Newsletter

Login Form



Czytaj także -

Aktualne wydanie

SS-03-2018 okladka

20180123-BANNER-160X600-V3-PL FENSTERBAUEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

konferencja 12 kwietnia 2018 1a

baner-2-krzywe

baner konferencja 12 2017

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

katalog 2018 a

 

swiat szkla 750x100 2

 6032 IX Kongres Stolarki polskiej banery reklamowe www 550x120

sacroexpo 468x60 

Wielkości przeszkleń a równoważenie rozwoju w budownictwie
Data dodania: 04.09.13

Zagadnienie rozwoju zrównoważonego, sformułowane po raz pierwszy w latach 90-tych, jest nieustannie rozwijane i staje się istotnym celem polityki wielu państw. Dowodzą tego wchodzące w życie nowe przepisy regulujące działalność człowieka względem środowiska naturalnego. Ich przykładem jest dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/31/UE z 19 maja 2010 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków, która weszła w życie 7 sierpnia 2010 r. Zobowiązuje ona wszystkie państwa członkowskie Unii do starań by do 2020 r. znacząco zmniejszyć zapotrzebowanie budynków na energię oraz ilość emitowanego dwutlenku węgla. Drogą do tego celu ma być dążenie by do 2020 r. wszystkie nowe budynki miały niemal zerowe zużycie energii. Etap, na jakim jest Polska we wdrażaniu rozwiązań obniżających energochłonność budynków, nie tworzy dobrej perspektywy dla realnych możliwości spełnienia tego postulatu. Jednak niezależnie od tego, konieczność podejmowania zdecydowanych działań w tym kierunku nie podlega dyskusji. Dotyczy to wszystkich uczestników procesu powstawania budynku: inwestorów, projektantów, deweloperów, wykonawców, a także producentów materiałów budowlanych i wyposażenia technicznego budynków.

 

2013-07-08-1

Fot.1. Budynek Wydziału Oceanografii Uniwersytetu Gdańskiego w Gdyni – fragment elewacji od strony ulicy. Szkło stanowi obudowę całego budynku, choć tylko część tej powierzchni jest transparentna. Graficzny motyw fali i napis nadają elewacji charakteru (fot. K. Zielonko-Jung)

 

Szkło a energia

Branża producentów szkła budowlanego jest jedną z tych, na które dążenie do obniżenia zapotrzebowania budynków na energię wpływa w znaczący sposób. Reakcja rynku tej branży na zagadnienie energooszczędności jest widoczna. Od wielu lat obserwujemy dynamiczny postęp technologiczny w zakresie parametrów termoizolacyjnych szklenia. Stymulują go rosnące wymagania prawne dotyczące maksymalnych dopuszczalnych wartości współczynnika przenikania ciepła przez przegrody transparentne. Obecna maksymalna dopuszczalna wartość współczynnika U, równa 1,8 W/m2K, ma się stopniowo obniżać, by w 2020 r. osiągnąć 0,9 W/m2K. Doskonalone są także inne właściwości, które decydują o jakości mikroklimatu wnętrz i wpływają pośrednio na zapotrzebowanie budynku na energię (np. ochrona przeciwsłoneczna, możliwości wykorzystania światła dziennego we wnętrzu). Coraz bardziej świadomie wykorzystuje się także szkło do pasywnego pozyskiwania energii cieplnej ze słońca – przez odpowiednie orientowanie dużych przeszkleń względem słońca, staranny dobór ich parametrów oraz wprowadzanie rozwiązań pozwalających na akumulację energii cieplnej i jej optymalną dystrybucję. Jednak mimo to, duże powierzchnie przeszkleń w budynkach wciąż nie są elementem korzystnym dla ogólnego bilansu energochłonności budynku.

Prowadzone badania i formułowane na ich podstawie zalecenia i standardy dla budownictwa niskoenergochłonnego odnoszą się do proporcji przeszkleń w stosunku do ścian pełnych. Najczęściej podawane są przedziały procentowe, w których należy utrzymać tę proporcję. Zwraca się szczególną uwagę na maksymalny procentowy udział szklenia. Jego przekroczenie może oznaczać, że zyski pochodzące z energii słonecznej nie równoważą strat wskutek przemarzania. Graniczne wartości są zróżnicowane w zależności od orientacji elewacji względem stron świata. Widoczne są także niewielkie różnice w zaleceniach formułowanych przez różne zespoły badawcze. Wynikają one innego podejścia w określaniu hierarchii ważności wśród kwestii związanych z gospodarką energetyczną budynku. Dotyczy ona bowiem zarówno ochrony przed utratą ciepła, ochrony przed przegrzewaniem, możliwości pasywnego pozyskiwania energii cieplnej ze słońca, jak i możliwości oświetlania wnętrz budynku światłem dziennym.

Największe rozbieżności dotyczą najlepiej nasłonecznionej elewacji południowej. Przy założeniu, że należy przede wszystkim ograniczać straty ciepła, maksymalny udział okien powinien wynosić 40%. Zespół badawczy projektu celowego Miejski Budynek Jutra 2030, kierowanego przez firmę MOSTOSTAL Warszawa, określił tę wartość jako najbardziej właściwą pod względem równowagi zysków słonecznych i strat cieplnych. L. Laskowski określa tę wartość jako maksymalną, choć skłania się ku wartości niższej – 30%. G. Hausladen, M. de Saldanha i P. Liedl twierdzą, że bez zastosowania pasywnych lub aktywnych metod chłodzenia pomieszczeń latem możliwe jest osiągnięcie komfortu termicznego wnętrz przy udziale okien w elewacji południowej przeszklonej do 50%, zakładając, że przy przeszkleniach powyżej 30% istnieje zewnętrzny system zacieniający.

Większe przeszklenia, nawet do 100%, wskazane są w przypadku struktur szklarniowych, nastawionych na maksymalne zyski cieplne z energii słonecznej. Warto je stosować jedynie wówczas, gdy orientacja elewacji nie jest odchylona więcej niż 15° od kierunku południowego. W. Freist twierdzi, że w ich przypadku konieczne jest szklenie trójszybowe z powłoką niskoemisyjną. Powołuje się on na badania, które dowodzą, że przyrost zysków energetycznych przy przeszkleniu elewacji południowej powyżej 40-50% jest stosunkowo niewielki. Gdyby zaś zastosować zestaw dwuszybowy, także niskoemisyjny, przy przeszkleniu powyżej 60% ogólny bilans energii jest niekorzystny (badania symulacyjne dla budynku pasywnego w Darmstadt). Gdy elewacja południowa jest zacieniona, zwiększanie powierzchni przeszkleń powyżej 30-40% nie jest uzasadnione, gdyż nie można liczyć na zyski cieplne.

Zalecenia dotyczące elewacji wschodnich i zachodnich najczęściej określają optymalny udział okien na poziomie 30% (wg standardu MBJ 2030). Bardziej restrykcyjne – 20% (L. Laskowski podaje wartość 20- 30% dla elewacji innych niż południowa i zaleca, że w przypadku powiększenia udziału okien od południa do 40%, powinno się utrzymać podany przedział dla całości budynku). Zdaniem badaczy szczególnie doceniających wartość światła dziennego we wnętrzach dopuszczalny jest udział okien do 50%, ale konieczne jest wprowadzenie dostosowanych do niskiego promieniowania zewnętrznych osłon przeciwsłonecznych (wg G. Hausladena, M. de Saldanhy i P. Liedl).

Elewacje północne powinny mieć możliwie małe przeszklenia. Nie powinny przekraczać 30% całkowitej powierzchni ścian, a według surowszych zaleceń nawet 20 lub 25%. Większe powierzchnie przeszkleń prowadzą do znaczących strat ciepła.

Zasady te trudno wprowadzić w życie. Wymaga to podziału budynku na strefy funkcjonalne o różnych potrzebach względem światła i ciepła. Jest to możliwe w przypadku budynków jednorodzinnych lub użyteczności publicznej o prostych funkcjach (np. biurowych). Budynki wielorodzinne lub inne o rozdrobnionym programie funkcjonalnym nie poddają się łatwo strefowaniu, zwłaszcza, gdy dąży się do uzyskania największej powierzchni użytkowej. Ten mało istotny wydawałoby sie problem wpływa zatem na formowanie budynku, strukturę jego przestrzeni wewnętrznej i logikę podziałów funkcjonalnych.

 

2013-07-09-1

Fot. 2. Pływalnia w Ożarowie Mazowieckim – fragment elewacji frontowej. Surowa ściana z oknami została obudowana szkłem. Nałożyły się dwa plany kompozycyjne: poziomych układów okien i pionowych elementów konstrukcji szklanego ekranu (fot. K. Zielonko-Jung)

 

Szkło a jakość architektoniczna

Pomimo problemów, jakie stwarza stosowanie dużych powierzchni szkła w budynkach, jest ono materiałem powszechnym i istotnym dla współczesnej architektury. Jest transparentne, a więc wzrokowo dematerializuje granicę między wnętrzem budynku a otoczeniem. Dzięki dużym płaszczyznom szklenia, budynki nie są odbierane jako odrębna, zamknięta przestrzeń, ale integrują się ze środowiskiem otaczającym, np. placem, ulicą, naturalnym krajobrazem. Ich wnętrza tym samym stanowią kontynuację przestrzeni otwartych. To szczególnie ważne dla budynków użyteczności publicznej, które stają się dzięki temu bardziej przyjazne i zrozumiałe dla użytkowników, harmonijnie łączą się z miastem i życiem ulicy. Z kolei otwarcia na elementy naturalnego krajobrazu dodają nowej jakości wnętrzom. Pozwalają doświadczyć natury w różnych, uzależnionych od pory roku odsłonach, dobrze działają na psychikę użytkowników i optycznie powiększają nawet niewielkie wnętrza. Dzięki dużym przeszkleniom ludzie przebywający w budynkach odczuwają ich kontekst przestrzenny i pełniej wykorzystują wartość otoczenia.

Dlatego nawet w domach mieszkalnych coraz częściej stosuje się duże powierzchnie przeszkleń, np. na pełną wysokość pomieszczenia. Przeszklenie części podokiennej nie ma dużego znaczenia dla poprawy warunków oświetlenia wnętrza światłem dziennym, tworzy jednak efekt pełnego otwarcia na otoczenie. Dzięki niemu ogród, taras lub balkon może się stać harmonijną kontynuacją wnętrza.

Szkło umożliwia także tworzenie ciekawych efektów plastycznych, polegających nie tylko na wspomnianej dematerializacji granic budynku. Architekci wydobywają dzięki niemu kompozycję elewacji, np. prostokątne, trójkątne czy nieregularne siatki, poziome, pionowe lub skośne układy liniowe. Wykorzystują także motywy graficzne – symbole, napisy, barwne pola – a także, dzięki najnowszym możliwościom technologicznym, czynią ze szkła ekrany wyświetlające ruchome obrazy (np. technologia szklenia LCD lub systemów diodowych integrowanych z taflą szkła). Od lat 80-tych XX wieku obserwujemy, jak kolejne generacje systemów szklenia – o coraz bardziej wyrafinowanych systemach konstrukcji, coraz doskonalsze użytkowo i coraz bardziej atrakcyjne wizualnie – manifestują nowoczesność architektury i jej powiązanie z zaawansowaną technologią. Najbardziej oczywistym skojarzeniem związanym z wizją nowoczesnego budynku stała się jego szklana obudowa.

Najbardziej jaskrawym przejawem operowania taką symboliką są realizacje gigantycznych budynków, całych dzielnic i miast w krajach arabskich, np. Dubaju. Projektują je architekci z czołówki światowej, nazywani nieco złośliwie „starchitektami”, którzy ulegają pokusie realizowania najśmielszych wizji bez żadnych ograniczeń budżetowych. W rezultacie powstają wielkie założenia urbanistyczne i śmiałe budynki o ogromnej skali, niespotykanych formach, nowatorskich konstrukcjach i z najnowocześniejszych materiałów. Są to budynki niemal całkowicie przeszklone. Trudno uwierzyć w prawdziwość deklaracji, że są one energooszczędne i proekologiczne. Są bowiem zaprzeczeniem logicznych zasad tradycyjnego budownictwa klimatów gorących i ich dążenia do uzyskania dużej pojemności cieplnej przegród – stosowania pełnych masywnych murów i stosunkowo niewielkich okien. Być może budynki te są w stanie zagwarantować użytkownikom komfortową jakość mikroklimatu wnętrz dzięki instalacjom, czerpiąc potrzebną na to energię ze słońca za pomocą ogniw fotowoltaicznych. Jednak sens nieuzasadnionego stosowania najbardziej zaawansowanych rozwiązań, kosztownych nie tylko ekonomicznie, ale i ekologiczne (surowce, energia wytwarzania, transportu i aplikowania, a także późniejszej utylizacji elementów), pozostaje wątpliwy.

 

2013-07-10-1

Fot. 3 Pawilon Wyspiańskiego w Krakowie. Budynek wykończony od zewnątrz okładziną ceramiczną. Wykorzystaną ją także w formie ażurowej na przeszkleniu fragmentu ściany (fot. K. Zielonko-Jung)

 

Racjonalność, czyli do more with less

Przytoczone dane na temat związku charakterystyki energetycznej budynku z ilością i wielkością okien, skłaniają do refleksji na temat tendencji przyszłościowych dotyczących stosowania szkła w budynkach. Konieczne obniżanie zapotrzebowania budynków na energię realizowane będzie zapewne nie tylko przez doskonalenie parametrów termoizolacyjnych szkła, ale także utrzymanie jego procentowego udziału w całej powierzchni ścian elewacyjnych na racjonalnym poziomie. Widoczna we współczesnej architekturze tendencja do tworzenia znacznie lub całkowicie przeszklonych budynków jest bowiem nadużyciem z punktu widzenia bilansu energii. Ten argument staje się ważny dla współczesnych projektantów. Widoczna w Europie ciągu ostatnich 20 lat fala realizacji budynków w dużej części lub całkowicie przeszklonych, stopniowo się osłabia. Rośnie grupa architektów poszukujących nowoczesnych rozwiązań plastycznych za pomocą innych materiałów, w tym tworzyw sztucznych, które całkowicie lub częściowo transparentne, stanowią coraz bardziej interesującą alternatywę dla szkła. Chętniej niż dotychczas stosowane są ściany pełne z ciekawymi plastycznie wykończeniami: z ceramiki, corianu, stali cor-ten, drewna, gliny. Nie oznacza to zmniejszenia rangi szkła, gdyż nadal jest stosowane na dużą skalę. Można jednak mówić o zahamowaniu jego powszechnego, a bezkrytycznego stosowania na dużych powierzchniach, niezależnie od problemów natury użytkowej i energetycznej, a często także kosztów ekonomicznych.

Kwestia ta została poruszona niedawno na IV Kongresie Stolarki Polskiej, podczas dyskusji panelowej dotyczącej skutków, jakie może mieć wejście w życie wspomnianej dyrektywy unijnej na przyszłość branży okiennej. Prawdopodobne zahamowanie dotychczasowego rozmachu w projektowaniu powierzchni przeszklonych może być dla niej odczuwalne. Wpłynąć na nią mogą także bardziej racjonalne decyzje inwestorów dotyczące wielkości nowoprojektowanych obiektów. Kryzys ekonomiczny i brak rezerw terenowych w miastach, każą myśleć racjonalnie o sposobie wykorzystania przestrzeni. Myślenie to zaczyna być widoczne na przykład wśród inwestorów domów jednorodzinnych. Bardziej niż na mnożeniu pokoi, zależy im na tym, by ich dom funkcjonalnie wytrzymał próbę czasu i możliwe było jego dostosowanie do zmieniających się potrzeb. By pomieścił rodzinę z dziećmi, ale dawał też możliwość na wydzielenie w przyszłości osobnych stref – na biuro, czy niezależne mieszkanie. Od ilości staje się ważniejsza jakość, dopasowanie do potrzeb, elastyczność oraz pewność, że koszty utrzymania domu osiągną racjonalny poziom.

Podczas dyskusji na kongresie padło pytanie, czy w związku z zaleceniami wynikającymi z zasad energooszczędności, powszechny model domu jednorodzinnego upodobni się wkrótce do skromnego bungalowu w stylu skandynawskim. To raczej nam nie grozi. Współcześni konsumenci są bardziej wymagający niż ci, sprzed kilkudziesięciu lat. Poszukują różnorodności i wyrafinowanych doznań estetycznych, mają własne upodobania i poszukują w przedmiotach, w tym także w budynkach, cech spójnych z ich osobowością i stylem życia. Architektura ukierunkowana na realizację celów proekologicznych podlega wielu ograniczeniom. Należą do nich omawiane tu wskazania co do optymalnej wielkości przeszkleń względem powierzchni ścian pełnych. Mimo to współcześnie wznoszone budynki proekologiczne są zróżnicowane stylistyczne, a jakość architektoniczna, jaką osiągają zależy od umiejętności projektantów, ich otwartości na nowe rozwiązania, kreatywności i umiejętności pracy w interdyscyplinarnym zespole.

Okazuje się, że dzięki tym cechom można pokonać także barierę ekonomiczną, osiągając dobre efekty architektoniczne i proekologiczne przy ograniczonym budżecie. Dowodzi tego między innymi rozstrzygnięty niedawno konkurs na Energooszczędny Dom Dostępny zorganizowany przez miesięcznik „Murator”. Zaproszeni architekci mieli zaproponować projekt domu dla czteroosobowej rodziny w standardzie domu pasywnego (roczne zapotrzebowanie na energię nie przekracza 15 kWh/m2) lub energooszczędnego (roczne zapotrzebowanie na energię nie większe niż 40 kWh/m2). Poziom maksymalnego kosztu określono na poziomie 500 tys. zł. Nagrodzone i wyróżnione prace pokazały różnorodność i wysoki poziom architektoniczny, a większość z nich deklarowała możliwość osiągnięcia lepszych niż zadane w konkursie parametrów energetycznych przy niższych niż założono jako maksymalne kosztach. Warunkiem osiągnięcia takich efektów jest racjonalność i świadomość konsekwencji, jakie niosą kolejno podejmowane decyzje.

Trafnym określeniem takiej postawy jest hasło do more with less, propagowane między innymi przez włoskiego architekta Mario Cucinellę. Nawołuje ono by osiągać możliwie dużo korzyści możliwie prostymi środkami. Dla architektury nakierowanej na realizację celów proekologicznej oznacza to przemyślane łączenie wysokich technologii, do których zaliczyć można nowoczesne systemy szklenia, z prostymi rozwiązaniami tradycyjnymi, takimi jak: dążenie do zwartości formy i jej dostosowania do warunków klimatycznych, odpowiednie ustawienie budynku i jego okien względem słońca i wiatru. Cucinella mówi o wielkim potencjale tkwiącym w znajomości natury i wyprowadzonej z tej wiedzy mądrości tradycyjnego, lokalnego budownictwa i to bynajmniej nie w kontekście powracania do nich w sposób dosłowny, po okresie znamiennego dla XX wieku porzucenia ich na rzecz rozwiązań technologicznych. Traktuje je raczej jako bazę, z której należy czerpać szukając możliwie najprostszych rozwiązań i inspirując się w poszukiwaniu innowacji technologicznych, gdyż według niego „innowacje pochodzą z kultury, tradycji danego kraju”.

Postawę tę można odnieść do problemu ilości przeszkleń w budynkach. Należy je stosować tam, gdzie są rzeczywiście potrzebne ze względów użytkowych, estetycznych, społecznych, innych, a unikać tam, gdzie ich stosowanie na dużą skalę jest problematyczne. Wymaga to od architektów uwzględnienia tego problemu we wczesnej fazie projektowania budynku. Dzięki odpowiednim decyzjom na etapie projektu koncepcyjnego - właściwego uformowania budynku względem otoczenia i rozplanowania jego układu przestrzenno-funkcjonalnego, można zachować właściwe proporcje przeszkleń spełniając jednocześnie inne założenia projektu.

 

Bibliografia:
• Feist W., Podstawy budownictwa pasywnego, Polski Instytut Budownictwa Pasywnego, Gdańsk 2007
• Hausladen G., Saldanha M., Liedl P., Climate skin, Buildingskin Concepts that Can Do More with Less Energy, Birkhauser, Basel. Boston, Berlin 2006
• Laskowski L., Ochrona cieplna i charakterystyka energetyczna budynku, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2008
• Podpora E., Sasin T., Szymańska-Rzeźnik K., Żach J., (Mostostal Warszawa), W1.4.6 Założenia bryły, elewacji, przegród zewnętrznych budynków w standardzie MBJ2030, opracowanie w ramach projektu celowego Miejski Budynek Jutra 2030 dofinansowanego przez MNiSW, Warszawa 2010.
• Zielonko-Jung K., Marchwiński J., Łączenie tradycyjnych i zaawansowanych technologii w architekturze proekologicznej, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2012.

 

 

(...)

 

dr inż. arch. Katarzyna Zielonko-Jung
Wydział Architektury Politechniki Warszawskiej

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

Więcej informacj: Świat Szkła 07-08/2013

 

 

Czytaj także --

 

 

01 chik
01 chik