Νέες Τεχνολογίες στην υπηρεσία της Αρχιτεκτονικής: Προσαρμόσιμες προσόψεις (Adaptive Facades)

28 Μαΐου 2021

Παραδοσιακά, το κέλυφος ενός κτηρίου στην αρχιτεκτονική λειτουργούσε μονοσήμαντα, ως το όριο ανάμεσα στο εσωτερικό και το εξωτερικό περιβάλλον. Μέχρι τις μέρες μας, οι σημερινές προσόψεις ενσωματώνουν, επί το πλείστoν, παθητικά συστήματα τα οποία δεν μπορούν να προσαρμοστούν ούτε στις μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες που σχετίζονται με τους ημερήσιους ή ετήσιους κύκλους, ούτε στις μεταβαλλόμενες απαιτήσεις του χρήστη.

Ο σύγχρονος τρόπος ζωής με τις πολλαπλές και ιδιαίτερες απαιτήσεις των χρηστών του, οι ανάγκες αύξησης της ενεργειακής απόδοσης των κτηρίων σε συνδυασμό με τις  εργαστηριακές μελέτες σε καινοτόμα υλικά και συστήματα, οδήγησε στην ανάπτυξη μιας νέας τεχνολογίας ενεργητικών συστημάτων που σχετίζονται με τις προσαρμόσιμες προσόψεις (adaptive facades).

Οι καινοτόμες αυτές προσόψεις αποτελούνται από πολυλειτουργικά και εξαιρετικά ευέλικτα συστήματα ανταπόκρισης όπου ο φυσικός διαχωριστής μεταξύ εσωτερικού και εξωτερικού περιβάλλοντος (το κέλυφος του κτηρίου) έχει την δυνατότητα να αλλάξει την μορφή του, τις λειτουργίες του, τα χαρακτηριστικά του και την συμπεριφορά του με την πάροδο του χρόνου, ανταποκρινόμενο είτε σε παροδικές απαιτήσεις, είτε σε οριακές συνθήκες και με απώτερο σκοπό τη βελτιστοποίηση της συνολικής απόδοσης του κτηρίου. Για παράδειγμα, υπάρχει δυνατότητα  το περίβλημα του κτηρίου να μονώνει μόνο όταν είναι απαραίτητο, να παράγει ενέργεια όταν είναι δυνατόν, να σκιάζει ή να παρέχει ελεγχόμενο αερισμό όταν η εσωτερική άνεση το απαιτεί.

Αυτού του είδους τα συστήματα κατηγοριοποιούνται σε δέκα κατηγορίες βάσει των ιδιοτήτων τους. Βέβαια, από αρχιτεκτονικής κυρίως άποψης, αυτές οι κατηγορίες μπορούν να αλληλοκαλύπτονται και ένας τύπος πρόσοψης ενδέχεται να εμπίπτει σε παραπάνω από μία κατηγορία. Αναφορικά μπορούμε να πούμε ότι αυτές χωρίζονται σε:


 1. Ενεργές προσόψεις | Οι προσόψεις αυτές ενσωματώνουν ενεργά τεχνολογικά συστήματα χωρίς να περιέχουν έξυπνα λογισμικά. Αυτορυθμίζονται χωρίς την επίδραση των χρηστών χρησιμοποιώντας εσωτερικές και εξωτερικές παραμέτρους για την βελτίωση του ενεργειακού αποτυπώματος του κτηρίου.

2. Παθητικές προσόψεις | Αφορούν συνδυασμό διαδοχικών παθητικών σχεδιαστικών λύσεων που λειτουργούν ως επιδερμίδα προστασίας του κτηρίου από τις καιρικές συνθήκες ενώ μπορούν να βελτιώσουν τη συνολική κατάσταση άνεσης στο εσωτερικό του.

3. Βιομιμητικές ή βιο-εμπνευσμένες προσόψεις | Υιοθετούν τη χρήση εγγενών προδιαγραφών των υλικών ως ενεργοποιητές για τον έλεγχο της προσαρμογής και ανταποκρίνονται σε περισσότερο σε συνθήκες περιβάλλοντος εντός ορισμένων ορίων παρά σε εσωτερικούς χώρους ή αλληλεπιδράσεις χρήστη.

4. Κινητικές προσόψεις | Ορίζονται τα πολύπλοκα μηχανικά συστήματα στα οποία ένα συγκεκριμένο είδος κινήσεων εξασφαλίζουν μεταβλητές γεωμετρίες και κινητικότητα του συστήματος της επιδερμίδας του κτηρίου.

5. Ευφυείς προσόψεις | Συνδυάζουν τον αυτόματο έλεγχο μαζί με τον έλεγχο των χρηστών που επιτρέπουν αλλαγές βάσει περιβαλλοντικών συνθηκών με βάση μοντέλα πρόβλεψης με ελάχιστη παρέμβαση χρήστη.

6. Διαδραστικές ή προσόψεις μέσων | Ενσωματώνουν τεχνολογικά στοιχεία όπως αισθητήρες, μικροεπεξεργαστές ή κατασκευή αυτόματων συστημάτων διαχείρισης σε συνδυασμό με ανθρώπινη επίδραση αλλά δεν περιέχουν δυνατότητες να επηρεάσουν την άνεση του εσωτερικού χώρου.

7. Κινητές προσόψεις | Περιλαμβάνουν τεχνολογικά συστήματα που έχουν τη δυνατότητα να προσαρμόζονται γρήγορα στις περιβαλλοντικές συνθήκες και την τοποθεσία, μέσω κινητών συστημάτων με απώτερο σκοπό τον έλεγχο του εσωτερικού περιβάλλοντος ή την άνεση του χρήστη.

8. Ανταποκρινόμενες προσόψεις | Αυτού του είδους οι  προσόψεις προϋποθέτουν διάδραση με τον χρήστη για να ανταποκριθούν αλλάζοντας τις ιδιότητες του υλικού ή τη μηχανική συμπεριφορά τους.

9. Έξυπνες προσόψεις | Αφορούν το σύστημα που περιέχει ενσωματωμένες τεχνολογικές λειτουργίες που περιλαμβάνει ορισμένες αποκρίσεις στο περιβάλλον και λειτουργεί είτε με την αλλαγή εσωτερικών φυσικών ιδιοτήτων είτε με εξωτερικές αλληλεπιδράσεις.

10. Εναλλασσόμενες προσόψεις | Περιορίζονται σε διαφανή εξαρτήματα που μπορούν να ρυθμίσουν την ροή ενέργειας και φωτός εκμεταλλευόμενες το πλεονέκτημα των προσαρμόσιμων υλικών είτε ενεργά είτε παθητικά.

Παρά το γεγονός ότι έχουν ήδη υλοποιηθεί αρκετά έργα με προσαρμόσιμες προσόψεις και επιδερμίδες,  η ανάπτυξή τους και η διάδοσή τους βρίσκεται ακόμα σε πρώιμο στάδιο. Οι ραγδαίες εξελίξεις στην αντοχή των υλικών με την χρήση νανοτεχνολογίας διανοίγουν νέους ορίζοντες στις εφαρμογές τέτοιου είδους επιδερμίδων στα σύγχρονα κτήρια. Η ποικιλομορφία των δομικών υλικών και του κλίματος καθώς επίσης και οι διαφορετικές σχεδιαστικές και κατασκευαστικές στρατηγικές κάθε χώρας απαιτούν όμως ιδιαίτερή μελέτη στη συμπεριφορά των ενεργειακών αποδόσεων. Αναμφίβολα όμως προσφέρουν πρωτοφανείς ευκαιρίες μείωσης των ενεργειακών απαιτήσεων των κτηρίων, αρχιτεκτονική, χωρική και εμπειρική αναβάθμιση της αισθητικής τους εικόνας καθώς και  βελτίωση της ποιότητας του εσωτερικού περιβάλλοντος. Αποτελούν πλέον,  βασική προτεραιότητα των σχεδιαστικών και των κατασκευαστικών αποφάσεων και επιλογών για τα κτήρια του μέλλοντος.   

Τα στελέχη της «Delta Engineering – Σύμβουλοι Μηχανικοί» μέλος του Ομίλου «ΣΑΜΑΡΑΣ & ΣΥΝΕΡΓΑΤΕΣ», είναι στη διάθεσή σας για οποιαδήποτε πληροφορία και διευκρίνιση για τα παραπάνω θέματα κατά τη φάση σχεδιασμού και υλοποίησης ενός έργου, εφαρμόζοντας όλες τις κατάλληλες τεχνικές, υλικά και πρακτικές στο σχεδιασμό των κατασκευών σας.

Σύνταξη: Αγγελική Κόλια | Διπλ. Αρχιτέκτων Μηχανικός Α.Π.Θ., MSc Ε.Μ.Π. |Τομέας Μελετών Εφαρμογής Τεχνικών Έργων

Πηγή:
1. Andreas Luible, Mauro Overend, Laura Aelenei, Ulrich Knaack, Marco Perino, Frank Wellershof (eds), 2015, Adaptive facade network – Europe, TU Delft, ISBN 978-94-6186-581-6
2. AmirTabadkania, Astrid Roetzela, Hong Xian Lia, Aris Tsangrassoulis: Design approaches and typologies of adaptive facades: A review, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S092658052031030X#s0030 (προσπέλαση 20/5/2021)

Πηγή εικόνας: henninglarsen.com/en/projects/featured/0942-sdu-campus-kolding/

Τελευταία άρθρα