Iorgulescu Patricia - Anul 5

PRODUSE SI SUBANSAMBLURI TEHNOLOGICE IN ARHITECTURA CONTEMPORANA

Sisteme de fatade inteligente(Turnurile Al Bahar din Abu Dhabi)

Sistemele contemporane de fatade inteligente au fost create in scopul unei

utilizarii eficiente a luminii si energiei solare natural, precum si a resurselor cladirii,

scopul principal fiind acela de economisire, si uneori, reutilizare a resurselor.

Fatada a devenit creierul unei constructii, responsabil cu eficienta energetica,

care controleaza gradul de iluminare si de ventilatie, protectia UV si efectele produse

de incalzirea sau racirea atmosferica. Fatadele dublu-strat, de exemplu, a caror

cavitate permite imbunatatirea acusticii constructiilor, un mai bun control al energiei

solare si o capacitate superioara de ventilatie.

In prezent, cladirile „all glass” au devenit un simbol al conceptului de

constructie „verde”, care permite accesul total al luminii naturale in interior si,

totodata, conectarea vizuala a ocupantilor sai cu mediul natural. Desi, nu cu mult

timp in urma, proiectele de acest gen au constituit sursa unor probleme cu adevarat

spinoase, cum ar fi consumul exagerat de energie si costuri uriase datorate

sistemelor de conditionare a aerului folosite, in prezent lucrurile s-au schimbat

fundamental.

Fatade care se adapteaza conditiilor de mediu

Astfel, o fatada interactiva raspunde in mod inteligent si eficient la schimbarile

survenite in exterior si la nevoile de performanta din interior, care sa asigure conditii

optime de vizibilitate si de confort termic, exploatand sursele naturale de energie

pentru iluminare, incalzire si ventilatie, in acelasi timp economisind energie

comparativ cu tehnologiile conventionale. Cum se poate realiza acest lucru? Prin

inglobarea unor sisteme care corecteaza sau modereaza performantele sticlei pe

masura ce conditiile exterioare se modifica, permitand totodata reglarea individuala a

parametrilor de confort interior in functie de preferinte.

Fatadele care genereaza energie electrica reprezinta un pas urias in ceea ce

priveste reducerea cheltuielilor energetice in cazul cladirilor preponderent din sticla,

fara a face rabat de la cerintele estetice, care dau nota personala si autentica unei

cladiri. Acestea sunt constituite din module fotovoltaice subtiri, cu posibilitatea

integrarii lor in structura fatadei exterioare, care poate fi suspendata, cu aerisire

dorsala. Elementele care colecteaza energia solara o dirijeaza apoi catre niste celule

foto localizate in partea interioara a fatadei, acestea transformandu-se astfel in statii

energetice in miniatura.

Asemenea multor alte solutii inovative, ale caror avantaje incontestabile au

fost umbrite si de unele inconveniente, si aceste fatade s-au confruntat pana de

curand cu problema deschiderii ferestrelor. Totusi, accesul la aer curat a fost facut

posibil prin montarea unor balamale care permit deschiderea fie pe verticala, fie pe

orizontala a unor fragmente din fatada, cu ajutorul unui motor electric de mici

dimensiuni. Acesta poate fi alimentat cu ajutorul energiei produse de fatada insasi.

Pentru a permite racirea unei astfel de structuri pe timp de vara si incalzirea ei

iarna prin utilizarea energiei solare pasive, intre stratul interior si cel exterior al

fatadei trebuie sa fie permisa circulatia unui curent de aer. Astfel, consumul energetic

al unei cladiri se poate reduce cu pana la 30%. 

O fatada inteligenta trebuie sa poata controla gradul de iradianta pentru a

obtine o iluminare optima si folosirea la maximum a luminii naturale, fara ca prin

aceasta sa se creeze o solicitare de racire. Cantitatea de caldura in exces trebuie,

deci, stocata fie in ansamblul fatadei, fie intr-o partitie speciala. In plus, o astfel de

fatada are si rolul de a diminua pierderile de caldura in cazul temperaturilor

exterioare scazute.

O alta cerinta importanta este aceea de a avea posibilitatea controlului asupra

transportului masei de aer proaspat de la exterior catre interior pentru a se asigura

confortul optim al ocupantilor, fara a le crea probleme din cauza curentilor de aer

formati.

Pentru indeplinirea conditiilor de performanta energetica, fie in materialul de

baza al fatadei trebuie incorporate materiale cu masa termica mare, fie fatada trebuie

sa permita transferul energiei in exces inspre o alta parte a cladirii destinata stocarii

acesteia.

Turnurile Al Bahar din Abu Dhabi – fatada inteligenta adaptata conditiilor de mediuCastigatorul premiilor pentru inovatie in domeniul cladirilor inalte in 2012 (CTBUH

Innovation Award)

Data inaugurarii: iunie 2012

Inaltime: 145 m

Etaje: 29

Suprafata: 56.000 mp

Functiune principala: birouri

Beneficiar: Abu Dhabi Investment Council

Arhitectura: Aedas Architects, Ltd.

Inginerie Structurala: Arup

Project Manager: Mace International

Dezvoltator: Al-Futtaim Carillion

Alti consultanti: Davis Langdon; Townshend Landscape Architects; NSCC; William

Hare; Yuan

Abu Dhabi a devenit un centru economic important al Orientului Mijlociu, care

a cunoscut o dezvoltare spactaculoasa la nivelul constructiilor, iar cladirile inalte nou

construite domina acum centrul asezarii, ceea ce ridica probleme referitoare la

impactul acestora asupra mediului, sustenabilitate si tehnologii noi, care sa faca

posibile chiar si cele mai imposibile idei. De aceea, cercetarile constructorilor se

indreapta spre gasirea de noi moduri de constructie in zone desertice, care sa

reduca in special emisiile de carbon.

Astfel, inca de la o prima analiza minimala, clima de la Abu Dhabi releva faptul

ca aceasta este dominata de un soare arzator pe tot parcursul zilei, cu temperaturi

de 40 de grade Celsius si 0% sanse de ploaie. In asemenea conditii extreme, pana si

arhitectii pun pe primul plan designul legat de mediu pentru ca proiectul sa poate

functiona corespunzator. Lasand deoparte faptul ca nisipul poate compromite

integritatea structurala a cladirii, caldura intensa si razele solare pot cauza un

disconfort accentuat la interior, daca nu se iau masurile necesare.

Pentru noua pereche de turnuri realizata la Abu Dhabi, echipa de arhitecti de

la Aedeas au realizat o fatada dinamica ce se inspira din cultura islamica, de la un

element de umbrire realizat dintr-un grilaj din lemn numit “mashrabiya”, regasit in

arhitectura vernaculara musulmana, care avea rolul de obtinere a intimatii casei, dar

si de reducere a radiatiilor solare. Acestia au pornit de la sistemul amintit pentru a

propune un mecanism exterior automat de umbrire, care sa genereze o imagine

vizuala interesanta si inovativa, fatada fiind conceputa ca o interpretare

contemporana a mashrabiyei, care sa imbine mostenirea culturala a zonei cu

cerintele beneficiarilor de a obtine o cladire sustenabila, ecologica si eficienta

folosind tehnologia moderna.

Traditia constructiilor inalte din Orientul Mijlociu se bazeaza pe designul tipic al

celor din America de Nord, care in general nu se adreseaza unui climat radical si

diferentiat. Multe dintre cladirile inalte existente aici se bazeaza pe sisteme de fatade

cortina realizate din sticla de inalta performanta si control solar, care desi

accepatibile ca solutie, totusi ofera privelisti restranse, lipsa unei cantitati optime de

lumina naturala sau luminare excesiva pe parcursul zilei. In mod alternativ, s-au mai

utilizat sisteme de umbrire cu rezultate satisfacatoare, care care pot fi optimizate

pentru conditii generale, ceea ce nu ofera niciodata rezultate ideale.

Sistemul “mashrabiya” de la turnurile Al Bahar este format dintr-o serie de

componente transparente, ca niste umbrele, care se inchid si se deschid in functie de

traseul soarelui. Fiecare dintre cele doua turnuri inglobeaza peste 1000 de elemente

de umbrire, care sunt controlate printr-un sistem de control al cladirii, creand astfel o

fatada inteligenta.

Se estimeaza ca acest sistem de ecrane este capabil sa reduca radiatia solara

cu 50 de procente si va reduce necesarul de energie a cladirii pentru ventilatie si aer

conditionat. In plus, capacitatea de umbrire si filtrarea luminii le-a permis arhitectilor

sa fie mai permisivi cu tipul de sticla folosit. Astfel, ecranul permite utilizarea unei

sticle mai transparente, care lasa sa patrunda mai multa lumina naturala, pentru a

genera privelisti mai ample si pentru reducerea necesarului de lumina artificiala. Se

foloseste, asadar, o tehnica veche intr-o maniera noua, ceea ce corespunde de

asemenea tendintei emiratelor de a ocupa o pozitie inalta in ceea ce priveste

constructia de cladiri sustenabile.

Utilizand o descriere parametrica a geometriei panourilor de fatada, echipa a

reusit sa genereze raspunsul acestora la expunerea solara si sa schimbe unghiurile

de incidenta in functie de diferite momente ale zilei si ale anului.

Ecranele se comporta ca o fatada cortina, fiind amplasate la 2 metri de

structura, pe un cadru independent. Fiecare triunghi este invelit in fibra de sticla si

programat sa raspunda schimbarii pozitiei soarelui, cu scopul de a reduce cantitatea

de radiatie solara care patrunde la interior. In timpul noptii, toate ecranele se inchid.

Fiecare dintre aceste unitati cuprinde o serie de panouri realizate din PTFE

(politetrafluoretilena) care sunt conduse pe o directie de actiune pre-programata

secvential, care a fost calculata sa previna patrunderea directa de radiatie solara si

sa o limiteze la 400 de wati pe metrul liniar. Intreaga instalatie este protejata de o

serie de senzori care vor deschide unitatile in eventualitatea unei innorari complete

sau vanturi puternice. Efectele acestui sistem sunt in principal reducerea patrunderii

de radiatie solara si o foarte buna iluminare naturala si reducerea celei artificiale,

precum si reducerea cu 50% a radiatiei solare, ceea ce genereaza o reducere a

emisiilor de dioxid de carbon cu 1.750 de tone pe an.

S-a realizat apoi o macheta detaliata a cladirii care imbina geometria formala

cu elemente dinamice de umbrire, generand o imagine de ansamblu a proiectului in

orice moment. In timpul etapelor de design ale proiectului, aceasta macheta a facilitat

o varietate de optimizari de performanta, iar in timpul etapelor de constructie

macheta a fost utilizata pentru a se realiza coordonarea perfecta a diferitelor

elemente ale cladirii, incluzand aici fundatia din beton, scheletul structural din otel,

fatada si “mashrabiya”.

Forma generala a turnurilor a fost optimizata si completata de sistemul de umbrire.

Designul a inceput de la doi cilindri simpli, planul circular fiind cel mai eficient din

punct de vedere spatial. Planul circular a fost apoi articulat avand la baza o

combinatie de geometrii circulare pentru a reduce expunerea solara. Forma turnurilor

a fost apoi modelata in jurul axei, avand baza si varful cu raze mai mici decat zona

de mijloc.

Sistemul de control

solar realizat in panouri PTFE

acoperite cu fibra de stica

(vezi figura), sunt amplasate in

principal pe fatada sudica si

printr-un sistem inteligent isi

schimba deschiderea in

functie de momentul zilei si al

anului, de gradul de insorire si

de conditiile atmosferice.

Cladirea incorporeaza de asemenea, un sistem de panouri solare pentru

obtinerea apei calde si va fi una dintre primele cladiri in zona care va primi

certificarea LEED.

De asemenea, de-a lungul fatadei sudice se afla amplasate gradini

suspendate, care indeplinesc atat rolul de umbrire cat si de improspatare a aerului.

Aceste zone servesc sic a spatii de intalnire, in timpul pauzelor sau conferinte.

Sistemul de fatada demonstreaza inalta tehnologie existenta deja in zona,

demonstrand ca ca solutiile dinamice si indraznete de adaptare la conditiile climatice

sunt mai potrivite zonei decat adaptarea unora standard, care nu sunt specifice

traditiilor regionale. Turnurile Al Bahar au reusit sa aduca la un loc contextual cultural

cu designul de inalta calitate utilizand tehnologia moderna pentru a atinge standard

inalte de eficienta.

Designul turnurilor poate fi si un raspuns al unui numar de initiative care au

fost lansate in Emirate, precum Planul 2030 pentru Abu Dhabi, ce cuprinde o directie

de dezvoltare bazata pe principiile responsabilitatii culturale si de mediu.

Bibliografie:

Elements in architecture – Oscar Riera Ojeda & Mark Pasnik, Evergreen, Koln, 2010Contemporary Architecture – Macarena San Martin, Barcelona, 2012http://www.100construct.rohttp://www.archdaily.comhttp://skyscrapercenter.comhttp://phaidonatlas.com/

Sursa imaginilor:

http://www.archdaily.comhttp://www.aedas.comhttp://inhabitat.com