Studija spoljnog senila na fasadi Naučno-tehnološkog parka u Novom Sadu

Studija spoljnog senila na fasadi sa aspekta energetske efikasnosti, komfora unutrašnjeg prostora i arhitektonskog izraza

Naučno-tehnološki park Univerziteta u Novom Sadu, deo na Fakultetu tehničkih nauka (faza II), jedna je od najznačajnijih investicija na teritoriji grada Novog Sada, a svakako najveći objekat koji se gradi u poslednjih trideset godina u okviru Kampusa Novosadskog univerziteta. Investicija ove vrste zahtevala je poseban pristup svim aspektima arhitektonskog projekta: programskom, tehnološkom, likovnom, a posebno uspostavljanju adekvatnog standarda unutrašnjeg komfora.

Naučno tehnološki park je savremeni koncept objekta, gde su u istoj zgradi smešteni sadržaji namenjeni obrazovanju, nauci i poslovanju, kako bi se na najbolji način ostvarili procesi u svakom od domena. Objekat je projektovan kao savremeni arhitektonski sklop, značajnih prostornih kapaciteta, koji svojim oblikovanjem teži da odgovori na aktuelna kretanja u arhitektonskom stvaralaštvu, na racionalan i energetski efikasan način.

Studija spoljnog senila na fasadi Naučno-tehnološkog parka u Novom Sadu

Takođe, njegov koncept rezultat je izuzetno pažljivog i odgovornog razmatranja arhitekture novosadskog kampusa, gde su uvek projektovane i građene kuće s velikom odgovornošću prema gradu, društvenoj zajednici, a koji su, vreme je to i pokazalo, postali značajni reperi u arhitektonskom stvaralaštvu našeg regiona.

Realizacija objekta započeta je tokom 2016. godine. Iako su osnovne postavke projekta ostale iste, kao i profil njegovih korisnika, gotovo decenijski razmak između projektovanja i njegove realizacije učinila je da se objekat u fazi izvođenja, još jedanput promisli u domenu nekih arhitektonskih i tehnoloških rešenja. Standardi u građevinarstvu po pitanju energetske efikasnosti značajno su unapređeni uvođenjem Pravilnika, međutim, objekat je, iako projektovan pre njihovog uvođenja, zadovoljio i nove parametre građevinske fizike.

Ilustracija 3: orijentacija objekta u odnosu na putanju sunca i osenčenost fasade od okolnih kula

Ipak, intenzivni razvoj u oblasti energetske efikasnosti, bioklimatskog projektovanja i građenja, a posebno jasna iskustva po pitanju komfora unutrašnjeg radnog prostora učinili su da se preispitaju osnovne postavke najdelikatnijeg sistema objekta – njegove fasade.

Dominantna fasada objekta, koja gradi i osnovni identitetski obrazac kuće, orjentisana prema gradu, projektovana je zid zavesa, ostakljena po celoj površini – od poda do plafona, sa specifičnim likovnom smenom polja.

Vrlo zahtevna zapadna orjentacija uslovila je da se, u prvobitnom projektu, po čitavoj fasadi postavi sistem spoljašnjih senila, u vidu žaluzina, sa elektromotornim pogonom. Osnovna pozicija žaluzina je u spuštenom položaju, sa regulacijom nagiba krilaca od strane korisnika. Zbog jakih vetrova i eksponiranog položaja senila na fasadi, predviđena je ugradnja centralnog upravljačkog sistema i meteorološke stanice koji automatski povlače žaluzine pri jakim vetrovima, u kutije, koje se postavljaju na svakom pojedinačnom fasadnom polju.

U fazi realizacije objekta, ovo rešenje razmatrano je na više nivoa: po pitanju kompleksnosti ugradnje svih pojedinačnih jedinica sa žaluzinama, njih preko dve stotine, direktnim fiksiranjem na fasadne profile; eksploatacije i održavanja (posebno velikog broja elektromotora), a posebno s aspekta energetske efikasnosti sistema, gde smanjenje radijacije direktno znači smanjenje osvetljenja radnog prostora. Kao osnova daljeg rada urađena je detaljna studija energetske efikasnosti fasadnog sklopa, za projektovani i alternativni sistem, kako bi se uporedili parametri: efikasnost u blokiranju direktnog sunčevog zračenja (toplote), efikasnost u propuštanju difuznog zračenja (svetla) kao i primeren arhitektonski izraz. Predloženo alternativno rešenje direktan je odgovor na uslove dominantne fasade – njenu zapadnu orjentaciju, zaobljenu liniju i aktuelne arhitektonske tendencije.

Studija analizira efikasnost spoljnih elemenata senila na zapadnoj fasadi objekta koja je u potpunosti zastakljena. Fasada je izložena direktnom sunčevom zračenju u periodu 12-18h, čak i uprkos okolnim stambenim kulama. U letnjim mesecima, u 16h sunčevi zraci sijaju upravno na fasadu, pod veoma niskim uglom od 35°, zbog čega je apsolutna zaštita od istih veoma teška. Posebna tema analiza bila je optimizacija dimenzija brisoleja, u pogledu njihove racionalne proizvodnje, zatim, njihova standarizacija, kao i utvrđivanje zona na fasadi dugoj preko 140 metara na kojoj se mogu ukinuti, jer se neki njeni delovi u letnjim mesecima nalaze u senci susednih stambenih kula.

Ilustracija 4: intenzitet sunčevog zračenja na zapadnoj fasadi objekta

U PRVOM DELU STUDIJE SU ANALIZIRANE MOGUĆE VRSTE SPOLJNOG SENILA U ODNOSU NA NJIHOVU EFIKASNOST BLOKIRANJA DIREKTNOG SUNČEVOG ZRAČENJA, ALI I PROPUŠTANJA DIFUZNOG OSVETLJENJA.

Prekomerni ulazak direktnog sunčevog zračenja može dovesti do pregrevanja objekta sa druge strane, ulazak difuznog osvetljenja je poželjan i doprinosi većem vizuelnom komforu korisnika prostora, ali i manjoj upotrebi električne rasvete.

Poređene su spoljne horizontalne žaluzine i vertikalni brisoleji. Žaluzine uspešno blokiraju direktno sunčevo zračenje (toplotu), ali samo kada su potpuno spuštene, odnosno kada potpuno prekrivaju staklene portale. Međutim, u tom slučaju takođe blokiraju i ulaz difuznog osvetljenja, kao i poglede iz enterijera ka spolja. Analiziran je i slučaj kada su žaluzine spuštene do pola visine portala, što ne daje dobre rezultate ni blokiranja direktnog zračenja ni propuštanja difuznog. Vertikalni brisoleji, uz odgovarajuću orijentaciju, blokiraju značajan deo direktnog zračenja, dok propuštaju difuzno osvetljenje duboko u unutrašnji prostor, te se preporučuju kao najadekvatnije senilo na analiziranom objektu.

Nakon sprovedenih analiza (rezultati vidljivi na ilustracijama 5 i 6) preporučuju se vertikalni brisoleji.

Ilustracija 5: Intenzitet direktnog sunčevog zračenja po radnoj površini (visina stola) u enterijeru

– prikazane su prosečne dnevne vrednosti zračenja (do 6m udaljenosti od staklenih portala ) u periodu 01. maj – 30. septembar
– manje vrednosti su bolje

Ilustracija 6: Intenzitet difuznog sunčevog zračenja po radnoj površini (visina stola) u enterijeru

– prikazane su prosečne dnevne vrednosti zračenja (do 6m udaljenosti od staklenih portala ) u periodu 01. maj – 30. sep.
– veće vrednosti su bolje, pogotovo u zoni veće udaljenosti od staklenih portala

DRUGI DEO ISPITUJE OPTIMALNU ORIJENTACIJU VERTIKALNIH BRISOLEJA (ROTACIJU OKO Z-OSE), UZIMAJUĆI U OBZIR ZIMSKI I LETNJI PERIOD. USVOJENE SU DIMENZIJE BRISOLEJA 250 X 28 MM NAKON KONSULTACIJA SA IZVOĐAČEM RADOVA, RADI OPTIMIZACIJE TROŠKOVA.

Ilustracija 7 – analizirane orijentacije brisoleja u odnosu na zapadnu fasadu objekta

Poređene su 3 orijentacije brisoleja: upravni na fasadu, rotirani 30° ka jugu i rotirani 30° ka severu. Iako je u zimskom periodu poželjan ulazak direktnog sunčevog zračenja, zbog senke koju stvaraju okolne stambene kule, ove vrednosti su zanemarljive za sva 3 slučaja. Iz ovog razloga cilj analize je bio da se utvrdi koja orijentacija pruža najbolju zaštitu u letnjem periodu, u kom slučaju najbolje rezultate daju brisoleji rotirani ka severu. Pretpostavljen je ugao od 30° koji je korišćen i za naredne analize, mada je u narednom koraku potrebno ispitati i druge uglove (npr. 20° i 40°) i utvrditi optimalnu orijentaciju.

Ilustracija 8: Intenzitet direktnog sunčevog zračenja po radnoj površini u letnjem periodu

– prikazane su prosečne dnevne vrednosti zračenja u periodu 01. jun – 31. avgust
– manje vrednosti su bolje

U TREĆEM DELU STUDIJE JE ANALIZIRANA EFIKASNOST PRELIMINARNO USVOJENIH KARAKTERISTIKA BRISOLEJA TOKOM LETNJIH MESECI.

Osovinski razmak između brisoleja je pretpostavljen na 37,5 cm zbog uklapanja u dimenzije portala. Analize su rađene zasebno za 3 perioda tokom dana: 12-14h, 14-16h i 16-18h. Dobijeni rezultati pokazuju da brisoleji veoma efikasno blokiraju direktno sunčevo zračenje, sa vrednostima osenčenosti enterijera u rasponu od 75% do 100%. Najveća efikasnost u osenčenju postignuta je u periodu 12-14h, kada je i najjači intenzitet sunca, odnosno najveća količina toplote. U isto vreme, dobijene su visoke vrednosti difuznog osvetljenja enterijera, što doprinosi i većem vizuelnom komforu korisnika prostora ali i manjoj upotrebi električne rasvete.

ČETVRTI I ZAKLJUČNI DEO STUDIJE ISPITUJE MOGUĆNOST UKIDANJA BRISOLEJA NA POJEDINIM SEGMENTIMA FASADE RADI ARHITEKTONSKOG IZRAZA. PREPOZNATE ZONE U KOJIMA JE OVO MOGUĆE URADITI (UMERENO) PREDSTAVLJAJU:

• deo fasade koji je deo dana pod senkom od okolnih stambenih kula
• delovi fasade iza kojih se nalaze veliki, višespratni prostori u enterijeru
• delovi fasade iza kojih se nalaze prostori u enterijeru u kojima su korišćeni materijali sa velikim toplotnim kapacitetom koji mogu da upiju višak toplote (npr. beton ili keramičke pločice)

Novi koncept fasade prema Fruškogorskoj ulici predstavlja rezultat složenog sistema analiza i njihove kreativne interpretacije, koje, u rezultatu, nude savremeno, energetski efikasno, eksploataciono racionalno i autentično rešenje. Metodologija rada počiva na paralelnom razvoju likovne i energetske simulacije, gde ova dva analitička sistema nadopunjuju jedan drugi, i generišu novo lice kuće, kojim će ovaj objekat definisati zapadni obod univerzitetskog kampusa i postati jedinstveni gest u arhitekturi Novog Sada.

PREDSTAVLJENI KONCEPT ZAPADNE I JUŽNE FASADE:

Arhitektura: Departman za arhitekturu i urbanizam Fakulteta tehničkih nauka (Dragana Konstantinović, Miljana Zeković, Slobodan Jović, Višnja Žugić, Bojan Stojković)
Energetska efikasnost: Ivan Kalc, EN-EF concept

AUTORSKI TIM GLAVNOG PROJEKTA ZA NAUČNO-TEHNOLOŠKI PARK:

prof dr Radivoje Dinulović
prof dr Darko Reba
doc dr Dragana Konstantinović
prof dr Miljana Zeković
saradnici Departmana za arhitekturu i urbanizam Fakulteta tehničkih nauka