Para mejorar el desempeño ambiental y crear efectos visuales espectaculares, los arquitectos diseñan fachadas que se adaptan a las condiciones cambiantes.
La capa exterior de la fachada de doble piel para el Diseño Hub en el Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) consta de más de 16.000 montados individualmente discos de vidrio translúcido repetidas en los cuatro elevaciones del edificio principal de ocho plantas. La repetición de las unidades celulares ha interesado mucho el arquitecto con sede en Melbourne el Diseño Hub, Sean Godsell, un alumbre de RMIT. En este caso, los grupos seleccionados de los discos de pivote automáticamente alrededor de un eje vertical en respuesta a la posición del sol. Este uso de un sistema dinámico representa la última-y más grande de la investigación de la tecnología cinética por la firma del mismo nombre de Godsell, así como uno de los ejemplos más característicos del género de rápido desarrollo de fachadas dinámicas.
La fachada exterior se compone de 774 paneles, cada uno con 21 discos de vidrio arenado, 3/8 de pulgada de grosor. Los paneles se sientan en un marco de acero separados por cerca de 3 pies de la fachada, un interior del edificio, muro cortina de argón-llenado de doble acristalamiento más convencional. En cada columna de siete discos de los paneles de la piel exterior, los tres primeros discos son fijos. El fondo de cuatro, que están en la línea de visión de los ocupantes, son operables.
El oeste, al este, y las fachadas norte, expuestos al inclemente sol australiano, contienen los componentes móviles. Ellos pivote en ondas basado en la hora del día y el año. En el transcurso de una hora, los discos se abren tan poco como 5 grados hasta un ángulo máximo de 80 grados. Sin embargo, su movimiento, que es controlada por actuadores, es tan gradual que es apenas perceptible a los transeúntes. La universidad cuenta con la opción de un día instalar energía fotovoltaica de generación de electricidad en los discos como parte de una tecnología de desarrollo y pruebas de programas.
Fachadas dinámicas, como el encubrimiento del Disseny Hub, son una respuesta a la reciente preocupación de la industria: el rendimiento. Con los arquitectos ya no se cumple para adornar más que un cobertizo, fachadas han convertido en la principal plataforma para la eficiencia energética, confort térmico, ahorro de costes, la marca y la imagen.
La industria todavía tiene que ponerse de acuerdo sobre la terminología formal, por lo que es fácil de encontrar sellos como adaptativa, transformable, muebles y cinética aplicada a los sistemas de construcción-sobre.Pero dinámico, en su clara oposición a la electricidad estática, que surge con mayor frecuencia como la elección entre los arquitectos, consultores de fachadas y fabricantes. "En el sentido más simple, un edificio con sensores, controladores para persianas ajustables e iluminación regulable todos atados juntos es un sistema dinámico", dice Mic Patterson, director de desarrollo estratégico de la fachada nacional de diseño y construcción contratista Enclos. Él ve a proyectos como el de 52 pisos edificio del New York Times , diseñada por Renzo Piano Building Workshop con FXFOWLE, como esencialmente dinámicos. A pesar de que el velo de tubos de cerámica de 3 pulgadas de diámetro que encubre la torre Midtown Manhattan es fijo, señala, el muro cortina, fabricado por Portland, Oregon Benson basada Global, se integra con otros sistemas del edificio, tales como la iluminación y cortinas interiores, al afectar a la ganancia de calor solar, iluminación natural, el deslumbramiento, confort térmico, y, en última instancia, el rendimiento energético.
La sabiduría convencional sobre sobres dinámicas de construcción es que son costosos, requieren mantenimiento continuo gravosa, y se adaptan mejor a un clima del norte de Europa. Tales retos de la industria no disuadieron a los arquitectos Salomón Cordwell Buenz (SCB) de proponer una fachada dinámica para elRichard J. Klarchek Información Commons , terminado en 2007 en la Universidad de Loyola en Chicago. Éxito final de la SCB con doble piel de ese edificio, muro cortina totalmente acristalada, persianas automáticas y ventanas que se abren sentó las bases para una serie de proyectos recientes de la universidad que despliegan estrategias similares, lo que resulta en un ahorro significativo de energía y altamente transparentes y cómodas instalaciones que han sido un éxito entre los estudiantes de Loyola, el profesorado y la administración.
Devon Patterson, el director de la SCB que ha dirigido el esfuerzo de diseño de Loyola (sin relación con Mic Patterson), basado en su experiencia con la información comunes para implementar una estrategia de ventilación natural para Marcella Niehoff Escuela de Enfermería de la Universidad y el Centro de Colaboración Learning, un edificio de 60,000 pies cuadrados, el aula de cuatro pisos y la oficina abrió en agosto de 2012 en el campus de la escuela de medicina en Maywood, Illinois.Trabajando con un equipo que era casi idéntica a la de los anteriores Loyola en proyectos locales mecánicos firmes KJWW Engineering Consultants, la oficina de Nueva York de la consultora de eficiencia energética Transsolar alemán y Enclos-los arquitectos idearon dos chimeneas solares acristaladas para la enfermería fachada sur del edificio de la escuela. Estos sujetalibros una fachada acristalada con lamas fijas sombreado. Las chimeneas cuentan con doble acristalamiento con un recubrimiento de baja emisividad y un coeficiente relativamente alto de ganancia de calor solar (SHGC) de 0,62. (SHGC, expresado como un número entre 0 y 1, mide la radiación solar que se transmite a través de una unidad de acristalamiento. Cuanto menor sea el número, transmite la menos radiación.) En contraste, vidrio de visión típica del edificio, encerrando espacios en los que la ganancia de calor es menos deseable , tiene un SHGC de 0,25.
Durante las llamadas estaciones del hombro de la primavera y el otoño, ventanas automáticas en la fachada norte abiertas para proporcionar una ventilación cruzada de los espacios y oficinas públicas del edificio. El aire, asistida por una combinación del efecto de chimenea y las diferencias de presión externos, sale del edificio a través de las chimeneas solares. En el invierno, el funcionamiento de las chimeneas se invierte, con unidades de manipulación de aire en el sótano aspirar aire fresco de rejillas de ventilación en el techo. La ganancia solar a lo largo de las chimeneas esmaltadas precalienta el aire fresco antes de que se distribuye en todo el edificio.Los resultados de la estrategia en una mejora del 40 por ciento sobre el estándar de energía ASHRAE 90.1-2007 y una intensidad de uso de energía (EUI) de 43 kBtu / pie cuadrado (EUI es una forma estándar de medir el consumo anual de energía de un edificio en relación a su tamaño ). Edificios académicos típicos tienen EUI muy por encima de 50.
Erik Olsen, el director gerente de la oficina de Transsolar Nueva York, dice que las protecciones solares, así como de deshumidificación, son esenciales para el correcto funcionamiento de un sistema de ventilación natural, especialmente en Chicago, con sus veranos calurosos y húmedos. Fachada este de la escuela de enfermería se apoya en otra estructura, pero la fachada oeste triple acristalamiento cuenta con persianas automatizadas. Estos están hechos de hojas de acero inoxidable de aproximadamente 1/8 pulgada cuadrada en la sección con lagunas 1/16-inch entre ellos-un intervalo que permite que la luz del día que se refleja en el edificio de la superficie superior de cada hoja, mientras que la reducción de ganancia de calor radiante por el 90 por ciento. Sin estos elementos de sombreado operables o persianas fijas de sombreado de la fachada sur, el edificio habría sido necesario un sistema HVAC mucho más grande, dice Olsen.
Transsolar también informó sobre los criterios de diseño que informaron a los jardines de 133 acres en el proyecto Bay en Singapur, diseñado por el baño, los arquitectos de paisaje con sede en Inglaterra subvención Associates y con sede en Londres Wilkinson Eyre Architects, y abrió sus puertas en junio de 2012. A diferencia de los edificios de Loyola, que se centran en el confort humano y la eficiencia energética, el proyecto de Singapur trató de mantener los niveles óptimos de luz para las plantas ubicadas en dos gridshell-y el arco-apoyada conservatorios cristal que encierran a más de 200.000 pies cuadrados. Los arquitectos necesitan para alcanzar aproximadamente 4200 pies-velas de la luz del sol sin sobrecalentar el interior de las estructuras bulbosas que, desde algunos ángulos, se parecen a las ballenas jorobadas que surgen en el océano.
Singapur tiene un clima cálido y húmedo, con mucho sol, pero también es nublado y lluvioso durante gran parte del año. El sobre tenía que adaptarse a estas nuevas condiciones para mantener los niveles de luz y minimizar la ganancia de calor. El equipo de diseño estudiado varias opciones, incluyendo globos atados persianas generales y veneciana, pero finalmente se decidió por tonos externos, ya que pueden ser más fácilmente integrados y automatizados, según Mateo Potter, un director asociado Wilkinson Eyre. "También quería que los tonos que tienen algún espectáculo", añadió, describiendo el patrón fractal de los colores desplegados como similar a la superficie de una piña o piña.
Los tonos son controlados por sensores que supervisan los niveles de luz, así como la temperatura y la humedad, a través de los paisajes interiores. Cuando los niveles de aumento de la luz más allá de límites aceptables, los motores se despliegan de forma automática piezas triangulares de tela de tejido apretado enrollado y escondido dentro de los componentes estructurales de los edificios. Los tonos desenrollar de un arco, tirado en una configuración de bucle casi continua por un cable que bobinas en una barra ocultaron en el arco contrario. A medida que se extraen a través de la dotación de doble cristal, las cortinas visuales de bloqueo, pero permiten cierta transmisión de la luz, incluso cuando está completamente extendida.
El movimiento de los sistemas envolventes dinámicas no siempre es tan dramática como en los jardines por la bahía. A veces, la operación de una fachada es casi totalmente invisible, ya que está en un edificio de oficinas diseñado por los arquitectos e ingenieros de Nikken Sekkei de Sony en Tokio y se terminó en 2011. El de 25 pisos, la estructura de 1,3 millones de metros cuadrados, lo que la empresa vendió recientemente como parte de una reorganización de sus activos, cuenta con un "biopiel" inspirado en jarras de agua de cerámica sin esmaltar visto todo el sudeste de Asia. Como el agua se evapora a través de las paredes porosas de estos contenedores tradicionales, que ayuda a mantener el agua potable en el interior fresco en los días calurosos, explica Tomohiko Yamanashi, arquitecto jefe del proyecto. Con esto en mente, él y sus colegas de ingeniería Nikken desarrolló la estructura de acero-cable-enmarcada que cuelga a unos 7 metros del exterior de doble acristalamiento fachada muro cortina del edificio Sony. La cavidad resultante forma balcones para cada planta, y el marco de cable es compatible con una serie de tubos de cerámica horizontales que recuerdan de cortinas de bambú y cuerdas tradicionales japoneses. El agua de lluvia capturada desde la azotea del edificio circula dentro de estos elementos porosos.
Hipótesis original de Yamanashi supone que el enfriamiento por evaporación de los tubos, que son aproximadamente 3 pulgadas de alto y 4 pulgadas de ancho en la sección, sería reducir la ganancia solar en el edificio, lo que resulta en un mejor rendimiento energético. Nikken Sekkei ampliamente burlado la fachada, en colaboración con el fabricante inodoro Toto en el diseño de las tuberías de cerámica.
Simulación trabajo llevado a cabo por la Universidad de Tokio predijo una reducción de la temperatura de la superficie de la capa de fachada exterior, pero no lo suficiente como para justificar la instalación de un sistema mecánico de refrigeración más pequeño. Sin embargo, los investigadores descubrieron un beneficio inesperado de las BIOSKIN-los estudios indicaron que la fachada sería reducir las temperaturas del aire ambiente en las zonas peatonales que rodean el edificio de 2 grados centígrados. Yamanashi sostiene que la investigación fue demasiado conservador, pero se alegra de que el sistema ayuda a mitigar el efecto de isla de calor urbano."Tendemos a pensar en la arquitectura verde egoísta, ya que al tener una mayor eficiencia energética por sólo nuestro edificio", dice. "Pero el edificio Sony es más altruista y la biopiel puede mejorar la jungla de cemento de Tokio."
Seguimiento posterior ha confirmado que las temperaturas del aire ambiente en la planta baja del edificio son consistentemente 3 grados centígrados más bajas que el resto del barrio. Aunque el proyecto no logró sus ambiciones originales, Yamanashi considera este tipo de experimentación con fachadas dinámicas críticos. La investigación es necesaria para lograr una mejor comprensión de las formas más eficaces de reducir la huella medioambiental de edificios ", dice. Es un punto en el que muchos de sus compañeros en la arquitectura de acuerdo.
Russell Fortmeyer es un ingeniero y el periodista de Los Angeles. Su libro Arquitectura Kinetic: Diseños para Sobres activos, escrito con Charles Linn, previsto para julio de Imágenes Publishing.
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