Автор: Отческих Карина Алексеевна

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №4 (51) апрель 2013 г.

Статья просмотрена: 996 раз

Библиографическое описание:

Отческих К. А. «Умное стекло» в современной архитектуре // Молодой ученый. — 2013. — №4. — С. 86-88.

Много миллионов лет назад началась история стекла. Идею этого современного конструкционного материала подсказала сама природа. Стекло возникло из расплава песка в жерле вулкана. В строительной технологии впервые стали применять этот материал для остекления световых проемов в Романский период (ок. 1000–1500 гг.). Именно тогда архитекторы обратили внимание на этот материал.

С конца XIX века стекло применяют при возведении промышленных, гражданских и жилых зданий. Дизайнеры и архитекторы охотно используют этот высокотехнологичный, функциональный, экологичный, эстетичный строительный материал в своих проектах. В XXI веке стекло приобрело новые масштабы и стало одним из главных строительных материалов. Ведь благодаря таким физико-механическим свойствам, как повышенная атмосферостойкость, высокая твердость, прочность, исключительная химическая стойкость, высокие показатели тепло- и звукоизоляции, долговечность, он вполне способен заменить кирпич, дерево и бетон.

Ограждающие и несущие конструкции зданий, элементы интерьера, и даже полностью дома и сооружения возводят из стекла. И в наш век, стеклянный современный фахверковый дом это не фантазия архитектора, а реальность (рис. 1). Еще более новаторский проект стеклянного дома в 2012 году представил итальянский дизайнер и архитектор Карло Сантамборджио. Стены, потолки, мебель, предметы интерьера — все выполнено из стекла. [3]

Рис. 1. Современный фахверковый дом

Рис. 2. Проект стеклянного дома по задумке архитектора Карло Сантамборджи


Многие из нас согласятся с тем, что сегодня невозможно представить городской ландшафт без «зеркально-стеклянной» архитектуры. Открытость форм и пространств, связь интерьера с пейзажем, абстрактность — все это выражается в новой пластике архитектурного пространства. Уникальные оптические свойства стекла придают архитектурную выразительность и формируют гармоничность массива застройки. Фасады современных многоэтажных зданий из тысячи прозрачных стекол напоминают блестящий занавес. Вертикальная архитектура из стекла меняет горизонты городов и становится трендом современности.

Рис. 3 Небоскреб «Бурдж — Халифа» в Дубае


Автор проекта — Адриан Смит.

Это самое высокое сооружение в мире. Высота башни составляет 828 метров.

Здание отделано тонированными стеклянными термопанелями, уменьшающими нагрев помещений внутри. Площадь остекления здания примерно равна площади 17 футбольных полей. [4]

Потребность в стекле растет с каждым годом. Человек научился создавать высокотехнологичное стекло и применять его для амбициозных проектов в строительстве. Благодаря современным разработкам и технологиям, этот строительный материал приобретает энергосберегающие, улучшенные теплотехнические и иные инновационные свойства.

Создать уют и комфорт внутри помещений — это непременная задача окон. Тепло-, звуко-, энергосберегающие стеклопакеты устанавливают сегодня повсеместно. Они удерживают тепло внутри помещения и, как следствие, этого экономят деньги потребителя, а также изолируют внутреннее пространство здания от шума внешней среды.

Суть технологии производства таких окон заключается в следующем: на внутренние поверхности стекол, входящих в состав стеклопакета, наносится теплоотражающее покрытие (ионы серебра). Оно пропускает и удерживает ультрафиолетовые лучи, создавая комфорт внутри помещения. Пространство между стеклами заполняют инертным газом, что позволяет снизить теплопотери. Для придания стеклопакету звукоизоляционных свойств применяют стекла различной толщины и триплексы.

А что если стекло будет автоматически регулировать освещение, препятствовать конденсации влаги, самоочищаться и иметь другие инновационные свойства? Над этим вопросом работали ученые всего мира и создали так называемое «Smart glass» («Умное стекло»).

Ученые Эстонского центра развития нанотехнологий (Nano TAK) разработали стекло с изменяемой прозрачностью. Энергоэффективное стекло это своеобразный сэндвич, состоящий из двух стекол с начинкой из активных металлов — индия и олова, а также гелево-солевого слоя. Стоит только электричеству подействовать, как поверхность становится прозрачной. Это достигается в результате упорядоченного расположения кристаллов гелевого слоя при подаче питания на слой окислов индия и олова. Для затенения стекла размером 90*170 см. электричества требуется крайне мало примерно 3–5 Вт. Однако эта разработка европейских технологов эффективна только при положительных и незначительных отрицательных температурах. Ученые из Дубны и Москвы предполагают совместить эту технологию с электрообогреваемым покрытием, учитывая климатические условия эксплуатации. Это покрытие наносится сплошным слоем на всю поверхность стекла, и затем по периметру накладываются токопроводные шины, по которым подводится электричество. Таким образом поверхность стекла нагревается.

Однако для высотных зданий с фасадами из электрохромных стекол требуется в целом большое количество энергии. Дополнительным источником энергии могут являться фотогальванические элементы, располагающиеся на фасадах.

В свою очередь, студент Технологического университета Делфта (Нидерланды) запатентовал технологию, согласно которой стекло способно самостоятельно производить электроэнергию из солнечного света и становится благодаря этому прозрачным и матовым. В основе этой технологии лежит люминесцентный солнечный концентрат (ЛСК). Он представляет конструкцию, состоящую из пленок полимера, склеенных со стеклом и фотоэлементы, прикрепляемые по периметру стекла. Толщина пленки равна 250 микрометра. Она получается путем растворения специально синтезированных люминофоров в полимерной композиции. Пленка улавливает часть солнечного спектра, а фотогальванические элементы преобразуют солнечную энергию в электрическую. Ученые России и Франции разработали ЛСК с более высоким коэффициентом концентрации и «нулевым» самопоглощением энергии, по сравнению с аналогами. Кроме того, одно окно способно создать несколько десятков Ватт мощности. Это инновационное свойство стекла позволит электроэнергетике выйти на новый уровень развития и снизить потребность человечества в сырьевых ресурсах: уголь, газ, нефть и др.

Исследователи из Китая разработали еще один вид «Умного стекла». Стекло способно выполнять 3 функции:

  • аккумулировать энергию;

  • контролировать освещенность помещения (путем изменения прозрачности);

  • контролировать температуру помещения.

Все это обусловлено технологической «начинкой» окна. Она представляет совокупность солнечной батареи, конденсатора большой емкости из полианилина и электрохромной пленки. С увеличением светового потока стекло адсорбирует электроэнергию, а затем начинает уменьшать светопропускающую способность. По словам Вея Чжисян (разработчика данного вида стекла), окно можно свернуть как рулонную штору в тот момент, когда оно не используется.

Сегодня окна способны противостоять грязи и пыли. Новейшая разработка российских ученых позволяет сэкономить материальные и физические ресурсы. Одну из сторон горячего стеклянного листа покрывают слоем двуокиси титана. Это вещество обладает удивительным свойством: как только вода попадает на поверхность покрытия она стекает с нее, забирая с поверхности стекла грязь и окно таким образом очищается. При этом покрытие является фотоактивным. Ультрафиолетовые лучи солнца всегда поддерживают его в активном состоянии, то есть на покрытии органический материал разлагается на воду и двуокись углерода, а затем смываются дождем.

Корреляция архитектуры и строительных материалов обеспечили кардинальный прогресс в строительстве. Стекло заняло значимое положение среди строительных материалов и обеспечило новое видение пространства.


Литература:

  1. Айрапетов Г. А. Строительные материалы: учебно-справочное пособие / Г. А. Айрапетов, О. К. Безродный, А. Л. Жолобов. — М: Изд-во Феникс, 2009. — 699 с.

  2. Маклакова Т. Г.. Архитектура двадцатого века — М.: Изд-во АСВ, 2001.-200 с.

  3. http://home4us.ru/zagorod/steklyannyj-dom/

  4. http://ru.wikipedia.org/wiki/ %D0 %91 %D1 %83 %D1 %80 %D0 %B4 %D0 %B6- %D0 %A5 %D0 %B0 %D0 %BB %D0 %B8 %D1 %84 %D0 %B0

  5. Магай А. А. Инновационные технологии в остеклении фасадов высотных зданий/ А. А. Магай, П. П. Семикн// Энергосовет, 2012. — № 4(23) — с. 48–52.

  6. Обзор СМИ. Новые разработки в оконной индустрии/ Обзор СМИ// Энергосовет, 2012 — № 4(23) — с.67–73.


Основные термины (генерируются автоматически): поверхность стекла, строительных материалов, строительный материал, образом поверхность стекла, оптические свойства стекла, XIX века стекло, затенения стекла размером, стекла различной толщины, инновационное свойство стекла, история стекла, поверхности стекла грязь, периметру стекла, Похожая статья, «Умное стекло», XXI веке стекло, стекло способно, инновационные свойства, фотогальванические элементы, стеклянного дома, эстетичный строительный материал.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос