В Германии на здания приходится почти 40 процентов всего энергопотребления. Отопление, охлаждение и вентиляция домов, офисов и общественных мест стоит дорого, а офисы с огромными стеклянными фасадами — одни из худших нарушителей с точки зрения потерь энергии.
Летом эти здания начинают напоминать гигантские теплицы, охлаждение которых требует огромных усилий, а зимой требования к отоплению резко возрастают из-за недостаточной теплоизоляции стеклянных поверхностей. Стремясь сократить потребление энергии, исследователи из Института станков и технологий формовки им. Фраунгофера IWU в Дрездене объединились с отделом текстиля и дизайна поверхностей Художественной школы Вайсензее в Берлине для разработки компонентов фасада, которые автономно реагируют на солнечный свет и его тепловая энергия.
Шторка из термореактивной ткани для стеклянных фасадов«Нам не нужна энергия, поскольку мы можем полагаться исключительно на тепловую энергию для управления фасадным элементом», — говорит Андре Бухт, исследователь и руководитель отдела Fraunhofer IWU. «Задача в этом проекте заключалась в том, как объединить инновационные технологии и дизайн», — добавляет профессор Кристиан Зауэр из Школы искусств Вайсензее. «Совместная работа дизайнеров и ученых — ключ к новаторским концепциям интеллектуальных ограждающих конструкций». Демонстрационный образец основан на концепции студентки дизайна Бары Финнсдоттир и состоит из матрицы из 72 отдельных тканевых компонентов в форме цветов.
Каждый текстильный модуль имеет встроенные приводы с памятью формы; тонкие 80-миллиметровые проволоки из никель-титанового сплава, которые запоминают свою первоначальную форму при нагревании. Если фасад нагревается из-за падающего на него солнечного света, провода активируются и бесшумно сжимаются, открывая текстильные компоненты. Открытая поверхность фасада закрывается, и солнечный свет больше не может проникать в комнату. Как только солнце скрывается за облаком, компоненты снова закрываются, и фасад снова становится прозрачным.
Эффект достигается за счет особого расположения решеток в материале. «Когда вы сгибаете проволоку, она сохраняет эту форму. Затем, когда вы подвергаете ее воздействию тепла, она запоминает исходную форму и возвращается в это положение. Представьте элемент фасада как своего рода мембрану, которая адаптируется к погодным условиям в течение каждого дня. и в различные сезоны года, обеспечивая идеальное количество тени, независимо от яркости солнца », — говорит Бухт.Разработанный для больших стеклянных пространств, солнцезащитный козырек может быть прикреплен либо к внешнему слою стекла, либо в промежутке между ними в случае многослойных фасадов.
Инновационная конструкция легко модернизируется, и в нее входит ряд вариантов дизайна, позволяющих выбирать рисунок, форму и цвет отдельных компонентов. «Например, вы можете заменить круглую конструкцию на треугольники или сотовую структуру. Вы также можете контролировать уровень солнечного излучения для отдельных частей фасада — например, только для верхней левой части. Более того, мембрана даже подходит для изогнутых участков стекла. Мы достигли точки, когда дизайн стал независимым от формы здания », — говорит исследователь.
Бухт и его команда представят множество вариантов дизайна на выставке Hannover Messe. Посетите их в зале 2 на стенде C22 с 13 по 17 апреля, чтобы увидеть демонстрацию в действии. Посетители смогут активно управлять фасадом с помощью специально разработанного для этого планшетного приложения.
На следующем этапе проекта исследователи хотят сотрудничать с отраслевыми партнерами, чтобы разработать ряд прототипов для частных и офисных зданий с намерением испытать их в долгосрочной перспективе на частном доме и на зданиях института. «Одним из приоритетов будет разработка тканевых элементов, которые будут достаточно стабильными, чтобы выдерживать любую погоду», — говорит Бухт о предстоящей работе. План состоит в том, чтобы иметь версии для новых построек, а также варианты, подходящие для модернизации существующих зданий.
Планируется, что системы будут готовы к запуску на рынок к середине 2017 года.Но на этом идеи исследователей фасада будущего не заканчиваются: в планы на будущее включены климатические функции для фасадного элемента, например, переменная теплоизоляция. «Можно было бы накапливать солнечную тепловую энергию, а затем высвобождать ее, когда это необходимо для обогрева интерьера, например, ночью. Другая идея состоит в том, чтобы покрыть компоненты цветочной ткани податливыми, органическими солнечными элементами, чтобы генерировать электричество, которое можно использовать внутри здания ".