可适应气候的智能外墙

可适应气候的智能外墙插图 Futurium Berlin / Richter Musikowski. Image © Dacian Groza

    外立面是建筑室内外之间的界面。外立面往往是一个建筑最显眼最引入注意的部分,它不但保护建筑不受外部环境因素的影响,还是创造室内舒适环境的主要因素,因为它是建筑得热或热损失发生的地方。就像我们的皮肤是我们身体的一个多功能器官一样,自然而然地,外墙也是建筑物通过科技适应外部环境重要的一部分。

    可适应气候的智能外墙插图(1) Futurium Berlin / Richter Musikowski. Image © Dacian Groza

    这就是智能外墙这个名词被越来越多地提及的原因。能够根据外部环境条件进行自适应调整的外墙被称作智能外墙。这是通过外墙的组件(被动或主动的)来实现的,这些组件会根据不同的条件进行调整,以适应建筑内部和外部的环境变化。具体到建筑外墙,一般比较关注最大限度引入自然采光、减少太阳辐射,同时控制通风和热输入/输出。许多适应性调整发生在玻璃幕墙上,当玻璃幕墙通过改变玻璃的电压而改变其透光性,通过施加光或者热,玻璃的外观改变,从而改变射入室内的光的强度以及波长,这样我们就称之为智能外墙。

    可适应气候的智能外墙插图(2) © Schnepp + Renou

    我们曾发表过一篇关于自适应墙体的文章,其中涉及许多可以适应环境的科技。尽管其中许多科技看起来仿佛科幻小说一般,但却已经实实在在地存在于智能外墙的市场上,可以控制透光率、透明度和融雪现象的现代玻璃,使建筑更加智能化和生态化。以下,我们选择了一些市场上已有的产品:

    环境改变外观的玻璃

    可适应气候的智能外墙插图(3) Cortesia de Saint-Gobain

    SageGlass是一款来自圣戈班(Saint-Gobain)的电致变色玻璃。通过改变在玻璃片上施加的应力,可以控制其颜色,从而改变室内光强度,和材料透射的紫外线和红外线强度。也就是说,这种动态玻璃可以让建筑的使用者控制自然光和太阳得热量,提高室内舒适度,并显著降低能耗。这款动态玻璃的着色是由智能系统控制的,利用传感器,这款玻璃可以根据外部光照条件自动着色。同时,使用者也可以通过手机控制其外观。值得一提的是,这款玻璃并不会影响视野。

    可适应气候的智能外墙插图(4) Cortesia de Saint-Gobain

    PRIVA-LITE则是一款通过即时控制光亮度(透明度和半透明性)以管理空间的独特的产品。它是一款由电力驱动的主动式玻璃,可以在不改变透光率的前提下从半透明变为透明。它的主要优点正是在保持自然光射入的同时获得内部空间的隐私。此外,这种玻璃还可以进行视频和图像的动态投影,将外墙变成一个大屏幕。

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    可适应气候的智能外墙插图(5) Cortesia de Saint-Gobain

    可适应气候的智能外墙插图(6) Amorepacific Headquarters / David Chipperfield Architects. Image © Noshe

    向内部空间提供热量的玻璃

    可适应气候的智能外墙插图(7) Cortesia de Saint-Gobain

    EGLAS是一款一体化的隐形供暖玻璃,它可以提高内部空间的舒适度,包括视觉效果和空间温度。这款玻璃是1986年在芬兰开发的,专门为寒冷国家设计。它的设计基于两个因素:电流和玻璃表面的金属氧化物层,从而从玻璃中获得热量。根据不同的情况和玻璃结构,除了帮助提高房间温度,它还可以实现预防冷凝甚至融雪的功能。

    自清洁玻璃

    可适应气候的智能外墙插图(8) 80-ONCE Business & Living / Sestral S.A. Image © Jairo Llano

    自清洁玻璃也已经成为现实。在制造过程中涂上一层透明的亲水和光催化矿物材料,使玻璃能够利用阳光中的紫外线辐射和雨水,有效地控制积聚在窗户外面的污垢。紫外线辐射的照射会催化有机污垢的分解,使玻璃表面亲水。雨水(或水)在玻璃上形成一层水膜,冲洗掉有机污垢和矿物材料。作为外墙,其主要的优点是易维护,其设计者的想法是将清洁的需求减少一半,减少脚手架、起重机或所有涉及清洁高楼外墙的危险操作。

    值得注意的是,尽管外墙的科技在不断进步,但许多建筑可持续性方面的成果是通过有意识的设计和适合气候和环境的材料选择来实现的。将传统设计和智能系统、新型材料结合可以提高建筑物的舒适度和效率。

    翻译:赖求佳

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建筑图

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