Как пассивные ветроуправляемые фасады движутся без использования электроэнергии

Никаких моторов. Никаких датчиков. Никакого контроллера. И всё равно он движется весь день.

A кинетический фасад, управляемый ветром Здание состоит из тысяч маленьких, легких панелей, подвешенных на петлях, и каждый порыв ветра, вихрь и изменение давления, проходящие по зданию, поднимают одни из них и опускают другие, так что вся поверхность колышется, как вода или поле травы, отслеживая невидимое движение воздуха по зданию в реальном времени.

Складывается впечатление, что это сделано без особых усилий. Инженерные решения продуманы до мелочей.

Основные выводы

• Пассивные кинетические стены используют небольшие шарнирные панели, которые качаются в зависимости от изменения давления ветра.

• Масса панели, трение в шарнире и положение точки поворота определяют, насколько легко панели перемещаются.

• Остановки ограничивают движение, предотвращают опрокидывание панелей и снижают уровень шума.

• Опорная рама должна быть рассчитана на полную ветровую нагрузку, поскольку панели не могут убираться.

Как работает пассивная кинетическая стеновая система

Принцип стар. Флаг, колокольчик, лист.

Каждая панель подвешена на шарнире вдоль своего верхнего края. Ветер, обтекающий фасад, никогда не бывает постоянным, и небольшие различия в давлении между передней и задней сторонами каждой панели толкают ее наружу или тянут внутрь, заставляя ее раскачиваться, а затем сила тяжести возвращает ее в исходное положение.

Тысячи панелей, выполняющих эту операцию в немного разные моменты времени, создают волны. В этом и заключается визуальный эффект.

Для работы пассивной кинетической стеновой системы необходимы всего три элемента: легкие панели, шарниры с низким коэффициентом трения и рама для их подвешивания.

Что обеспечивает легкость перемещения панелей?

Панель Масса

Более лёгкие панели реагируют на слабый ветер. Обычно выбирают тонкий алюминий, поскольку он сочетает в себе малый вес с достаточной жёсткостью, чтобы оставаться плоским, и достаточной прочностью, чтобы выдерживать многолетнюю эксплуатацию в условиях переменчивости.

Более тяжелые панели двигаются меньше и позже. Они также создают большую нагрузку на петли.

Трение шарнира

Каждое трение увеличивает скорость ветра, необходимую для начала движения. Шарнирные механизмы с низким коэффициентом трения позволяют панелям реагировать даже на очень слабый ветерок, а шарниры с фиксацией оставляют стену неподвижной в безветренные дни.

Здесь врагом является упорство. Шарниры с низким коэффициентом трения, устойчивые к воздействию абразивных частиц. чтобы эффект сохранялся в течение многих лет, а не месяцев.

Положение оси вращения и форма панели

Расположение точки опоры на панели влияет на характер её колебаний. Точка опоры прямо у верхнего края обеспечивает длинное, маятниковое движение, в то время как точка опоры чуть ниже сокращает амплитуду колебаний и изменяет скорость возвращения панели в исходное положение.

Форма панелей тоже имеет значение. Квадратные, круглые, шестиугольные и ромбовидные панели по-разному улавливают ветер и отражают свет.

Свет совершает столько же работы, сколько и ветер.

Подвижная панель отражает разные участки неба при каждом повороте.

Именно отсюда и берется мерцание. Благодаря отражающей или полуотражающей поверхности каждая качающаяся панель переливается между небом, землей и соседними зданиями, поэтому даже небольшие движения создают сильный визуальный эффект с улицы, а в солнечные дни стена кажется сверкающей без какого-либо видимого движения.

Матовые покрытия создают более мягкую, текстурную волну. Цветные покрытия можно использовать на одной или обеих сторонах.

Остановки, ограничения скорости и шум

Панели Unlimited ведут себя непредсказуемо. Они переворачиваются, запутываются и гремят.

Ограничители ограничивают угол поворота каждой панели, поэтому при сильном ветре она не может зацепиться за шарнир или удариться о верхнюю панель. Мягкие бамперы или тщательно продуманные детали ограничителей снижают шум от удара панелей о крайние положения, что важно для жилых районов и тихих улиц.

Шум часто является первой причиной жалоб. Кроме того, его проще всего устранить при проектировании, поэтому мы в PRANCE рассматриваем остановку как макет, а не просто линию на чертеже.

Рама выдерживает полную ветровую нагрузку.

Активные фасады могут убираться во время шторма. Пассивные — нет.

Это означает, что несущая конструкция за ветродинамическими фасадными панелями должна быть рассчитана на полную расчетную ветровую нагрузку согласно ASCE 7, EN 1991-1-4 или местным нормам, при этом панели должны находиться в наихудшем положении, а петли и крепления, удерживающие каждую панель, должны выдерживать порывы ветра, значительно превышающие легкие бризы, создающие визуальный эффект.

Используются кабельные сетки, стержневые решетки и алюминиевые рамы. Каждый из них требует тех же структурных проверок, что и обычный фасад.

Примеры масштабов

Пассивные стены применяются в очень больших масштабах.

Автостоянка у терминала внутренних рейсов аэропорта Брисбена украшена кинетическим фасадом, созданным художником Недом Каном совместно с компаниями Hassell и UAP. Фасад состоит примерно из 118 000 подвесных алюминиевых панелей, занимающих около 5000 квадратных метров на восьми этажах. Примеры подобных конструкций, пропускающих воздух, описаны в нашем руководстве. Защитные экраны от дыхания на автостоянках .

Где место пассивных систем

Розничная торговля идеально подходит для этой роли. Привлечение покупателей с помощью движущегося света Это веская причина выбрать стеновую панель с эффектом флэтч для оформления фасада торгового центра или магазина.

Что не могут делать пассивные системы

Их невозможно контролировать. Такова уж специфика торговли.

Пассивная стена не закрывается от полуденного солнца и не открывается для доступа зимнего дневного света по команде. Она движется при ветре и остается неподвижной в безветренную погоду. Если целью является точное регулирование затенения, необходима активная система.

Пассивные стены тоже изнашиваются. Петли и шарниры за свою жизнь подвергаются миллионам мелких движений.

Расчет кинетического фасада, управляемого ветром.

• Материал панели, толщина, размер, форма и отделка каждой грани.

• Тип шарнира, материал и срок службы конструкции в циклах движения

• Детали остановки, ограничивающие перемещение панели, с контролем уровня шума.

• Опорная рама, рассчитанная на полную ветровую нагрузку в соответствии с действующими нормами.

• Крепежные элементы и петли проверены на устойчивость к порывам ветра в наиболее уязвимом положении панели.

• Защита от коррозии и изоляция разнородных металлов в шарнирах.

• Доступ для осмотра и замены отдельных панелей.

• Запасные панели и поворотные механизмы поставляются для будущей замены.

Компания PRANCE производит пассивные панели из алюминия с покрытием из ПВДФ или анодированная поверхность В зависимости от того, какой уровень отражения требуется по конструкции. Все еще решаете, пассивный это ход или с электроприводом? Начните с как классифицируются кинетические фасады в нашем основном путеводителе.

Заключение

Пассивные фасады преобразуют погодные условия в движение совершенно бесплатно.

Сделайте панели легкими, поворотные механизмы плавными, а остановку бесшумной, затем спроектируйте каркас с учетом самых сильных штормов, и стена будет продолжать двигаться годами. Пришлите нам данные о высоте над уровнем моря и ветровых нагрузках на вашем участке. запросить исследование пассивного фасада .

Часто задаваемые вопросы

1. Как движется кинетический фасад, приводимый в движение ветром, без использования энергии?

Небольшие откидные панели реагируют на изменение давления ветра на их переднюю и заднюю поверхности. Порывы ветра выталкивают их наружу или внутрь, а сила тяжести возвращает их в исходное положение, создавая волнообразный эффект по всей стене.

2. Требуется ли техническое обслуживание пассивных кинетических стен?

Да, но в меньшей степени, чем в системах с электроприводом. Петли и шарниры со временем изнашиваются и требуют осмотра, а панели или шарниры могут нуждаться в замене после многих лет эксплуатации.

3. Шумят ли панели, приводимые в движение ветром?

Они могут возникать, если ограничители плохо спроектированы. Мягкие бамперы и хорошо продуманная геометрия ограничителей снижают шум, возникающий при достижении панелями предела своего хода.

4. Можно ли заблокировать пассивные панели во время шторма?

В целом, нет. Пассивные системы рассчитаны на постоянное движение, поэтому рама, петли и крепления должны быть рассчитаны на полную расчетную ветровую нагрузку при наихудшем положении панелей.

5. Какая скорость ветра необходима для перемещения панелей?

Это зависит от веса панели, трения в шарнире и положения точки опоры. Легкие панели на шарнирах с низким трением реагируют на легкий ветерок, в то время как более тяжелым панелям требуется более сильный ветер.