Μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Buildings διερευνά τρισδιάστατα (3D) συστήματα για την παροχή επαρκούς ηλιακής προστασίας σε προσόψεις με υαλοπίνακες χρησιμοποιώντας προηγμένο οπτικό χαρακτηρισμό.

Οι συσκευές ηλιακής προστασίας επηρεάζουν σημαντικά την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων και οι προοπτικές μιας συγκεκριμένης τεχνολογίας σκίασης είναι απόλυτα ανάλογες των οπτικών ιδιοτήτων και των επιδόσεών της. Αυτό είναι ένα σημαντικό ζήτημα στη σύγχρονη αρχιτεκτονική λόγω της εκτεταμένης χρήσης διαφανών υλικών.

Η βασική λειτουργία των χειροκίνητα ελεγχόμενων συστημάτων σκίασης είναι ο έλεγχος της αντανάκλασης, με τη θέση τους να καθορίζεται από τις προτιμήσεις του χρήστη. Ο χρήστης δεν μπορεί να αλλάξει τη διαμόρφωση και επιλέγει να ενεργοποιήσει τον εσωτερικό φωτισμό όπως κρίνει απαραίτητο. Επομένως, τα στατικά συστήματα σκίασης μπορούν να συμβάλουν σημαντικά στην εξοικονόμηση ενέργειας, υπό την προϋπόθεση ότι είναι κατασκευασμένα και παραμετροποιημένα με ακρίβεια σύμφωνα με τα κλιματικά χαρακτηριστικά της εκάστοτε τοποθεσίας.

Η σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας και η εύκολη εφαρμογή των σταθερών συστημάτων σκίασης είναι μεν ελκυστικά στοιχεία, ωστόσο περιλαμβάνουν και περιορισμούς στην αντιμετώπιση των διάφορων καιρικών συνθηκών. Σε κάθε περίπτωση, διενεργείται λεπτομερής ανάλυση για τις συσκευές σκίασης στα αρχικά στάδια του σχεδιασμού του κελύφους του κτιρίου και του ίδιου του κτιρίου.

Τρισδιάστατα (3D) συστήματα σκίασης

Τα τρισδιάστατα συστήματα παρέχουν λύσεις για το «δεύτερο δέρμα» των κτιρίων, καθώς η εύκολη επένδυση και σκίαση των αρχιτεκτονικών προσόψεων με υαλοπίνακες γίνεται δυνατή λόγω της γεωμετρίας τους.

Προηγμένη επεξεργασία επιφανειών, βελτιωμένα συμβατικά υλικά και νέα εξελιγμένα βιομηχανικά υλικά χρησιμοποιούνται για την κατασκευή σταθερών παραπετασμάτων παράλληλων με ένα «δεύτερο δέρμα» πολύπλοκου σχήματος, ρυθμιζόμενα πηχάκια και προεξοχές.

Η υφή, το άνοιγμα, το πάχος και οι σύνθετες γεωμετρίες σχετίζονται με τα τρισδιάστατα συστήματα. Οι οπτικές και ηλιακές ιδιότητες αυτών των συστημάτων καθορίζονται λαμβάνοντας υπόψη βασικές παραμέτρους όπως το edge effect (επίδραση των ακμών), , η εσωτερική ανάκλαση ακτίνων και η καμπυλότητα του συστήματος.

Αυτή η μελέτη χαρακτηρίζει οπτικά τα τρισδιάστατα συστήματα από τη δυναμική τους στην ηλιακή θωράκιση για εφαρμογές προσόψεων. Η εφαρμογή ενός αξιόπιστου συνόλου δεδομένων και η διεξαγωγή ανάλυσης σε επίπεδο υλικού είναι επιτακτική ανάγκη για τη διαμόρφωση των προϋποθέσεων για διαδοχικές τεχνολογικές αξιολογήσεις του αρχιτεκτονικού σχεδιασμού.

Τα αποτελέσματα της ανάλυσης

Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ορισμένα από τα δείγματα που δοκιμάστηκαν έχουν μια ενδιαφέρουσα δυνατότητα για ηλιακή προστασία. Ωστόσο, λόγω της κατασκευαστικής ευελιξίας, της πολυπλοκότητας και του μεγάλου αριθμού παραγόντων που επηρεάζουν την απόδοση της σκίασης, συνιστάται ο σχεδιασμός των τρισδιάστατων δομών σε πρώιμο στάδιο και με μια τεχνική βασισμένη στην απόδοση για τη μεγιστοποίηση της ενεργειακής απόδοσης και της αρχιτεκτονικής ολοκλήρωσης.

Σύμφωνα με τους συγγραφείς, αυτή η μελέτη καλύπτει το κενό στις αξιόπιστες οπτικές ηλιακές ιδιότητες προηγμένων 3D δερμάτων για ηλιακή προστασία. Το σύνολο δεδομένων που παρουσιάζεται σε αυτή τη μελέτη είναι πολύ χρήσιμο για διάφορους σκοπούς, όπως η ανάλυση της ενεργειακής απόδοσης και της ηλιακής προστασίας σε πρώιμο στάδιο, η ενσωμάτωση δεδομένων στα προϊόντα  που χρησιμοποιούνται ως εργαλεία ενεργειακής απόδοσης προσόψεων και κτιρίων και τα δεδομένα αναφοράς για την επικύρωση αριθμητικών μοντέλων των προϊόντων.