterioara de aer – aerul vine din exterior si este imediat respins in afara, formand astfel o perdea

de aer in jurul fatadei exterioare

3.1.3.2. perdea interioara de aer – aerul vine din interiorul camerei sau prin sistemul de ventilatie si formeaza o

perdea de aer in jurul fatadei interioare.

3.1.3.3. aport de aer – ventilarea fatadei se realizeaza cu aer din exterior, acesta este adus in interiorul camerei sau

in sistemul de ventilare, facand posibila improspatarea aerului.

3.1.3.4. eliminarea aerului – aerul din exterior este evacuat in afara, ventilarea fatadei facand posibila eliminarea

aerului din cladire;

3.1.3.5. zona tampon – acest mod de ventilare este posibil atata timp cat cele doua fatade sunt etanse, iar spatiul

dintre ele formeaza un tampon intre interior si exterior, ventilarea cavitatii nefiind posibila.

3.1.2.2.4. partitie pe mai

multe niveluri tip jaluzea

- este foarte similara cu parrtitia pe mai

multe niveluri. Golul dintre fatade nu este

compartimentat nici pe verticala, nici pe

orizontala, formand un volum mare de are

interior, pardoseli metalice sunt instalate la

fiecare nivel, pentru a asigura accesul,

principala diferenta intre ele constand in

faptul ca fatada exterioara este compusa din

module orizontale, pivotante, ca la

jaluzelele orizontale si nu mai este de tip

monolit, cu sau fara deschideri ca la fatada

traditionala. Nici cand modulele sunt in

pozitia inchisa, aceasta fatada nu este

etansa.

FATADE DUBLE VENTILATE

Fatada dubla ventilata cu partitie pe mai multe niveluri, tip jaluzele orizontale, cu modulele deschise

sau inchise, Berlaymont ‘building’

Imagini din ‘Best Practice for Double Skin Façades’ - EIE/04/135/S07.38652

Fatada dubla ventilata, fara

compartimentare pe etaje

Imagine din „Beyond arrows: Energy performance of a new, naturally ventilated double-skin facade configuration for a high-rise office building in

Chicago” – dissertation by Mona Azarbayjani

Page 6: Fatade Duble Ventilate - Ana Petcana - 43i

Mai este posibil un mod de ventilatie, numai la fatadele care au deschideri la

fiecare nivel, atat la baza, cat si in partea de sus a acestuia. (fig.6)

Mai multe moduri de ventilare pot coexista intr-o fatada si in general, la fatadele

duble ventilate, cu ventilatie naturala, se schimba modul de ventilare prin actionarea unor deschideri

prezente in fatada, trecand astfel de la modul cu perdea exterioara de aer, la modul cu zona tampon,

de exemplu. Modul de ventilare a stratului interior de aer depinde de presiunea aerului din cavitate,

care este influentata de factori climatici – viteza si directia vantului, diferenta de temperatura intre

interior si exterior, insorire, modul de functionare al sistemului de ventilare al cladirii, etc. Stabilirea

modului de ventilare este o sarcina complicata, care se face in urma studierii mai multor factori:

- simularea curentilor de aer;

- calcularea temperaturii la inaltimi diferite ( performanta termica);

- simularea insoririi pe durata zilei.

Temperatura la diversele niveluri este factorul cel mai important atunci cand se

stabileste designul fatadei, tipul de compartimentare a stratului dintre cele doua fatade, geometria

deschiderilor din fatada, structura celor doua fatade, caracteristicile componentelor, strat simplu,

dublu, proprietatile sticlei, designul elementelor de umbrire, pozitionarea acestora, in exterior,

interior, intermediar, originea aerului si directia de circulatie a acestuia in interiorul cavitatii, tipul de

ventilare – natural sau mecanic, racirea sau doar ventilarea pe timpul noptii, etc.

FATADE DUBLE VENTILATE

Cele 5 moduri de ventilatie prezentate mai sus, imagini din ‘Best Practice for Double Skin Façades’ - EIE/04/135/S07.38652

Inca 4 variante sunt posibile inversand directia curentului de aer din schemele de

alaturi

Deschidere automata in fatada, ce permite

trecerea de la un mod de ventilare la altul

Page 7: Fatade Duble Ventilate - Ana Petcana - 43i

4.1 FATADE VENTILATE MECANIC

Fatadele ventilate mecanic, numite „fatade active” sunt

caracterizate in general prin modul de ventilare cu perdea de aer interioara.Aerul

este extras din interiorul camerelor, partitia este facuta din ferestre duble sau din

fatade compartimentate pe fiecare etaj, cu module juxtapuse

4.1.1. Caracteristici comune – in general o structura din

geam dublu, cu izolatie, este situata in exterior, sticla exterioara trebuie sa aibe

performante termice deosebite pentru a evita condensul, iar in interior fatada

este din sticla securizata, si este inchisa aproape tot timpul, fiind deschisa numai

pentru intretinere si curatenie. Dimensiunea cavitatii este de 12-15cm, pt. a

putea permite integrarea sistemelor de umbrire. Modul de ventilare este cu

perdea interioara de aer, care circula de jos in sus. In partea de jos a fatadei

interioare exista un slit de 12-15cm, pentru a permite extragerea aerului din

interior si introducerea acestuia in sistemul de ventilatie al cladirii printr-o

conexiune facuta in partea superioara a modulului de fatada. Aerul circula cu un

debit de 30-50m³/h pe fiecare metru de fatada.

FATADE DUBLE VENTILATE

Combinand cele 3 criterii rezulta mai multe posibilitati de realizare a unei fatade dublu ventilate

Tip de ventilare

- un singur tip posibil

pentru fiecare fatada Mecanic Hibrid Natural

Partitia cavitatii

(unica pt. fiecare

fatada)

Fereastra

dubla,

ventilata

FDV pe etaj, cu

module juxtapuse FDV cu coridor

pe fiecare nivel FDV

multietajata

FDV

multietajata,

Tip jaluzele

orizontale

FDV tip

arbore

Mod de ventilatie, se

pot folosi mai multe

moduri pt. aceeasi

fatada

Perdea

interioara

de aer

Perdea

exterioara

de aer

Aportul de aer Evacuarea

aerului Zona tampon

4. CELE MAI UTILIZATE FDV FOLOSITE IN PRACTICA

Modul de fatada ce va fi conectat la sistemul de ventilatie

al cladirii, prin conexiunea din partea de sus FDV cu partitie pe fiecare nivel, alcatuita din

module juxtapuse

Imagini din ‘Ventilated Double Facades’ - Belgian Building Research Institute

Page 8: Fatade Duble Ventilate - Ana Petcana - 43i

Principiul de functionare este urmatorul: daca este necesara incalzirea camerei , aerul extras din incapere, la temperatura camerei, introdus intre cele doua fatade, face posibila

mentinerea temperaturii fatadei interioare la o temperatura similara cu cea din incapere, limitand problemele de radiatie dinspre suprafetele reci. Acest tip de fatada nu necesita instalarea unor

instalatii de incalzire in vecinatatea suprafetei vitrate, incalzirea in cladire realixandu-se prin sistemul de ventilatie.

In cazul unui nivel de insorire ridicat, instalarea unor sisteme de umbrire in interiorul fatadei reduce patrunderea razelor solare. O mare parte din energia incidenta a razelor

solare este absorbita sau reflectata de sistemul de jaluzele, aerul incalzit extras din interiorul cavitatii intra in sistemul de ventilatie, ale carui conducte sunt izolate pentru a nu permite transmisia

acestei calduri in alta parte a cladirii. Dispozitivele de umbrire pot fi actionate manual sau automat, permitand, in functie de necesitati controlul individual al fiecarui sistem in parte, controlul

grupat al mai multor dispozitive, sau controlul general al acestora pe fiecare nivel sau pe intreaga fatada. Poate exista si un sistem de recuperare a caldurii extrase din interiorul fatadelor.

Din punctul de vedere al transmisiei solare, performanțele de acest tip de fațadă sunt tradiționale, trebuie remarcat faptul că acest concept de fațadă, în general, presupune o

limitare a pierderilor de căldură prin geamul izolator exterior. In anumite condiții meteorologice pot aparea fenomene de condensare pe fața exterioară a fațadei, care pot provoca disconfort vizual

Câștigurile solare indirecte (legate de încălzirea geamului interior), precum și reducerea pierderilor de căldură prin fațada exterioara atrag după sine o creștere a consumului de energie pentru

răcirea camerei, si reducerea consumului de energie la încălzire. Acesta este motivul pentru care performantele termice ale acestui tip de fatada nu sunt extraordinare.

FATADE DUBLE VENTILATE

Fereastra dubla ventilata mecanic, cu perdea interioara de

aer FDV mecanic, cu partitie pe nivel, relizata din module

juxtapuse

4.1.2 Caracteristici specifice ale ferestrelor duble ventilate mecanic – numite si „ferestre climatice”, sunt caracterizate printr-o rama destul de mare, care reduce suprafata

vitrata, dar performantele acustice sunt mai bune decat cele ale fatadelor facute integral din sticla. In plus, inaltimea limitata a elementului de fatada face posibil controlul mai bun al temperaturii in

cazul unei insoriri excesive.

4.1.3 Caracteristici specifice ale FDV mecanic, cu partitie pe nivel, realizate din module juxtapuse – numite si „fatade climatice”, suprafata vitrata este foarte mare, asigura o

luminozitate sporita, dar necesita atentie mai mare la fixarea fatadei interioare si la gestionarea deschiderilor in aceasta.

4.1.4 Alte exemple de FDV mecanic, cu partitie pe nivel – Alte fatade functioneaza dupa un principiu similar, sunt fatade echipate cu parasolare, permeabile pentru curentii de aer. Caldura absorbita de aceste parasolare este evacuata cu ajutorul curentilor de aer care traverseaza parasolarele, acest aer fiind evacuat in partea superioara a cladirii, prin sistemul de ventilatie. Cu toate acestea, acest model specific este foarte rar aplicat in practica.

Imagini din ‘Ventilated Double Facades’ - Belgian Building Research Institute

FDV mecanic, cu partitie pe nivel,

Page 9: Fatade Duble Ventilate - Ana Petcana - 43i

4.2 FATADE VENTILATE NATURAL – FATADE PASIVE

Se mai numesc si „double skin facades” si se impart in doua mari categorii:

• Fatade la care ventilatia nu poate fi controlata

• Fatade la care ventilatia poate fi controlata

FDV tip coridor, cu partitie pe nivel si ventilatie naturala, in prima necontrolabila, in a 2-a controlabila prin

cutii de ventilare

FATADE DUBLE VENTILATE

Caracteristici:

• sunt caracterizate prin prezenta deschiderilor, cutiilor sau diferitelor sisteme

care permit ventilatia controlata. Activarea acestor deschideri poate permite

trecerea de la un mod de ventilare la altul;

• fac posibila ventilarea naturala a incaperilor;

• o atentie deosebita trebuie acordata fenomenului de condens care poate

aparea intre cele doua fatade;

• anumite performante sunt variabile in functie de conditiile meteorologice;

• au mecanism propriu de reglare a temparaturii – o crestere a temperaturii

interioare in sezonul cald, conduce la accentuarea efectului de horn, iar prin

miscarea naturala a aerului cald si evacuarea acestuia in partea de sus, se

produce o scadere a temperaturii in interiorul cavitatii;

• atunci cand fatada se intinde pe mai multe etaje, se pot obtine temperaturi

interioare foarte ridicate, necesitand atentie la alegerea sticlei si la

dimensionarea sistemului de conditionare a aerului in cladire;

• atunci cand ventilarea se face cu aer din exterior, geamurile se pot murdari

mai repede, fenomen ce poate fi evitat in cazul folosirii aerului interior;

• necesita atentie la controlul presiunii dintre cele doua fatade, la etajele

superioare ale cladirilor inalte, unde viteza vantului poate creste

semnificativ.

5. INFORMATII TEHNICE

5.1 Caracteristici invariabile – sunt independente de conditiile interioare/exterioare ale cladirii:

• Cladire noua sau retehnologizarea unei cladiri vechi;

• Nivelul de industrializare;

• Etanseitatea spatiului dintre cele doua fatade;

• Conexiunea intre aerul din interiorul cavitatii si sistemul de climatizare al cladirii;

• Latimea cavitatii;

• Caracteristicile celor doua straturi ale FDV – rame de prindere si tipul sticlei;

• Sistemul de umbrire ales;

• Prezenta unui sistem de racire;

• Prezenta unor elemente de incalzire in apropierea fatadei

Imagini din ‘Ventilated Double Facades’ - Belgian Building Research Institute

Absenta/ prezenta elementelor de incalzire langa fatada

Page 10: Fatade Duble Ventilate - Ana Petcana - 43i

FATADE DUBLE VENTILATE

5.2 Caracteristici variabile – care influenteaza functionarea fatadei:

• Tipul de ventilatie ales in interiorul cavitatii – natural/mecanic/hibrid;

• Deschiderile si modul de deschidere ale acestora, in cele doua straturi ale FDV;

• Etanseitatea spatiului dintre cele doua fatade;

• Modul si sensul de circulatie a aerului in interiorul fatadei;

De asemenea, trebuie luati in considerare si factorii externi/ interni variabili:

Conditii exterioare variabile: • Diferenta de temperatura intre anotimpuri – vara/iarna; • Variatiile de temperatura pe durata unei zile – zi/noapte; • Vant/absenta vantului; • Soare/ absenta soarelui. Conditii interioare variabile : • Temperatura joasa/inalta in interiorul cladirii; • Umiditate ridicata/scazuta; • Necesarul de lumina O fatada avansata ar trebui sa asigure un climat confortabil, izolare impotriva zgomotelor si o micsorare a consumului energetic. Multe dintre fatadele duble ventilate nu au performante foarte bune, supraincalzirea in timpul verii necesitand sisteme mari de conditionare a aerului, astfel consumul energetic in timpul verii depaseste economiile facute in timpul iernii. Alegerea sticlei se face in functie de tipul de ventilare – in cazul unor fatade ventilate cu aer exterior, ruperea termica se va face pe sticla fatadei interioare, in timp ce la fatada exterioara se foloseste un strat simplu de sticla. Atunci cand fatada este ventilata cu aer interior, ruperea termica se va face pe fatada exterioara, folosindu-se la fatada interioara sticla normala.

http://kierantimberlake.com/posts/view/137 Un exemplu de succes in acest sens, este o cladire finalizata în 2006, Yale University Sculpture Building , este un spațiu tip studio, de 51000 de

metri patrati, pentru programele de licență și pentru absolventii acestei scoli de arta . Clădirea este renumită pentru o calitate excepțională a luminii , consumul de

energie redus , și ferestrele operabile. O analiză a climatului efectuata pe site a indicat o variație sezonieră puternică , cu necesar important de încălzire în timpul

iernii și de răcire în timpul verii . Aceast lucru a creat oportunitatea de a utiliza tehnologia peretilor solari , în parteneriat cu o firma producatoare de pereti cortina.

S-a lucrat cu Schuco și Kalwall Corporation pentru a dezvolta un sistem de perete care încorporează sisteme de umbrire solara , un panou triplu de geamuri cu

tratament low- e, ferestre operabile cu inaltime de 25cm, și peretii exteriori ai cavitatii dublati, din sticla translucida . Ca rezultat ,întregul sistem de fatada al clădirii

admite lumină naturală și funcționează în mod activ pentru a controla temperatura din interior .

Peretii exteriori au tratament low-E pentru a obtine un geam izolator la exterior , o cavitate de 8cm, și o și un panou Kalwall de 7cm umplut cu

izolație din aerogel . Atât geamul triplu cat si panoul Kalwall sunt prinse direct în montantul cu rupere termica. Testarea a sugerat că valoarea totală a rezistentei

termice a ansamblului peretilor exteriori depaseste necesarul, menținând în același timp un procent de 20 % de transmisie a luminii vizibile . Cavitatea capteaza

radiația solară, formând un strat de aer cald , care crește și mai mult performanța termică atunci când soarele strălucește .

Dispozitivele de umbrire sunt plasate in interiorul cavitatii din motive de protectie. Cel

mai des sunt folosite sisteme de ‘storuri venetiene’. Caracteristicile si pozitia storurilor influenteaza

comportamentul aerului din interiorul cavitatii, deoarece ele absorb si reflecta energia solara. Astfel,

performantele FDV se pot intelege studiind fenomenele din interiorul cavitatii. Factori importanti care

influenteaza performantele FDV sunt:

• Geometria fatadei;

• Alegerea structurii panourilor de sticla si a dispozitivelor de umbrire;

• Pozitia deschiderilor interioare si exterioare.

Page 11: Fatade Duble Ventilate - Ana Petcana - 43i

FATADE DUBLE VENTILATE

6.1 Avantaje:

• Ventilarea prin ferestrele individuale din interiorul fiecarei incaperi este independenta de

conditiile meteo, de vant, mai ales in sezoanele cu temperaturi reci;

• Au necesar redus de incalzire, datorita preincalzirii aerului din interiorul cavitatii;

• Racirea spatiului interior in timpul noptii se poate face prin deschiderea ferestrelor

interioare, atunci cand fatada este bine ventilata;

• Datorita celor doua straturi ale fatadei este asigurata o securitate mai buna a spatiului;

• Este asigurata o izolare buna impotriva zgomotelor din trafic, chiar si in timpul ventilarii

spatiilor interioare. In spatiile foarte poluate si zgomotoase se recomanda o partitie

multietajata.

• Sistemul de parasolare este mai eficient si poate fi utilizat in orice conditii meteorologice,

chiar si in zilele cu vant puternic, prin plasarea acestuia in interiorul cavitatii; totusi, daca

ventilatia in cavitate este slaba, poate aparea un fenomen de supraincalzire;

• O protectie mai buna a sistemului de iluminat al fatadei si a dispozitivelor de umbrire;

• Estetica fatadelor complet transparente;

• In unele cazuri cavitatea poate fi folosita ca iesire de incendiu.

6. AVANTAJE/ DEZAVANTAJE ALE FDV 6.2 Dezavantaje:

• In zilele calduroase poate aparea o supraincalzire a incaperilor;

• Ventilarea este insuficienta, in cazul fatadelor cu ventilatie naturala, in zilele in care nu bate

vantul;

• Costuri ridicate de constructie si operare, pentru ca si curatarea lor presupune costuri

suplimentare, (se face pe 4 niveluri in loc de 2);

• Economia consumului energetic este de multe ori supraestimata;

• Protectia la foc este mai dificila, in functie de tipul de fatada, datorita propagarii fumului

dintr-o incapere in alta;

• Riscul de transmitere a zgomotelor, de la un etaj la altul, sau de la o incapere la alta, in

interiorul cavitatii;

• Scade spatiul util (datorita aparitiei cavitatii);

• Creste greutatea cladirii;

• Nivelul luminii naturale scade fata de fatadele simple;

• Poate aparea un curent mare de aer in interiorul cavitatii in cazul partitiei multietajate,

putand aparea diferente mari de presiune

7. CONCLUZII

FDV au fost dezvoltate in Europa, pentru a obtine o transparenta crescuta, o ambianta interioara placuta, reducand in acelasi timp consumul energetic. Sunt folosite in special

la cladirile de birouri. Pentru ca performantele cladirii sa fie bune, trebuie sa existe o buna colaborare, de la inceput, intre proprietarii cladirii, chiriasi, arhitecti, consultanti de specialitate,

constructor, furnizori, instalatori si firmele de intretinere. Trebuie specificate de la inceput criteriile de performanta cerute pentru cladire.

• Inaltimea cladirii are un rol important in alegerea strategiei de ventilare si in dimensionarea cavitatii dintre cele doua straturi ale fatadei.

• Localizarea cladirii conteaza, pentru ca, atunci cand este situata intr-un mediu foarte zgomotos si poluat, nu e posibila folosirea ventilatiei naturale.

• Constrangerile in ceea ce priveste designul si parametrii tehnici se influenteaza reciproc si trebuie luate in considerare inca din stadiile incipienten de proiectare, pentru a evita surprizele

neplacute, care pot conduce la costuri ridicate de constructie si operare a cladirii. Aceste constrangeri sunt legate de climat (radiatia solara, temperatura exterioara), sit (iluminarea naturala,

conditii atmosferice, obstacole exterioare, reflexia solului) sau de destinatia cladirii (programul de utilizare).

7.1 Parametri de design – trebuie prevazuta interactiunea intre acesti parametri.

• Designul si tipul fatadei;

• Tipul constructiv al structurii;

• Geometria cavitatii;

• Deschiderile din fatada – interioare/exterioare;

• Tipul de sticla folosit, tipul si materialul din care sunt confectionate parasolarele, pozitionarea acestora;

• Materialele pentru cadrele de inchidere;

• Sistemul de iluminat.

7.2 Parametri tehnici – in sarcina inginerilor si a arhitectilor:

• Consumul energetic este de 10-20% la proiectare si 80-90% la operare;

• Climatul interior: confortul termic, vizual, acustic, calitatea aerului;

• Impactul asupra mediului in timpul constructiei/ocuparii/demolarii;

• Ergonomia si estetica;

• Costurile de investitie/operare/intretinere.

Page 12: Fatade Duble Ventilate - Ana Petcana - 43i

FATADE DUBLE VENTILATE

7.3 Explicatii:

• Deschiderile exterioare influenteaza viteza aerului in interiorul cavitatii, factor important la cladirile foarte inalte;

• Deschiderile interioare au importanta majora in circulatia si viteza aerului, ce influenteaza curentii de aer din spatiile interioare, ventilarea si confortul termic al ocupantilor;

• Dimensiunile deschiderilor influenteaza circulatia si viteza aerului, temperatura in interiorul cavitatii, deschiderile care pot fi controlate sunt mai scumpe, dar influenteaza pozitiv performanta

fatadei;

• Pozitionarea deschiderilor influenteaza circulatia aerului, determina provenienta si directia curentului de aer din interiorul cavitatii;

• Materialele folosite au un impact major: de exemplu, folosirea geamului low-E la exterior, conduce la cresterea temperaturii in interiorul cavitatii, deoarece reduce pierderile de caldura in

exterior. Daca geamul low-E e pozitionat la interior, se micsoreaza pierderile de caldura in interiorul cavitatii, iar temperaturile in incinta acesteia sunt mai scazute vara, dar si iarna. Rezultate

diferite se obtin si prin asezarea unui geam dublu pe fatada interioara sau pe cea exterioara;

• Proprietatile parasolarelor: alegerea materialelor, geometria si pozitionarea acestora, influenteaza temperatura din interior si confortul vizual al ocupantilor. Daca parasolarele sunt mai aproape

de peretele interior, se vor obtine temperaturi mai crescute in interiorul cavitatii. In opinia unor cercetatori, ar trebui sa existe posibilitatea fixarii in doua pozitii diferite a parasolarelor, in

functie de anotimp.

Daca proiectarea este facuta corect, sistemul este foarte flexibil ca sa permita intrunirea cerintelor pentru orice tip de destinatie a cladirii; designul fatadei trebuie facut

individual pentru fiecare cladire in parte, pentru a intelege problemele care pot aparea si interactiunile dintre diversii parametri.

Bibliografie:

• Ventilated Double Facades - Classification & illustration of facade concepts - X. Loncour, A. Deneyer, M. Blasco, G. Flamant, P. Wouters - Belgian Building Research Institute,

Department of Building Physics, Indoor Climate & Building Services;

• Double Skin Façades for Office Buildings - Harris Poirazis - Division of Energy and Building Design - Department of Construction and Architecture - Lund Institute of Technology,Lund

University;

• Bestfacade - Best Practice for Double Skin Façades - EIE/04/135/S07.38652 - MAB – Austria – Coordinator: Christian Schiefer ; IWT - Austria – Leader WP 1: Richard Heimrath,

Herwig Hengsberger, Thomas Mach, Wolfgang Streicher ; NKUA – Greece – Leader WP 2: Matheos Santamouris, Ifigenia Farou; FhG-IBP – Germany – Leader WP 4: Hans Erhorn,

Heike Erhorn-Kluttig; ISQ – Portugal – Leader WP 3: Mário de Matos, Rogério Duarte; ULUND – Sweden – Leader WP 5: Åke Blomsterberg, with the support of Intelligent Energy

Europe;

• Beyond Arrows: Energy Performance Of A New, Naturally Ventilated Double-skin Facade Configuration For A High-rise Office Building In Chicago By Mona Azarbayjani

submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in Architecture in the Graduate College of the University of Illinois at Urbana-Champaign, 2010

• Innovative Building Skins: Double Glass Wall Ventilated Façade - Research paper by Allen Barkkume for Professor Ervin Bales / Introduction to Sustainable Design in Architecture at

New Jersey School of Architecture, New Jersey Institute of Technology