Климатически-адаптивная оболочка здания

Климатически-адаптивная оболочка здания (CABS) — это термин в строительной технике, который описывает группу фасадов и крыш, которые динамично взаимодействуют с изменчивостью их окружающей среды. Обычные здания имеют статические конверты зданий и поэтому не могут действовать в ответ на изменяющиеся погодные условия и требования к жильцам. Климатические адаптивные корпуса здания, с другой стороны, имеют возможность со временем меняться. Хорошо разработанные CABS имеют две основные функции: они способствуют экономии энергии для отопления, охлаждения, вентиляции и освещения; и они оказывают положительное влияние на внутреннее качество окружающей среды зданий.

Определение
Loonen et al. определяет CABS следующим образом:

Климатически адаптивная оболочка здания имеет возможность многократно и обратимо изменять некоторые из своих функций, функций или поведения с течением времени в ответ на изменяющиеся требования к производительности и переменные граничные условия и делает это с целью улучшения общей производительности здания.

Задний план
Современные методы строительства, разработки в области материаловедения и наличие контролируемых компонентов кинетических фасадов в настоящее время предлагают богатые возможности для инновационных решений в области строительства, которые лучше отвечают экологическому контексту, что позволяет фазе «вести себя» как живой организм. Природа считается одним из самых известных источников вдохновения для CABS. Адаптивность носит повсеместный характер, и усилия в области биомиметики для передачи проверенных временем идей в контексте зданий являются полезными. То, как люди потеют, дрожат и подстраивают одежду, использовались многими как метафора, чтобы задумать кожу здания как живую мембрану. Аналогично, несколько концепций CABS имитируют тропизм: направленный рост или вращение растений в направлении определенных экологических триггеров. Как фототропизм (т.е. изменение в ответ на свет), так и гелиотропность (т. Е. Изменение в ответ на солнце) эффективно трансформировались в концепции CABS, что позволяет своевременно собирать и отказываться от солнечной энергии [59] и [60].

Связанные понятия
CABS — это только одно обозначение для концепции фасада, которое может быть описано рядом различных терминов. Можно использовать несколько вариантов термина «адаптивный», в том числе: активный, продвинутый, динамический, интеллектуальный, интерактивный, кинетический, отзывчивый, интеллектуальный и переключаемый. Кроме того, концепции адаптивной архитектуры, кинетической архитектуры, интеллектуального здания тесно связаны. Основное отличие от CABS заключается в том, что адаптация происходит на уровне оболочки здания, тогда как другие концепции рассматривают подход целостного построения.

Виды адаптации
Адаптируемые механизмы в CABS можно разделить на два класса. Адаптивное поведение либо основано на изменении свойств или поведения в макромасштабе, либо в микромасштабном масштабе. Первый тип приспособляемости в строительных оболочках часто также называют «кинетическими огибающими», что подразумевает наличие определенного вида наблюдаемого движения. Адаптация по макромасштабированию обычно приводит к изменениям конфигурации оболочки здания через движущиеся части. Типы движения, которые можно наблюдать, широко варьируются и, как правило, описываются одним из следующих герундов: складчатым, раздвижным, расширяющимся, сгибающимся, шарнирным, катящимся, надувным, вращающимся, вращающимся, керлингом и т. Д. В другом типе CABS (микромасштаб), изменения непосредственно влияют на внутреннюю структуру материала. Здесь адаптивность проявляется либо в результате изменений теплофизических или непрозрачных оптических свойств, либо путем обмена энергией из одной формы в другую. Для достижения такого типа адаптации часто применяются интеллектуальные материалы, такие как сплавы с памятью формы или термочувствительные полимеры.

Известные примеры
Хотя концепция CABS по-прежнему относительно новая, несколько сотен концепций можно найти в зданиях по всему миру. В следующем списке показан обзор известных примеров.

Встроенные примеры
Башни Аль Бахр, Аэда, Абу-Даби
Институт арабского мира, Жан Нувель, Париж, Франция
Гелиотроп, Рольф Дисч, Фрайбург, Германия
Burke brise soleil — Павильон Quadracci, Художественный музей Милуоки. Сантьяго-Калатрава, Милуоки, Висконсин, США
Библиотека Surry Hills, Фрэнсис-Джонс Мореен Торп, Сидней, Австралия
Театр Bengt Sjostrom, Архитекторы Studio Gang, Рокфорд, Иллинойс, США
Kuggen подвижный солнцезащитный крем, Wingårdh arkitektkontor, Гётеборг, Швеция
Подсистемы и компоненты
Активный дневной свет
Динамическая изоляция
Материал с фазовым изменением
Умное стекло