Самопочистващи фасади и активни обвивки

Почистването на фасадата на един небостъргач може да струва стотици хиляди евро годишно. Архитектите отдавна търсят решение на този проблем и днес вече съществуват фасади, които се самопочистват. Същевременно се изграждат и все повече сгради с активни обвивки, които подобряват енергийната ефективност и увеличават комфорта в помещенията.  

При самопочистващите се фасади най-често се използва титаниев диоксид. Когато повърхността, обработена с този материал, бъде изложена на ултравиолетовите лъчи от дневната светлина, започва фотокаталитична реакция. Слънцето активира покритието, което химически разгражда органичните замърсявания (прах, сажди, микроорганизми) и неутрализира опасни газове във въздуха, като азотни оксиди.

Едновременно с това материалът става суперхидрофилен, благодарение на което дъждът не се събира на капки, а се разлива по повърхността като равномерен тънък филм. Този воден слой лесно отмива мръсотията, без да оставя петна и следи след изсъхване.

Един от най-известните ранни примери е Jubilee Church в Рим, проектирана от Richard Meier. Църквата е завършена през 2003 г. и се превръща във витрина на новите самопочистващи се строителни материали. Трите огромни бели бетонни платна са замислени като основен визуален акцент и запазването на техния цвят е от съществено значение за архитектурния образ на сградата. За реализацията на проекта е използван специален самопочистващ се цимент TX Millennium (в комбинация с бял мрамор от Карара), осигуряващ по-чисти повърхности чрез фотокатализа. 

Повече от две десетилетия след завършването си Jubilee Church продължава да бъде един от най-често цитираните примери за приложението на тези материали, но и урок за техните ограничения. При зоните, които остават под постоянна сянка поради сложната извита геометрия на платната, фотокаталитичната реакция не може да се задейства. Това води до локално натрупване на тъмни петна и мухъл и показва, че самопочистващите се материали изискват прецизно съобразяване с достъпа до светлина. 

 Мексико Сити от години се бори със сериозно замърсяване на въздуха и именно там се появява един от най-интересните проекти в тази област. Фасадата на Torre de Especialidades към Hospital General Dr. Manuel Gea González е покрита с 2500 квадратни метра фотокаталитични модули Prosolve370e – триизмерни елементи с биомиметична геометрия, вдъхновена от структурата на корал. 

Освен че придават характерния облик на сградата, техните силно извити форми улавят светлината от всякакъв ъгъл и създават въздушни завихряния. Тази микро-турбуленция забавя преминаващия смог и увеличава контакта на вредните газове с пречистващото покритие, което позволява на фасадата да неутрализира емисиите на близо 1000 автомобила всеки ден. Допълнително предимство на конструкцията е, че тя действа като ефективен слънцезащитен екран, който предпазва интериора от прегряване и намалява разходите за охлаждане на болницата.

При Palazzo Italia за Expo Milano 2015 самопочистващата идея вече става част от много по-сложна и екологична архитектурна обвивка. Фасадата е изградена от над 700 уникални панела от i.active BIODYNAMIC бетон, покриващи площ от 9000 квадратни метра.

Разклонената бяла структура напомня преплетени клони на гора, но зад ефектната форма стои иновативен материал, съдържащ 80% рециклирани агрегати (recycled aggregates), част от които са отпадъци от мраморни кариери в Карара. Благодарение на вградената TX Active фотокаталитична технология, тази гигантска повърхност улавя азотните оксиди от смога и чрез химическа реакция ги трансформира в безвредни, инертни соли, които дъждът лесно отмива. 

Но възможностите на някои фасади далеч не се изчерпват със самопочистването. Все повече сгради използват активни обвивки, които реагират на слънцето и температурата, за да контролират количеството светлина и топлина в интериора. Това управление се случва по различни начини – от компютърно контролирани кинетични панели, които се завъртат по пътя на слънцето, до надуваеми многослойни мембрани, променящи своята прозрачност. Така обвивката регулира количеството естествена светлина през деня, като едновременно с това ограничава навлизането на излишна топлина. 

Сградата Media-TIC в Барселона, проектирана от Enric Ruiz-Geli и Cloud 9, превръща тази концепция в реалност чрез фасада от надуваеми ETFE възглавници, които действат като променлив слънчев филтър. Вместо статична стена, югозападната фасада използва пневматична система с въздух и азот. При силно слънце в камерите се впръсква азотна мъгла, чиито частици улавят светлината и повишават непрозрачността на обвивката, предпазвайки интериора от прегряване. Така сградата регулира количеството слънчева енергия, което навлиза в помещенията, без необходимост от масивни външни щори. 

При кампуса SDU Kolding в Дания, проектиран от Henning Larsen, тази концепция получава механично изражение. Фасадата е обвита с около 1600 триъгълни панела от перфориран алуминий, които се отварят и затварят с помощта на малки мотори. Задвижвани от сензори за светлина и топлина, елементите се регулират самостоятелно през целия ден. Когато слънцето е силно, те се завъртат, за да хвърлят сянка, но перфорацията им позволява на хората в интериора да запазят гледката навън и да получават естествена светлина. В резултат на това сградата постоянно променя своя облик. 

Самопочистващите фасади и активните обвивки все още се използват предимно при по-сложни и скъпи проекти, но броят на реалните приложения расте всяка година. Тези технологии имат своите ограничения и не изключват човешката намеса. Самопочистващите се материали намаляват, но не премахват нуждата от поддръжка, а динамичните елементи внасят механична сложност и изискват сериозни дългосрочни инвестиции.