De ce sa construim ecologic si sa economisim energia?
Cauza majora:
Schimbarea climei este consecinta cea mai grava a crizei mediului inconjurator in care traim pentru ca este o cauza care ne priveste pe toti.In ultimii 120 de ani ,temperatura medie a palnetei a crescut de la 14 grade celsius la 15,4 si nu sunt semnale ca procesul sa fie reversibil,din contra este posibila o crestere ulterioara cu 2-3 grade in urmatorii 100 de ani. Cresterea temperaturii chiar daca cu putine grade
are un efect major asupra climei terestre.ghetarii polari se topesc si in consecinta se inalta nivelul marii innecand vaste regiuni,evaporarea apei creste si in consecinta zonele deja aride vor deveni si mai uscate in timp ce in alte zone precipitatiile vor creste. Taifunurile si uraganele ultimilor ani par sa fie preludiul schimbarii generale a climei.
Cresterea temperaturii are ca finalitate cresterea nivelului CO2 in atmosfera ce creaza efectul de sera. Incepand cu anii 1880 si pana azi continutul de bioxid de carbon a crescut cu 23de procente .
Previziunile viitorului sunt sumbre si de aceea multe tari au senmnat Protocolul de la Kioto din 1997 pentru a reduce emisia de bioxid de carbon in atmosfera.
Pincipiul de baza este ca mai putin consum de ene 23223y2418x rgie=mai putina poluare=mai multa caliatate ambientului.Tratatul prevedea reducerea cu 7% a emisiilor in Statele Unite si cu 8% in Comunitatea Europeana.
Arhitectura si bioconstructia pentru un climat sanatos.
Noua directie in arhitectura contemporana lupta impotriva constructiilpr moderniste -functionaliste,in care accentul se pune pe locuire si nu pe confortul celor ce aveau sa le ocupe.
Responsabilitatea o poarta cuplul politicieni si proiectanti gata sa satisfaca cererea de masa a locuintelor numeroase si ieftine.Epoca industrializarii poluante a luat sfarsit si iata ca arhitectul contemporan trebuie sa porneasca in conceptul sau creator de la alte premise cum ar fii bunul gust,respectul ambientului,sintonia cu tipologia locala ,idei desigur opuse ideologiei moderniste.A venit momentul sa sa intrebe cum sa recupereze lipsa oxigenului,spatiului si intimitatii.
Germania a fost prima ce intoarce un ochi catre trecut catre puriatea pierduta ,model urmat mai apoi de intregul Occident,model ce se contureaza ca o apropiere de bioecologic in defavoarea eticii de market si propune solutii alternative "inovatie ,pentru inovatie".Cu putin timp in urma,tot cultura occidentala considera ca edificiile functioneliste constitue un mediu mult mai igienic decat cele traditionale si asta numai datrorita tehnologiilor avansate.Preocuparea pentru sanatatea individului si influenta negativa asubstantelor toxice existente in casa au fost mult timp ignorate chiar si de initiatorii miscarilor ecologice ce in loc sa se preocupe de aceasta problema stringenta a poluarii dinnauntru se lupta in continuare contra substantelor din afara habitatului.
Azi ,mai mult ca
oricand multe cladiri au devenit cutii inchise fara contact cu exteriorul si
desigur nesanatoase.Instalatiille de subsante plastice,pavimentul de
ciment,ferestrele si usile cu inchideri ermetice,materialele
izolante,straturile impermeabile de materale sintetice bandajeaza tot edificiul
si nu-l lasa sa respire.In acest sistem inchis ,edificiul adaposteste un aer
viciat ,vapori,emanatii chimice ce de multe ori ajung la un nuvel inalt de concentatie si pot cauza
diverse boli.Materialele naturale utilizate in trecut sunt azi cu produsele
sintetice,ce pot fii daunatoare organismului si odata cu trecera timpului se
degradeaza intr-o forma de nerecunoscut si dauneaza de asemeni si mediului
inconjurator.
"In door pollution si sick building syndrome sunt concepte ce apartin culturii locuirii moderne in edificii artificiale ,toate construite cu materiale,componente si tehnologii ce au indepartat progresiv omul de natura si de efectele ei benefice asupra lui. De aceea unul dintre obiectivele centrale a studiului contructiilor ecologice este gradul de stisfacere a exigentelor fizice ,biologice si spirituale a celor ce le locuiesc ne limitandu-se numai la locuire ci si ci si laserviciile publice si activitatile productive.
In acest fel este posibil de a edifica nu numai o constructie mai sanatoasa ci si a recompune acea unitate a ambientului si a casei ce a domnit dintotdeauna in viata omului inainte de epoca industriala.
Cu consecventa,teritoriul,structura,finisajele,implanturile,spatiile,culorile si parfumul mediului inconjurator atat in casa cat si al locul de munca si in numeroase servicii sociale trebuie sa integreze la maxim locuitorul cu ambilentul.
Baubiologia a reevaluat materialele si metodele de constuctie naturale si traditionale cum ar fii structurile din lemn masiv,blocurile de argila unite cu liant natural ,peretii din pamant,acoperisurile de iarba sau material vegetal adesea ameliorate cu noile tehnologii.
Se folosesc materialele de mare sensibilite, se utilizeaza numai produsi organici pentru tratarea si finisarea,si se utilizeaza tehnici de eco-architettura pentru incalzirea si ventilarea naturale imbinandu-le cu materialele si tehnicile traditionale.
Involucru unui edificiu este o" piele" plina de sugestii dar din punct de vedere fizic este suprafata de control ce determina sistemul termodinamic al acestuia ,suprafata pe sub care trece fluxul energetic al acestuia ce se schimba in contact cu exteriorul.Invelisul edificiului are functiunea de a controla acele fluxuri pentru a garanta conditiile de confort termic ,viziv acustici calitatea aerului interior contorizand in acelasi timp consumul energetic si implanturile ambientale.
Dupa criza petroului din anii '60 privirile proiectantilor s-au intors asupra izolarii termice.Astfel se dezvolta in toata Europa tehnicile de calcul al randamentului cladirii in functie de acest parametru.
Contemporan acestei perioade apare si cartea "Design with climate"a lui V.Olgiay (Princeton University Press 1962).Intalnirea dintre apropierea bioclimatica finalizata cu a relationa edificiul cu contextul climatic in care se va construi si cercetarea contemporana din partea specialistilor in solutiile tehnice pentru o rationalizare a utilizarii energiei interoare(cu obiectivul de a realiza casa cu consum de energie 0).Reactia provocata in mediul creatiei arhitecturale si ingineresti se concentraza acum in apune capat culturii progectuale energeticamente disipativa si duce la importante inovatii in construirea invelisului ce devine dispozitiv de captare a energiilor naturale
Astfel de inovatii au fost experimentate si publicate de arhitectii proiectanti in diverse reviste multe din ele aparand si in editura Comisiei Comunitatii Europene (CEC),ca urmare ainteresului mare ce-l acorda acestui subiect.
In "Energy conscious design - A primer for architects" de J.R. Goulding, J.Owens Lewis si T.C. Steemers (CEC, 1992) aveau as fie tratate tematice cum ar fi raportul cu clima ,strategii de incalzire si racire in absenta impalturilor de climatizatoare,strategii de iluminare naturala si conditii de confort termic si vizibil.Casa devine colector solar in perioada iernii si disipator de energie solara in perioada estiva ,modeleaza ventilarea naturala aspatiilor interioare si favorizeaza penetrarea in profunzime a luminii naturale.
In "Passive solar architecture for mediterranean area - Design Handbook" de R.Colombo, A.Landabaso e A.Sevilla (CEC, 1994)se utilizeaza pentru prima data termenul de "pasiv"pentru a indica o tehnologie simpla ce utilizeza captatorii de energie naturala "pe loc " in combinatie cu componentele arhiectonice.
Radiatia solara ,aerul extern cu temperaturi mai mari de 24 de grade C sunt considerate surse de energi termica in timp ce bolta cereasca noaptea,aerul exterior cu temperaturi sub 24 de grade ,suprafetele umede si vegetatia sunt considerate absorbanti de energie termica .In general putem spune ca involucrul pasiv maximizeaza castigul soarelui direct pentru ca este dotat vara cu suprafete vitrate pe peretii expusi la radiatia solara,suparfete vitarate care cu o ridicata izolare termica (noaptea in special) si dotate cu sisteme de captare si protectie solara ,in periaoda estiva colecteaza energia solara chiar si cand acaesta nu aprunde in interior pentru ca este dotat cu pereti de tipul trombe (pereti apaci inchisi ce gratie efectului de sera produs de vitrajul pus spre exterior acumuleaza energia soalra in perioada zilei pentru a o directiona spre interior printr-un flux de aer natural ),prevede sere pentru a adaposti de energia solara iarna si se foloseste de vegetatie ce favorizeaza penetrarea luminii naturale si ventilarea naturala ,utilizeaza aerul extern pentru racirea structurii in perioada noptii(passive cooling).
|
Rock and Roll History Museum, Cleveland, Ohio |
fATADE CU CONTROL SOLAR Control solar specral selectiv Vitrajul spectral selectiv este o fereastra de sticla ce permite ca o anumita parte din razele solare sa intre in caladire,blocandu-le pe celelate.Sticla de inalta performanta primeste cat se poate de multa lumina in timpul zilei in timp ce previne patrunderea caldurii solare.Controland caldura solara castigam vara si prevenim pierderea de caldura interna iarna si in asa fel lasam pe cei ce locuiesc sa reduca iluminarea electrica folosind cat mai mult lumina zilei,vitrajul spectral selectiv reduce semnificant consumul de energie al cladirii.Din cauza propietatilor spectrale ale sticlei de a capta si atransmite caldura o putem utiliza pe aceasta atat in climatele calde cat si in cele reci unde putem micsora pierderile de caldura iarna.Limitarile vitrajelor din trecut nu mai exista practic in zilele noastre caci cu ajutorul acestui geam se creste controlat performanta energetica acasei.Daca sticla spectrala este bine folosita sistemul de racire al casei poate fii redus datorita incalzirii acesteia reduse.
Stanga sus: propietatile
spectrale soalreof al unui geam ideal solar specral.raspunsul fotopic al
curbei reprezinta raspunsul ochiului la lumina. Ecranul de sticla spectral selectiva primeste si refuza radiatii ultra violete si infrarosii ce ajung pe suprafata exterioara a permitand insa ca lumina zile sa patrunda.Spectral selectivitatea este realizata de un strat fin microscopic si cu frecventa joasa (low-E)sau aunei pelicule aplicate pe sticla sau suspendata in unitatea izolanta a sticlei. Sunt proiectate cu grija tipuri de lentile rosii si verzi ce pot la fel de bine intr-o unitatate de geam dublu sa indeplineasca acelsi rol ca sticla spectral selectiva cu strat (low-E).Geamurile albastre si verzi conventionale pot oferii o parte din aceleasi propietati spectrale de vreme ce absorb portiuni din spectrul solar dar nu toatal datoriata impuritatilor din lentila.Absortia este mai putin eficienta decat reflectia si datorita acelei partii de caldura pe care o absorb si o transmit cladirii in interior.Sticla spectral selectiva poate fi utilizata la ferestre ,luminatoare,usi de sticla cat si in atrumul cladirilor comerciale si rezidentiale.Nu prevede insa reducerea stralucirii luminii chiar daca reduce anumite efecte ale lui.In general tehnologia aceasta este mai profitabila pentru caldirile rezidentiale si nerezidentilae ce au greutati in racirea spatiului ,cu o utilitate ridicata si ce au geamuri simple deschise de culoare sau sticla intunecata si sunt localizate in zonele calduroase sau si pentru cladirile mai din nord ce au probleme mari cu racirre si incalzirea.In general pretul fiin ridicat studiul de piata arata ca pentru cladirile comerciale ce folosesc acest tip de vitrare costurile se amortizeaza in minim 3 ani. |
|
Okasolar between-pane louver system (above) Serraglaze prismatic glazing (below)
|
FATADE CU CONTROL ANGULAR SELECTIV Tehnologia fatadele cu control solar angular selectiv se bazeaza pe unghiul de incidenta al soarelui pe fatada.Obiectivul tehnic pricipal este sa blocheze sau sa refelcte soarele direct sau caldura de-a lungul verii. Sau pe parcursul sezonului rece pentru un anumit tip de cladiredar admite lumina difuza din timpul zilei Mai multe tipuri de bris-soleil-uri au fost proiectate pentru a se adresa acestui obiectiv tehnic pentru variatele tipuri de climat si latitudine ale uniunii europene.De exemplu, Oksolarun sistem de jaluzele asezat intre geamuri ce are 2 cm grosime de fasie de aluminiu cu un profil geometric unic.Soarele direct este blocat si reflectat in afara in timp ce lumina diurna patrunde.Unghiul optimal vertical de blocaj apare de-a luncul axei nord -sud dupa amiaza. Cercetarea pentru a dezvolta straturile selective unghiulare pe sticla a dovedit a fii destul de schimbatoare asa ca nu arezultata inca un produs comercial.Tehnicile pentru o pelicula subtire pot crea microstructuri decat in pricipiu pentru reflectia selectiva vizibila sau radiatiile solare bazate pe incidenta ungiurilor emisferice bidirectionale .performanta in energie si lumina diurna a acestor tipuri des tructuri a fost evaluaat de Sullivan & al in 1998 . Interesante variatii pe aceasta tema include si un alt model ce foloseste intre cel doua geamuri un al treilea,oglinda,reflectant folosit in parte superioara a peretelui de sticla sau in exterior lamele de sticla unde suprafata superioara este tratata cu o peliula refelctanta.Aceste sisteme sunt toatal sau partial blocate sa redirectioneze soarele si sa primesca lumina difuza a zilei si trebuiesc sa fie ajustate sezonal. Jaluzelele obisnuite si sistemele oarbe venetiene nu alsa posibiliatea utilizatorului sau controlul automat al sistemului ca sa controleze blocajul in functie de pozitia soarelui si intensitatea luminii naturale.Pentru ferestrele verticale panourile pot fi ajustate sezonal sa blocheze soarele si sa precina dispersia spectrala.Sisteme fixe pot fii folosite pentru acoperis |
|
Ceramic-enamel coatings on glass |
FILTRELE SOLARE "Sticla cu ceramica aglutinata are un efect minor asupra performantei energetice a cladirii Blue Shield Headquarters in Chicago (BD&C 10/98) dar permite extinderea sticlei la maxim in UA terminal at O'Hare la sfarsitul 1980 intalnim ASHRAE Standard 90. Cele mai multe proiecte utilizeaza pelicual de culoare alba. Metoda aglutinarii pentru a reduce coeficientul de umbrire a sticlei dar stratul low-E este mult mai efectiv in aceste reduceri" Building Design and Construction, July 2000. Filtrele solare absorb nediscriminat si reflecta o portiune a ambelor tipuri de radiatii solare directe si difuze Atarnate sau suparfete secundare exterioare facute din material filtrat sunt aplicate spre sud ,est sau vest ale fatadelor pentru a diminua nivelele radiatiei soalre incidente si lumina difuza .Filtrele pot fii facute dintr-un material opac la baza (ecrane metalice perforate sau textile) sau material transaparent(translucid,sticla sablata sau plastic). In general eficacitatea controlului solar este normal in proportie cu procentajul materialului opac si variaza odata cu grosimea lui ,opacitatatea ,reflectanta si absortia materialuluisi pozitia pe fatada .Jaluzele interioare de material textil poate realiza un modest control al soarelui si respectiv al caldurii datorita faptului ca suprafata exterioara este reflectanta ,la fel si panourile de fibra de sticla (Kallwall)folosite ca o parte a peretelui de sticla. Sistemul de absortie Between-pane al umbrei ca cele care folosesc fatadele duble pot produca un stres termal pe sistemul de ferestre si sa creasca caldura soarelui daca este inadecvat dispus datoriat cresterii temperaturii suparfetei ceumbreste.Absortia solara localizata poate cauza cresterea agitaiei moleculare in material si spargerea geamului sablat. Curentul arhitectural pe parcursul ultimelor doua decade a fost acela de a utiliza material filtrant (geam baituit,aglutinat). Strat de email ceramic pe geam (geam aglutinat)bazat pe texturi (puncte ,linii)pentru a controla radiatia solara.Textura este creata de sticla opaca sau transaprenta amestecata cu substratul amintit in exeplele anteriore la temperaturi inalte.substratul trebuie sa fie adecvat cresterii temperaturii si sa previna spargerea lui datorita socului termal Un strat low-E poate fi pus al exterior deasupra tuturor pentru a izola mai bine unitatea de sticla de al interior de radiatiile solare ce pot produce incalzirea lui Initial filtrele au fost folosite epntru a ascunde portiuni de zid si acoperis ale constructiei.Este un curent nou sa folosesti astfel de filtre pentru un efect vizual estetic dar folosirea lor negandita poate spori stralucirea foarte mult mai ales sub incidenta razelor soarelui de vreme ce iluminarea se face deja printr-o Sistemele perforate opace pot realiza controlul solar cu admisia luminii diurne si pot potenta confortul vizual vizual reducand contrastul iluminarii prin fereastra. |
|
|
CONTROLUL SOLAR EXTERIOR Controlul solar exterior poate fi realizat prin atarnarea diverselor geometrii de ecrane mai mari ami mici duap dorinta beneficiarului -forma si materialul definesc caracterul arhitectural al cladirii.Conceptul general este as intercepteze soarele ininte ca el sa intre in cladire.O data intrat soarele in cldire singurul mod de a scapa de el este prin reflectie (numai lungimile de unda apropiate celor infrarosii sunt vizibile si radiatia solara se poate reflecta inapoi)sau indirect prin convectie si o radiatie de lungine de unda lunga.Controlul exteror solar trebuie sa fie proiectat sa intercepteze soarele direct pentru perioadele anului cand este dorit controlul racirii sistemului (care tinde sa fie 6-8 luni pe an in California in majoritatea cladirilor comerciale),sistemele de umbrire(jaluzele ce acopera intreaga fata a ferestrei trebuie sa dispuse in spatele suprafetei peretelui de sticla fentru apermite circulatia libera aerului . Storurile si si obloanele sunt compuse dintr-o multime de benzi orizontale sau verticale .cele exterioare sunt mult mai durabile si deobicei sunt facute din otel galvanizat,din aluminiu anodat sau pictat sau PVC pentru o folosire ami scurta.grileel pot fi plate sau curbe cu diferite forme si reflectivitati ,storurile,obloanele,bris-soleil-urile nu sunt folosite nuami pentru a umbri ci si pentru a redirectiona lumina diurna. In timp ce sistemele fixe sunt proiectate in special pentru a umbri ,sistemele operabile (manuale sau automate)asigura mai mulat flexibilitate deoarece bris-soleil-urile pot fi stranse sau extinse in functiile de conditii de afara.Benzile sisstemului de umbrire pot fi folosite atat sa blocheze razele directe ale soarlui cat si sa redirectioneze lumina in cladire .Ele pot da straluciri depinzand de unghiul de incidenta daca soarele este reflectat de suprafata palna in campul de vedere. Bris-soleil-urile se comporta bine in toate tipurile de clima.pentru cladirile comerciale in climatele calde sistemul acesta este cel mai eficient energetic daca este plasat in exteriorul cladirii in timp ce blocheza radiatia solara .Pentru cladirile in climat rece sistemul poate fii folosit sa asigure iluminarea si sa absoarba radiatia solara. .Stanga : schite de mai multe modele de sisteme de umbrire exterioare . Profile orizontale protejeaza fatadele de sud de unghiul inalt al soarelui in timpul zilei.Grilele verticale protejeaza fatadele de sticla de la est la vest de latitudinea mica asoarelui . Ambele tipuri pot fii aplicate cladirilor in climatele calde.Iesirea mult in afara a elmentelor de umbrire impinge fatada in spate si are un poential de umbrire ridicat .Jaluzelele interioare pot fi usor de controlat de cel ce e inauntru in functie de preerintele sale. Alaturi : Simularea umbrelor nervurilor de aluminiu a geamului si a parasolarului pe o fatada orientata catre sud in ziua de 21 iunie .Combinatia celor doua elemente protejeaza fereastara toata ziua in comparatie cu figura de ami jos fara nici o protectie .simularea este creata pentru ziua de 21 iunie intre 9:00 AM si 3:00 PM pentru o latitudine de 34°N (San Francisco). |
Prezentarea produsului Kawneer:
Produsul Kawneer face parte din sistemele
arhiecturii"verzi " ce conserva energia si mareste performanta cladirii fara sa
compromita estetica.El umbreste cladirea dar o si capteaza energia solara prin
benzile photo-volatice si prin placile de silicon amorf.este proiectat sa
reduca caldura solara prin sistemul de pivoti cu dubla pozitie ce prevede
captatea razelor solare la unghi optimal cat si extiderea pentru umbrire in
orice loc
Liniile curate ale modelului 1600 Power Shade completeaza aspectul peretelui cortina si aplicatiile arhitecturii contemporane. Placile de silicon amorf sunt structural lucioase din cauza stratului de aluminiu.Finisajul este gandit si proiectat in asafel incat sa aiba aceasi durata de viata cu cladirea.Power shade ofera solutia inovatoare pentru conservarea energiei de azi si de maine.Materialul ofera ca posibilitate aplicarea diverselor culori avand al baza fluoro polimeri ,nu este solubil si are o inalta performantadi durabilitatea la zgarietura.
Mod de functionare;
Primul punct pivot face legatura intre doua componente ale traversei ansamblului blocand o extensie mai mare decat 33 pana la 44 de inch-i.La 25 de grade latitudine difertiala in Statele Unite ,Power Shade este capabil sa umbreasca o fereastra comerciala extrem de larga.Al doilea punct pivot este localizat la legatura cu fasia PV si bratul traversei .Acest punct pivot face posibil ca benzile PV sa fie optimal pozitionate pentru o puternica lumina solara si sa urmeze unei produceri de energie electrica de -45 watts pe travee la performanta maxima.Extinderea separata si procedeele de optimizare a unghiului prevede o departajare de alte parasolare de acest tip.
Pe langa conservarea energiei solare si generarea ei este gandita ca sa se dezintegreze incepand cu integrarea benzilor foto volatice.Acesta impiedica eficient reciclarea scumpa a componentelor stricate.tot materialul este reciclabil si in cazul in care arhitectul doreste poate fii facut din aluminiu reciclat ce necesita numai 5 % din energia necesara producerii aluminiumului primar
!600Power shade necesita o intretinere minimala de vreme ce nu se pot muta parti si si prin urmare nu se poate rupe.Daca un modul de sticla PV se strica este usor de inlocuit.
Sistemul Kawneer : arhitect:Bernard Johnson Young
contarctor :Hanover
Glass Company
|
