С того момента, как Мис ван дер Роэ предложил первое полностью стеклянное здание , архитекторы искали идеальный фасад. Хорошо спроектированная фасадная система часто является отличием посредственного дизайна от впечатляющего. Бюджетные, эстетические и производственные ограничения требуют тщательного балансирования. Хотя каждый проект индивидуален, разработка структуры принятия решений значительно упрощает процесс.

Чтобы изучить этот процесс, мы рассмотрим три тематических исследования о совершенно разных стратегиях фасадов, выбранных на основе ограничений проекта. Для простоты дифференциации три стратегии классифицируются как «дублирование», также известное как двойной фасад, «экструзия» для выступов и ребер и «интегрированное стекло», относящееся к интегрированным пленкам, покрытиям и рисункам фритты.

Учебный корпус - SMHEC

Центр высшего образования Южного Мэриленда - это современное здание площадью 75 000 кв. Футов, предназначенное для промышленных и государственных партнеров, которые могут сотрудничать с преподавателями и студентами в транснациональных инженерных исследованиях с целью создания новых рабочих мест в регионе. Это высокоэффективное здание, спроектированное архитектором Купером Керри, демонстрирует высокий дневной свет, низкий уровень ослепления и низкое энергопотребление при достижении консервативных бюджетных целей, как описано в полном подробном исследовании конкретного случая .

Наиболее примечательной особенностью дизайна является поразительный фасад, который нарушает традиционные ожидания относительно экономичных учебных заведений. Архитекторы изучили варианты дизайна итеративного массирования, чтобы выбрать тот, который хорошо соответствует генеральному плану, но имеет значительную экспозицию на западном фасаде. Вопросы дизайна, городского контекста и генерального планирования являются критическими факторами при выборе массы и ориентации здания. Никакое высокопроизводительное моделирование не может преодолеть плохо спроектированное здание.

Знание ограничений в режиме реального времени в процессе проектирования имеет решающее значение для успешного достижения замысла проекта. Используя моделирование на ранней стадии, на этапе схематического проектирования команда осознала, что, если они собираются двигаться вперед с выбранным массивом, им потребуется зарезервировать дополнительный бюджет для стратегий уменьшения бликов при западной экспозиции. Используя моделирование, они смогли эффективно оптимизировать эти шаги проектирования, чтобы сохранить проект в рамках бюджета и вовремя для сдачи.

Фасад 1: Западный фасад (дублирование)

Как видно на целостной карте яркости выше, годовая солнечная экспозиция (ASE), или блики, высока при западной экспозиции, до такой степени, что части плиты пола становятся невыносимыми. ASE измеряется как количество плиты пола, на которую воздействует более 1000 люкс в течение более 250 часов в год. Это эффективный способ измерения бликов, поскольку они вызваны попаданием в глаза света высокой интенсивности. Большое количество стекла также приводит к проблемам с теплоотдачей в этом душном прибрежном климате. Чтобы преодолеть эти ограничения, команда протестировала ряд стратегий затенения, включая вертикальные ребра, горизонтальные выступы и двойные фасады.

Вот некоторые из исследований, проведенных в области фасада в cove.tool, чтобы быстро протестировать различные варианты. Поскольку команда проекта могла получать мгновенную обратную связь, они могли решительно двигаться вперед, избегая трудоемких переделок и в конечном итоге делая проект более прибыльным для фирмы. Чтобы уменьшить блики и добавить объемности эстетике фасада, команда дизайнеров хотела использовать выступы и смогла определить точную глубину выступа на основе местоположения фасада, выполнив быстрые исследования, как показано ниже.

Здание лаборатории - HSRB II

Здание II для исследований в области здравоохранения, площадью 300 000 кв. Футов, является вторым этапом нового биомедицинского исследовательского центра, предназначенного для создания сообщества совместных исследований. Здание лаборатории с низким энергопотреблением спроектировано таким образом, чтобы потреблять примерно вдвое меньше энергии, чем стандартное здание лаборатории с аналогичной программой. Построенный на узком участке, масса HSRB II была ограничена в возможной ориентации здания, при этом соответствуя программной зоне, а также реагируя на площадку и существующие здания на территории кампуса. Владелец, Университет Эмори, уже выполнил технико-экономическое обоснование, в ходе которого архитекторы изучили все возможные схемы массирования в проекте.

Команда дизайнеров HOK (из Студии науки и технологий в Атланте) начала с цели максимального увеличения экспозиции остекления на севере, чтобы позволить непрямому дневному свету. В большей части северного полушария северные фасады идеальны для обеспечения полезного дневного света без риска ослепления и чрезмерного тепловыделения. Несмотря на то, что структура и ориентация здания были оптимизированы с учетом характеристик, циркуляции, зонирования и контекста, некоторые фасады и программные элементы выходили на юго-западную сторону. При изучении целостного дневного света и яркого света было ясно, что юго-западные офисы (перфорированные отверстия) и юго-западные лаборатории (навесные стены) имеют сильную засветку.

Команда дизайнеров, известная своим итеративным процессом проектирования, создала более десяти различных сценариев фасада, чтобы понять, как уменьшить тепловыделение и блики на юго-западном фасаде, сохранив при этом баланс между бюджетом и эстетикой.

Фасад 2: Навесная стена (интегрированное стекло)

Как видно на диаграмме выше, команда дизайнеров рассмотрела различные итерации рисунков фритты, чтобы найти оптимальный баланс между бликами и дневным светом. Проблема с узорами фритты иногда может заключаться в их способности уменьшить количество дневного света, проникающего в пространство. Быстрое прототипирование позволило команде протестировать различное процентное содержание фритты, а также сбалансировать цвет фритты.

Фасад 3: перфорированное отверстие (экструзия)

Помимо изучения юго-западного фасада для элементов лабораторной программы, команда проекта также изучила перфорированную часть фасада для офисной программы. Было проведено два различных исследования, поскольку разные программы требуют индивидуальных стратегий. Например, лабораторные помещения должны были быть объединены в пространство с индивидуальным внутренним контролем затемнения, но в офисах должны были быть внутренние жалюзи. Несмотря на наличие внутренних жалюзи, для фиксированного внешнего затенения было критически важно уменьшить большую часть бликов, чтобы шторы не опускались в течение дня (что также блокировало бы дневной свет). Стратегии ослепления, проверенные для перфорированных отверстий, следовали эстетике дизайна выступов, плавников или некоторой их комбинации. Данные помогли команде дизайнеров определить точную глубину, расстояние,

Новые инструменты позволяют проектным группам использовать итеративный подход, основанный на данных, для принятия проектных решений. Метод быстрой обратной связи позволяет архитекторам разрабатывать фасадную стратегию, которая уравновешивает яркий свет, дневной свет, энергию и углерод с затратами и эстетикой.