Fasáda je vizuálne najnápadnejšou časťou budovy. Je tiež jedným z hlavných činiteľov, ktoré chránia konštrukciu budovy pred vonkajšími vplyvmi a ktorý nastavuje kvalitu vnútorného priestoru. Lenže je potrebné dodať, že fasáda môže svoju úlohu plniť efektívne len za konkrétnych podmienok. Počasie sa však v miernom klimatickom pásme, kam spadá aj Slovenská republika, v priebehu roka mení. Ideálny stav by teda nastal, keby fasáda menila svoju podobu v nadväznosti na aktuálne poveternostné podmienky aj potreby užívateľa. Tak by bolo skutočne dosiahnuté zdravého vnútorného prostredia po celý rok.
Túto možnosť poskytujú takzvané inteligentné fasády, inak známe ako dynamické. Architekt pri ich navrhovaní kladie dôraz na dostatok prirodzeného svetla a čerstvého vzduchu v interiéri za súčasnej eliminácie jeho prehrievania. Fasádu vyprojektuje tak, aby menila svoj vzhľad buď automaticky v reakcii na stav počasia a intenzitu slnečného žiarenia, či na základe manuálneho pokynu používateľa. Ide o trend, ktorý silne ovplyvňuje súčasné stavebníctvo a je zrejmé, že jeho obľuba bude z pochopiteľných dôvodov naďalej stúpať.
Premenlivú fasádu je možné vytvoriť z mnohých materiálov, ktorých komponenty môžu pozostávať z pasívnych i aktívnych dielov. Časté sú kovy ako meď či hliník, ktorých možné využitie demonštruje napríklad budova Hydropolis v meste Vratislav, aplikovať je možné tiež rôzne dynamické tieniace prvky z dreva. Veľmi častá je v poslednej dobe tiež vertikálna výsadba rastlinstva, ktoré tým, že mení svoju "tvár" podľa ročného obdobia, napomáha v lete tieniť a v zime prepúšťať teplo do interiéru. Svetovo známym autorom takých zelených architektonických diel je botanik Patrick Blanc. V neposlednom rade je potrebné spomenúť aj solárne technológie, ktorých integrované typy sú dnes nezriedka súčasťou malých i veľkých stavieb, ako je napríklad budova mestského úradu v nemeckom Freiburgu. A vzostupné tendencie sú v oblasti dynamických fasád zrejmé aj u skla, ktoré hrá významnú úlohu najmä v architektúre kancelárskych budov.
Svetlo ako neoddeliteľný prvok stavby
Ak sa v návrhu stavby objaví presklená fasáda, znamená to, že je potrebné uvažovať o svetle ako neoddeliteľnom prvku stavby. Pokiaľ ho uchopíme správne, sme schopní vytvoriť energeticky optimalizovanú konštrukciu, ktorá napomôže vzniku príjemného vnútorného prostredia bez oslňovania užívateľov slnkom, prehrievania interiéru a to všetko pri dostatku denného svetla. Umožňuje to vhodne upravené zasklenie.
Sklo so selektívnou vrstvou
Pre úplné pochopenie významu inteligentných sklenených fasád sa však najskôr vráťme asi o dve desaťročia naspäť. Vtedy bol totiž predstavený ich predchodca v podobe skla so selektívnou vrstvou, ktorá je tvorená transparentnými povlakmi z kovov, akými je zlato, striebro či hliník, alebo ich zliatin, prípadne z iných anorganických látok. Tieto povlaky ovplyvňujú schopnosť skla odrážať, pohlcovať či prepúšťať slnečné žiarenie v požadovaných vlnových dĺžkach. V stavebníctve ide o to, regulovať prevažne infračervené žiarenie (vlnová dĺžka od 780 nm vyššie) a práve jeho prevažnú časť sklo so selektívnym povlakom odráža, čím zamedzuje prehrievaniu interiéru. Počas svojho vývoja prešla technológia selektívneho zasklenia už mnohými vylepšeniami a výsledkom je dnešné, úplne bežné využitie funkčných povlakov v sklenených konštrukciách stavieb, nech už sú umiestnené v akýchkoľvek klimatických podmienkach. Príkladným produktom tohto typu je napríklad zasklenie Stropray výrobcu AGC, ktoré je vybavené dvojitým strieborným povlakom a zaisťuje vysokú ochranu pred teplom.
V nadväznosti na technológiu selektívneho zasklenia boli potom vyvinuté sklá, ktoré napríklad spoločne so solárnymi technológiami vyrábajú elektrinu, sklá s riadenou priepustnosťou slnečného žiarenia, samočistiace sklá, antibakteriálne zasklenie, antireflexné sklá či zasklenie s možnosťou regulácie farby čiže chromogénne sklá. A práve posledná menovaná technológia je hlavným predmetom tohto textu. Ide totiž o vynikajúci spôsob, ako maximalizovať prienik viditeľných zložiek žiarenia pri súčasnom odraze tepelných zložiek. Laicky povedané, ako mať v miestnosti dostatok svetla, ale čo najmenej tepla.
Chromogénne technológie
Na rozdiel od známejších reflexných produktov reaguje chromogénne zasklenie na aktuálne svetelné aj tepelné podmienky tak, že podľa potreby zmení svoj odtieň a tým intenzitu, respektíve výdatnosť a vlnovú dĺžku prenikajúceho svetla. Na trhu je ich niekoľko druhov. Termochromické sklá využívajú tepelne aktívny gél, ktorý mení svoje optické vlastnosti automaticky v závislosti na teplotných zmenách. Gasochrómne sklá zasa "pracujú" na princípe chemickej reakcie vodíka (je prítomný v dutine medzi tabuľami izolačného dvojskla) a oxidu volfrámu. Dôsledkom je modré zafarbenie skla, následne pohltenie a difúzia dopadajúceho slnečného žiarenia. Opačný efekt sa potom docieľuje zriedeným kyslíkom. Po druhej svetovej vojne boli vyvinuté fotochrómne sklá, ktoré sa zafarbujú v prípade, že sú vystavené vplyvu ultrafialového a krátkovlnného viditeľného žiarenia - to vďaka špeciálnym prísadám koncentrovaným v skle pri jeho výrobe. Ďalším druhom je elektrochrómne sklo, ktoré využíva zmien optických vlastností skla pod elektrickým napätím. Ak prechádza materiálom (sklom) elektrický prúd, dochádza k zmene jeho spektrálnych charakteristík. Vplyvom toho dôjde ku stmavnutiu tabúľ.
Medzi najznámejšie elektrochrómne materiály patria oxidy volfrámu, vanádu, titánu či molybdénu. Intenzita zafarbenia zasklenia sa odvíja od hrúbky filmu aktívneho materiálu. Zmena farby sa dá vrátiť späť a dochádza k nej po priložení napätia s opačnou polaritou. Zvýšenie napätia teda spôsobuje vyššiu priepustnosť žiarenia sklom, záporné naopak priepustnosť znižuje. Posledným typom je sklo s vrstvou tekutých kryštálov, ktoré sa vyznačuje dynamickým rozptylom (jav, ku ktorému dochádza, ak sa pripojí jednosmerné elektrické pole na kryštál - následne je z pôvodne priezračnej kvapaliny vyžiarené silne rozptýlené svetlo). Výsledkom je účinná regulácia pomeru medzi prepusteným energetickým tokom a svetlom. Posledné dve menované technológie disponujú najvyšším architektonickým potenciálom.
Tekuté kryštály
Na svetových trhoch je niekoľko spoločností, ktoré sa zaoberajú výrobou chromogénneho zasklenia. Jednou z najsľubnejších technológií v tejto oblasti je Licrivision od spoločnosti Merck. Ich sklo je možné vďaka transparentnej zmesi tekutých kryštálov vloženej medzi dvomi tabuľami stmaviť či naopak spriehľadniť, ako sa vám žiada. Zmena je pritom prakticky okamžitá (výrobca deklaruje zmenu za jednu sekundu). Kvapalné kryštály sú doplnené o špecifické farebné molekuly, ušité na mieru zákazníkovi a zahŕňajúce celé farebné spektrum viditeľné ľudským okom. Ich zmes s farebnými pigmentmi (molekuly v tvare doštičiek) je umiestnená medzi dve sklenené tabule potiahnuté priehľadným, elektricky vodivým filmom; pri pôsobení malého elektrického napätia zmenia doštičky svoju orientáciu a s nimi aj molekuly pigmentov. Tým je regulovaná priehľadnosť, následne množstvo prechádzajúceho svetla a tepla.
Elektrochromita
Dynamické okenné tabule ponúka aj firma Kinestral Technologies, ktorej produktom je Halio Glass využívajúci elektrochromitu. Okno sa skladá z nízkoemisívnej vonkajšej tabule a elektrochrómneho skla, medzi ktorými sa nachádza izolačný plyn. Ide teda vždy minimálne o dvojsklo, častejšie o trojsklo. To dovedie reagovať na tepelné a svetelné vonkajšie podmienky v reálnom čase. Najtemnejší stav je možné dosiahnuť za necelé tri minúty, v čírom stave je sklo nerozoznateľné od klasického zasklenia. Disponuje pritom neobmedzeným množstvom možných tónov, do ktorých ho možno stmaviť - ten najtmavší pripomína farbu večernej oblohy. Ak teda používateľ interiéru vyžaduje súkromie, tmu či len potrebuje jemne znížiť intenzitu prieniku slnečného žiarenia, všetko je možné.
Aj spoločnosť Saint-Gobain produkuje elektrochrómne sklo. Výrobok pod názvom SageGlass bol využitý na mnohých budovách po celom svete a doterajšia odozva architektov ako aj investorov a užívateľov je vynikajúca. Sklo predstavuje možné riešenie problému s nadmernou energetickou záťažou, ktorú budovám prinášajú veľké transparentné plochy. Všetko je pritom riadené inteligentným systémom, ktorý pomocou senzorov reaguje na aktuálne vonkajšie aj vnútorné podmienky a automaticky reguluje tónovanie skla. užívateľ ho môže ovládať prostredníctvom ovládača či aplikácie v mobilnom telefóne.
Aerogél
Spoločnosť Advanced Glazing zase ponúka výrobok Solera. Technológia Lumira, ktorú využíva, pozostáva z aerogélu, ktorý disponuje vysokou pórozitou a ktorého viac ako 90% objemu tvorí vzduch. Je svetlopriepustná a má výborné termoizolačné vlastnosti. Vďaka tomu napomáha v rámci konštrukcie okna rozptýliť priame slnečné žiarenie a zabrániť tak prípadnému oslneniu užívateľa. Zároveň je tak vytvorené konzistentné osvetlenie po celej ploche miestnosti a je významne znížený prietok tepelnej zložky žiarenia. Napriek tomu je okno priesvitné, teda nebráni vo výhľade von ani prieniku dostatku prirodzeného svetla dovnútra. Popri tom aerogél slúži ako účinný tepelný a akustický izolant. Dochádza tak k úspore energií na vykurovanie, chladenie, osvetlenie a ventiláciu budovy.
Na záver
Väčšina spomínaných technológií zasklenia disponuje podobnými funkciami, z ktorých tá hlavná spočíva v maximalizácii tepelného komfortu a vizuálneho pohodlia užívateľov. Využitie chromogénneho zasklenia zvyšuje hodnotu nehnuteľnosti a úsporu energií. Jeho nevýhodou je však doposiaľ vysoká cena súvisiaca s prebiehajúcim technologickým vývojom v tomto sektore a v spojení s nižším dopytom.
Súvisiace články:
Svetlo ako ukazovateľ kvalitnej architektúry
Ako priviesť svetlo a čerstvý vzduch do vnútra budov a ešte pritom ušetriť
Nech žije svetlo, alebo renesancia luxferov
