Двошарова фасадна стіна

Що таке двошкірний фасад?

Двошкірний фасад (dvojplášťová fasáda) є зовнішньою стіною з двох скляних шарів, між якими утворюється повітряна порожнина. Проєктувальники використовують цю порожнину для вентиляції, затінення та контролю тепла. Зовнішній шар приймає на себе погодні впливи та вітер, а внутрішній несе вікна й двері приміщень. Інженери застосовують цю систему для покращення теплової оболонки будівлі. Вона додає другий скляний шар і повітряний канал між двома шарами. Перші збудовані приклади датуються 1980-ми роками. Північна Європа розвинула цю технологію у 1990-х і 2000-х роках, спочатку для звукоізоляції та теплового комфорту, а пізніше для природної вентиляції.

Це не те саме, що вентильований фасад. Вентильований фасад має один утеплений шар стіни за облицюванням. Двошкірний фасад, як правило, є скляною системою, пов'язаною з навісною фасадною стіною, із другим скляним шаром перед нею або за нею.

Які існують типи двошкірного фасаду?

Технічна література класифікує систему за тим, як поділено порожнину. Поширені чотири типи: віконний бокс, шахтно-боксовий, коридорний і багатоповерховий.

Тип	Як поділено порожнину	Відомий недолік
Віконний бокс	Кожне приміщення має власну порожнину, горизонтально та вертикально замкнуту, з окремим впуском і випуском повітря	Решітки, розміщені близько одна до одної, можуть передавати теплуватне відпрацьоване повітря між приміщеннями, а шум важче контролювати
Шахтно-боксовий	Порожнини віконних боксів з'єднуються з вертикальною шахтою, яка витягує повітря вгору крізь будівлю	Потік повітря швидкий і його важко контролювати у висотній будівлі
Коридорний	Порожнина поділена на рівні кожного поверху та провітрюється поверх за поверхом	Більше отворів у зовнішньому шарі змішує чисте та відпрацьоване повітря і додає шуму
Багатоповерховий	Одна порожнина без поділів, яка може охоплювати весь фасад, з впуском унизу та витяжкою вгорі	Перегрів за недостатньої вентиляції, передача звуку та запахів, а також питання пожежної безпеки

Якої глибини порожнина і як вона провітрюється?

Глибина порожнини у збудованих прикладах коливається приблизно від 10 см до 2 м. Багатоповерхові типи, як правило, мають значну глибину. Типи віконних боксів належать до мілкого діапазону, зазвичай 10–20 см, що відповідає збірному блочному фасаду для висотних будівель.

Існують три способи руху повітря: природний, механічний і гібридний. За природної вентиляції повітря в порожнині нагрівається, піднімається, виходить через верхній отвір і втягує свіже повітря знизу. Це так званий ефект димоходу, або ефект шахти. Механічні вентилятори можуть підсилювати потік там, де порожнина інакше перегрівалася б.

Шлях повітря також різниться. У багатоповерховому типі повітря може переходити з порожнини в приміщення через отвори у внутрішньому шарі. Це забезпечує природну вентиляцію навіть на верхніх поверхах. В інших типах кожен поверх або приміщення має власні впуск і випуск.

Чи перегрівається двошкірний фасад влітку?

Може. Повітря в порожнині багатоповерхового фасаду перегрівається, якщо вентиляція недостатня. Порожнина також підходить для затіняючих пристроїв. Жалюзі між шарами зупиняють сонячне випромінювання до того, як воно досягне внутрішнього скла, а зовнішній шар захищає їх від погоди. Порожнина, що провітрюється вгорі, відводить тепло, замість того щоб передавати його в приміщення.

Таке ж затінення блокує денне світло, як і будь-яка затінена скляна стіна. Кожен додатковий скляний шар також зменшує світло, яке потрапляє в приміщення. Щодо простішої одношкірної версії цієї ідеї див. зовнішні жалюзі.

Як поширюється вогонь у двошкірному фасаді?

Вертикальна порожнина може працювати як димохід для диму та полум'я. Симуляційне дослідження 2024 року тримаповерхового офісу з порожниною глибиною 1 м порівнювало чотири типи. Воно встановило, що багатоповерховий і шахтний типи, які мають безперервну вертикальну порожнину, включають ефект димоходу. У його сценаріях пожежа починалася на першому поверсі. Безперервні порожнини переносили полум'я до офісів на верхніх поверхах. Температура в офісі залишалася нижчою за 60 °C у всіх чотирьох типах.

Дослідження також повідомляє, що скло тріскає за високої температури. Тріщини у внутрішньому склі підвищують ризик розвитку пожежі в приміщенні, тоді як тріщини у зовнішньому склі випускають дим назовні. Як варіанти проєктування воно пропонує видалення диму через порожнину та, за потреби, протипожежні клапани. Стаття підрядника з фасадних робіт вказує відсутність протипожежного розділення між поверхами в багатоповерховій порожнині як проблему норм. Правила пожежної безпеки для конкретної будівлі визначають деталі, а проєктувальник повинен показати, як порожнина поділена або захищена.

Як очищають порожнину і скло?

Обидва шари потребують доступу. Глибокі порожнини можуть вміщувати робочі майданчики для обслуговування. У статті фасадного підрядника зазначається, що порожнини вужчі за приблизно 75 см обмежують рух робітників. Затіняючі пристрої та відкривні отвори всередині порожнини мають бути доступними, що ускладнює блочний фасад. Якщо блоки не герметично закриті, пил і вологе повітря можуть потрапити в порожнину. Вони можуть залишати бруд і конденсат на внутрішньому склі та підвищувати трудомісткість обслуговування.

Чи заощаджує двошкірний фасад енергію?

Докази неоднозначні. Систематичний огляд 2016 року проаналізував понад 50 досліджень двошкірних фасадів у помірному кліматі. Його результати порівнювали з базовим варіантом, таким як одношкірний фасад. Результати згруповано за конфігурацією, шириною порожнини, вентиляцією, орієнтацією та кліматом, а значення експлуатаційної енергії сильно розкидані. Огляд також зазначає, що майже не існує даних про енергію життєвого циклу. З цієї причини на цій сторінці не наведено економію у відсотках. Проєктувальники та власники також залишаються скептичними щодо окупності системи, а вартість вважається головною перешкодою її застосування.

Де двошкірний фасад має сенс?

Ситуація	Придатність для двошкірного фасаду
Великий засклений офісний або громадський будинок із сильним сонячним впливом	Типове застосування, оскільки в порожнині можна розмістити затінення та забезпечити вентиляцію
Засклений фасад, де важлива звукоізоляція	Зменшення шуму було однією з перших причин появи цієї системи
Одноквартирний будинок із компактним планом	Рідко підходить з причин, наведених нижче
Невелике прибудова або окрема кімната з великим вікном	Краще вікно або затіняючий пристрій вирішують завдання

Чому двошкірні фасади рідко підходять для сімейного будинку?

Система потребує порожнини з місцем для доступу, обслуговування та затінення, а також подвоює скло, яке потрібно купити, очистити та обслуговувати. Сімейний будинок має мало вільної глибини в оболонці та невелику засклену площу, на яку можна розподілити вартість. Потребу в опаленні простіше задовольнити безперервною герметичною утепленою оболонкою та якісними вікнами, що є логікою пасивного будинку. Міністерство енергетики США зазначає, що два або три склопакети, заповнення аргоном або криптоном та низькоемісійне покриття зменшують теплопередачу. Воно додає, що затінення допомагає від перегріву, але блокує денне світло.

Що словацькі правила кажуть про засклення та денне світло?

Декрет Міністерства охорони здоров'я 259/2008 Z. z. про внутрішнє середовище будівель (Vyhláška MZ SR 259/2008 Z. z. o vnútornom prostredí budov) встановлює правила щодо денного світла. Його § 4 ods. 3 вимагає, щоб приміщення, де люди перебувають тривалий час, мали достатнє денне світло. Його § 4 ods. 6 вимагає, щоб для тривалого перебування засклення мало коефіцієнт світлопропускання не менше 0,6, виміряний перпендикулярно до поверхні. Його § 4 ods. 12 вимагає підтверджувати денне світло вимірюванням, якщо розрахункові значення не можна використати. Числові значення денного світла наведено в додатку, який ця сторінка не цитує. Другий шар додає скло, тому проєктувальник має показати, що сумарна стіна все ще відповідає цим правилам.

Що натомість має використовувати сімейний будинок?

Використовуйте безперервну утеплену оболонку та вікна зі низькоемісійним склом і газовим заповненням. Додавайте зовнішнє затінення на сонячних фасадах. Якщо стіні потрібен оздоблений зовнішній шар, вентильований фасад захищає утеплення без другої скляної стіни. Якісний двокамерний склопакет разом із затіненням задовольняє більшість цілей, для яких призначений двошкірний фасад.