Ученые предложили новую методику расчета вентилируемых фасадов

В актуализированный СНиП 23-02-2003 … вошла новая методика комплексного теплофизического расчета вентилируемых фасадов, разработанная учеными НИИ строительной физики. С нее началась наша беседа с заведующим лабораторией НИИ строительной физики, доктором технических наук, профессором, членом-корреспондентом РААСН Владимиром Гагариным.

— Владимир Геннадьевич, что-то подобное этой методике уже было в нашей отрасли?

— Нет. Такая нормативная методика расчета вентилируемых фасадов создана впервые в мире. Мы уже в экспериментальном порядке опробовали ее в Башкирии и Томске и выпустили книгу «Фасады — для сибирского климата», где эта методика изложена. Методика предназначена прежде всего для проектировщиков. Она стала рекомендуемым приложением к актуализированной редакции СНиП 23-02-2003

В ходе работы были также получены интересные результаты по ветровым нагрузкам на фасады.

— Теперь перейдем к другой теме. Не один год специалисты ведут споры о том, нужно ли применять ветрозащитную пленку в конструкции вентфасадов. Многие считают, что эти пленки позитивно влияют на эксплуатационные свойства таких фасадов. Насколько это верно

— Действительно, в специальной литературе отмечается целый ряд положительных результатов от применения ветрозащитных пленок. Один из них — предотвращение эмиссии волокон из утеплителя. Ведь при движении воздуха вдоль поверхности минеральной ваты, не защищенной ветрозащитной пленкой, на приповерхностные волокна действует аэродинамическая сила, вызывающая напряжения растяжения в сечении волокна и касательные напряжения в капельках связующего, которое закрепляет волокно в материале. Эти напряжения в итоге и приводят к тому, что мелкие частицы минваты вылетают наружу. Многие считают, что это вредно для здоровья, однако, забегая вперед, скажу, что мы в процессе наших исследований сталкивались скорее с практическим отсутствием эмиссии, чем с ее наличием.

— Как проводилось это исследование?

— Несколько лет назад НИИ строительной физики совместно с НИИ механики МГУ им. М. В. Ломоносова разработали теорию этого явления. В результате удалось получить уравнение эмиссии волокон. В этом уравнении имеется коэффициент эмиссии волокон, определяемый экспериментально. Для исследования описываемого явления и определения коэффициента эмиссии волокон были проведены эксперименты с образцами плит штапельного стекловолокна. В результате длившихся несколько лет испытаний эмиссия волокон не обнаружена. Пересчет на период эксплуатации фасада с реальной скоростью движения воздуха в прослойке (т. е. до 1 м/с) показывает отсутствие эмиссии волокон в течение срока, превышающего 100 лет. Правда, за это время может разрушиться связующее в плите. Однако изделия из штапельного стекловолокна обладают длинными волокнами, вследствие переплетения которых эмиссия волокна может не происходить и при разрушении связующего.

— Так что этот плюс оказался сомнительным? Ну а какие еще преимущества называют апологеты ветрозащитных пленок?

— Они приводят аргумент, что ветрозащитные пленки позволяют предотвратить фильтрацию воздуха в ограждающих конструкциях и тем самым способствуют сохранению теплозащитных свойств здания. Фильтрациявоздуха может быть поперечной и продольной. В свою очередь, поперечная фильтрация делится на инфильтрацию (снаружи внутрь помещения) и эксфильтрацию (изнутри помещения наружу). Именно эти виды фильтрации и должна предотвращать ветрозащитная пленка. Если при помощи устройства ветрозащитной пленки фильтрация будет ликвидирована, то достигнется сохранение теплозащитных свойств конструкции. Кроме того, пленка защищает утеплитель от увлажнения атмосферными осадками во время эксплуатации объекта. Ведь в воздушную прослойку могут попадать и дождь, и снег, особенно если при этом дует ветер. Именно увлажнение косыми дождями может представлять опасность для сохранности эксплуатационных свойств утеплителя. И, наконец, ветрозащитная пленка обеспечивает сохранность утеплителя в период монтажа. Потому что нередко в процессе монтажа возникают длительные перерывы между тем, как установят утеплитель, и тем, когда смонтируют облицовку. Нередко такие перерывы достигают нескольких месяцев, и утеплитель повреждается из-за ветра и осадков.

— Но если все так хорошо, то какие аргументы могут найтись у противников применения ветрозащитных пленок?

— Представьте себе, таких аргументов немало. Один из них — ветровлагозащитная пленка может перекрывать воздушную прослойку вентилируемого фасада, значительно уменьшая ее толщину. В результате движения воздуха в прослойке не будет или оно будет очень слабым. А это значит, что самого главного — удаления водяного пара из конструкции, ради которого эта прослойка и предусматривается, не будет! Причем подобная ошибка зачастую появляется не только по вине монтажников. Нередко она заложена в систему еще на стадии проектирования! Довольно часто в таких проектах закладывается установка ветрозащитной пленки не поверх утеплителя, что было бы логично, а между направляющими. В результате толщина вентилируемой прослойки между пленкой и облицовкойстановится равной толщине вертикальной направляющей и составляет не более 25 мм. А это противоречит требованиям норм, в соответствии с которыми минимальная толщина воздушной прослойки регламентирована в 40 или 60 мм.

Применение ветрозащитной пленки может привести к переувлажнению утеплителя фасадной конструкции. Это происходит тогда, когда подрядчики при монтаже в качестве ветрозащиты применяют пленки с пониженной паропроницаемостью (как правило, из-за их более низкой стоимости). А иногда и вовсе вместо ветрозащиты устанавливают разные непроницаемые пленки, вплоть до полиэтиленовой.

Например, в г. Якутске построено много фасадов, в которых в качестве ветрогидрозащиты использована полиэтиленовая пленка. При проведении натурных исследований этих фасадов в зимний период между полиэтиленовой пленкой и утеплителем обнаружили лед! Увлажнение же наружного слоя утеплителя зимой приводит к снижению его долговечности — с этим вряд ли кто будет спорить.

Но гораздо большая опасность применения пленок связана с возгораниями. Дело в том, что ветрозащитные пленки сделаны на полимерной основе и относятся к материалам группы горючести Г2.  Это значит, что при воздействии на них открытым огнем они загораются и в случае возникновения пожара они могут способствовать его развитию. Какую опасность могут представлять горючие компоненты фасадных систем, показали пожары, произошедшие в последние несколько лет. Например, возгорание пленки «Тайвек» при проведении сварочных работ на 17-м этаже здания со смонтированным фасадом привело к распространению огня до первого этажа и к многочисленным повреждениям фасада. 

Практически невозможно исключить применение открытого огня при проведении ряда работ на здании с уже смонтированным фасадом: это кровельные работы на крыше, сварочные работы на балконах и лоджиях, наплавление гидроизоляции на отмостке здания и т. д. Поэтому практически нельзя исключить возможность возгорания ветрозащитной пленки.

И еще один момент. Нерадивые подрядчики нередко используют ветрозащитную пленку, чтобы скрыть дефекты теплоизоляционного слоя. Например, щели между плитами утеплителя или вообще отсутствие утеплителя в некоторых местах. К сожалению, такие случаи для строительной практики не редкость.

— Из сказанного вами получается, что плюсы применения ветрозащитных пленок «компенсируются» минусами, и не известно еще, что лучше. Каков же вывод: быть или не быть ветрозащитным пленкам на вентилируемых фасадах?

— Столь категоричного вывода, как «быть или не быть», я бы все же делать не стал. Но однозначно, что в настоящее время применение ветрозащитных покрытий в вентилируемых фасадах обосновано недостаточно. Их применение обусловлено, я бы сказал, директивно. С другой стороны, известны объекты с фасадами, возведенными без ветровлагозащитной пленки, и объекты эти по сей день нормально функционируют. Поэтому, мне кажется, наиболее правильным был бы такой подход к использованию ветрозащитных пленок. Нужно выделить участки фасада, где следует устанавливать ветрозащиту, не обусловленную теплофизическими требованиями. Например, по углам зданий, безусловно, надо ставить ветрозащитное покрытие. А на остальных участках при проектировании фасадов необходимость устройства ветрозащиты следует проверять теплофизическими расчетами. Отсутствие ветрозащиты на некоторых участках вполне можно компенсировать толщиной утеплителя. Конечно, это увеличит стоимость системы, но не намного, поскольку не придется платить за саму пленку и 

работы по ее монтажу. И еще одно. Установка горизонтальных рассечек, с моей точки зрения, не может быть признана нормальной. Рассечки перекрывают вентилируемую прослойку, в результате чего может произойти увлажнение конструкции. Иначе говоря, горизонтальные рассечки дискредитируют саму идею вентилируемого фасада.»

Прозрачный архитектурный медиафасад системы СОЮЗ : мифы и проекты

Архитектурно-рекламный фасад коммуникатор

В скором будущем фасад здания сможет выполнять не только защитную и эстетическую, но и информативную функцию

К такому выводу приходят специалисты работающие в области строительства и светотехники не только на Западе, но и в России. Однако этот новый сегмент фасадного строительства открывает новые задачи и дилеммы, о которых мы поговорим в этой статье

Современные медиа фасады являются симбиозом дизайна, отвечающего высоким требованиям в архитектурном плане и различной светящейся информации. На самом деле, необходимо понять, что использование этого нового продукта на рынке возможно, прежде всего, при условии повышения значимости фасада, как конструктивного элемента зданий. 

Прискорбен тот факт, что великолепная архитектура сооружений и внутренний дизайн зачастую скрываются за безжизненным бетонным фасадом. Тот, кто занимался вопросом информативного использования фасадов, быстро попадает в область светотехники. И тут возникают множество вопросов. Один из них: насколько единой иллюминация предстаёт перед нами, если смотреть на неё с определённого расстояния, насколько же четко виден каждый отдельный элемент иллюминации, если подойти ближе. 

Помимо расстояния важную роль играют и тип передаваемой информации (видео, фото и т.д.), вопросы, касающиеся дневного и ночного использования иллюминации, интенсивность света, а также размеры и расположение. Лишь после обсуждения всех этих вопросов с клиентом или планировщиком и принятия соответствующих решений, можно заниматься определением и технической реализацией самых важных параметров, касающихся максимального количества пикселей, идеального расстояния до зрителя или разрешающей способности. 

По сути информативный объект из здания можно сделать, в частности, с помощью подбора подходящего осветительного оборудования. Например, создать изображения на фасадах зданий можно используя современное проекционное оборудование. Но наибольшую популярность получают современные стеклянные фасады, которые стали играть более активную роль в сфере передачи информации, так как благодаря применению светодиодных технологий они стали использоваться и для выполнения мультимедийной функции. Для выполнения этой функции светодиоды можно интегрировать непосредственно в стеклянную конструкцию. 

Если слишком холодно, то светодиоды светят плохо 

Помимо прозрачности, теплоизоляции, статики и других отличных свойств, таких как легкая чистка, стекло приобретает новую интегрированную функцию носителя информации. Все упомянутые параметры – необходимое расстояние до зрителя, прозрачность, яркость, количество пикселей – зависят друг от друга и поэтому требуют абсолютно чёткого детального планирования, от которого, помимо всего прочего, зависят разрешающая способность и размер экрана (имеется в виду та площадь, которая используется для передачи информации). Кроме этого, для таких стран, как Россия, необходимо учитывать и температуру окружающей среды, ведь она может оказывать влияние на средний срок службы светодиодов – этот фактор может вполне заинтересовать инвесторов. 

Архитектурный медиафасад - это светодиодная поверхность любой формы, размера и разрешения, расположенная на фасаде здания или в интерьере помещения, которая может быть использована в архитектурно-дизайнерских и одновременно в рекламно-информационных целях. 

Спектр решений в сфере медафасадов широк и разнообразен: 

• от небольшой динамической светодиодной вывески, расположенной над входом в магазин или ресторан с возможностью в базовом исполнении демонстрировать фирменный стиль (логотипы, дизайн, текст, графику, эффекты), а также информацию о продуктах, услугах и спецпредложениях компании-владельца; 

• до огромного фасада сложной архитектурной формы, эффектно и гармонично оформленного светодиодными поверхностями различного разрешения вплоть до HD-video с неограниченными возможностями по дизайну, рекламе и спонсорству

Правильное освещение для владельца бизнеса является чрезвычайно важным. Выгодное освещение является столь же прибыльным вложением, как правильный выбор и расположение продукции на прилавке. Высокая контрастность в сочетании с изменениями полутонов, движущиеся изображения создают притяжение, которое пробуждает внимание прохожих. 

Стадион с медиа фасадом в Вене 

Один из выдающихся медиа-фасадов на сегодняшний день - проект VidiWall, расположенный на Stadion Center в Вене. 

Это крупнейшая в Европе светодиодная панель с площадью поверхности около 640 м2. Этот замысел был спроектирован и реализован компанией Alexander Weckmer Licht und Mediensysteme GmbH. В проекте были использованы светодиодные светильники iColor Flex SLX для наружного применения, установленные в рамочную конструкцию. В комплекте со специальными монтажными креплениями, разработанными для данного оборудования, отдельные компоненты оборудования скрепляются и соединяются с рамочной конструкцией. Таким образом, ветровые нагрузки и влияние погоды не являются проблемой. В дополнение осветительная система на основе полупрозрачной конструкции не перегружает фасад, и инвестор может в дальнейшем использовать для рекламы поверхность позади светодиодной панели VidiWall. 

Управление всей установкой осуществляется посредством системы Video System Manager производства компании Philips. Данная комбинация из программного обеспечения и аппаратуры сконструирована специально для трансляции больших видеороликов и предлагает при просмотре видео максимальную гибкость и индивидуальный подход. 

В Москве эта технология была применена для подсветки медиа-тоннеля в башне «Федерация». Проект - результат сотрудничества девелопера Mirax Group, проектной компании saros и компании Philips. Совместными усилиями специалистов этих компаний была создана концепция и технология подсветки, конструкция из светорассеивающей ткани для создания световых эффектов, смонтировано оборудование для управления эффектами в медиатоннеле, расположенном на - 1 этаже, который соединяет общую зону башни с диспетчерской по управлению и службой безопасности здания при проведении экскурсий для VIP-гостей. 

Светодиодная система идеально подходит для придания архитектурного акцента. Она может быть использована для работы со сложными архитектурными формами и большими поверхностями. Так как техническое решение используется на открытом воздухе и подвергаются воздействию всех негативных факторов, продукт должен быть прочным и надежным. Задача же ее эксплуатантов состоит в том, чтобы адаптировать видеокартинку к существующей архитектуре. В фасаде стадиона 37620 светодиодов отражают практически любое содержание, которое будет интересным, как в коммерческой, так и художественной сфере. Электроника преобразует цифровой медиа-контент в соответствующий формат и передает импульсы на отдельные светодиодные точки. Вечером стадион выглядит как световая инсталляция в центре города. При реализации проекта были учтены все важные аспекты: возможность перепрограммирования визуальных эффектов, простота управления программами, учет температурных режимов, расположение вентиляции и энергоэффективность. Этого удалось достичь благодаря использованию самых передовых светодиодных технологий. Для освещения использованы гибкие светодиодные конструкции - iColor Flex и IColor Cove. 

В разных точках планеты, где установлены медиафасады, многие из конструкций прекрасно окупают себя за счет рекламы и приносят прибыль. 

Медиа фасады, как часть городской наружной рекламы 

Обращаясь в историю отметим, что на заре наружной рекламы на стенах и крышах зданий висели рекламные вывески, позже их заменили виниловые плакаты. Сегодня на смену им приходят медиафасады, призванные оживить поверхность строений. С улицы медиафасад выглядит как гигантский телевизионный экран, а изнутри конструкция почти незаметна. Пластичность светодиодных экранов предопределила их применение в качестве архитектурных покрытий, а также рекламоносителей. Благодаря этой перспективной разработке могут утихнуть споры о несоответствии между рекламными конструкциями и архитектурой города. Новая технология разумно сочетает инновации рынка наружной рекламы и устоявшиеся воззрения на проектирование зданий и городов. 

На сегодняшний день существует несколько вариантов решений для медиа-фасадов. Медиафасад может представлять собой гермотрубку со светодиодной платой внутри, которая вставляется в направляющую ламель и жестко закрепляется на вертикальных несущих тросах. Получается сетка, которая монтируется на фасад здания и абсолютно «не обременяет» его своим конструктивным присутствием. 

Еще один вариант - это конструкция, созданная на основе светодиодной сетки,состоящей из сотен тысяч светодиодов (светодиодных гирлянд), например, iColor Flex и Icolor Cove от Philips. Они сопровождаются блоками питания, которые подключаются к сети 220 В или 100 В. 

Стоимость медиафасада может составлять 1500-3000 евро/м2 в зависимости от применяемого решения, расстояния между светодиодами и размеров экрана. В отличие от неоновых подсветок, световые фасады буквально обволакивают здания и практически формируют облик архитектурного объекта в темное время суток. Основные преимущества данной конструкции: герметичность, легкость, любые размеры изображения и его разрешения, возможность установки на различные поверхности, в том числе ломаные, а также небольшое энергопотребление. 

Прозрачность конструкции составляет до 80%. Управление светодиодным экраном осуществляется при помощи персонального компьютера через специальный контроллер и коммутационные кабели. Данное решение позволяет воплощать смелые идеи и фантазии дизайнеров и декораторов, а также может служить высококачественным освещением и отображать видеоизображение. На медиафасад можно подавать обычный телевизионный сигнал, сигнал от видеомагнитофона, DVD-плеера, видеокамеры, другого компьютера и т.д. Кроме того, на жесткий диск управляющего компьютера могут быть записаны предварительно подготовленные сюжеты, которые можно воспроизводить по заранее составленному расписанию. 

Медиафасады могут использоваться для имиджевой и коммерческой рекламы, архитектурного светодизайна, информационной городской системы, сопровождения концертных, спортивных мероприятий, политических акций и т.д. Экран площадью 500-1000 м2 может окупиться менее чем за два года. 

Сетка из светодиодов для медиа фасада 

К фасадной светотехнической системе предъявляются примерно те же требования, что и к фасаду: она должна выдерживать солнечное излучение, порывы ветра, дождь и холод. Кроме того, она должна иметь длительный срок службы, быть простой в обслуживании и удовлетворять требованиям пожарной безопасности всей фасадной системы. 

  Сетки бывают разные по технологии, например, в виде гибкой металлической сетки, смонтированную посредством точек крепления. Либо в виде самонесущей металлической конструкции. На фото  представлена система медиа фасада из нержавеющей стали Mediamesh, в которую интегрированы тубы со встроенными водонепроницаемыми светодиодами. 

Система позволяет отображать графику, и даже видео не только в темноте, но и при дневном свете. Система производится необходимой длины и ширины в заводских условиях, под заказ, оснащается светодиодами и трнаспортируется на объект в виде модулей, готовых к установке. 

Такой медиа фасад монтируется независимо от фасада и работает автономно. Светодиодные тубы легко заменяются в случае поломки/

Музей современного искусства в г. Грац (Австрия)

Здание Музея современного искусства в г. Грац (Австрия) построено в стиле блоб резко контрастирует с окружающей застройкой. 

Основа здания выполнена как железобетонная, внешняя оболочка — из голубоватых полупрозрачных пластиковых панелей. Кунстхаус смотрится достойно несмотря на очень низкий бюджет для подобных культурных построек в крупных городах. 

Фасад музея выполнен как медиа-инсталляция площадью 900 м2, состоящая из светящихся элементов, которую можно программировать с помощью компьютера. Она позволяет музею сообщаться с городским пространством вокруг. 

Инсталляция выиграла ряд наград. 

Медиа фасад был придуман, когда остальные части здания уже прорабатывались.

 В дополнение к поздним срокам было тяжело интегрироваться в концепцию других авторов. К тому же фасад становился без сомнения доминирующим элементом архитектурного образа. Архитекторы-авторы приняли проект фасада, потому что он основывался на их оригинальных идеях о большой светящейся поверхности. Музей возведен в центре города среди красных черепичных крыш исторической застройки. 

Контраст биоморфной структуры Кунстхауса и старой Часовой башней ведет своеобразный диалог между традицией и авангардом. Это стало одним из символов города.

Во внимание была взята как функциональность, так и градостроительная структура, музей стал своего рода мостом между прошлым и будущим.