Журнал Обозреватель строительства № 5

Стеклянные двойные фасады

Имеют ли смысл, с точки зрения строительной физики, новые разработки фасадов? Часть 2.

Акустические характеристики стеклянных двойных фасадов

Если в дискуссии о стеклянных двойных фасадах отбросить восторженные выражения, то «в сухом остатке» в качестве основного аргумента останется утверждение, что наружная стеклянная поверхность внутренних помещений защищает от сильного внешнего шума при открытом окне на внутренней поверхности. Поэтому люди в помещении могут открывать окна не опасаясь внешнего шума. Но для оценки влияния внешнего шума необходимо провести более глубокие исследования акустических характеристик стеклянных двойных фасадов, т. к. для этих фасадов имеют принципиальное значение четыре проблемы:

-распространение внешнего шума по фасаду (шумовой профиль);

-снижение уровня шума второй поверхностью фасада;

-распространение звука по воздушному зазору между поверхностями фасада;

-ощущение (субъективное) увеличения внутреннего шума при ослаблении воздействия внешнего шума.

Вбольшинстве случаев внешний шум распределяется по площади фасада неравномерно. Причиной этому, например, может быть то, что более низкие соседние здания задерживают шум, поэтому на нижних этажах здания уровень шумового воздействия ниже. Наряду с этим, интенсивность шума снижается с увеличением высоты. Могут быть значительные различия уровня шума, поэтому локальный показатель шумоподавления для разных высот может варьироваться от 30 до 50 дБ. Таким образом, ясно, что защита от шума не должна быть одинаковой по всей площади фасада.

Втрадиционных фасадах учет распределения уровня шума осуществляется таким образом, что устанавливаемые на фасаде окна имеют разный класс защиты от шума. В отличие от этого, стеклянный двойной фасад не дает возможности дифференцировать степень защиты, поэтому на нем всегда будут зоны с повышенными (надеемся, что не с пониженными) относительно необходимого уровня параметрами шумоподавления.

РИС.2. Снижение уровня шума стеклянным двойным фасадом или традиционным фасадом с выставленным наружу стеклянным отбойным щитком в зависимости от процентной доли площади вентиляционных отверстий в общей площади внешней поверхности фасада.

Верхняя кривая – теоретическая зависимость Нижняя кривая – данные измерений на стенде испытания фасадов при различном количестве открытых отверстий

Примечание: В воздушном зазоре не установлено никаких шумоподавляющих элементов

На рис. 2 представлен показатель снижения уровня шума, обеспечиваемого внешней поверхностью фасада. Из рисунка видно, что степень понижения уровня шума тем больше, чем меньшая часть внешней поверхности открыта для вентиляции. Следует, правда, признать, что теоретические показатели снижения уровня шума, определяемые для диффузного звукового поля, значительного воздушного зазора между поверхностями стеклянного двойного фасада и для высоких частот шума, на практике никогда не достигаются. На том же графике показаны данные практических замеров снижения уровня шума, представленные точками, объединенными пунктирной линией. Здесь наглядно видно, что реальные показатели шумоподавления ниже теоретических. Так, если открытые вентиляционные отверстия составляют более 16 % внешней поверхности и если в воздушном зазоре не установлены никакие материалы для уменьшения шума, то никакого снижения уровня шума практически не наблюдается.

В принципе, представленная на рис. 2 зависимость снижения уровня шума действительна не только для стеклянных двойных фасадов, но также и, например, для прозрачных отбойных щитков, устанавливаемых перед окнами. Из этого следует, что для защиты от шума совсем не обязательно применение стеклянных двойных фасадов. Для достижения такого же эффекта при шумоподавлении можно применять – в том числе и в высотных зданиях – традиционные фасады с отбойными щитками. Поэтому требование защиты от шума вовсе не определяет необходимость применения стеклянных двойных фасадов.

Снижение уровня шума и разность уровня шума в двух соседних помещениях при распространении звука по воздушному зазору между поверхностями стеклянного двойного фасада меняется при нанесении звукопоглощающих покрытий. Установленные в зазоре звукопоглощающие материалы значительно уменьшают передачу звука в зазоре. Без стеклянных двойных фасадов разность уровня шума была бы сравнительно большой, т. к. в этом случае звук не собирается в шахтном канале в пучок, а рассеивается в прилегающей полусфере. Если же, например, из-за установленных в

воздушном зазоре перегородок возникает шахтный эффект (причем для акустических характеристик неважно расположение этих перегородок – горизонтальное или вертикальное) разность уровня шума уменьшается. Это означает, что продольный перенос звука увеличивается. Если же в воздушном зазоре имеется звукоизоляция (например, установленные на секционных переборках звукопоглощающие кулисы), то разность уровня шума вновь возрастает. При достаточной плотности установки звукопоглощающих элементов даже при небольшом расстоянии между окнами можно достичь значительного снижения шума. Это также подтвердили исследования, выполненные Эртелем (Ertel) и Кюном (Kuhn), в которых при использовании выдвинутых элементов остекления и фасадных балконов было также зафиксировано значительное снижение уровня шума. Установка звукоизолирующих перегородок в воздушном зазоре, даже если эти перегородки нужны из соображений улучшения акустических параметров, ведет к ухудшению аэрогидродинамических, тепловых и вентиляционных характеристик, т. к. в этом случае затрудняется вентилирование воздушного зазора (особенно при горизонтальном расположении перегородок) и поступление дневного света. Из всего вышесказанного понятно, каким сложным образом зависят друг от друга связанные со стеклянными двойными фасадами проблемы. Проектировщик подобной системы попадает в положение Лаокоона: как только он каким-либо решением отрубает голову змее, тут же вырастают три новые змеиные головы.

Уменьшение внешнего шума описанным выше способом влияет на субъективное восприятие внутренних шумов: находящегося за стенкой соседа становится слышно лучше, чем при отсутствии стеклянных двойных фасадов. Это означает, что в этом случае необходимо также усиливать звукоизоляцию стен между помещениями, что, естественно, влечет удорожание внутренних отделочных работ в здании. К этому вопросу необходимо отнестись со всей серьезностью, т. к. известно уже несколько зданий со стеклянными двойными фасадами, в которых требовалось улучшение внутренней звукоизоляции.

Аэрогидродинамические и тепловые характеристики стеклянных двойных фасадов

Во многих работах приводится описание расчетного или экспериментального моделирования потоков в воздушном зазоре между поверхностями стеклянного двойного фасада, а также процессов воздухообмена во внутреннем помещении через воздушный зазор фасада. Процесс моделирования подробно описан в работах Ruscheweyh и др., Ziller и Sedlacek. В основе этих, а также других модельных исследований лежит предположение, что в зазоре между поверхностями фасада имеются следующие транспортные воздушные потоки:

-поток, направленный снизу вверх под действием подъемной силы вследствие разности температур;

-поток, направленный сверху вниз под действием напора ветра на фасаде, при этом с высотой нарастает скорость ветра и связанный с ним динамический напор.

Хотя такое предположение выглядит правдоподобным, реальные потоки в воздушном зазоре между поверхностями фасада на практике выглядят несколько иначе. Все это излагается в работе Schwarz и в строительной физике известно уже с 1973 года – тем удивительнее, что сегодня эти обстоятельства не учитываются при моделировании.

В реальности в воздушном зазоре между поверхностями стеклянного двойного фасада нет никаких транспортных воздушных потоков. Скорее, как показано на рис. 5, как на наветренной, так и на подветренной стороне здания в воздушном зазоре возникает, вследствие естественных порывов ветра и турбулентности, нестационарный поток; внутри фасада воздух «перекачивается» в квазистационарном режиме вперед и назад. Это явление было подтверждено в ходе недавних исследований, проводившихся в Институте строительной физики им. Фраунгофера. Причем на подветренной стороне в зазоре между поверхностями фасада наблюдаются большие скорости перемещения воздуха, чем на наветренной стороне. Причина этого заключается в том, что швы на стыках фасадных плит никогда не бывают «герметичными». Через швы нестационарный динамический напор конвективно распространяется внутри фасада и вновь создает в зазоре – несколько ослабленное – нестационарное поле давления.

РИС.5. Результаты измерений скорости потока воздуха в зазоре между поверхностями вентилируемого фасада высотного здания на подветренной и наветренной сторонах, в зависимости от скорости ветра

Вентиляционные отверстия вентилируемого фасада – на фасаде укреплены крупноразмерные облицовочные плиты размером 1,25 х 1,35 м, имеющие незакрытые швы шириной от 1 до 5 мм. Зазор между поверхностями вентилируемого фасада имеет ширину 40 мм

Судя по указанному на рис. 5 разбросу значений нестационарные потоки могут быть довольно сильными. Например, разброс значений в двух самых правых точках измерений на графике для наветренной стороны указывает на то, что при скорости ветра у фасада от 9 до 10 м/с в воздушном зазоре может сформироваться поток со скоростью 0,7 м/с и с тем же успехом – со скоростью 0,1 м/с (практически отсутствие перемещения воздуха). Справедливости ради следует отметить, что исследования высотного здания проводились для непрозрачной внешней поверхности, что откладывало отпечаток на температуру воздуха в зазоре между поверхностями фасада (на границах зазора). Однако это не ведет к принципиальным отличиям температур и параметров движения воздуха в такого рода фасадах от аналогичных параметров в стеклянных фасадах. Эти отличия проявляются только в небольшой разнице степени воздействия солнечного излучения на воздух в зазоре, зависящем от поглощающей способности внешней поверхности фасада.

Интересно, что скорость воздуха в зазоре между поверхностями фасада тем меньше, чем сильнее дует ветер. В строительной физике этот давно известный эффект применяется для предотвращения попадания дождевой воды внутрь фасадов (с использованием «двухступенчатого принципа уплотнения»). Это достигается тем, что швы на стыках фасадных плит сознательно оставляются открытыми. Тем самым обеспечивается поле противодавления в зазоре между поверхностями фасада. При этом внешняя поверхность (открытая) служит в качестве первой ступени уплотнения, а воздушный зазор – в качестве второй.

РИС.6. Полученная по результатам измерений зависимость скорости потока воздуха в зазоре между поверхностями стеклянного двойного фасада от интенсивности солнечного излучения

Верхняя прямая измеренных значений – регрессионная прямая для вентиляционных отверстий, расположенных через 3 этажа (через 13 м)

Нижняя прямая – прямая, пересчитанная для вентиляционных отверстий, расположенных на каждом этаже (на расстоянии 4,3 м друг от друга, в соответствии с чистой высотой помещений около 3,2 м)

Конструкция зазора между поверхностями фасада – вентиляционные отверстия располагаются сверху и снизу через 0,25 м по ширине фасада на каждом метре Ширина зазора между поверхностями фасада – 2,5 см

Данные о том, как скорость потока воздуха в зазоре меняется в зависимости от интенсивности падающего на стеклянные двойные фасады солнечного излучения, приведены в работе Faist и показаны на рис. 6. Значительный разброс данных измерений обусловлен нестационарным характером потока, более отчетливо проявляющимся при небольшой интенсивности солнечного излучения, при которой слаба или вовсе отсутствует подъемная сила в нагретом воздухе. В воздушном зазоре важную роль также играет лучепоглощение (не путать со звукопоглощением). Если, например, в зазоре между между поверхностями фасада имеются солнцезащитные пластины с большой поглощающей способностью, то в зазоре растет перегрев. Поэтому приспособления для защиты от солнца должны быть отражающими, причем в том диапазоне длин волн, для которых внешние щитки являются проницаемыми. Причем они должны и далее сохранять свои отражающие свойства. Действительно, мало пользы от пластин, которые вначале хорошо отражают солнечный свет, а с течением времени из-за отложений грязи, приносимой проникающим через отверстия воздухом, постепенно становятся поглощающими. В этом также заключается проблема защиты от коррозии, т. к. очистка находящихся в эксплуатации пластин требует больших затрат. На рис. 8 представлены ожидаемые максимальные значения температуры воздуха в летнее время в зазоре между поверхностями фасада:

-На левом графике представлены значения температуры воздуха в зазоре в зависимости от степени общей проницаемости внешней поверхности и от степени защиты от солнца.

-На правом графике представлены значения температуры воздуха в зазоре в зависимости от интенсивности вентиляции, т. е. от кратности воздухообмена в зазоре. При этом следует отметить, что часто приводимые исследователями «моделей» данные, касающиеся скорости потока воздуха или профиля скоростей в зазоре, не имеют здесь значения. Существенным показателем является только кратность воздухообмена при встречающихся на практике нестационарных условиях. Поэтому для практических измерений должны использоваться не датчики потока, а устройства измерения воздухообмена с пробными газами.

РИС.8. Максимальная температура воздуха в зазоре между поверхностями стеклянного двойного фасада с различной ориентацией ясным летним днем: Левый график: в зависимости от величины показателя общей энергетической проницаемости стеклянной внешней поверхности и степени защиты от солнца Правый график: в зависимости от кратности воздухообмена в зазоре между поверхностями фасада

Максимальная температура наружного воздуха – 29,9 °C

Из рис. 8 видно, что в зависимости от ориентации стеклянных двойных фасадов температура воздуха в зазоре между поверхностями фасада может быть весьма значительной. При ориентации стеклянных двойных фасадов на юго-запад летом, при максимальной температуре наружного воздуха 29,9 °C, температура в зазоре может достигать 40–50 °C, что превращает фасад в «стену сауны». Как следует из правого графика на рис. 8, самое минимальное, достойное упоминания охлаждение достигается только при 20-кратном воздухообмене в зазоре. Но из-за нестабильного характера потока воздуха в зазоре в условиях естественной вентиляции при разумном количестве вентиляционных отверстий это не представляется осуществимым. Именно поэтому зазор открывается более чем на 30 % площади поверхности. Но тогда сводится на нет функция внешней поверхности по защите от шума (рис. 2). Другая

возможность обеспечения более низкой температуры в зазоре состоит в том, чтобы (см. левый график на рис. 8) показатель общей энергетической проницаемости ограничить величиной 0,3. Но делать это не рекомендуется, т. к. в этом случае во внутренних помещениях будет совершенно темно, и в результате будут необходимы дополнительные затраты на искусственное освещение.

Тепловые и энергетические параметры помещений в зданиях со стеклянными двойными фасадами

Большинство помещений в зданиях со стеклянными двойными фасадами испытывают, в зависимости от способа их использования, большие внутренние тепловые нагрузки. В противоположность обычным требованиям по экономии энергии на отопление, здесь речь идет об отводе излишней энергии без дополнительных затрат. В строительной физике такие здания называются «зданиями с летними проблемами», т. к. в них проблема снижения высоких внутренних тепловых нагрузок, особенно в летнее время, доминирует над проблемой обогрева зимой.

Стеклянные двойные фасады и естественная вентиляция взаимно исключают друг друга. К сожалению, мы знаем множество примеров ошибочного решения, когда в ходе архитектурных конкурсов в качестве исходного условия задается использование естественной вентиляции и жюри все-таки премирует проект со стеклянными двойными фасадами. Тем самым игнорируется современный уровень знаний в этой области, согласно которому при постановке заказчиком таких исходных условий проекты со стеклянными двойными фасадами должны быть просто исключены. Поразительны формулировки, при помощи которых обходятся эти барьеры. Так, исходное недвусмысленное условие заказчика по реализации естественной системы обеспечения необходимых климатических параметров, что ясно обозначает вентиляцию при помощи форточек, разбавляется такими крючкотворными формулировками, как «механическая опорная вентиляция», «вспомогательные меры при помощи установки кондиционирования воздуха» или «дисконтное обеспечение климатических условий». Привлекаются естественные источники холода, такие как подземелья, воздушные колодцы и т. п. Подземные теплообменники, конечно, можно рекомендовать, но только не в качестве вспомогательного средства для исправления неверного решения со стеклянными двойными фасадами; с гораздо большим успехом подземные теплообменники могут применяться в офисных зданиях с обычными фасадами.

Даже в случае искусственной вентиляции, а также в случае с дополнительной вентиляцией в ночное время не достигаются нормальные температурные условия, т. к. температура в помещении превышает температуру наружного воздуха. В строительной физике действует следующий принцип для системы естественного обеспечения нормальных климатических условий: летом в дневное время в помещении не должно быть теплее, чем снаружи. В здании со стеклянными двойными фасадами с естественной вентиляцией температура внутреннего воздуха в помещении может быть больше, например, 32 °C в течение 3 000 часов в году (верхняя кривая), в то время как в зданиях без стеклянных двойных фасадов – менее 100 часов (нижняя кривая). При помощи системы кондиционирования воздуха в зданиях со стеклянными двойными фасадами указанные превышения могут быть уменьшены или даже совершенно устранены. «Без охлаждения невозможно!». В таком случае логично задать вопрос: «Если еще и с кондиционером, тогда вообще – почему стеклянные двойные фасады?»

Этот вопрос подобен выражению Хаусладена (Hausladen): «Чем больше имеешь дело с техникой двойных фасадов, тем быстрее приходишь к выводу – а зачем мы вообще это делаем?»

РИС. 10. Количество часов, в течение которых температура воздуха в большом офисном помещении с естественной вентиляцией превышает определенное значение. Рассматривается офисное здание, наружные стены которого выполнены в виде стеклянного двойного фасада (верхняя кривая) или в виде обычного фасада (нижняя кривая).

Систематическое исследование энергетических характеристик стеклянных двойных фасадов выполнялось в 1989 году Хойзером (Hauser), когда еще не было термина «стеклянный двойной фасад». Уже тогда было выявлено, насколько чутко общий энергетический баланс реагирует на процессы, происходящие в зазоре между поверхностями фасада. Неоспоримо, что для зданий, имеющих проблемы в зимнее время, потери тепла при вентиляции могут быть уменьшены благодаря применению фасадов с подачей приточного воздуха. Однако здания со стеклянными двойными фасадами, характеризующиеся наличием проблем в летнее время, имеют годовой энергетический бюджет другого рода. При использовании стеклянных двойных фасадов потери тепла через вентиляцию снижаются (в отличие от традиционных фасадов с современной теплоизоляционной системой), т. к. подаваемый через стеклянные двойные фасады приточный воздух предварительно нагревается. Правда, при этом растут потери тепла ТF из-за теплопередачи на стеклянных поверхностях. В общей сложности, при указанных здесь граничных условиях, здания со стеклянными двойными фасадами потребляют чуть меньше энергии на отопление, чем аналогичные здания с традиционными фасадами с современной теплоизоляционной системой, что наглядно видно по высоте белых колонок Н. Однако летом стеклянные двойные фасады потребляют гигантское количество энергии на охлаждение, в то время как для цеха с традиционным фасадом вообще не требуется охлаждение. Большое потребление энергии на охлаждение в цехе со стеклянными двойными фасадами является результатом летнего нагрева воздуха в зазоре между поверхностями фасада, который затем благодаря естественной вентиляции зазора переносится в цех, где он вновь должен охлаждаться, что, вообще говоря, выглядит бессмысленно. Поэтому представляется целесообразным, чтобы вентиляция зазора (и, тем самым, стеклянного двойного фасада) летом обходилась. Принципиальная схема обхода обозначена справа на «летней» диаграмме. Это уже пояснялось в первой части статьи на рис. 1 и 3. При обходе стеклянных двойных фасадов на охлаждение уже почти не затрачивается никакой энергии. Как следствие приведенного энергетического баланса, на примере этого цеха, можно сформулировать, что летом стеклянные двойные фасады мешают, а зимой немного экономят энергию на отопление. В этой связи следует задаться вопросом, оправданы ли в данных обстоятельствах

дополнительные расходы на стеклянные двойные фасады, которые составляют приблизительно 3,9 миллионов немецких марок? Застройщик ответил на этот вопрос отрицательно.

K. Gertis, доктор техн. наук,

заведующий кафедрой физики строительных конструкций Штутгартского университета, директор Института строительной физики им. Фраунгофера (Германия)

к содержанию

Стеклянные двойные фасады

Имеют ли смысл, с точки зрения строительной физики, новые разработки фасадов? Часть 3.

Параметры освещения при использовании стеклянных двойных фасадов

Параметры освещения при использовании стеклянных двойных фасадов должны быть проанализированы по двум причинам. Во-первых, внешняя стеклянная поверхность ослабляет проникающий в помещение дневной свет на 10–20 % больше, чем традиционный фасад с современной теплоизоляционной системой. Во-вторых, горизонтальные переборки в воздушном зазоре действуют аналогично выступающему козырьку, также уменьшающему дневной свет, поэтому они должны быть полупрозрачными. Последнее возможно только в том случае, если на их нижнюю сторону не устанавливать звукопоглощающие элементы, или если, что еще никогда не делалось, закреплять недавно разработанный прозрачный поглотитель с микроперфорацией.

В противном случае на переборках происходит значительное ослабление дневного света. В зазоре между поверхностями стеклянных двойных фасадов могут устанавливаться не только звукопоглощающие, но и отводящие свет элементы в форме отражателей или голографических модулей.

Противопожарные характеристики стеклянных двойных фасадов

Стеклянные двойные фасады обладают большим числом параметров, определяемых конструктивным исполнением, влияющих на способность длительно выдерживать огонь и противостоять распространению пожара и дыма. Воздушный зазор между поверхностями стеклянных двойных фасадов представляет особую опасность для помещений, находящихся сверху от места возникновения пожара. Эта опасность связана с возможностью распространения огня, непосредственным контактом с пламенем, тепловым излучением и поднимающимися раскаленными дымовыми газами. В исследовательском центре по обеспечению противопожарной безопасности в Карлсруэ была начата программа исследования, в рамках которой в приложении к стеклянным двойным фасадам должны пересматриваться следующие вопросы:

-выделение тепла при пожаре;

-состав дымовых газов в зоне пожара;

-температура в помещениях, в промежуточном пространстве фасада, у окон и элементов остекления;

-тепловое излучение на окнах, расположенных на верхних этажах над зоной пожара;

-состав дымовых газов в отходящем газе промежуточного пространства фасада;

-расход воздуха и дымовых газов в приточных и вытяжных каналах зазора между поверхностями стеклянных двойных фасадов;

-эффективность гашения и потребность воды для противопожарной установки.

Особое внимание было уделено возможности выхода из строя теплозащитного остекления внутренней поверхности и защитных стекол внешней поверхности.

Предшествовавшие исследования показали, что в стеклянных двойных фасадах, не имеющих перегородок в воздушном зазоре, необходимо считаться с возможностью быстрого распространения огня и дыма. В зданиях со стеклянными двойными фасадами в помещениях (не в зазоре) обязательно должны устанавливаться автоматические спринклерные установки и установки гашения туманом. Размещение противопожарных установок в зазоре между поверхностями стеклянных двойных фасадов не предусматривается, т. к. они не могут препятствовать распространению пожара, а импульсные разбрызгивающие устройства загоняют дым на нижние этажи, затрудняя тем самым удаление дыма из помещений.

В зазоре между поверхностями стеклянных двойных фасадов должны применяться огнестойкие перегородки. Следует отметить, что в общем контексте стратегия применения перегородок весьма неоднозначна и, как видно из нижеследующего, малопригодна для компромиссных решений:

-Исходя из требований правил противопожарной безопасности, перегородки должны быть огнестойкими, т. е. должны быть изготовлены из негорючих или, по крайней мере, с трудом воспламеняющихся материалов.

-Исходя из необходимости обеспечения хорошего освещения, принципиально не должно быть никаких перегородок. Если же все-таки перегородки присутствуют, они должны быть прозрачными.

-Для снижения уровня шума перегородки должны быть обязательно. Они должны поглощать звук, т. е. они не должны быть прозрачными либо должны применяться прозрачные материалы с микроперфорацией. С другой стороны, эти материалы горючи.

-Для обеспечения необходимых потоков воздуха и тепловых характеристик перегородок (горизонтальных) не должно быть, т. к. они препятствуют тепловой подъемной силе и, тем самым, отводу излишнего тепла в летнее время.

-Исходя из требований создания оптимальных климатических характеристик, должны быть горизонтальные перегородки, т. к. при отсутствии горизонтальных перегородок через вентиляционные форточки на внутренней поверхности запахи и табачный дым будут распространяться преимущественным образом по вертикали из одного помещения в другое.

Из этого краткого перечня видно, что эти требования практически не совместимы друг с другом.

Выводы и оценка

Стеклянные двойные фасады в последние десять лет в небывалом масштабе и чрезвычайно быстро завоевали современную архитектуру Европы. В этом нашло свое выражение господствующее стремление максимального использования в строительных конструкциях стекла и стали. Кроме этого, за последние десять лет было выпущено множество публикаций о стеклянных двойных фасадах, имевших вначале поверхностно-описательный характер. Однако в последние три года все больше стало появляться объективных, взвешенных работ, приведших к началу критического диалога по поводу стеклянных двойных фасадов. Были представлены результаты отдельных расчетов, основанных на моделировании стеклянных двойных фасадов. К этим результатам надо относиться с известной осторожностью, т. к. в них отсутствуют данные о точных граничных условиях. Без информации о таких граничных условиях нельзя вести какую-либо серьезную дискуссию, т. к. в этом случае «модельные» результаты не могут обобщенно классифицироваться и интерпретироваться. Результаты моделирования сомнительны также и по той причине, что в их основе лежит основанное на потоках представление, не учитывающее фактически нестационарный характер потока в зазоре между поверхностями стеклянных двойных фасадов. То же самое относится и к лабораторным измерениям на модельных элементах. Наряду с этим, практически отсутствуют результаты очень нужных практических измерений на уже построенных объектах со стеклянными двойными фасадами.

Таблица 1

Сравнительная оценка отдельных параметров традиционных фасадов с современной теплоизоляционной системой и стеклянных двойных фасадов

				Традиционный
		Оцениваемый		фасад с		Стеклянные
Характеристика				современной
		параметр				двойные фасады
				теплоизоляционной
				системой

Звукоизоляция

Энергия

Освещение

Вентиляция Защита от сырости

Противопожарная

защита

Затраты

Внешний профиль, снижение уровня шума, внутреннее поглощение, распространение звука

Зима, энергия на отопление

Лето, энергия на охлаждение

Дневной свет, искусственный свет

Взазоре

Впомещении Конденсат в зазоре

Классы F, G, прорыв огня, распространение дыма по зазору

Инвестиции, постройка

Эксплуатация и техническое обслуживание

10,5–1

1		1
1		2–10

11,5

-Проблематично

10,5–1,5

-		Возможен

13

1		2–4

14–6

В представленной работе проведено систематизированное упорядочение многих видов стеклянных двойных фасадов. Эта оценка была дополнена результатами собственных исследований. Были собраны многие параметры стеклянных двойных фасадов, и на их основе были получены обобщенные характеристики, которые затем сравнивались с показателями традиционных фасадов, оснащенных окнами с современными теплозащитными стеклами, а также современной теплоизоляционной системой. Результаты таких сравнений представлены в таблице. Из таблицы видно, что стеклянные двойные фасады имеют несколько лучшие показатели звукозащиты, чем традиционные фасады с современной теплоизоляционной системой. По зимнему потреблению энергии на отопление, если речь идет о высотных зданиях с большой внутренней тепловой нагрузкой, оба вида фасадов имеют приблизительно одинаковые показатели. Что же касается летней теплозащиты и затрат энергии на охлаждение, стеклянные двойные фасады имеют в этой области очень плохие показатели. Установлено, что в зданиях со стеклянными двойными фасадами без систем кондиционирования воздуха нельзя обеспечить приемлемые внутренние климатические параметры, и такие системы в указанных условиях неработоспособны. Кроме этого, с зазором между поверхностями стеклянных двойных фасадов связаны такие проблемы, как выделение конденсата, ослабление дневного света, значительная пожароопасность. Наряду с этим, стеклянные двойные фасады требуют гораздо больших инвестиционных и эксплуатационных затрат, чем традиционные фасады с современной теплоизоляционной системой и теплозащитным остеклением.

Из представленных ранее результатов исследований, которые должны быть еще дополнены результатами практических измерений на уже построенных объектах, следует, что применение стеклянных двойных фасадов в нашем климате — не рассматривая особые случаи — с точки зрения строительной физики не имеет никакого смысла. Требуют особого изучения специальные случаи, например, пристройка стеклянных двойных фасадов к старому зданию, которое должно использоваться во время реконструкции. При этом обязательно необходимо применять наработки строительной физики. Утверждение К. Дениельса (K. Daniels) о том, что при интегральном планировании таких сооружений привлечение специалистов по строительной физике не имеет смысла, следует рассматривать как весьма эксцентричное и неприменимое в серьезной дискуссии о стеклянных двойных фасадах. Стеклянные двойные фасады предоставляют широкое поле деятельности большому кругу специалистов для решения проблем, которых бы не было, если бы никаких стеклянных двойных фасадов не возводилось. Но фасад здания со стеклянной двойной поверхностью нельзя рассматривать только как частную проблему или как выражение стремления максимального использования стекла и стали, характерное для определенного временного периода истории архитектуры. Если бы это было так, эту проблему можно было бы легко отправить на библиотечную полку истории архитектуры как очередную причуду моды.

K. Gertis, доктор техн. наук,

заведующий кафедрой физики строительных конструкций Штутгартского университета, директор Института строительной физики им. Фраунгофера (Германия)

к содержанию

Каким будет торговое здание в обозримой перспективе?

Достижения научно-технического прогресса заставляют нас по-новому взглянуть на судьбу торговых зданий. При этом становится очевидным, что изменениям будут подвергаться все традиционные параметры этих зданий.

Современный градостроитель обязан представлять, хотя бы ориентировочно, те крупные изменения в самих принципах проектирования, строительства и организации торговли в новых, так называемых электронных магазинах, которые, как и вся информатика в целом, могут значительно повлиять на традиционные методы торговли. Это касается физических объемов помещений для предприятий торговли, их расположения в застройке и городе, соотношения количества продавцов в обычном смысле слова и продавцов-операторов-программистов Отсюда совершенно новые требования к проектированию торговых залов, административных и складских помещений, организации транспортных потоков и многое другое, что, безусловно, отразится на архитектуре торговых зданий в обозримой перспективе.

Рассматривая сложившуюся тенденцию развития электронных и компьютерных технологий, а также уже сегодняшние примеры их внедрения в сферу торговли, вполне логично предположить вытеснение традиционных способов продажи некоторых видов товаров и услуг торговлей в виртуальном Интернет-пространстве. Разумеется, переход с одной системы торговли на другую будет осуществляться постепенно. Выявить же закономерности такого перехода необходимо уже сегодня.

При смене организационной структуры торговли ожидаются изменения по следующим направлениям во внешнем облике объектов торговли (как в объемно-планировочных, фасадных решениях, так и в трактовках интерьеров), в функциональном построении торговли (например, развитие сети филиалов и отделений), в комплектации персоналом и в соотношении востребованных для новых целей профессий и специальностей.

На основании вышеназванных факторов можно сделать предположение о том, в каком направлении будет развиваться функциональная, а за ней и архитектурно-планировочная структура объектов торговли.

Прежде всего, следует отметить, что средствами Интернета можно полностью обеспечить информацирнно-рекламные и денежно-расчетные операции торговых организаций и покупателей и лишь небольшую часть передачи товаров (только существующих в электронном виде — программные продукты, электронные книги, видео- и аудиопродукцию и т п ). Товары материального характера (продукты питания, мебель, одежда и т д) предполагают наличие складских помещений и транспортных перевозок.

Торговые центры будущего, вероятнее всего, будут выглядеть следующим образом офисные помещения, в которых координируются торговые процессы (возможно, располагаемые в различных частях города, а со временем и страны или мира), объединенные единой информационной компьютерной системой, складские сооружения-терминалы, рассредоточенные на охватываемой территории «рынка», транспортные сооружения и предприятия, осуществляющие доставку товаров на склады-терминалы, а затем — непосредственно потребителю.

Основным пространством, в котором собственно и будет осуществляться купля-продажа товаров, возможно, будет виртуальный торговый центр. Иными словами, торгующая организация будет арендовать участок всемирного информационного поля, в котором будет проводиться рекламная кампания и размещаться информация для покупателей о продукции. С точки зрения компьютерных технологий, на сегодняшний день имеются лишь две проблемы недостаточная компьютеризированность населения и дороговизна программных продуктов, обеспечивающих эффект «реального материального присутствия в кибер-пространстве». Темпы решения этих вопросов настолько стремительны, что многие потребители будут психологически не готовы к использованию новых технологических достижений. Доказательством роста популярности интернет-торговли служат статистические данные из отчета министерства финансов США за последний квартал 2002 г объем продаж по Интернету составил 14,33 млрд долл , что на 28,2% больше, чем за тот же период 2001 г

Преимуществ у глобальной торговой сети более чем достаточно колоссальный выбор товаров, доступный в любой точке планеты, сокращение цепочки посредников, возможность покупать товары не выходя из дома, улучшение качества информационных услуг (покупатель сможет получить полную информацию о продукции независимо от квалификации продавца), безопасность финансовых расчетов с предоставлением услуг по кредитованию и рассрочке.

При проектировании автором жилых домов со встроенно-пристроенными помещениями торгового и общественного назначения в г Мытищи (Московская обл )* был проведен сравнительный анализ по оценке экономической эффективности интернет-торговли Были получены следующие

результаты .При организации розничной торговли общая площадь магазинов составила 960 м2, из них площадь торговых залов — 575 м2, складских помещений — 236 м2, конторских помещений — 144 м2. Средний годовой показатель товарооборота составляет 12 млн. у. е., что в пересчете на 1 м2 торговой площади составляет 20,87 тыс. у. е. в год. При организации системы интернет-тор-говли на такой же (960 м2) общей площади требуется: под торгово-информационные залы с компьютерными терминалами — 350 м2; под складские помещения и помещения службы доставки — 450 м2; под офисные помещения — 160 м2. Прогнозируемый годовой показатель товарооборота Интернет-магазинов составит 18,5 млн. у.е. или 41,11 тыс. у. е. на 1 м2 торгово-информационного зала.

Пересчет на 1 м2 торговой площади сделан в связи с тем, что при ведении Интернет-торговли рациональным является размещение основных и вспомогательных функций в разных районах: торгово-информа-ционных—в центральных, более престижных и дорогих, а складских и конторских — на периферии.

Возникает естественный вопрос: что будет происходить с архитектурой торговых комплексов — будущих и уже существующих. Как говорилось выше, торговые организации, ведущие продажу через Интернет, будут нуждаться в двух видах сооружений: офисы и склады. Вследствие постоянного увеличения стоимости городской земли вполне логично предположить создание крупных многоэтажных офисных центров в деловых районах мегаполисов. В этих высотных зданиях, снабженных новейшими телекоммуникационными средствами, торгующие организации смогут арендовать необходимые площади под размещение своих сотрудников, осуществляющих координацию продаж через Интернет. С архитектурно-художественной точки зрения эти здания будут соответствовать архитектуре той городской среды, где они будут возведены (в основном это могут быть респектабельные офисные здания в деловой части города).

Еще один вид сооружений, необходимый для ведения Интернет-торговли, — склады-терминалы. Поскольку торговые операции по Интернету могут производиться на достаточно обширной территории, то для крупных торговых организаций видится целесообразным создание региональной дилерской сети с возведением складских комплексов, которые обеспечивали бы удовлетворение покупательского спроса на подконтрольной территории рынка. Такие складские терминалы выгодно располагать за пределами дорогостоящих городских земель, но обязательно вблизи удобных транспортных путей.

В архитектурном плане эти сооружения должны соответствовать своей функции — просторные здания промышленного типа (ангары, павильоны и т. п.), возводимые из экономичных быстровозводимых конструкций с развитой системой разгрузки транспорта (автомобильного, железнодорожного, речного, морского и т. д. — в зависимости от местных условий) и доставки товаров на место хранения (грузовые подъемники, лебедки, лифты, краны и т. п.). Обязательное условие — наличие разветвленной телекоммуникационной сети для связи с координирующими офисами, учета товаров и графика поставок. Вследствие нашего предположения, что со складов-терминалов будет осуществляться доставка товаров потребителям, логичным выглядело бы включение в состав складских комплексов гаражей и парковок.

Было бы неверно полагать, что с развитием компьютерных технологий исчезнет покупатель, производящий покупки самостоятельно. Поэтому при складах-терминалах реально предположить наличие магазинов, которые будут функционировать как ярмарки-продажи либо как гипермаркеты. Однако с дальнейшим развитием торговых информационных технологий доля гипермаркетов, по-видимому, будет сокращаться, поскольку бесплатная доставка товаров потребителю станет одним из обязательных условий покупки в Интернете.

Закономерен вопрос об архитектурном решении виртуальных торговых центров. Скорее всего, основной акцент будет сделан на виртуальных интерьерах,

которые будут представлять собой «трехмерные пространства» с любой конфигурацией, планировкой, оформлением. Как в свое время существовало целое поколение архитекторов-бумажников, творениям которых никогда не суждено было воплотиться в жизнь, так и в будущем появится отдельная профессия архитектора-дизайнера, работающего только в виртуальном пространстве.

Не стоит расценивать описанную тенденцию как предсказание исчезновения традиционной «материальной» архитектуры торговых зданий. Как в дне сегодняшнем, так и в будущем будут востребованы различные виды торговых сооружений. Так что, скорее всего реальный и виртуальный мир, иллюзорная архитектура и архитектура, выполненная в строительных материалах, будут существовать параллельно и выступать равноправными участниками в развитии человеческой цивилизации.

Нельзя не затронуть вопрос о том, как будут эксплуатироваться уже существующие общественно-торговые центры, многие из которых уже вошли в историю как архитектурное и культурное наследие. Прослеживая тенденцию развития общественно-торговых комплексов за последнее столетие, следует обратить внимание на соотношение торговых функций и общественных. Очевидным фактом при этом становится увеличение доли «общественного» значения крупных общественно-торговых центров. Логично предположить, что при переносе основных торговых процессов в виртуальное измерение, общественно-торговые комплексы будут перепрофилированы под рекламно-разлекательные нужды.

В заключение хотелось бы подчеркнуть, что процесс «интернетизации» торговли уже идет, более того, он необратим. В ближайшем будущем перед архитекторами возникнет проблема перепрофилирования существующих торговых зданий и сооружений под нужды так называемого переходного периода, а затем по определению эстетических, этических и профессиональных принципов организации виртуального торгового пространства.

Чем раньше мы будем готовы к этому, тем большего успеха добьется архитектура в решении этих, неведомых доселе, совершенно новых типов торговых сооружений.

В В ЕМЕЦ, архитектор (Москва)

к содержанию

Варварская архитектура

Символом российских «либеральных реформ» для меня долгое время была одна история, прочитанная в газете первой половины 1990-х годов. Двое работяг, озверевшие от невыплаты зарплаты, решили заработать в духе времени, приватизировав немножко общественного достояния. Умельцы срезали высоковольтные провода и продали их на пункте сбора цветного металла. Доход предприимчивых людей составил тысяч двадцать тогдашних рублей. Ущерб, который они нанесли собственному заводу и городку, где все разом встало, исчислялся в несколько миллионов долларов.

Вполне возможно, что в историю архитектуры нынешняя эпоха войдет не тем, что она построила, а тем, что она разрушила. Разумеется, нечто подобное можно сказать и про советские времена. Да и вообще, любая новая власть начинает с того, что сносит некоторое количество архитектурных памятников прошлого. Английские пуритане разрушали великолепные средневековые замки, французские санкюлоты срыли Бастилию. О варварах, разбиравших на запчасти римский Колизей, даже и говорить не приходится.

Особенность нынешнего разрушения, однако, в том, что оно происходит не под давлением необходимости, войны или нищеты, не под лозунгом социального прогресса и технической модернизации, а под знаменем личного благоустройства. Иными словами, модернизация, конечно, происходит, но не для города и общества, а только для отдельных продвинутых граждан. И касается она исключительно индивидуального потребления.

Потребительская логика доминирует и в архитектуре. Жилье строится для того, чтобы его можно было продать. Это аксиома рынка, но далеко не первое требование искусства. Соответственно, старая городская среда разрушается вовсе не потому, что она не отвечает идеологическим или художественным требованиям господствующего класса (как раньше). У нынешней российской элиты просто нет собственной эстетики, да и с идеологией неважно. Именно поэтому неудачей завершаются любые попытки создать новый «большой стиль», пусть даже механическим путем, накромсав в лучших постмодернистских традициях эстетических ломтиков из больших стилей прошлого. Новая элита в стиле не нуждается. Зато она хорошо понимает в коммерции. Ценность здания зависит не от его исторических или архитектурных качеств, а от того, оборудовано ли оно современными коммуникациями, системами охраны и парковочными местами. Сталин и Хрущев сносили церкви, видя в них символ конкурирующей религиозной идеологии. Сегодня любой памятник архитектуры может быть уничтожен только оттого, что в нем нет подземного гаража.

Если общественные здания предполагают соответствие хотя бы некоторым идеологическим и символическим требованиям, то жилое строительство является той сферой, в которой нынешняя элита свободна выразить себя в полной мере. Она и выражает, возводя бетонные и кирпичные коробки в центре города, застраивая Москву непривычными для нее таунхаусами, украшая высотки пент-хаусами и возводя постмодернистские сооружения фараонических размеров в самых неожиданных местах.

Было бы, вероятно, очень поучительно и забавно, если бы все эти строения собрались в одном месте, составив некий «закрытый город» отечественной элиты, социально-архитектурный паноптикум или просто зону, которую следующий политический режим мог бы законсервировать для потомков вместе с ее обитателями. Однако строительный бум не щадит ни одного квартала в центре столицы и даже на ближних к нему подступах. Если отбросить «плебейский гнев», приходится констатировать, что главный эстетический недостаток нового «элитного жилья» - его расположение. Дома стоят не на своем месте. They don't belong here, как говорят англичане. Отсутствие представлений о традиции, стиле, архитектурном ансамбле и совместимости между зданиями как раз то, что отличает варварское строительство от продукции цивилизации. Варвары не только разрушают. Они еще и строят. И в этом -главная беда!

Меня всегда удивляло, что богатеющие отечественные господа склонны селиться скопом в огромные многоквартирные дома или, на худой конец, средних размеров постройки. При этом стоимость квартиры такова, что на подобные деньги можно запросто купить разрушающийся особняк и, отреставрировав его, превратить в настоящий дворец. Да зачем особняк? Таким же образом можно перестроить изрядную часть домов ординарной архитектуры XIX века. Купцы времен Островского жили там очень даже неплохо. Почему же не следуют их примеру пионеры нового русского капитализма?

ВПодмосковье стоят во множестве старинные усадьбы -запущенные, заброшенные, полуразрушенные, но вполне поддающиеся восстановлению и реконструкции. Но нет, люди предпочитают строиться на новом месте, возводя за высокими заборами трехэтажные каменные особняки, напоминающие уменьшенные копии Тракайского замка. К тому же все они теснятся друг к другу поближе, превращая элитный поселок в постмодернистскую метафору коммунальной квартиры.

ВМоскве и того хуже. Похоже, даже олигархам, за редким исключением, не приходит в голову, что в городе тоже можно жить в отдельном доме. Разумеется, решающую роль здесь играют коммерческие соображения. Застройщикам выгоднее снести старый дом и построить на его месте многоквартирный муравейник, нежели возиться, возвращая к жизни старинное здание. К тому же хорошая реставрация потребует качественных и дорогих материалов, серьезных специалистов. А элитное жилье нового образца можно строить из «подручных» средств, с которыми умеет обращаться любой молдавский гастарбайтер.

Странно, что хозяева жизни столь зависимы от строительных фирм. Они не навязывают им своих вкусов, не пытаются взять инициативу в свои руки (при наличии денег - что проще: купил здание, нанял архитектора для реставрации или реконструкции). Как-то совсем по-советски предложение доминирует над спросом. Эта слабость свидетельствует о том, что российская элита представляет собой не устоявшийся класс со своей историей и культурой, а атомизированное сборище частных лиц, живущих скорее индивидуальной, нежели коллективной жизнью. И дело вовсе не в том, что российский капитализм молод. Просто у нашей новой элиты в роду не было ничего героического, что придало бы ей чувство гордости и уверенности в себе, не было и общего дела. Нельзя же в самом деле построить героический миф на основе истории постперестроечных политических катаклизмов или приватизации народного добра.

Немалую роль играют и соображения безопасности. Одиночный дом охранять дороже. Другое дело, что, расползаясь по городу, элитное жилье само создает новую социальную географию, при которой охранять нужно не отдельные дома, а целые микрорайоны. Вообще забота об охране выдает уязвимость, неуверенность и неэффективность элит. Неспособность верхов общества создать даже для самих себя комфортную (в том числе и психологически) среду свидетельствует об их глубокой несостоятельности в качестве национальной элиты. Богатых людей во всем мире приходится защищать: в меньшей степени - от бедных, в большей - друг от друга. Но, пожалуй, только в Южной Африке я видел такой страх перед внешним миром, такое желание от него отгородиться. А ведь общество, от которого прячутся, создавали сами.

Разобщенность и неуверенность элит оборачивается отсутствием внятного стиля, а советское происхождение новых начальников напоминает о себе, когда обнаруживается почти полное отсутствие потребности в изящной и утонченной среде обитания. Красота измеряется ценой. Яйца Фаберже (довольно бесполезная, в сущности, вещь) хороши не тонкой работой, а стоимостью. Любое здание является не в последнюю очередь вложением капитала (что особенно важно в условиях нестабильной банковской системы и массового уклонения от налогов). В этом смысле дорогое жилье принципиально лучше дешевого, а большое выглядит заведомо привлекательнее маленького. Понятие об уюте утрачивается так же, как и представления

окрасоте.

Зато архитектор в подобной ситуации получает определенную свободу. Эстетическая беспомощность заказчика-потребителя позволяет авторам проекта развлекаться самым неожиданным, зачастую извращенным образом. Классическим примером подобной практической шутки (practical joke, как сказали бы в Британии) является дом «Патриарх», рядом с одноименными прудами. Нагромоздив этажей, построили средних размеров зиккурат, компактную пользовательскую модель Вавилонской Башни, но фантазия Брейгеля здесь переплетается с традициями сталинского классицизма. Соцреалистические статуи, изображающие создателей этого шедевра, гордо смотрят на улицу со среднего уровня здания. А завершается все это почемуто татлинской башней Третьего Интернационала.

Такой проект - в качестве шутки - получил бы, несомненно, одобрение, появись он на архитектурном конкурсе. Знатоки соцарта искренне смеялись бы, разглядывая выставленные чертежи или макет. Но только в Москве такое можно построить в камне, в натуральную величину. И только у нас