Сила света и культуры
В России наблюдается тенденция увеличения использования светопрозрачных конструкций при строительстве современных объектов культуры и частично — при реставрации исторических. Стекло становится важным элементом визуального пространства здания и его уникальности.
Современные культурные учреждения, такие как театры, музеи и выставочные залы, все чаще проектируются с акцентом на светопрозрачные фасады. Это позволяет не только создать эффект открытости и доступности, но и максимально использовать естественное освещение, что положительно сказывается на восприятии пространства. Стекло в архитектуре новых объектов культуры становится не просто строительным материалом, а важным инструментом для создания уникальной атмосферы и взаимодействия между внутренним пространством и окружающей средой.
Расширяя пространство
По словам архитектора и генерального директора «АМЦ-ПРОЕКТ» Сергея Цыцина, в целом доля стекла в архитектуре зданий увеличивается с середины XIX века. Однако если ориентироваться на нашу культурную идентичность, то, безусловно, основа здания остается в первую очередь в его стенах и архитектурных формах. На многих современных культурных объектах действительно наблюдается рост использования стеклянных и светопрозрачных конструкций. С развитием новейших технологий значительно повысилось качество витражей, стеклопакетов и самого стекла. Это, в свою очередь, открывает новые горизонты для возведения сложных архитектурных проектов.
«Стекло может сыграть решающую роль в создании связи между интерьером и экстерьером здания, расширяя пространство и наполняя его светом. Человек, находясь внутри здания, может наблюдать за окружающим миром, как будто за картиной, где красивые виды раскрываются перед ним через стеклянные стены. Таким образом, правильное использование стекла в архитектуре объектов культуры приносит не только эстетическое удовлетворение, но и функциональные преимущества. Ландшафт прилегающей территории к таким объектам также играет важную роль восприятия здания», — отмечает эксперт.
Есть сложности, добавляет Сергей Цыцин, с усилением доли стекла в проектах реставрации объектов культурного наследия. С одной стороны, это правильно, потому что мы не должны каким-то образом потерять то, что имеем в нашем историческом наследии, и они находятся под защитой государства. С другой стороны, конечно, в разумном виде приспособления объектов под современные нужды требуют определенных решений. И в данном случае стекло — большой помощник. Например, в качестве функциональных переходов между историческими зданиями может быть выполнен какой-то стеклянный вестибюль. Это решение очень освежает восприятие объекта и может выглядеть очень симпатично.
Проекты объектов культуры с обширным остеклением, рассказывает директор департамента продвижения продукта, маркетинга и экспорта АО «РСК» Алена Красюкова, создаются для визуальной открытости, естественного освещения и гармоничной интеграции в городской ландшафт. Стекло здесь выполняет не только эстетическую, но и функциональную роль: улучшает энергоэффективность и безопасность, а также может служить медиаповерхностью для трансляции информации или рекламы. Количество таких объектов растет: музеи, театры и выставочные пространства все чаще проектируются с панорамным остеклением или эксклюзивными решениями со стеклом. Например, в новом здании Третьяковской галереи применена цифровая печать керамическими чернилами, благодаря которой на стекле воссозданы изображения знаменитых картин. Используется триплекс: на первое прозрачное стекло наносится черное изображение, а на второе, более темное, — белое. Другой пример — Музей Мирового океана, где каждый стеклопакет — это уникальная деталь сложной фасадной композиции, требующей высокой точности изготовления и монтажа. Изображение нанесено атмосферостойкими красками, а второе стекло выполнено в виде эмалита с индивидуально подобранным оттенком.
«В реставрации исторических зданий изделия из стекла используются как для создания современных архитектурных элементов — надстроек, атриумов и зенитных фонарей, — так и для повышения энергоэффективности, сохраняя при этом исторический облик. Среди наших проектов — высокоселективные стеклопакеты для «Новой Голландии», обеспечивающие необходимый уровень светопропускания, улучшенные характеристики энергосбережения и придающие объекту современный вид. Общество, как правило, положительно воспринимает такие обновления, если удается соблюсти баланс между историческим наследием и инновациями. В таких проектах используются самые передовые технологии. Основные тренды — динамическое стекло, сенсорные стеклопакеты, экстраформатные стеклопакеты, медиафасады и инновационные решения в цифровой печати», — констатирует Алена Красюкова.
Универсальный материал
Главным драйвером при выборе остекления сегодня становится эстетика — особенно в проектах культурных сооружений, считает Александр Четвериков, коммерческий директор Larta Glass (один из ведущих производителей стекла). Архитекторы все чаще рассматривают стекло не просто как строительный материал, а как выразительный художественный инструмент. Оно формирует визуальные образы, оживляет здание, встраивает его в природную и культурную среды. Яркий пример — новый Театр им. Камала в Казани. Его стеклянный фасад, вдохновленный «ледяными цветами» озера Кабан, не просто отражает воду и небо, но буквально вплетается в ландшафт, создавая ощущение легкости и парения.
«Культурных объектов с высокой долей остекления становится заметно больше. Архитектура стремится к прозрачности — как в прямом, так и в метафорическом смысле. Например, новое здание Третьяковской галереи на Кадашевской набережной выглядит особенно выразительно благодаря стеклянным витражам с изображениями известных полотен. Здесь стекло стало носителем визуального и культурного кода. Растет и число отреставрированных зданий, где стекло помогает переосмыслить историческое наследие. Так, кинотеатр “Целинный” в Алматы получил вторую жизнь — сохраненный дух модернизма дополнен актуальными технологиями. Такие обновления общество воспринимает позитивно, особенно когда в основе — уважение к оригиналу. Важно и то, что культурные объекты — это всегда территория архитектурного творчества. Каждый проект требует индивидуального подхода к остеклению», — подчеркивает Александр Четвериков.
По словам архитектора и креативного директора Генпро Дмитрия Сухова, объекты культуры являются, как правило, не только зданиями со сложным функциональным наполнением, но должны быть узнаваемыми, яркими или акцентными. Стекло в таких объектах становится как частью ограждающей конструкции, так и важной частью концепции и философии проекта. Стекло универсально во многом: оно может пропускать солнечный свет, а может ограничивать, может позволять зрителю наблюдать, а может ограничивать просмотр и физический доступ. Эти особенности открывают почти безграничные возможности использования остекления в архитектуре зданий и сооружений культуры.
Из-за того, что основным заказчиком зданий такого типа, продолжает Дмитрий Сухов, является государство, ясно прочитывается тренд на уникальный внешний вид при сдержанном бюджете. В принципе, для архитекторов такие факторы не являются чем-то новым. Просто создается меньше таких зданий с контекстуальной архитектурой, больше «иконических». «Из технологических ограничений можно выделить те, что связаны прежде всего с противопожарной безопасностью: огнестойкость, противодымная защита. Также необходимо учитывать большой вес стекла, его высокую стоимость. В технологических особенностях, связанных с геометрией стекла, его размерами, химическим составом, сейчас производители шагнули вперед, предоставляя архитекторам и заказчикам возможности для творческой реализации».
Адаптировать замысел
Стоит отметить, что в множестве современных объектов культуры светопрозрачные материалы задействуются в сочетании с различными фасадными конструкциями, также играющими важную роль в восприятии здания. В последнее время, рассказывает коммерческий директор Группы компаний Doksal Артур Туктаров, все чаще и чаще при строительстве и реставрации объектов культуры на смену классическим конструкциям СФТК и лепнине приходят современные высокофункциональные конструкции навесного вентилируемого фасада. Яркими примерами таких архитектурных решений являются новый Театр им. Камала в Казани и музейные и театральные образовательные комплексы в Калининграде и Кемерове.
«Безусловно, к таким конструкциям применяются требования высокой надежности и безопасности. Так как речь идет в первую очередь о металле, важную роль играет коррозионная стойкость. В рамках реализации таких проектов очень важен диалог между архитектором и проектировщиком. Зачастую задумку архитектора приходится адаптировать под нагрузки и воздействия природного и техногенного характера и требования нормативных и законодательных актов, поэтому важно найти компромисс», — отмечает он.
Если говорить об особых требованиях к фасадным системам объектов культуры, продолжает тему еще один производитель вентилируемых навесных фасадов — председатель совета директоров ГК «ДИАТ» Евгений Цыкановский, по сути, они такие же, как и у всех заказчиков, которые по-настоящему заботятся о своих зданиях. Это безопасность, долговечность и максимальный безремонтный срок эксплуатации. Каких-то исключительных нет. Но все требования, которые предъявляются, мы выполняем на всех объектах без исключения: мы не разделяем их на культурные или какие-то другие. «Повторить исторические фасады точь-в-точь современными системами точно нельзя. А вот сделать что-то на тему — да, можно. Тут важно, чтобы архитектор понимал возможности технологий. А мы как раз специализируемся на нестандартных конструкциях — умеем их делать и правильно оформлять».
Эксперт направления продуктовых инноваций компании «Северсталь» Алексей Староверов отмечает, что при строительстве и реставрации объектов культуры используется широкий спектр фасадных конструкций, сочетающих в себе инновационные технологии, эстетическую привлекательность и функциональность. Параметрическая архитектура демонстрирует использование нетрадиционных материалов, таких как титановые панели, для достижения уникального визуального эффекта. «Одним из наиболее заметных трендов является применение атмосферостойкой стали, включая Forcera, разработанной компанией “Северсталь”. Этот материал привлекает архитекторов и строителей благодаря своей способности образовывать патину, которая защищает от коррозии и придает фасадам уникальный “живой вид”. Атмосферная сталь используется для изготовления различных архитектурных элементов, таких как фасадные панели, ламели, другие декоративные детали, в том числе при строительстве культурных объектов», — подчеркивает специалист.
Солнечные батареи
Солнечные батареи относятся к альтернативной энергетике, позволяющей получать дешевое электричество. Это очень перспективное направление из-за неисчерпаемости потока солнечных лучей. Батареи имеют вид плоских панелей, устанавливаемых в местах наиболее сильного падения лучей Солнца. Эффективность метода получения энергии позволяет вести ее использование во множестве сферах деятельности, что является серьезным заделом на будущее, поскольку стандартные ресурсы постепенно исчерпываются.
Устройство и принцип действия
Основу солнечной батареи составляют полупроводниковые устройства, способные преобразовывать падающие лучи в электрический ток. Производимые солнечные батареи бывают разных размеров, что зависит от места их установки. Масштабное оборудование крепится на крышах домов или автомобилей, а более мелкие приборы встраиваются в микрокалькуляторы. Обычно большие солнечные панели сверху покрываются стеклом. Это необходимо для защиты их от воздействия внешней среды и фотонов, которые обладают чересчур мощной энергетикой.
Устройство приборов
В состав солнечной батареи включены следующие элементы:
- Фотовольтаические ячейки. Данные компоненты выполняют основную функцию в батарее. Их задача состоит в преобразовании потока лучей в электричество с помощью фотовольтаического эффекта. Его суть заключается в формировании электрического заряда, что обеспечивается свойствами полупроводникового материала.
- Абсорбер. Это специально изготовленный из кремния слой, обладающий способностью поглощать солнечный свет с последующей передачей на фотовольтаическую ячейку для преобразования его в электричество.
- Покрытие. Оно необходимо для того, чтобы защищать фотовольтаические ячейки от влияния непогоды и механических повреждений.
- Стекло. Кроме защитной функции оно выполняет еще роль изоляции для сохранения внутри ячейки тепла.
- Контактные площадки. С помощью таких металлических элементов обеспечивается связь между фотовольтаические ячейками и проводами.
- Провода. Формируют связь между всеми элементами солнечной батареи.
- Инвертор. Проводит изменение постоянного напряжения в переменную величину. Это требуется для того, чтобы обеспечить питание электрических приборов.
- Аккумулятор. Является емкостью, где хранится избыток вырабатываемой энергии.
- Контроллер заряда. Устройство, необходимое для контроля величины заряда аккумулятора.
Чтобы солнечная батарея работала нормально, все компоненты должны работать в полном взаимодействии.
Принцип действия
Принцип работы солнечной батареи основывается на фотовольтаическом эффекте. Суть его заключается в том, что под воздействием света определенные материалы способны создавать на своей поверхности напряжение, что сопровождается выработкой электричества.
Происходит это за счет того, что световые фотоны выбивают из атомов отрицательные электроны, превращая их в положительно заряженные ионы. После этого формируется электрический ток, представляющий собой движение положительно и отрицательно заряженных частиц.
Работа солнечной батареи состоит в следующем:
- После попадания света на солнечную панель происходит его поглощение кремниевыми ячейками.
- Электроны выбиваются из атомов и становятся свободными. Одновременно они вместе с положительно заряженными ионами переходят в возбужденное состояние.
- Все образовавшиеся частицы начинают свое направленное движение между контактными пластинами через полупроводник. Как результат формируется электрический ток, перемещающийся в дальнейшем по электрическим сетям. При этом его излишки собираются в аккумуляторной батарее.
Что представляют собой электрические сети и как в них поступает электроэнергия, можно узнать из этой статьи.
Разновидности оборудования
Производителями выпускается несколько разновидности солнечных батареи, каждая из которых обладает своими особенностями:
- Монокристаллические. Изготавливаются такие батареи из чистого кремния. Сначала материал расплавляется, а после отвердевания разделяется на пластинки толщиной 300 мкм. Все ионы и электроны в таких батареях обладают хорошей эффективностью, что отражается на высоком КПД оборудования. В пластинках вставлены электроды, которые выглядят в виде сеток. Монокристаллическое оборудование обычно окрашивается в темно-синий или черный цвет. Это качественные изделие со сроком службы до 50 лет.
- Поликристаллические. Основу солнечной батареи составляет не цельный кристалл кремния, а множество его маленьких кусочков. Это значительно удешевляет оборудование, но и делает его работу менее эффективной, что выражается в пониженном КПД, равном 13-15%. За счет более низкой цены на такие панели присутствует увеличенный спрос.
- Тонкопленочные. В состав данного типа оборудования входит множество разных элементов, среди которых кадмий и одна из разновидностей кремния. Оборудование значительно уступает предыдущим двум видам, но имеете хорошую гибкость, и может быть установлено на любой поверхности. Популярность таких батарей выражается в том, что они могут функционировать при любой погоде, включая облачность или низкое освещение.
- Органические. Здесь исходными составляющими могут быть различные полимеры, а также углерод. Оборудование обладает эффективностью, но имеет невысокий срок службы и пока не получило широкого распространения.
- Нанокристаллические. Для изготовления этого типа батарей применяется новаторская технология. В качестве основы используются наночастицы элемента кремний. Полученные фотоэлементы характеризуются качеством, что отражается на их долговечности и эффективности, но данный метод еще не совершен для полноценной эксплуатации.
Из всех видов солнечных батарей наибольшей непопулярностью пользуется поликристаллический вариант и в первую очередь это связано с его доступностью по цене.
Характеристики солнечной батареи
Все солнечные батареи характеризуются следующими параметрами:
- Мощность. Это основной показатель солнечной батареи. Он измеряется в ваттах и указывает, сколько электроэнергии производит данная солнечная панель за единицу времени.
- Напряжение. Данная величина, измеряемая в вольтах. Она фиксирует разность потенциалов между точками батареи и может равняться 12, 24 или 48 В.
- Ток. Здесь говорит о количестве электричества, которое в течение единицы времени протекает через панель.
- Эффективность преобразования. Определяется отношением полученной на выходе электрической энергии к количеству поглощенных батареей солнечных лучей. Диапазон может составлять 5-25%.
- Размер. В зависимости от типа батареи он может составлять от 1 м² до 6 м².
- Вес. Масса солнечных батарей достигает 10-50 кг.
- Рабочая температура. Чтобы солнечная панель работала эффективно, данный интервал должен составлять от (-40)° до (+85)°. При увеличении этого параметра отдача панелей может снижаться
- Срок эксплуатация. При хорошем обслуживании в среднем солнечная батарея используется на протяжении 30 лет. При этом у лучших вариантов это срок увеличивается до 50 лет.
Также важным параметрам является тип ячейки. Он зависит от вида панели.
Правила выбора
При желании установить солнечную батарею необходимо принимать во внимание следующие факторы:
- Потребность в электроэнергии. После определения этой величины необходимо добавить еще до 30% на случай потерь.
- Тип батареи. Здесь в первую очередь нужно ориентироваться на размер финансов. Наиболее эффективные монокристаллические панели, но они и стоят дорого. Если средств недостаточно, то стоит обратить внимание на поликристаллический или тонкопленочный вариант.
- Мощность. Это основной параметр, на основании которого выбирается солнечная батарея. Мощности должно быть достаточно, чтобы панель обеспечивала выработку нужного количества электричества для дома.
- Место установки. Обычно солнечные батареи устанавливают на крыше, поскольку данная территория максимально освещенная. При этом нужно ориентироваться на такой параметр как угол наклона поверхности, который должен составлять в районе 35-45°.
- Площадь панелей. Данная величина определяется расчетным способом. Для этого нужно взять отношение всех потребностей в электричестве к выработке энергии единицы панели за сутки.
Обязательно необходимо обратить внимание на производителя. Это должна быть авторитетная компания с большим количеством положительных отзывов.
Эксплуатация и обслуживание
После установки солнечных батарей, чтобы они прослужила долго, необходимо уделять внимание их обслуживанию:
- Постоянно исследовать панели на предмет наличия загрязнений. Поверхность должна быть очищена от пыли и осевших насекомых. Эффективность работы батарей увеличивается в том случае, когда их поверхность чистая.
- Во время очищения панелей от грязи следует использовать только теплую воду и мягкую ткань.
- Регулярно следить за качеством работы инвертора, который преобразовывает выработанный постоянный ток в переменную величину.
- Периодически вести проверку надежности работы всех систем.
- С течением времени менять отдельные вышедшие из строя элементы для обеспечения высокой производительности системы.
При правильной эксплуатации и хорошем обслуживании солнечных батарей они прослужат несколько десятков лет и обеспечат дом дешевой электроэнергией.
Применение батарей
Солнечные батареи применяются в широких сферах деятельности:
- В системах электроснабжения автономного типа. Чаще всего устанавливаются в частных домах или дачах. Это часто делается в тех случаях, когда объекты удалены от центрального электроснабжения.
- Для освещения территорий. Сюда включаются уличные фонари, размещаемые в парках или вдоль улиц.
- В автомобилях. Обычно они крепится на крышах транспортных средств, и используются для зарядки аккумуляторов.
- Как возобновляемая энергетика. Оборудование устанавливается в ветросолнечных электростанциях и используется как источник энергии.
- В системах связи. Небольшого размера панели, встроенные в приборы, используются как источники питания.
- В бытовых приборах. Сюда относятся холодильники, вентиляторы и другие агрегаты, которые в качестве источника питания используют солнечную энергию. С этой целью в них встраиваются небольшие панели.
- В качестве источника питания при установке видеонаблюдения.
Кроме того, солнечные батареи уже начинают использоваться в глобальном плане. Они стали применяться в космонавтике и самолетостроении, что позволяет существенно экономить топливо.
Преимущества и некоторые недостатки
Солнечные батареи с течением времени становится все доступнее, поскольку цена на них постоянно снижается. Однако, покупая такие изделия, необходимо предварительно хорошо ознакомиться с преимуществами и недостатками панелей. К достоинствам солнечных батарей относятся:
- Экологическая безопасность. Работа солнечных батарей не приносит окружающей среде никакого вреда. Это является очень важным моментом, поскольку экология в современном мире играет решающую роль. Подробная информация об экономическом аспекте хорошо изложена в этой работе.
- Быстрая окупаемость. Рост стоимость электроэнергии наблюдается непрерывно. Что касается солнечных батарей, то здесь затраты присутствуют только в момент покупки и установки оборудования. Поскольку солнечная энергия является бесплатной, вложенный капитал очень быстро окупается.
- Простота использования. После окончания монтажа оборудования требуется только следить за его исправностью и вовремя устранять поломки. Это не несет больших затрат сил и времени.
Если обратить внимание на недостатки, то здесь стоит отметить большую стоимость оборудования. При этом следует помнить, что его окупаемость наступает очень быстро.
Солнечные батареи выгодно ставить только в регионах с продолжительным световым днем. При большой длительности ночи такое оборудование можно использовать только в качестве дополнительного источника электроэнергии.
Бетонирование перекрытий: обзор систем и актуальные решения от PERI
Возведение монолитных перекрытий – крайне ответственный процесс, поскольку к таким конструкциям предъявляются определенные требования по нагрузкам и качеству исполнения. Правильно подобранная опалубочная система не только обеспечивает безопасность на стройплощадке, но и помогает ускорить темп строительства и сократить затраты на рабочую силу. В России системы бетонирования перекрытий представлены во всем разнообразии – от традиционных до самых современных. Менеджер по продуктовой аналитике и развитию продуктов компании PERI Анастасия Клингер рассказывает об особенностях и специфике применения каждой из них.
На сегодняшний день в российском жилищном строительстве представлены различные варианты опалубочных систем для перекрытий. Самая распространенная – балочно-стоечная. В качестве опор в ней используются телескопические стойки, а поверх укладывается так называемая палуба, состоящая из балок (реже – бруса) и фанеры.
Система отличается простотой сборки, доступностью и небольшими финансовыми затратами в момент покупки. Это самый простой способ возведения перекрытий, не требующий дополнительного обучения, поэтому он получил очень широкое распространение в России.
Следующий тип – панельная опалубка. В этом случае на стойки укладывается готовая зафанерованная панель и нет необходимости собирать конструкцию из отдельных элементов. С помощью такой опалубки проще и удобнее бетонировать перекрытия большой площади. Зачастую такие системы предусматривают раннее распалубливание, что еще больше повышает скорость возведения зданий, поэтому считаются самыми технологичными.
По технологичности панельной опалубке перекрытий не уступают опалубочные столы. Это готовые укрупненные модули на стойках, которые собираются один раз и затем перемещаются с одного монтажного горизонта на другой в течение всего хода строительства. Система эффективна при использовании на зданиях с открытыми фасадами. Благодаря крупным размерам блоков монтаж и демонтаж опалубки перекрытий происходит быстро и с минимальным использованием рабочей силы.
Кроме того, для бетонирования перекрытий могут использоваться леса – как рамные, так и модульные. Модульные, в свою очередь, можно разделить на чашечные и клиновые. Первые получили свое название из-за узлов креплений, напоминающих чаши. Чтобы конструкция, возведенная с помощью таких лесов, была надежной, очень важно проверять правильное закрытие всех без исключения чашек – в противном случае возникают риски обрушения. Но если конструкция масштабная, довольно сложно проконтролировать каждый узел. По этой причине чашечные леса в некоторых странах запрещены к использованию. Помимо этого, сборка чашечных таких лесов – достаточно трудоемкий процесс, как из-за внушительного веса элементов, так и из-за необходимости выполнить большое количество операций при монтаже.
Леса (объемные стойки или отдельно стоящие башни) строители могут выбирать по нескольким причинам. Например, они уже работали с таким продуктом раньше, знакомы с ним и не рассматривают другие типы опалубки. Или же ищут альтернативу телескопическим стойкам: например, для перекрытий высотой более 4 м, где работать с балочно-стоечными системами становится неудобно и небезопасно.
И наконец, когда строительные компании подбирают вариант более быстрой и безопасной работы с оборудованием.
Ответом на эти запросы становятся клиновые леса, принципиально отличающиеся от чашечных. К ним относится новая система PERI – KUB ST.
Это конструкция из отдельных элементов с крепежным узлом в виде розетки, куда вставляется ригель, который надежно фиксируется ударом молоткаЭто дает большое преимущество с точки зрения безопасности. Особое строение стоек позволяет не использовать дополнительные элементы крепления, что значительно повышает скорость монтажа.
Есть и еще один плюс – компоненты системы выполнены из горячеоцинкованного штрипса. Такое покрытие в пять-шесть раз долговечнее, чем порошковое окрашивание, и наносится как изнутри, так и снаружи, что делает систему максимально устойчивой к коррозии.
Стоит упомянуть, что система KUB ST, как и другие решения компании, соответствует высоким стандартам качества PERI и прошла все необходимые испытания, подтвердившие ее надежность. Леса оснащены дополнительными элементами, которые усиливают конструкцию, оптимизируют передачу нагрузок и повышают срок службы. Иными словами, на рынке появился безопасный, долговечный продукт с большим запасом прочности, который станет ответом на запросы строительных компаний, не готовых идти на компромисс в ущерб безопасности.