Технологии архитектурной бионики

Приведем в пример несколько наиболее распространенных современных направлений разработки бионических зданий.

-Энергоэффективный Дом – сооружение с низким потреблением энергии или с нулевым потреблением энергии из стандартных источников (Energy Efficient Building).

-Пассивный Дом (Passive Building) – сооружение с пассивной терморегуляцией (охлаждение и отопление за счет использования энергии окружающей среды). В таких домах предусмотрено применение энергосберегающих строительных материалов и конструкций и практически отсутствует традиционная отопительная система.

- Биоклиматическая архитектура (Bioclimatic Architecture). Одно из направлений в стиле hi-tech. Главный принцип биоклиматической архитектуры –гармония с природой: "… чтобы птица, залетев в офис, не заметила, что она внутри него". В основном, известны многочисленные биоклиматические небоскребы, в которых наравне с заградительными системами, активно применяется многослойное остекление (double skin technology) обеспечивающее шумоизоляцию и поддержку микроклимата вкупе с вентиляцией.

- Умный Дом (Intellectual Building) – здание, в котором при помощи компьютерных технологий и автоматизации оптимизированы потоки света и тепла в помещениях и ограждающих конструкциях.

- Здоровый Дом (Healthy Building) – здание, в котором, наряду с применением энергосберегающих технологий и альтернативных источников энергии, приоритетными являются природные строительные материалы (смеси из земли и глины, дерево, камень, песок, и т. д.) Технологии «здорового» дома включают системы очистки воздуха от вредных испарений, газов, радиоактивных веществ и т. д.

Отделочные материалы фасадов зданий. Внешняя облицовка здания должна удовлетворять различным потребностям: техническим, функциональным, эстетическим. Фасад здания предназначен для надежной защиты структуры от влияния атмосферных осадков, внешних загрязнений, должен обладать достаточно хорошими свойствами термической и звукоизоляции. Правильный выбор отделочных материалов для фасадов может не только подчеркнуть архитектурные достоинства зданий, но и заметно улучшить их. При помощи комбинированной отделки из разных материалов можно добиться исключительной уникальности и оригинальности любого стандартного здания.

- Вентилируемые фасады. Монтаж вентилируемых фасадов соответствует всем вышеназванным условиям, сочетая в себе превосходный дизайн и уникальные технические характеристики. Уникальная конструкция вентилируемых фасадов состоит из специальной подсистемы, которая крепится к стене здания, слой минералватного утеплителя с защитными мембранами и облицовочного материала, который монтируется так, чтобы между ним и утеплителем оставался воздушный зазор. Подобная технология монтажа вентилируемых фасадов создает «эффект трубы», при котором воздух постоянно циркулирует между облицовкой и слоем утеплителя (рисунок В.1).

В основе естественной вентиляции лежит принцип, согласно которому теплый воздух в воздушной прослойке стремится наверх, замещаясь снизу более холодным внешним воздухом (рисунок В.1). Благодаря циркуляции воздуха слой минеральной ваты, используемый для утепления фасадов, всегда остается сухим, способствуя защите здания от действия влаги – основной причины разрушения строительных конструкций.

Воздушный зазор, образуемый при монтаже вентилируемых фасадов, выполняет, кроме того, дополнительную звукоизолирующую функцию, надежно защищая интерьер здания от проникновения внешнего шума. Слой теплоизоляции полностью укрывает здание в виде своеобразной гомогенной шубы. В конструкциях с вентилируемыми фасадами отсутствуют мостики холода. Низкая теплоотдача зданий позволяет снизить толщину стен конструкции при проектировании объектов с вентилируемыми фасадами, что, в свою очередь, снижает затраты на строительство. Монтаж вентилируемых фасадов в процессе реконструкции зданий позволяет впоследствии снизить расходы на отопление и кондиционирование помещений.

- Фасадная система «тепло-холод» предназначена для остекления зданий, где необходима визуально неразличимая комбинация светопрозрачной, термоизолированной части фасада с холодной частью на глухой стене. При этом светопрозрачная часть не превышает 30 % – 40 % от общей площади фасадной конструкции. Несмотря на значительную разницу в стоимости, внешний вид конструкции «ALT F50 TX» не отличается от светопрозрачного фасада стандартной конструкции. В тепло-холодном фасаде так же применяются стандартные прижимные планки и крышки. В холодной зоне используются новые профили стоек и ригелей минимального размера с оптимальными для данной конструкции геометрическими характеристиками. Соединение стоек и ригелей осуществляется внахлест, без какой либо обработки. Сетка из стоек и ригелей крепится к несущим стенам с помощью кронштейнов, аналогично конструкции навесного вентилируемого фасада.

- Фотобетон. Идея бетона, украшенного фотографиями, появилась еще в 1980-х годах. С тех пор разработано несколько методов нанесения фотоизображений на бетон. Для воспроизведения фотографий на бетонной поверхности (рисунок В.2) существует две основных технологии. Фотолитография (Fotolith) рассчитана на различную скорость схватывания бетона, а фотогравюра (Vectogramm-Technik) выполняется при помощи матриц-шаблонов, сделанных на компьютеризированных фрезеровальных станках (рисунок В.2). В отличие от изображений, нарисованных или напечатанных на бетоне, оба способа включают в процесс создания фотографического изображения сам строительный материал, поскольку фотографии на нем «выгравированы».

- Экологичный фасад «Reynobond/ReynoluxwithEcoClean». Французская компания представила на строительном рынке инновационный продукт – алюминиевый материал для отделки фасадов, который способен самоочищаться и производить очистку окружающего воздуха. Отделочный материал под названием «Reynobond|ReynoluxwithEcoClean» вступает во взаимодействие с влагой и солнцем, противодействуя отдельным частицам грязи и смога, что позволяет фасаду производить одновременно два действия – самоочищаться и очищать окружающий воздух. Такая особенность нового отделочного материала превращает обыкновенную конструкцию в инновационное сооружение, дружественное к окружающей среде. Следует отметить, что стоимость укладки и обработки фасада новым материалом из алюминия не превышает обычных издержек на такие работы.

Элементы отделочного материала имеют простую конструкцию, их легко обрабатывать и просто монтировать. При разработке отделочных панелей использовали технологию «Hydrotect»: на композитный алюминиевый материал Reynobond наносят диоксид титана.

Принцип самоочищения и очистки окружающего воздуха: под воздействием солнечных лучей и при незначительном повышении влажности воздуха в качестве катализатора выступает светочувствительное покрытие, изготовленное из титан диоксида (EcoClean). Ультрафиолет воздействует на поверхность фасада, в результате чего образуются радикалы, которые разлагают различные органические субстанции – птичий помет, мох, нарастающий на поверхности, выхлопные газы, мелкие частицы смога. После процесса очистки поверхность становится гладкой и супергидрофобной и предотвращает оседание вредных веществ – они соскальзывают с фасада даже при небольших осадках и таянии снега. Конечный продукт, образующийся на поверхности, абсолютно безвредный и смывается водой. Отделочные панели из алюминия могут очистить от смога такой же объем воздуха, как и 80 деревьев.

- Фасадные шпонированные панели ProdEX – это третье поколение уникальных крупноформатных шпонированных фасадных панелей, производимых компанией Prodema (рисунок В.3). Натуральный шпон тропических пород дерева айоус и окуме покрывает фасадные панели ProdEX (рисунок В.3). Благодаря своему формату фасадные панели под дерево Prodema позволяют создать четкую геометрию фасада и оживить его неповторимой текстурой и цветом натурального дерева. Структура панели – бумажно-слоистый пластик высокого давления (HPL), сердцевина которого состоит из волокон целлюлозы, пропитана термоотверждающими смолами и спрессована при высоком давлении и температуре. Панели покрыты специальной защитной пленкой на основе искусственных смол и поливинилденфторида (PVDF). Эта пленка защищает панель и шпон от воздействия ультрафиолетовых лучей и негативного влияния окружающей среды. Благодаря защитному слою фасадные панели ProdEX выдерживают от 6000 до 12000 часов облучения ксеноновым светом, что в 2-4 раза выше нормы (UNE-EN-438-2). ProdEX производятся компанией Prodema методом прессования при высоком давлении и температуре.

Фасадные шпонированные панели ProdEX отличают:

1 неповторимый внешний вид и эстетика;

2 крупный формат деревянной поверхности (2440х1220);

3 высокая плотность;

4 высокая механическая прочность;

5 устойчивость к ультрафиолетовому излучению и атмосферным осадкам;

6 устойчивость к вредителям;

7 устойчивость к перепадам температуры и влажности;

8 устойчивость против граффити;

9 высокие огнеупорные свойства.

Фасадные панели рекомендуется монтировать на фасаде исключительно с соблюдением всех норм и правил навесного вентилируемого фасада. Для правильного поведения на фасаде шпонированных панелей ProdEX очень важно, чтобы разница температуры и влажности между обеими сторонами панели была минимальной, а для этого обе стороны панели должны хорошо проветриваться. Панели ProdEX могут быть смонтированы на систему вентилируемого фасада как видимым способом при помощи саморезов или клепок, так и скрытым при помощи скрытых крюков.

- Японские фиброцементные фасадные панели KMEW. Производитель – одна из ведущих фирм Японии по производству строительных материалов KMEW Co., Ltd. Компания входит в концерн Matsushita, известный в России по торговым маркам Panasonic, Technics и National. Компания М-Фасад предлагает более 300 видов современных, долговечных фасадных панелей японского производства (рисунок В.4). Цены на фасадные панели доступные. Размеры фасадных панелей – 14 (16, 18, 21) х 455 х 3030 (мм). Применение – обустройство навесных вентилируемых фасадов, прежде всего, в малоэтажном и коттеджном строительстве, а также облицовка многоэтажных зданий (рисунок В.4). Ассортимент – более 300 видов (фасадные панели под натуральный камень, дерево, скальный рельеф, фасадные панели под кирпич и камень, штукатурку и пр.).

- Гибкая керамика. Плитки гибкой керамики (560х280 мм) – применяются для наружной и внутренней отделки домов, коттеджей, в гражданском домостроении и отделки административных зданий (рисунок В.5). В наружной отделки это в первую очередь фасады, углы зданий, цоколи, откосы окон.

Отличительные особенности материала:

1 небольшой вес (4 кг на кв. м) позволяет наклеивать плитки гибкой керамики на утеплитель при утеплении фасадов зданий. Для приклейки используется цементный клей для керамических плиток, для наружных работ. При использовании такого способа утепления, фасад не только выглядит эстетично, но и затраты на его производство сравнимы с применением штукатурок. В отличие, от штукатурки полученное покрытие лучше переносит нагрузки от подвижки здания. Стойкость к выцветанию выше, чем у фасадных красок по оштукатуренным поверхностям;

2 паропроницаемость позволяет влаге внутри помещения выводиться наружу, сквозь стены фасада, в отличие от клинкерных термопанелей и SIP – панелей, при применении которых возникает «эффект термоса»;

3 простой монтаж не требует применения каркасов, подсистем и дополнительных стыковочных элементов. Плитка приклеивается на поверхность основания, на которое нанесён цементный клей;

4 хорошая гибкость плитки гибкой керамики позволяет выполнять дизайн фасадов самых смелых форм.

Сырьём для гибкой керамики является модифицированная глина, в процессе высокоскоростной термообработки подвергнутая расщеплению, обжигу и формованию в новый отделочный материал гибкая керамика обладающий ярко выраженной эластичностью и поверхностной прочностью.

Кроме вышеперечисленных характеристик гибкой керамики стоит также отметить:

1 эксплуатация более 20 лет;

2 морозостойкость более 50 циклов;

3 невысокая стоимость конечной облицовки;

4 натуральный, природный материал основы (83 % глина).

Технология каркасного строительства. Каркасный дом – это легко возводимая конструкция. Главная конструктивная особенность такого дома – деревянный каркас, состоящий из стоек и горизонтальных обвязок, заполненный высокоэффективным утеплителем. Снаружи и внутри дом облицовывается отделочными материалами. Существует многообразие вариантов отделки, что позволяет придать каркасному дому любой внешний вид. На сегодняшний день именно в каркасном домостроении сосредоточены все новейшие достижения, как в выборе используемых материалов, так и в применяемом способе строительства.

Преимущества каркасного дома:

1 возможность строительства в любое время года;

2 высокие темпы строительства;

3 высокие теплоизоляционные свойства конструкции при относительно низкой толщине стен;

4 легкость конструкции, что уменьшает нагрузку на фундамент и позволяет значительно удешевить его;

5 каркасный дом наиболее устойчив и нечувствителен к сезонным подвижкам фундамента, происходящим вследствие пучения почв;

6 каркасный дом обладает высокой сейсмоустойчивостью. Такой дом можно сравнить с системой жестко связанных коробок, которую разрушить крайне непросто;

7 озможность выполнения сложных конструктивных решений с минимальными затратами;

8 относительная легкость отделочных работ, небольшие сроки строительства.

Каркасный дом дает возможность убрать все коммуникации внутрь стен. Каркасная технология не требует использования какого-либо тяжелого монтажного оборудования, минимизирует трудозатраты.

К 2020 году доля панельно-каркасных конструкций в общем объеме малоэтажного строительства составит 60 %, а из популярного сейчас массива будет возводиться только 20 % малоэтажных новостроек.

1.8.2 Альтернативные источники энергии применимые в строительстве частных домов

Качественное электроснабжение это, то без чего не обходится ни один загородный дом.

Практически во всех деревнях, селах, а также коттеджных поселках на сегодня проложено централизованное электроснабжение. На сегодня этот элемент инженерной инфраструктуры является самым важным, так как на него завязана работа бытовой техники, без электроэнергии современным жителям сложно приготовить пищу, обогреть дом, а также воспользоваться иными благами цивилизации.

На сегодня можно выделить несколько в разной степени распространенных систем производства электрической энергии, кроме централизованного. В последние годы все популярнее становятся альтернативные источники выработки электричества, которые, как правило, применяются в загородных домах. При этом данные инновационные методики дали название для домов такого типа – нулевые дома, то есть дома без централизованно проложенных инженерных коммуникаций.

Рассмотрим некоторые из них:

Дата добавления: 2015-08-05