Fasada dwupowłokowa

Czym jest fasada dwupowłokowa?

Fasada dwupowłokowa to zewnętrzna ściana złożona z dwóch przeszklonych warstw, które zamykają między sobą szczelinę powietrzną. Projektanci wykorzystują tę szczelinę do wentylacji, zacieniania i regulacji ciepła. Zewnętrzna powłoka przyjmuje na siebie działanie pogody i wiatru, a wewnętrzna mieści okna i drzwi pomieszczeń. Na Słowacji ten typ fasady nazywa się dvojplášťová fasáda.

Inżynierowie stosują ten system, aby poprawić obudowę budynku. Dodaje on drugą warstwę szkła oraz kanał przepływu powietrza między obiema warstwami. Pierwsze zrealizowane przykłady pochodzą z lat 80. XX wieku. Technologia rozwijała się w krajach Europy Północnej w latach 90. i 2000., najpierw jako rozwiązanie izolacji akustycznej i komfortu cieplnego, a później także do wentylacji naturalnej.

Nie jest to to samo co fasada wentylowana. Fasada wentylowana ma jedną izolowaną ścianę za okładziną. Fasada dwupowłokowa jest zwykle systemem szklanym, pokrewnym ścianie osłonowej, z drugą warstwą szkła umieszczoną przed nią lub za nią.

Jakie typy fasad dwupowłokowych istnieją?

Literatura fachowa klasyfikuje ten system według sposobu podziału szczeliny. Powszechne są cztery typy: okno skrzynkowe, szyb-skrzynka, korytarzowy i wielokondygnacyjny.

Typ	Sposób podziału szczeliny	Znana wada
Okno skrzynkowe	Każde pomieszczenie ma własną szczelinę, zamkniętą poziomo i pionowo, z osobnym nawiewem i wywiewem	Kratki umieszczone blisko siebie mogą przenosić ciepłe, zużyte powietrze między pomieszczeniami, a hałas trudniej kontrolować
Szyb-skrzynka	Szczeliny typu okno skrzynkowe łączą się z pionowym szybem, który wyciąga powietrze w górę budynku	W wysokim budynku przepływ powietrza jest szybki i trudny do kontrolowania
Korytarzowy	Szczelina jest dzielona na poziomie każdej kondygnacji i wentylowana piętro po piętrze	Większa liczba otworów w zewnętrznej powłoce miesza czyste i zużyte powietrze oraz zwiększa hałas
Wielokondygnacyjny	Jedna szczelina bez podziałów, która może objąć całą elewację, z nawiewem u dołu i wywiewem u góry	Przegrzewanie przy niewystarczającej wentylacji, przenoszenie dźwięku i zapachów oraz kwestie bezpieczeństwa pożarowego

Jak głęboka jest szczelina i jak się wentyluje?

Głębokość szczeliny w zrealizowanych przykładach waha się od około 10 cm do 2 m. Typy wielokondygnacyjne zwykle mają dużą głębokość. Typy okna skrzynkowego należą do płytkich, zazwyczaj od 10 do 20 cm, co odpowiada prefabrykowanej fasadzie blokowej w wysokich budynkach.

Istnieją trzy sposoby wymuszania przepływu powietrza: naturalny, mechaniczny i hybrydowy. Przy wentylacji naturalnej powietrze w szczelinie nagrzewa się i unosi, wypływa przez górny otwór i zasysa świeże powietrze od dołu. To zjawisko nazywa się efektem kominowym. Wentylatory mechaniczne mogą wspomagać przepływ tam, gdzie szczelina w innym wypadku by się przegrzewała.

Droga powietrza także się różni. W typie wielokondygnacyjnym powietrze może przechodzić ze szczeliny do pomieszczeń przez otwory w wewnętrznej powłoce. Pozwala to na wentylację naturalną nawet na wyższych kondygnacjach. W pozostałych typach każde piętro lub pomieszczenie ma własny nawiew i wywiew.

Czy fasada dwupowłokowa przegrzewa się latem?

Może. Powietrze w szczelinie fasady wielokondygnacyjnej przegrzewa się, jeśli wentylacja jest niewystarczająca. Szczelina nadaje się też do urządzeń przeciwsłonecznych. Żaluzje umieszczone między powłokami zatrzymują promieniowanie słoneczne, zanim dotrze ono do wewnętrznej szyby, a zewnętrzna powłoka chroni je przed pogodą. Szczelina z wywiewem u góry odprowadza ciepło zamiast przekazywać je do pomieszczeń.

To samo zacienienie ogranicza dopływ światła dziennego, jak każda zacieniona ściana szklana. Każda dodatkowa warstwa szkła dodatkowo zmniejsza ilość światła docierającego do pomieszczenia. Prostszą, jednopowłokową wersję tego rozwiązania opisano w artykule zewnętrzna żaluzja.

Jak ogień rozprzestrzenia się w fasadzie dwupowłokowej?

Pionowa szczelina może działać jak komin dla dymu i płomieni. Symulacja z 2024 roku, przeprowadzona dla trzykondygnacyjnego biura z szczeliną o głębokości 1 m, porównała cztery typy. Ustalono, że typy wielokondygnacyjne i szybowe, które mają ciągłą pionową szczelinę, uruchamiają efekt kominowy. W jej scenariuszach pożar wybuchał na parterze. Ciągłe szczeliny przenosiły płomienie do biur na wyższych kondygnacjach. Temperatura w biurze pozostawała poniżej 60°C we wszystkich czterech typach.

Badanie wskazuje także, że szkło pęka w wysokiej temperaturze. Pęknięcie wewnętrznej szyby zwiększa ryzyko rozwoju pożaru w pomieszczeniu, a pęknięcie zewnętrznej szyby pozwala dymowi uchodzić na zewnątrz. Jako opcje projektowe wskazuje odprowadzanie dymu przez szczelinę oraz, w razie potrzeby, klapy przeciwpożarowe. Artykuł jednej z firm wykonawczych wymienia brak zabezpieczeń ogniowych między kondygnacjami w szczelinie wielokondygnacyjnej jako problem zgodności z przepisami. O szczegółach decydują przepisy przeciwpożarowe dla konkretnego budynku, a projektant musi wykazać, jak szczelina jest podzielona lub zabezpieczona.

Jak czyści się szczelinę i szkło?

Obie powłoki wymagają dostępu. Głębokie szczeliny mogą mieścić platformy serwisowe. Artykuł jednej z firm wykonawczych fasad zauważa, że szczeliny węższe niż około 75 cm ograniczają ruch pracowników. Urządzenia przeciwsłoneczne i otwierane nawiewniki wewnątrz szczeliny muszą być dostępne, co komplikuje fasadę blokową. Jeśli elementy nie są szczelnie zamknięte, do szczeliny mogą dostawać się kurz i wilgotne powietrze. Mogą one pozostawiać zabrudzenia i skropliny na wewnętrznej szybie oraz zwiększać nakład pracy przy konserwacji.

Czy fasada dwupowłokowa oszczędza energię?

Dowody są niejednoznaczne. Przegląd systematyczny z 2016 roku przeanalizował ponad 50 badań fasad dwupowłokowych w klimacie umiarkowanym. Porównał ich wyniki z przypadkiem bazowym, takim jak fasada jednopowłokowa. Wyniki zgrupowano według konfiguracji, szerokości szczeliny, wentylacji, orientacji i klimatu, a wartości zużycia energii eksploatacyjnej są bardzo zróżnicowane. Przegląd zauważa też, że niemal nie istnieją dane o energii w całym cyklu życia. Z tego powodu niniejsza strona nie podaje oszczędności w procentach. Projektanci i inwestorzy pozostają również sceptyczni co do zwrotu z inwestycji w ten system, a koszt uważa się za główną barierę jego stosowania.

Gdzie fasada dwupowłokowa ma sens?

Sytuacja	Przydatność fasady dwupowłokowej
Duży przeszklony budynek biurowy lub użyteczności publicznej o silnym nasłonecznieniu	Typowe zastosowanie, ponieważ szczelina może mieścić zacienienie i zapewniać wentylację
Przeszklona fasada, w której ważna jest izolacja akustyczna	Redukcja hałasu była jednym z pierwszych powodów powstania tego systemu
Dom jednorodzinny o zwartym rzucie	Rzadko odpowiedni, z przyczyn podanych poniżej
Mała przybudówka lub pojedyncze pomieszczenie z dużym oknem	Lepsze okno lub urządzenie przeciwsłoneczne spełni tę funkcję

Dlaczego fasady dwupowłokowe rzadko pasują do domu jednorodzinnego?

System wymaga szczeliny z miejscem na dostęp, konserwację i zacienienie, a dwukrotnie większa ilość szkła oznacza wyższe koszty zakupu, czyszczenia i utrzymania. Dom jednorodzinny ma niewiele wolnej głębokości w obudowie i niewielką powierzchnię przeszkloną, na której można rozłożyć koszty. Zapotrzebowanie na ciepło osiąga się prościej dzięki ciągłej, szczelnej i izolowanej obudowie oraz dobrym oknom, co jest logiką domu pasywnego. Ministerstwo Energii Stanów Zjednoczonych (U.S. Department of Energy) zauważa, że dwie lub trzy szyby, wypełnienie gazem argonowym lub kryptonowym oraz powłoka niskoemisyjna ograniczają przenikanie ciepła. Dodaje, że osłony przeciwsłoneczne chronią przed przegrzewaniem, ale ograniczają dopływ światła dziennego.

Co mówią słowackie przepisy o przeszkleniach i świetle dziennym?

Dekret Ministerstwa Zdrowia nr 259/2008 Z. z. o środowisku wewnętrznym budynków określa zasady dotyczące światła dziennego. Jego § 4 ods. 3 wymaga, aby pomieszczenia, w których ludzie przebywają przez długi czas, miały odpowiednie oświetlenie dzienne. Jego § 4 ods. 6 wymaga, aby przeszklenie miało współczynnik przepuszczalności światła co najmniej 0,6, mierzony prostopadle do powierzchni, w pomieszczeniach długiego pobytu. Jego § 4 ods. 12 wymaga weryfikacji światła dziennego pomiarem, gdy nie można zastosować wartości obliczonych. Liczbowe wartości dotyczące światła dziennego znajdują się w załączniku, którego niniejsza strona nie cytuje. Druga powłoka dodaje szkła, dlatego projektant musi wykazać, że łączna ściana nadal spełnia te wymagania.

Co zamiast tego powinien zastosować dom jednorodzinny?

Zastosuj ciągłą, izolowaną obudowę oraz okna z przeszkleniem niskoemisyjnym i wypełnieniem gazem. Dodaj zewnętrzne zacienienie na nasłonecznionych elewacjach. Jeśli ściana wymaga wykończenia zewnętrznej warstwy, fasada wentylowana chroni izolację bez drugiej ściany szklanej. Dobre okno dwuszybowe z zacienieniem spełnia większość celów, do których służy druga powłoka.