Фасадата е пресечната точка между интериора и екстериора и поема задачата да осигури комфортна вътрешна обстановка, и в същото време да повлияе положително на енергийния баланс на сградата. Като компонент за разграничаване на помещенията тя е изложена на вътрешни и външни натоварвания, които могат да се променят в зависимост от времето на годината и часа на деня. По правило обаче, обвивките на сградите са статични и следователно не могат да реагират на тези динамични влияния. На тази основа изследователи от Швейцарския федерален технологичен институт ETH Zurich разработиха интелигентна, адаптивна фасадна система, която е в състояние да се адаптира към променливите вътрешни и външни изисквания.
Комбинация на производство на електроенергия и интелигентно засенчване
Фасадната система, разработена под ръководството на Арно Шлютер, професор по архитектура и строителни системи в ETH, съчетава производството на електроенергия чрез интегрирани в сградата фотоволтаици с интелигентно засенчване. Подвижните слънчеви панели произвеждат въглеродно неутрално електричество. Променяйки ориентацията и позицията си, те пропускат точно толкова слънчева светлина в помещенията, колкото времето и вътрешният климат изискват. Така енергийният баланс на помещенията може да се регулира. Произведената през годината енергия е повече от консумираната и по този начин се постига положителен енергиен баланс.
Пневматични, подвижни фасадни панели
Новаторската фасада се състои от кабелна мрежа с редици слънчеви панели, които се контролират индивидуално и се преместват вертикално и хоризонтално от мек пневматичен елемент. Тези елементи, известни като меки задвижващи механизми, формират сърцето на фасадата. Комбинацията от меки материали, които променят формата си под налягане и фиксирана U-образна връзка, позволява на елементите да се втвърдят, ако е необходимо, така че да могат да издържат дори на буря. Многобройни тестове и измервания показват, че в ясен летен ден подвижните слънчеви панели генерират около 50% повече енергия от статичните фасадни панели.
Засенчването също играе важна роля. Системата е в състояние да регулира колко светлина прониква през фасадата и колко топлина се генерира в помещението. Адаптивният алгоритъм контролира движенията на панелите по такъв начин, че генерирането на електроенергия и спестяването при отопление и охлаждане водят до възможно най-ниските общи енергийни нужди. Алгоритъмът взема предвид как се използват помещенията в даден момент и оптимизира климата по подходящ начин.
Колкото по-променлива е рамката на променящите се условия на работа, толкова по-големи са предимствата на адаптивната фасада, казва Арно Шлютер. За офис в умерена зона, например в Цюрих, който е построен според най-новите стандарти и изисква отопление и охлаждане през цялата година, фасадата произвежда 115% от енергията, необходима за достигане на приятен климат. Ефектът от адаптивната фасада скоро ще може да бъде измерен при реални условия в сградата за изследвания и иновации на NEST в Дюбендорф.