Научные статьи \ Прикладные науки. Медицина. Технология \ Строительство. Строительные материалы. Строительно-монтажные работы

Преимущества и недостатки двойных стеклянных фасадов

Преимущества и недостатки двойных стеклянных фасадов

Автор: Васильева Ирина Леонидовна, Немова Дарья Викторовна, Ватин Николай Иванович

Журнал: Строительство уникальных зданий и сооружений @unistroy

Статья в выпуске: 9 (84), 2019 года.

Бесплатный доступ

Фасады из стекла сегодня пользуются огромной популярностью. Они выглядят сдержанно, выразительно, в их дизайне нет ничего лишнего, и они идеально вписываются в современную архитектуру городов. В статье рассматривается концепция инновационной фасадной системы - двойной стеклянный фасад. Эта конструкция распространена в Центральной и Восточной Европе. В процессе эксплуатации она зарекомендовала себя, как энергоэффективная. В аналитическом исследовании представлена классификация таких фасадов по методу вентиляции и по геометрии межконтурного пространства, выявлены основные преимущества. Было выявлено, что лучший тип - фасад с секционным делением межконтурного пространства. Во второй части работы рассмотрены примеры использования системы двойного стеклянного фасада в России. К сожалению, таких зданий немного, это связано с большой стоимостью, а также с отсутствием достаточной научной и опытной базы. К данной системе предъявляются некоторые замечания по использованию в нашем северном климате, соответственно, её необходимо более детально рассмотреть и усовершенствовать. Нужен комплексный подход. Важно тщательно смоделировать разные модификации данной конструкции, а также провести натурные испытания, расширить научную базу.

Еще

Двойной стеклянный фасад, светопрозрачная конструкция, ограждающая конструкция, стекло, фасадная система, воздушная прослойка, воздушный зазор, энергоэффективность

Короткий адрес: https://sciup.org/143170707

IDR: 143170707   |   УДК: 69   |   DOI: 10.18720/CUBS.84.4

Advantages and disadvantages of double-skin facades

Glass facades are very popular today. They look restrained, expressive, there is nothing superfluous in their design, and they perfectly fit into the modern architecture of cities. The article discusses the concept of an innovative facade system - a double-skin facade. This design is common in Central and Eastern Europe. During operation, it has proven to be energy-efficient. The analytical study presents the classification of such facades by the method of ventilation and by the geometry of the inter-contour space, and identifies the main advantages. It was found that the best type is the box window type of the inter-contour space. Examples of using a double-skin facade system in Russia are considered in the second part of the work. Unfortunately, there are not many buildings of this type, this is due to the high cost, as well as the lack of sufficient and experimental base. This system has some comments on its use in cold climate, so it needs to be considered in more detail and improved. We need a comprehensive approach. It is important to carefully model different modifications of this design, as well as conduct full-scale tests, and expand the scientific base.

Еще

Список литературы Преимущества и недостатки двойных стеклянных фасадов

  • Магай А.А., Дубынин Н.В. Светопрозрачные фасады высотных многофункциональных зданий // Вестник МГСУ. 2010. №2. С. 14-21.
  • Дербина С.Н., Борискина И.В., Плотников А.А. Эволюция конструктивных решений светопрозрачных конструкций // Вестник МГСУ. 2011. №2. С. 26-35.
  • Семенова Э.Е., Логвинова Е.О. Исследование применения энергосберегающих светопрозрачных конструкций здания// Высокие технологии в строительном комплексе. 2018. № 1. С. 26-29.
  • Мартынов С.В., Самарцев В.М., Еремин Б.Г., Еремин Д.Б. Исследование свойств электрохромного стекла// Известия Института инженерной физики. 2011. № 2 (20). С. 70-75.
  • Васильева И.Л., Немова Д.В., Перспективы применения аэрогелей в строительстве// Alfabuild. 2018. №4(6). С. 135-145.
  • Ахмяров Т.А., Спиридонов А.В., Шубин И.Л. Новое поколение энергоэффективных вентилируемых светопрозрачных и фасадных конструкций с активной рекуперацией теплового потока // Жилищное строительство. 2015. № 1. С. 18-23.
  • Патент на полезную модель RU 133545, E04B 1/61, Модульная система для светопрозрачных ограждающих конструкций/Дебабов А.П.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью "КАРБОГЛАСС" - № 2013129451/03; заявл. 27.06.13; опубл. 20.10.13
  • Голикова В.С., Ояма И.А., Петров Е.В. Особенности устройства остекления высотных зданий и сооружений // Избранные доклады 65-й университетской научно-технической конференции. Томск: Изд-во ТГАСУ, 2019. С. 202-205.
  • Билюшова Т.П., Зиновьев А.В. Спайдерное остекление // Вологдинские чтения. 2009. № 76. С. 32-34.
  • Субботина С.А., Шлыкова И.Д., Палкуш А.А., Соколова Н.В. Сплошное фасадное остекление современных зданий // Материалы Международной научно-практической конференции "Региональные аспекты развития науки и образования в области архитектуры, строительства, землеустройства и кадастров в начале III тысячелетия". Комсомольск-на-Амуре: Изд-во Комсомольский-на-Амуре государственный университет, 2018. С. 322-326.
  • Двойные вентилируемые фасады [Электронный ресурс] URL: http://www.build-online.ru/info/49-walls/131-double.html (дата обращения 31.01.2020)
  • Семенова Э.Е., Лебедев Д.Ю. Первичное исследование двойных фасадных систем остекления // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. 2016. № 1 (22). С. 206-214.
  • Двойные фасады [Электронный ресурс] URL: https://glassystem.ru/articles/121803 (дата обращения 31.01.2020)
  • Курицын А.О., Павлова Н.Ю., Опанасенко И.А., Болотовский В.В., Тарасова Д.С., Двойные фасады с вентилируемыми буферными зонами // Alfabuild. 2018. №6(7). С. 47-58
  • ГОСТ Р 54858-2011. Конструкции фасадные светопрозрачные. Метод определения приведенного сопротивления теплопередаче
  • Козак Е.С., Аксёнова С.М. Перспективы технологии двойного фасада в архитектуре // Наука молодых - будущее России сборник научных статей 3-й Международной научной конференции перспективных разработок молодых ученых: в 6 томах. Курск: Изд-во ЗАО "Университетская книга", 2018. С. 167-171.
  • Шеховцов А.В., Пантюхов Н.А. Двойные стеклянные фасады. // Строительные науки. Строительная теплофизика и энергосбережение. 2009. №5. С. 404-408.
  • Shi Feng, Wang Wei. Optimal design of the external respiration double skin facade // Advanced Materials Research. 2011. Vols. 374-377. Pp. 257-262.
  • Palko M., Palková A. Selected aerodynamic problems of double skin facade // Advanced Materials Research. 2014. Vol.1057. Pp. 137-144.
  • Daryanto Daryanto. Comparative study of heat transfer in double skin facades on high-rise office building in Jakarta // Applied Mechanics and Materials. 2012. Vols. 170-173. Pp. 2751-2755.
  • Fang Wang, Fang Dong Hou, Xiao Qin Liu. Construction and development of a new ecological facade // Applied Mechanics and Materials. 2014. Vol 525. Pp. 367-370.
  • Chang An Liu, Xin Mei Chen, Yan Yan Wei. Evolution: The development of intelligent double-skin facades // Applied Mechanics and Materials. 2011. Vols. 71-78. Pp. 1546-1549.
  • Petrichenko M., Vatin N., Nemova D. Improvement of the double skin facades // Applied Mechanics and Materials. 2015. Vols. 725-726. Pp. 41-48.
  • Xin Zhan, Hua Yang, Feng Yun Jin. Numerical simulation of indoor thermal environment of a double-skin facade office with different shutter angles // Applied Mechanics and Materials. 2014. Vol. 694. Pp. 256-259.
  • Jankovic, A., Goia, F. A simulation study on the performance of double skin facade through experimental design methods and analysis of variance // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 609.
  • Syed, F., Willoughby, T. Analyzing double skin facade for global climate regions. World Energy Engineering Congress. 2011. Pp. 1538-154.
  • Pasquay T. Natural ventilation in high-rise buildings with double facades, saving or waste of energy // Energy and Buildings. 2004. Vol.36, No.4. Pp.381-389.
  • Petrichenko M., Nemova D., Reicha E., Subbotina S., Khayrutdinova F. Heat and mass transfer in a vertical channel under heat-gravitational convection conditions // PJ Web of Conferences 114, 2016. №02092. 6p.
  • Гагарин В.Г., Плющенко Н.Ю. Определение термического сопротивления вентилируемой прослойки НФС // Строительство: наука и образование. 2015. №1. С.5.
  • Halil Z. Alibaba, Mesut B. Ozdenis. Thermal comfort of multiple-skin facades in warm-climate offices // Scientific Research and Essays. 2011. Vol. 9(16). Pp. 4065-4078.
  • Zhang, T., Yang, H. Flow and heat transfer characteristics of natural convection in vertical air channels of double-skin solar façades // Applied Energy. 2019. Vol. 242. Pp. 107-120.
  • Стаценко Е.А., Островая А.Ф., Киселев С.С. Вентилируемые стеклянные фасады. Параметры воздушного зазора // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2015. №12 (39). С. 32-42.
  • Явтушенко Е.Б. Основы гидравлического расчета навесных вентилируемых фасадов // Строительство уникальных зданий и сооружения. 2013. С. 55-61.
  • Петриченко М.Р., Петроченко М.В. Гидравлика свободно-конвективных течений в ограничивающих конструкциях с воздушным зазором // Инженерно-строительный журнал. 2011. №8. С. 51-56.
  • Петриченко М.Р., Петроченко М.В., Явтушенко Е.Б. Гидравлически оптимальная вентилируемая щель. Инженерно-строительный. 2013.С. 35-40.
  • Petrichenko M.R. Ostrovaia A.F., Statsenko E.A. The glass ventilated facades. Research of an air gap // Applied Mechanics and Materials. 2015. Pp. 87-92.
  • Li J., Chow Y. Heat transfer and air movement behavior in a double-skin façade // Centre for Sustainable Energy Technologies. 2014. Pp. 130-139.
  • Djunaedy E., Hensen J., Loomans M. Strategy for air flow simulation in building design center for building and systems // Technische Universities Eindhoven. 2002. Vol.31. No.5. Pp.43-49.
  • Miftakhova D.R., Nemova D.V. Construction of the air gap with variable width in the double-skin facades. Construction of Unique Buildings and Structures, 2016, 4(43), Pp. 34-45.
  • Петриченко М.Р., Петроченко М.В. Гидравлика свободноконвективных течений в ограждающих конструкциях с воздушным зазором. Инженерно-строительный журнал. 2011. №8(26). С. 51-56.
  • Ayinde T.F., Said S.A.M., Habib M.A. Experimental investigation of turbulent natural convection flow in a channel. Heat and Mass Transfer. 2006.Vol. 42. Issue 3. Pp. 169-177.
  • Корниенко С.В. Температурно-влажностный режим наружных стен с вентилируемым фасадом. Academia. Архитектура и строительство. 2009. № 5. С. 389-394.
  • Гагарин В.Г., Козлов В.В., Лушин К.И. Скорость движения воздуха в прослойке навесной фасадной системы при естественной вентиляции. Жилищное строительство. 2013. № 10. С. 14-17.
  • Корнилов Т.А., Амбросьев В.В. Экспериментальные исследования влияния воздушного потока в зазоре на теплозащитные свойства вентилируемых фасадных систем. Academia. Архитектура и строительство. 2010. № 3. С. 344-347.
  • Гагарин В.Г. Теплофизические проблемы современных стеновых ограждающих конструкций многоэтажных зданий. Academia. Архитектура и строительство. 2009. № 5. С. 297-305.
  • Cun Hui, Yuan Qing Wang, Bin Wang, Wei Tao, Sheng Lin Zheng. Simulation and analysis of thermal performance of internal recycle double skin facades // Applied Mechanics and Materials. 2014. Vols. 580-583. Pp. 2415-2420.
  • Palko M. Double-Skin Facade in Flotran CFD // Advanced Materials Research. 2013. Vol. 855. Pp. 154-159.
  • Manz H. and Frank T. Thermal simulation of buildings with double-skin facades // Energy and Buildings. 2005. Vol. 37. Pp. 1114-1121.
  • Tian Z., Chou S. K., Bong T. Y. Building simulation: an overview of developments and information sources // Building and Environment. 2000. Vol.35. №.4. Pp.347-361.
  • Augenbroe G. Trends in building simulation // Building and Environment. 2002. Vol.37. Pp.891-902.
  • Jan H., Wigginton M. Modeling and simulation of a double-skin facade system // Solar Energy. 2000. Vol. 12, No.6. Pp.115- 132.
  • Zou Huifen, Fei Yingchao, Yang Fuhua, Tang Hao, Zhang Ying, and Ye Sheng. Mathematical modeling of double-skin facade in northern area of China // Mathematical Problems in Engineering. 2013. 10 p.
  • Sabrina Andrade Barbosa, Túlio Márcio de Salles Tibúrcio, Joyce Correna Carlo, Álvaro Messias Bigonha Tibiriçá. Fachadas duplas emclima tropical de altitude: análise do potencial de ventilacáo de ambientes por meio de simulacáo computacional // XIV ENTAC - Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído - 29. 2012. Pp. 4050-4060.
  • Bielek B., Bielek M., Szabó D. The natural physical cavity energy regime of double-skin facade // Advanced Materials Research. 2014. Vol 899. Pp. 174-179.
  • Petrichenko M., Vatin N., Nemova D., Olshevskiy V. The results of experimental determination of air output and velocity of flow in double skin facades // Applied Mechanics and Materials. 2015. Vols. 725-726. Pp. 93-99.
  • Catto Lucchino, E., Goia, F., Lobaccaro, G., Chaudhary, G. Modelling of double skin facades in whole-building energy simulation tools: A review of current practices and possibilities for future developments // Building Simulation. 2019. №12 (1). Pp. 3-27.
  • Тихомирнов С.Н., Пантюхов Н.А., Соловьев А.В. Отработка методики определения теплотехнических свойств двойного фасада на полномасштабной модели типового этажа высотного здания. Результаты предварительных натурных исследований // Вестник МГСУ. 2011. №3. С. 270-275.
  • Верховский А.А., Шеховцов А.В. Теплотехнические исследования двойного фасада в Российских климатических условиях// Вестник МГСУ. 2011. №3. С.215-220.
  • Шеховцов А.В., Верховский А.А. Двойные стеклянные фасады // Вестник МГСУ. 2009. №5. С. 404-408.
  • Túlio Márcio de Salles Tibúrcio, Sabrina Andrade Barbosa. Estudo de configuracóes de aberturas para ventilacáo natural em fashadas inteligents // XIV ENTAC - Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído - 29. 2012. Pp. 3801-3810.
  • Harris Poirazis. Double Skin Façades for Office Buildings // Lund Institute of Technology. Sweden, 2004. 192 p.
  • Arons, D. Properties and Applications of Double-Skin Building Facades. MSc thesis in Building Technology, Massachusetts Institute of Technology (MIT), USA, 2000. 273 p.
  • Compagno, A. Intelligent Glass Facades (5th revised and updated edition). German, 2002. 183 p.
  • S. Uuttu: Study of Current Structures in Double-Skin Facades", MSc thesis in Structural Engineering and Building Physics, Department of Civil and Environmental Engineering. Helsinki University of Technology (HUT). Finland. (2001). 85 p.
  • Penic M., Vatin N., Murgul V. Double skin facades in energy efficient design // Applied Mechanics and Materials. 2014. № 680. Pp. 534-538.
  • Oesterle, E., Lieb, R-D., Lutz, M., Heusler, W. Double Skin Facades - Integrated Planning. Prestel Verlag: Munich, Germany. 2001. 208 p.
  • Yang Hui, Lushin K.I., Plushenko N. Y. Determination of buildings sun shields operating parameters for the purpose of durability and sustainability // Вестник МГСУ. 2018. №9. С. 1154-1164.
  • Бродач М., Шилкин Н. Стеклянные двойные фасады//Здания высоких технологий, 2008. С. 32-45.
  • Evaluating the Use of Double-Skin Facade Systems for Sustainable Development [Электронный ресурс] URL: https://www.glassonweb.com/article/evaluating-use-double-skin-facade-systems-sustainable-development (дата обращения 02.02.2020)
  • Е.В. Шестерова, Д.В. Немова, М.Р. Петриченко. Усовершенствованная конструкция противопожарных рассечек в НВФ // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2016. №7 (46). С. 35-49.
  • Двойное остекление фасадов зданий (системы Double Skin) [Электронный ресурс] URL: https://www.alpicagroup.ru/osteklenie_fasadov/dvojnoe_osteklenie.html (дата обращения 04.04.2020)
  • Штаб-квартира компании "Новатэк" [Электронный ресурс] URL: https://firstinglass.ru/about/objects/?ELEMENT_ID=257 (дата обращения 01.02.2020)
  • Зубков В.А. Светопрозрачные конструкции общественно-делового комплекса "Лахта Центр" в Санкт-Петербурге // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре. Строительство. Изд-во: Самарский государственный архитектурно-строительный университет, 2017. С. 52-55
  • Илюхина Е.А., Лахман С.И., Миллер А.Б., Травуш В.И. Конструктивные решения высотного здания "Лахта Центр" в Санкт-Петербурге// Academia. Архитектура и строительство. 2019. № 3. С. 110-121.
  • Гранкина Д.В., Иванов Н.В., Коняхин В.О. Современные конструктивные решения высотных зданий на примере строительства Лахта-Центр// Инженерный вестник Дона. 2018. № 4 (51). С. 200.
  • ГОСТ 30826-2001 Стекло многослойное строительного назначения. Технические условия
  • ГОСТ 24866-99 Стеклопакеты клееные строительного назначения. Технические условия
  • СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003 (с Изменением №1)
  • Климат в столицах европейских стран [Электронный ресурс] URL: http://tour-site.narod.ru/eurokl.htm (дата обращения 02.02.2020)
  • К. Гертис. Cтеклянные двойные фасады. Имеют ли смысл, с точки зрения строительной физики, новые разработки фасадов? // АВОК. 2003. №7.
  • К. Гертис. Cтеклянные двойные фасады. Имеют ли смысл, с точки зрения строительной физики, новые разработки фасадов? // АВОК. 2003. №8
  • К. Гертис. Cтеклянные двойные фасады. Имеют ли смысл, с точки зрения строительной физики, новые разработки фасадов? // АВОК. 2004. №1
  • ГОСТ Р 53308-2009 Конструкции строительные. Светопрозрачные ограждающие конструкции и заполнения проемов. Метод испытаний на огнестойкость
  • Устьянцев П.В., Маляр Е.А. Проблемы применения фасадных конструкций с наружной поверхностью из стекла для офисных зданий высокого класса. Екб.: Изд-во ФГАОУ ВПО "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина", С.201-204.
Еще
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp