Inteligentne fasady szklane – jak obniżają rachunki i zwiększają komfort budynku?

Trzy typy fasad szklanych

Projektanci wybierają przeważnie między jedną z dwóch głównych technologii wznoszenia transparentnych elewacji. Pierwsza opiera się na odrębnej konstrukcji nośnej – słupowo-ryglowej, dostawianej do budynku. Konstrukcję tę wypełnia się później pakietami szybowymi. Fasada taka stanowi de facto odrębną ścianę osłonową.

Przeszklenie biegnące przez wszystkie kondygnacje może dawać wspaniały widok na okolicę i nasycić pomieszczenia zdrowym, naturalnym światłem, generując tym samym oszczędności na prądzie. W tego rodzaju systemach fasad szklanych przewiduje się, oprócz przeszkleń stałych także ruchome – ze skrzydłami wychylnymi lub wysuwanymi równolegle poza elewację.

Druga technologia, to nic innego jak fasada wentylowana z tym, że obłożona elementami szklanymi. Stosowane tu bywa głównie szkło nietransparentne lub metalizowane. Musi ono bowiem ukryć niezbyt przecież atrakcyjną warstwę ocieplenia ścian. Szyby są wówczas mocowane na klej lub mechanicznie do rusztu nośnego, często naprzemiennie z kasetonami lub płytami elewacyjnymi.

Fasady szklane powstają też z elementów prefabrykowanych, które montuje się na miejscu łatwo jak klocki, nawet bez użycia rusztowań, gdyż są mocowane z wnętrza budynku. Gotowe przeszklone moduły są wytwarzane w fabryce na podstawie dostarczonego projektu. Tego rodzaju fasady aluminiowo-szklane nazywa się segmentowymi lub blokowymi.

Z tych trzech typów przede wszystkim pierwszy zapewnia możliwość włączenia fasady do systemu inteligentnego budynku, bo tylko on przewiduje zastosowanie ruchomych skrzydeł okiennych.

Zobacz też: Jak szkło kształtuje współczesne fasady budynków?

System inteligentnego sterowania budynkiem BMS

BMS (Building Management System) to skomputeryzowany system zarządzania budynkiem, a konkretnie jego poszczególnymi funkcjami: ogrzewaniem, wentylacją, klimatyzacją, oświetleniem, systemami przeciwwłamaniowymi lub przeciwpożarowymi, kontrolą dostępu itp. Tworzony jest w oparciu o przewodowe lub bezprzewodowe systemy komunikacji między poszczególnymi elementami.

Do systemu przynależą, oprócz centrali koordynującej między innymi: czujniki, kontrolery, regulatory, sterowniki i mechanizmy napędowe.

Fasada i urządzenia wzbogacające jej funkcjonalność również mogą zostać wpięte w taki system. Poprawi to wygodę obsługi okien, pozwoli zaoszczędzić energię cieplną i zwiększy komfort oraz bezpieczeństwo przebywania w budynku.

Przeczytaj: Na czym polega system automatyki BMS?

Napędy okienne

To one umożliwiają sterowanie skrzydłami, a więc realizację zamierzonych funkcji. Napęd może otworzyć skrzydło lub je uchylić – zależnie od możliwości, jakie stwarzają okucia. Ustawi też je w pozycji mikrorozszczelniania lub wysunięcia na niewielką odległość poza płaszczyznę fasady (okna odstawne PAF).

Napędy przewidziane do fasad szklanych zdolne są obsługiwać skrzydła o ciężarze dochodzącym do 250 kg.

Czujniki zewnętrzne i wewnętrzne

Napędy mogą realizować scenariusze wprowadzone do centrali systemu inteligentnego budynku: otwierać i zamykać skrzydła w określonych cyklach. Wpływ na prace napędów mogą mieć również czujniki kontrolujące pogodę - czujniki wiatru, deszczu, temperatury, poziom CO2 oraz czujniki reagujące na warunki panujące wewnątrz – temperaturę pomieszczeń, jakość powietrza. Dzięki nim okna zamkną się gdy nadejdzie wichura lub ulewa, wpuszczą świeże powietrze do budynku z nastaniem upału lub wtedy gdy w środku zrobi się zbyt duszno.

Osłony okienne

Czujniki pogodowe posłużą do sterowania osłonami zainstalowanymi na fasadzie – roletami, markizami, żaluzjami fasadowymi. Wszystkie one są obecnie oferowane w wariantach z napędem, więc nie będzie trudnością wpięcie ich w system sterujący. Centrala pogodowa automatycznie zarządzi zacienie, jeśli nasłonecznienie przekroczy ustalony poziom lub przeciwnie, zwiększy dopływ światła w czasie zachmurzenia lub wtedy, gdy zachodzi potrzeba, by ciepło słoneczne dogrzało wnętrza.

Urządzenia wentylacyjne

W fasadach szklanych można zaprojektować i zainstalować urządzania nawiewne i wywiewne do bezpiecznego i szybkiego usuwania dymu i ciepła (NRA i RWA). To ważny element ochrony przeciwpożarowej, jeśli tylko włączony będzie do systemu inteligentnego sterowania funkcjami budynku. Do urządzeń wentylujących będą wówczas docierały „polecenia” z centrali sterującej, odbierającej sygnały z czujników ciepła i dymu rozmieszczonych w poszczególnych pomieszczeniach. Co więcej, urządzenia te mogą wspomagać naturalną wentylację budynku, gdy ta okaże się niewystarczająco skuteczna.

Czytaj też: ESG i BMS zmieniają rolę stolarki otworowej w nowoczesnych budynkach

Kontrola dostępu

Ta funkcja nie dotyczy bezpośrednio fasad, ale jest istotna w kontrolowaniu przeszkleń. System kontroli dostępu dostarcza bowiem informacji o pojawieniu się użytkowników budynku w danych miejscach. Taka wiedza również przydaje się w zarządzeniu dostępem światła i powietrza.

Dowiedz się: Jakie elementy należą do wyposażenia systemów kontroli dostępu?

Zabezpieczenia antywłamaniowe

Otwierane lub nieotwierane przeszklenia mogą zostać sforsowane przez złodziei lub innych intruzów. Dlatego warto je wyposażyć również w elementy ochrony przeciwwłamaniowej. W przypadku okien otwieranych są to najczęściej czujniki kontaktronowe. Jeden z nich jest przytwierdzony do ościeżnicy, drugi do skrzydła. Gdy system ochrony jest aktywowany, rozłączenie się obu czujników powoduje uruchomienie procedury alarmowej. W przypadku przeszkleń stałych stosowane są czujniki zbicia szyby lub czujniki wstrząsowe.

Szkło pod prądem

Szklane fasady można też w całości lub częściowo wyposażyć w nietypowe pakiety szybowe. Za przykład niech posłużą szyby podłączane do prądu, które działają jak wielkie, przejrzyste grzejniki elektryczne. Inne z kolei, po wyłączeniu zasilania stają się matowe, zapewniając wyższy poziom intymności w pomieszczeniu.

Gotowość do wpięcia w system

Napędy i rządzenia wentylacyjne mają interfejsy, dzięki którym łatwo jest włączyć je do sieci inteligentnego sterowania budynkiem. Są kompatybilne na przykład ze standardami BACnet lub KNX. Systemy te, dzięki licznym czujnikom i kontrolerom są zdolne nieustannie monitorować ruchome elementy przeszkleń.

Rola fasad szklanych w budownictwie energooszczędnym i zrównoważonym

Inteligentne fasady szklane odgrywają kluczową rolę w nowoczesnym budownictwie energooszczędnym, stając się aktywnym elementem regulującym bilans energetyczny budynku. W sezonie grzewczym duże przeszklenia z odpowiednimi pakietami szybowymi działają jak naturalne kolektory, generując pasywne zyski z energii słonecznej. Latem natomiast, w połączeniu z systemami zacieniania takimi jak żaluzje fasadowe czy szkło selektywne, potrafią zredukować przegrzewanie się wnętrz nawet o 70%.

Takie działanie bezpośrednio przekłada się na mniejsze zapotrzebowanie na energię potrzebną do ogrzewania i klimatyzacji pomieszczeń. Co więcej, maksymalne wykorzystanie światła dziennego pozwala ograniczyć zużycie prądu na sztuczne oświetlenie. Z tego powodu zaawansowane systemy fasadowe są nieodzownym elementem strategii zrównoważonego rozwoju i kluczem do uzyskania prestiżowych certyfikatów ekologicznych, takich jak BREEAM czy LEED.

Gdzie stosuje się inteligentne fasady szklane? Przykładowe obiekty

Choć fasady aluminiowo-szklane przez lata były kojarzone głównie z architekturą biurową, ich zastosowanie jest dziś znacznie szersze. Stanowią one wizytówkę nowoczesnych centrów biznesowych, galerii handlowych, hoteli oraz obiektów użyteczności publicznej. Coraz częściej wykorzystuje się je także w budynkach przemysłowych i laboratoryjnych, gdzie kluczowe jest zapewnienie stabilnych warunków wewnętrznych i optymalnego doświetlenia.

W ostatnich latach systemy te zyskały również ogromną popularność w budownictwie mieszkaniowym premium. Architekci chętnie sięgają po nie, projektując nowoczesne wille oraz domy pasywne i energooszczędne. Inwestorzy prywatni doceniają je nie tylko za wysoką efektywność energetyczną, ale również za walory estetyczne – możliwość tworzenia panoramicznych przeszkleń, które zacierają granicę między wnętrzem a otoczeniem i wypełniają dom naturalnym światłem.

Przejdź do galerii: Podwójne fasady szklane. Rola fasady w wentylacji pomieszczeń