Окно как элемент здания высоких технологий — Здания высоких технологий — Инженерные системы

Главная|Журнал|Зима 2013|Окно как элемент здания высоких технологий

Окно как элемент здания высоких технологий

Юрий Андреевич Табунщиков

Современное строительство интенсивно развивается в направлении все большего использования светопрозрачных ограждающих конструкций.

 В архитектуре появились такие понятия, как «помещение под стеклом», «дом под стеклом», «здания биоархитектуры», в которых остекление наружных ограждений достигает 100 %.

Посмотрите на многоэтажные здания на Новом Арбате в Москве, Дом музыки и гостиницу у Павелецкого вокзала, строящийся комплекс высотных зданий Москвы-Сити, в которых площадь остекления является существенно доминирующей в ограждающих конструкциях.

Эти здания прекрасно выглядят в ночное время и, безусловно, являются архитектурным украшением ночного города. Но редко кто задумывается о том, что окно как светопрозрачный элемент наружной ограждающей конструкции играет очень важную роль в обеспечении микроклимата помещений.

В некотором смысле окно – это роскошь. Поэтому архитекторы в течение веков «разрабатывали» окна как изысканный элемент архитектуры здания. Окна переживали разные периоды: периоды гонения, когда говорили, что стекломанию надо безжалостно истреблять, и периоды возвеличивания, когда считалось, что чем больше остекления, тем знаменитее архитектор, или окно – это ключ экономии энергии в здании.

Прародителем окна являлась дыра для выхода дыма из первобытного жилища, которая в то же время обеспечивала некоторую освещенность помещения и поступление свежего воздуха. Первые остекленные окна появились в Романский период, и архитекторы сразу почувствовали их огромные возможности обеспечивать освещенность помещения, регулировать поступление свежего воздуха, украшать фасад здания и, что особенно важно, обеспечивать хороший вид из окна – безусловный дополнительный комфорт помещения.

Даже в осенние пасмурные дни вид из окон Эрмитажа на Неву, Петропавловскую крепость и Стрелку Васильевского острова или вид из окон Екатерининского дворца в Царском селе на парковый ландшафт создают радостное ощущение солнечного светового комфорта.

Исторически известно, что первое остекление здания – это помещение бани в Помпеях с окнами размером 0,9 × 1,2 м. В средние века Венеция становится главным центром декоративного и оконного стеклопроизводства. Новая технология изготовления плоского стекла была разработана во Франции еще в XVII веке. Производство стекол большой прозрачности и размеров существенно расширило сферу их применения – в качестве зеркал, например, в Зале зеркал в Версальском дворце, для окон больших размеров, названных французским балконом.

Сегодня окна являются высокоразвитым архитектурным и инженерным элементом здания. Тем не менее можно утверждать, что известные возможности окон – обеспечивать визуальный комфорт, освещенность, поступление свежего воздуха, снижение теплопотерь в холодный период и теплопоступлений от солнечной радиации в летний период – недостаточно изучены, востребованы и оптимизированы, а возможности окон быть элементом системы отопления или системы вентиляции помещения либо элементом биоархитектуры здания известны только узкому кругу специалистов.

Архитектор Норман Фостер пишет: «Наряду с тем, что для нахождения необходимых решений мы часто используем новейшие технологии, мы также вдохновляемся забытыми идеями, в частности идеей использования естественной вентиляции вместо кондиционирования, или ищем способы отражения естественного света во внутреннее пространство. Например, в определенное время дня пол аэропорта Станстед (Stansted Airoport) (Лондон, Великобритания) покрывается пятнами солнечного света. Этот эффект обусловлен осознанным решением, согласно которому солнечный свет должен быть ингредиентом внутреннего пространства. Воплощение этого решения было тщательно смоделировано и исследовано. И исходило оно из сильного желания повысить качество этого пространства и придать большую человечность сооружению».

С точки зрения обычного потребителя главным достоинством окон является обеспечение визуального эстетического комфорта и освещенности помещения.

Расположение и площадь окна для обеспечения визуального эстетического комфорта должны выбираться с учетом уже существующих интересных видов на природу и на архитектурные образования, чтобы обеспечивать максимальный контакт между наружным и внутренним пространством. Это требование имеет безусловную коммерческую ценность и должно быть закреплено некоторыми количественными показателями.

Расположение и площадь окна для обеспечения дневного светового комфорта должны проектироваться таким образом, чтобы обеспечивать поступление дневного света и солнечной радиации (инсоляция) в жилище круглый год. Это требование содержит в себе глубокие противоречия и вызывает до настоящего времени непримиримые споры специалистов, особенно в той его части, которая касается требований по объему и времени инсоляции, а также методики ее нормирования и расчета.

Определяющая роль в формообразовании здания с целью обеспечения максимального использования положительного и нейтрализации отрицательного воздействия энергии наружного климата принадлежит остеклению. Учет этих обстоятельств позволяет снизить расход теплоты на отопление на 10–15 %, а на охлаждение помещений здания – до 20–25 %. Методика выбора формы, размеров и ориентации здания с учетом энергетического воздействия наружного климата имеет большую практическую пользу при архитектурном проектировании зданий высоких технологий [1, 2].
Возможности окна обеспечивать поступление свежего воздуха в помещение наряду с возможностями окна обеспечивать поступление света и теплоты солнечной радиации являются главными жизнеобразующими факторами жилища. Это понимали архитекторы всех времен и уделяли этому обстоятельству особое внимание. Посмотрите книги современных выдающихся архитекторов, к примеру Нормана Фостера, и вы обнаружите много рисунков, связанных с использованием окон для организации естественной вентиляции здания. Однако в наше время «в погоне за энергосбережением» сконструировали и разрекламировали герметичные окна, не пропускающие воздух, и таким образом превратили главное достоинство окон – обеспечивать поступление свежего воздуха – в угрожающий здоровью недостаток.
С другой стороны, замечательные архитекторы и инженеры в своих работах дали примеры нового подхода к остеклению как к элементу системы теплоснабжения здания, или как к элементу системы отопления, вентиляции, или, наконец, как к элементу системы климатизации здания.

Здесь в первую очередь следует указать конструкции остекления здания Commerzbank во Франкфурте-на-Майне (Германия), «солнечной стены» в реконструируемых жилых домах Копенгагена (Дания) и в конструкциях остекления экспериментального жилого района Виикки в Хельсинки (Финляндия).

Для организации естественной вентиляции помещений Commerzbank светопрозрачные ограждения офисов здания сделаны двухслойными – практически уникальный прием в современном высотном строительстве. Внешняя оболочка – первый слой остекления – имеет щелевые отверстия, через которые наружный воздух проникает в полости между слоями и далее через приоткрытое окно – внутренний стеклопакет – попадает в помещение. Таким образом, внешняя оболочка «гасит» сильное ветровое давление и обеспечивает «мягкий» поток естественной вентиляции непосредственно до уровня 50-го этажа.

При реконструкции жилых домов в Копенгагене использованы два приема предварительного подогрева наружного воздуха для вентиляции помещений. Первый прием: нижний фасад здания покрыт прозрачными панелями, образующими конструкцию площадью 178 м², называемую «солнечной стеной». Наружный воздух поступает в здание через воздушный промежуток между ограждающими конструкциями и прозрачными панелями «солнечной стены». Второй прием – это сооружение «солнечных вентиляционных башен».
В жилых домах экспериментального района Виикки были остеклены лоджии для предварительного подогрева приточного воздуха в холодный период, а в информационном центре KORONA по периметру двойной стены расположены зимние сады, в которых за счет «парникового эффекта» осуществляется предварительный подогрев воздуха для системы кондиционирования.

Окно как ограждающая конструкция здания середины 70-х годов ХХ века считалось самым слабым элементом в конструкции здания, и его возможности ограничивались значениями сопротивления теплопередаче и показателем солнцезащиты. Революционные технологии в производстве окон в 80-х годах ХХ века открыли их новые теплозащитные возможности и возможности высокоэффективной солнцезащиты, что оказало сильное влияние на архитектуру зданий.

В современном строительстве широко используются окна с термическим сопротивлением, соизмеримым с термическим сопротивлением стены. В результате этого теряет силу требование о необходимости расположения отопительных приборов под окнами для защиты помещения от ниспадающих холодных потоков воздуха. Последнее обстоятельство в определенной мере увеличивает полезную рабочую зону помещения, с одной стороны, а с другой стороны – открывает архитектору новые возможности в проектировании интерьеров.

Давно существует идея о конструкциях окон с мобильной теплозащитой для ночного времени. Имеется в виду, что, например, в ночное время межстекольное пространство заполняется экраном, выполненным из теплозащитного материала. В результате теплозащиты качество окна увеличивается до двух раз и на такую же величину уменьшаются теплопотери через окна. Конструкция окон с мобильной теплозащитой эффективна для применения в холодное время в любом регионе России, но имеет особую привлекательность в районах с полярной ночью.

Биоархитектура – явление в строительстве сравнительно молодое. Главный принцип биоархитектуры – гармония с природой, желание приблизить человеческое жилище к природе. Экодизайнер Уильям Мак-Доно пишет: «Я хочу сделать так, чтобы птица, залетев в офис, даже не заметила, что она уже не вне здания, а внутри него».

Исследования показывают, что главный принцип биоархитектуры реализуется главным образом за счет многофункционального остекления здания.

Например, здание компании GAP в Сан-Бруно (Калифорния, США) имеет огромные окна и очень высокие стеклянные потолки, а заполненные солнечным светом помещения здания представляют органичную часть наружного пространства и окружающей природной среды. Автору статьи не удалось найти в литературе концепцию биоархитектуры. Есть некоторое ощущение, что биоархитектура – это одно из направлений хай-тек-архитектуры с ярко выраженным использованием остекленных пространств. Одним из примеров этого являются сады в здании Commerzbank.

В заключение короткого обзора естественно задать себе некоторые вопросы. Например, почему мы так упорно придерживаемся искусственного освещения, в то время как мы могли бы проектировать здания, заполненные дневным светом? Почему мы применяем повсеместно расточительные системы кондиционирования в местах, где могли бы просто открыть окно? Почему мы упорно боремся с окружающей нас энергией солнца, ветра, воздуха, а не превратили ее в нашего могущественного друга? Ответы на эти и другие подобные вопросы находятся в неизученных возможностях окон.

В следующем номере журнала «Здания высоких технологий» читайте статью по технологиям остекления для нового поколения интеллектуальных окон.

Литература

1. Инженерное оборудование высотных зданий / под общ. ред. М. М. Бродач. – 2-е изд. – М.: АВОК-ПРЕСС, 2011. – 458 с.

2. Табунщиков Ю. А., Бродач М. М. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий. – 2-е изд. – М.: АВОК-ПРЕСС, 2012. – 204 с.

Ограждающие конструкции

Пластиковые окна в исторических зданиях: простое решение сложной задачи

Пластиковые окна при реконструкции

Пластиковые окна часто используются при реконструкции исторических зданий. Они помогают сохранить прежний архитектурный облик и при этом соответствуют современным требованиям по эксплуатации. Многочисленные примеры установки пластиковых окон в памятниках архитектуры говорят о широких возможностях использования ПВХ-конструкций для этой цели.

Использование пластиковых окон при реконструкции не случайно. В отличие от реставрации реконструкция позволяет улучшить эксплуатационные характеристики здания благодаря использованию современных решений — ПВХ-окон в том числе. 

При реставрации не только внешний облик здания воссоздаётся в первоначальном виде. Используемые технологии и материалы должны быть максимально приближены к исходным, а это всегда сложно и очень дорого.  

Реконструкция исторического здания: тысяча и одна возможность пластиковых окон 

Очень многие исторические здания нуждаются в ремонте и реконструкции. Только за последние 5 лет в России было восстановлено более 6 000 памятников архитектуры, включая церкви и храмы.

Далеко не все архитектурные объекты нужно сохранять в первозданном виде. Это может быть затруднительно технически или же нецелесообразно с практической точки зрения. Многие особняки XVIII или XIX века используются в наши дни для размещения офисов, гостиниц, театров. В таких случаях выполняется реконструкция: здание ремонтируется и перестраивается, но с сохранением внешнего облика. При реконструкции почти всегда устанавливаются новые окна.

Современные пластиковые окна прекрасно подходят для этой цели. Технология позволяет изготовить окно нужной конфигурации индивидуально для каждого случая. Часто это дарит новую жизнь, казалось бы, безнадёжно устаревшему архитектурному объекту. 

Энергоэффективность 

Старинные постройки часто отличаются высокими энергозатратами на обогрев. Это ведёт к чрезмерным расходам на эксплуатацию. Пластиковые окна решают эту проблему — помогают сохранить тепло, повысить эффективность отопления. 

Безопасность 

Вопрос сохранности материальных ценностей и исторических артефактов всегда актуален. Использование взломостойких окон и антивандальных стеклопакетов соответствует всем требованиям по безопасности.  

Сохранение исторического облика

Сохранить первоначальный облик старинного здания — одно из главных требований при реконструкции. Нарушения могут привести к серьёзным правовым последствиям: от крупных штрафов до уголовной ответственности.

Применение для изготовления окон ПВХ-профиля позволяет воссоздать почти любой архитектурный стиль. Производители предлагают специальные комплектующие для «исторических окон» — накладной архитектурный декор, фальш-переплёты, шпросы, установку дополнительных импостов и т. п.

Пластиковым окнам можно придать любую форму: арочную, квадратную, треугольную, многогранную. ПВХ-профиль может быть разрезан и сварен под любым углом, изогнут. Цветовые решения окон из пластика разнообразны — от имитации дерева до получения любого нужного оттенка. Поверхность окна можно искусственно «состарить». 

Сохранение микроклимата в здании 

При реконструкции крайне важно правильно смоделировать или рассчитать тепловые поля узлов примыканий оконных блоков к стеновым проёмам, поскольку ширина профилей коробок современных оконных блоков значительно меньше, чем у старых, а это сильно влияет на теплотехнику внутренних откосов. Нарушения в этой части могут с большой вероятностью привести к отсыреванию и разрушению откосов, а также к появлению плесени.

Технология «реставрационных окон» позволяет производить замену без проникновения воздуха с улицы. Конструкция состоит из двух блоков. Внешний имитирует прототип и идеально сочетается с фасадом. Он состоит из двухкамерного стеклопакета с двойным уплотнением. Внутренний блок достоверно копирует исторический облик интерьера. Такие многокомпонентные окна часто используют в зданиях с толстыми стенами.  

Знаменитые здания обзаводятся новыми окнами 

Использование пластиковых окон при реконструкции известных исторических зданий — лучшее доказательство функциональности, надежности и универсальности ПВХ-профиля. Приведем несколько примеров. 

Киевский вокзал в Москве 

При реконструкции Киевского вокзала в Москве были установлены пластиковые арочные окна в стиле неоклассицизма с элементами ампира, форма которых воссоздана по оригинальным чертежам. 

Мраморный дворец в Санкт-Петербурге 

В 2013 году в Мраморном дворце в Санкт-Петербурге была проведена частичная реконструкция фасада, выходящего во двор. Окна были заменены на пластиковые с сохранением исторического облика.  

Государственная Третьяковская галерея 

Пластиковые окна, установленные при реконструкции Третьяковской галереи, соответствуют жёстким требованиям к поддержанию музейного микроклимата. Был сохранён архитектурный стиль здания — применены арочные решения и строгие цветовые ограничения. 

Церковь Покрова Пресвятой Богородицы (с. Жестылево, Дмитровский район Московской области) 

При реконструкции церкви Покрова Пресвятой Богородицы в Жестылево были установлены арочные пластиковые окна с декоративной внутренней раскладкой.

Оконные конструкции в церкви играют особую роль. Каждый элемент здесь имеет символическое значение. Поэтому при реконструкции было важно передать точную форму и размер каждого окна. 

Гостиница «Бристоль» (г. Воронеж) 

Памятник федерального значения, гостиница «Бристоль» в стиле модерн — яркий пример использования ПВХ-окон при реконструкции. В здании установлены окна разных форм — круглые, арочные, прямоугольные, с фальш-переплётами и без. 

Пластиковые окна для архитектурных памятников: есть ли ограничения?

Пластиковые окна превосходно справляются со своими задачами при восстановлении исторических зданий. Они ничуть не уступают деревянным и по многим параметрах даже превосходят их. При правильной установке они значительно продлят срок жизни здания и помогут создать комфортный микроклимат.

Бывают случаи, когда использование пластиковых окон ограничено архитектурными или техническими условиями. К ним относится реставрация с необходимостью сохранить и внешний облик, и оригинальную конструкцию окна. 

Новая жизнь исторических зданий 

Несмотря на то, что пластиковые окна — продукт современных технологий, они как нельзя лучше подходят для использования при реконструкции старых зданий:

• 
  технология позволяет изготавливать окна, почти неотличимые от оригинальных, что сохраняет облик реконструируемого объекта;
• каждое окно может быть изготовлено по индивидуальным размерам;
• 
  окна из ПВХ-профиля соответствуют действующим нормам энергоэффективности;
  
• 
  
  по сравнению с альтернативными решениями затраты на изготовление и монтаж минимальны.
  

Пластиковые окна помогают вдохнуть в старинный особняк, дворец или храм новую жизнь. Не просто сохранить, но продолжить использование здания по назначению — для людей.

Сборка изображений Windows | Скачать бесплатные изображения на Unsplash

Building Windows Pictures | Скачать Free Images на Unsplash

• ФотоФотографии 10k
• Стопка фотографийКоллекции 10k
• Группа людейПользователи 0

окно

здание

архитектура

городской

городской

синий

световой люк

высотный

серый

город

офисное здание

жилье

Логотип Unsplash Unsplash+

В сотрудничестве с Osarugue Igbinoba

Unsplash+

Разблокировать

абстрактные обои cityHd для офисного здания

Clay LeConey

Hd Pattern Wallpapereast 51st Street & Madison Avenuey

–––– –––– –– –– – –––– – –––– –– – –– –––– – – –– ––– –– –––– – –.

Ян Якуб Наништа

buildingamsterdam-zuidoosthome

Kevin Martin Jose

Hd синие обоиopenHd обои небо

Nathan J

Hd blue wallpapersarchitectureskylight

Tapio Haaja

Helsinkifinlandmall of Tripla

Unsplash logo Unsplash+

В сотрудничестве с George Dagerotip

Unsplash+

Разблокировать

дверидверные проемыHd окна обои

Joel Filipe

Hd обои город madridspain

Майк Кононов

бизнесофисHd неоновые обои

Деймон Зайдмус

ОслоHD картинкиHq фон картинки

Itadaki

Hd синие обоиHd окна обоилестница

Anna Holowetzki

ПортлендСоединенные ШтатыHd кирпичные обои

Логотип Unsplash Unsplash+

В сотрудничестве с Olivie Strauss 9001 1

Unsplash+

Разблокировать

розовая стенаHd wallpaperseurope

Владимир Кудинов

Новый york images & imagesmanhattanwork

Кай Роведер

deutschlandfrankfurt am mainreflektion

Erin Doering

Peachtree Street Northeast Atlanta High Museum of Art

Tim Arterbury

Hd кирпичные обои wacowall

Samuel-Elias Nadler

austriawienwirtschaftsuniversit ät wien

Логотип Unsplash Unsplash+

В сотрудничестве с Вирджинией Мариновой

Unsplash+

Разблокировать

экстерьерыСофияБолгария

Адриен Оличон0011

зданиеАмстердам-Зуйдоостдом

Hd синие обоиархитектуранебесное небо

ХельсинкиФинляндияторговый центр Tripla

дверидверные проемыHd окна обои

бизнесофиснеоновые обои HD

синие обоиHd окна обоилестница

розовая стенаHd обоиевропейская

HD кирпичные обоиwacowall

экстерьерsofiabulgaria

––– – –––– –––– – –––– – –––– –– – –– –––– – – –– ––– –– –––– – –.

Hd обои с рисунком 51st street & madison avenueny

Hd синие обоиоткрытыеHd обои небо

Hd обои городамадридиспания

ослоHd обоиHq фоновые изображения

портлендсоединенные штатыHd кирпичные обои

Нью йорк картинки и изображенияmanhattanwork

deut schlandfrankfurt am mainreflektion

peachtree street noreastatlantahigh Museum of Art

austriawienwirtschaftsuniversität wien

Связанные коллекции

Детали здания: двери, окна и т. д.

95 фото · Куратор Линдсей Марш

Объекты: Окна здания и т.д.

городскойHd абстрактные обоиофисное здание

Hd синий обоиархитектурамансардное окно

дверидверные проемыHD обои обои

HD синие обоиHD окна обоилестница

deutschlandfrankfurt am mainreflektion

Hd кирпичные обои wacowall

зданиеархитектураHd серые обои

Hd узорные обоивосток 51st street & madison avenueny

хельсинкифинляндиямолл оф трипла

hd город обоимадридиспания

90 010 PortlandUnited StatesHd кирпичные обои

New York images & imagesmanhattanwork

Peachtree Street Northeastatlantahigh Museum of арт

экстерьеры Софии Болгарии

–––– –––– –––– – –––– – –––– –– – –– –––– – – –– ––– –– –––– – –.

buildingamsterdam-zuidoosthome

Hd синие обоиopenHd небо обои

бизнесофисHd неоновые обои

osloHd обоиHd фоновые изображения

Похожие коллекции

Building Details: Doors , окна и т. д.

95 фото · Куратор Линдсей Марш

Objects: Building Window etc

56 фото · Куратор Рен Орихаши

Building

993 фото · Куратор Putri A

розовая стенаHd wallpaperseurope

auustriawienwirtschaftsuniversität wien

Просматривайте премиум-изображения на iStock | Скидка 20% на iStock

Unsplash logo

Создайте что-то потрясающее

Основы строительства: окна — On Point Custom Homes

Окна играют важную роль в вашем доме, поскольку их различные стили, материалы и цвета будут существенно влиять на архитектурный дизайн и общий дизайн. эстетический. Что еще более важно, они также являются важной частью головоломки энергоэффективности вашего дома.

С сегодняшними энергетическими нормами все окна в наших новых домах имеют двойное остекление и газоизоляцию. Мы стремимся выйти за рамки минимальных стандартов, поэтому во всех наших окнах используется высококачественное низкоэмиссионное стекло. Вместо основного стекла мы выбираем стекло, покрытое высококачественным газом с отражающим барьером для снижения теплопередачи. Это делает ваши окна более энергоэффективными.

Кроме того, когда домовладельцам нужны алюминиевые окна, мы всегда рекомендуем выбирать оконный пакет с терморазрывом, поскольку он еще раз повышает энергоэффективность вашего дома и значительно снижает вероятность запотевания окон. При термически разбитых окнах в оконную раму устанавливается дополнительный защитный барьер для снижения теплопередачи.

Материал + цвет
Три самых популярных материала для окон: алюминий, винил и дерево. Алюминиевые окна, как правило, более современные по дизайну, так как имеют самый тонкий профиль. Алюминиевые окна также предлагают самый широкий выбор цветов, но какой бы цвет вы ни выбрали, он будет одинаковым внутри и снаружи.

С виниловыми окнами вы получаете немного более толстый профиль, что делает их более часто используемыми в домах традиционного стиля, включая стили фермерских домов или ремесленных домов. Винил также предлагает достаточное количество вариантов цвета для экстерьера, но не так много, как алюминий. Как правило, ваш внутренний цвет будет белым, несмотря на выбор внешнего цвета.

Наконец, в окнах Wood-Clad используется древесина внутри, а снаружи используется атмосферостойкий материал. Что касается дерева, вы можете покрасить их в любой желаемый цвет.

**Функция
**Не все окна работают одинаково, и существует множество вариантов того, как вы хотите, чтобы ваши окна работали.

Неподвижные стеклянные или панорамные окна не открываются, а устанавливаются исключительно для освещения.

Одностворчатые окна можно открывать снизу, при этом верх остается неподвижным.

Двустворчатые окна открываются сверху и снизу в обоих направлениях. Хотя это не всегда заметно, двойные окна, как правило, имеют немного более широкий профиль, чем одинарные окна, чтобы обеспечить дополнительную функциональность.

Створчатые окна распахиваются, как двери, и управляются рукояткой. Створчатые окна являются самыми дорогими из различных стилей окон, но, как правило, наиболее предпочтительным вариантом для наших клиентов.

Окна маркизы откидываются вверху и открываются наружу, как маркиза.

Эркеры добавляют объем фасаду, поскольку они выступают наружу, создавая уголок пространства внутри. Они отлично подходят для добавления места у окна для чтения.

Дизайн
В зависимости от архитектурного стиля вашего дома решетка окна будет меняться. Мы склонны устанавливать окна с сеткой на внешней стороне стекла, а не между стеклами. Традиционные дома обычно имеют окна с разделенными световыми сетками, в то время как в современных домах используется непрерывный свет без сетки или минимальные сетки. Дизайн окон — это самый простой способ смешать два архитектурных стиля.