Форточка

Многофункциональное окно передовой конструкции 21 века.

Слово «форточка», обозначающее в русском языке вентиляционную створку, выбрано нами для того, чтобы продемонстрировать идею синтеза старого и нового, подчеркнуть важность вентиляционной функции окон, для обеспечения которой они изначально создавались.

Окна прогрессивной конструкции разрабатываются в ряде передовых исследовательских институтов и промышленных компаний по всему миру. Эти окна часто называются «многофункциональными», поскольку они обладают целым рядом регулируемых функциональных возможностей, отсутствующих или представленных в ограниченном виде в конструкции обычных окон. Иногда данный тип конструкции называют «окна с двойным фасадом», хотя можно встретить и другие названия. Чтобы избежать путаницы, необходимо дать этому инженерному решению единое наименование. Но сначала остановимся на истории вопроса.

До 16 века использование стекла в строительстве было довольно редким явлением, однако к началу 19 века оно получило широкое распространение. В северных странах окна делались, по возможности, с двойными рамами, что давало большое преимущество с точки зрения сохранения тепла. Изобретение оконных блоков с двумя стеклами в середине 19 века послужило началом использования одинарных рам с двойным остеклением, теплоизоляционные свойства которых почти не уступали двойным рамам, а цена была значительно дешевле. Во второй половине 20 века эта конструкция стала типовой, а такие технические усовершенствования как использование газа в качестве изоляционного материала, а также применение невидимого металлического покрытия сделали данный продукт еще более привлекательным.

Однако такие недостатки как низкая износостойкость (средний срок службы — 20 лет), а также недостаточное количество впускаемого воздуха (частые случаи заболевания астмой и аллергией в домах, оборудованных подобными окнами) стимулировали дальнейшие разработки в данной области. Это привело к появлению в начале 21 века нового типа окон с двойными рамами, сочетающего преимущества старой конструкции и технологические достижения последних десятилетий.

Отличительная черта нового инженерного решения состоит в том, что внешняя рама имеет одно стекло, создающее основную защиту от атмосферных воздействий, а внутренняя рама оснащена двумя стеклами, благодаря чему обеспечиваются необходимые климатические условия внутри помещения. Во внешней и внутренней рамах установлены небольшие створки; одни располагаются в верхней части окна, другие в нижней. Возможны самые разные варианты их расположения.

Воздушное пространство между рамами создает своеобразную буферную зону, температура воздуха которой представляет собой нечто среднее между температурой за окном и внутри дома. Помимо этого, наличие подобной зоны способствует устранению сквозняков, ограничивает попадание в помещение частиц пыли, копоти, цветочной пыльцы и других загрязняющих веществ. В данном пространстве можно также разместить специальные устройства для защиты от солнечных лучей, поглощения энергии, устранения шума и влаги.

Подобная многослойная конструкция дает людям возможность самостоятельно регулировать климат внутри помещения в зависимости от погодных условий. Это похоже на то, как мы по погоде выбираем ту или иную одежду.

Гибкая система регулировки позволяет установить необходимый уровень освещенности, обеспечивает приток свежего воздуха без сквозняков с естественной рекуперацией тепла, предоставляет защиту от шума (в том числе в режиме проветривания) и солнечных лучей, устраняет конденсат; она исключительно экономична и рассчитана на длительный срок службы.

Главная идея состоит в том, что ни один из этих параметров не является заранее установленным или фиксированным, их можно регулировать в зависимости от погоды, окружающей обстановки или настроения. Вы можете предпочесть полумрак и плотно закрытые окна для раздумий в духе героев Достоевского, или напротив, свет и легкий бриз для романтического, «лермонтовского» уединения. Важно, что выбор принадлежит Вам, а не строителю или проектировщику.

Разновидностью многофункционального окна является «умное» окно, оснащенное небольшими скрытыми моторами, датчиками и устройствами связи, благодаря которым это «умная» конструкция будет способна автоматически регулировать уровень температуры и влажности в помещении в соответствии заранее установленными настройками или по команде, переданной по телефону.

На окне может быть также установлено электрическое освещение, вследствие чего и дневной и искусственный свет будут поступать из одной зоны.

Конструкция «двойного» окна сочетает в себе комфорт и безопасность, так как вентиляционные створки внутренней и наружной рамы располагаются на разной высоте. Таким образом, обеспечивается приток свежего воздуха, но одновременно сохраняется физическое препятствие на пути потенциальных взломщиков. Это инженерное решение может быть востребовано в широком контексте, но для Эрмитажа данное свойство конструкции представляется особенно актуальным.

В добавлении к этому, окно может быть оснащено датчиками, реагирующими на какое-либо движение в данной зоне, включая запуск сигнализации в случае, если зафиксировано движение извне, либо активацию работы устройств связи, таких как камеры слежения или громкоговорители.

Вслед за установкой датчиков было бы целесообразно оборудовать данное окно специальными устройствами, отслеживающими появление дыма и высокой температуры, или другими видами противопожарной сигнализации, а также громкоговорителями, с помощью которых можно информировать посетителей о маршруте эвакуации.

Все это напоминает путешествие в будущее, однако двигаться придется против течения, так как наши идеи явно противоречат нынешним представлениям инженеров и строителей, загромождающих современные здания многочисленными устройствами, все функции которых могло бы обеспечить окно предлагаемой нами конструкции, для установки которого необходимо лишь наличие электрической розетки.

Мы уже знакомы с одной картиной будущего, представленной Евгением Замятиным в романе «Мы» 1922 года, где героев окружает мир из стекла и недремлющее око «большого брата». На другом крае футуристического спектра, рисующего нам состояние регулирования климата в зданиях будущего — рассказ Э. М. Форстера «Машина останавливается», созданный в 1910 году. Итак, в какое будущее мы двигаемся сейчас? Можем ли мы утверждать, что двигаемся вперед, опираясь на синтез накопленных знаний и передовых современных технологий?

К сожалению, приходится признать, что если говорить о конструкции «современных» окон, то они скорее демонстрируют наше движение назад и отсутствие какого-либо прогресса. Многие «новые» окна, включая те, которые продаются сейчас в Санкт-Петербурге, в действительности оказываются более холодными, более вредными для здоровья, и более темными, чем те, на замену которых они установлены. Они также излишне воздухонепроницаемы и имеют мало возможностей для регулировки, в особенности в части регулировки подачи свежего воздуха. Обычно она имеет два основных режима – или слишком интенсивное проветривание, или недостаточное.

Таким образом, после замены окон возрастает риск возникновения проблем, связанных с влажностью воздуха в помещении. В Европейских странах эта проблема возникла еще в 70-х годах 20 века, и в настоящий момент ей уделяется очень большое внимание. К сожалению, рекламные материалы окон «современной» (а в действительности устаревшей) конструкции ничего не сообщают о подобных недостатках. Мне хотелось бы предостеречь Россию от повторения этих ошибок.

Самое удивительное состоит в том, что более совершенные окна существуют — их конструкция основана на сочетании лучших достижений прошлого и настоящего. Также зачастую возможно оснастить имеющиеся окна дополнительными устройствами, что сделает их более теплыми, «здоровыми» и внешне более привлекательными, при этом их стоимость будет гораздо ниже, чем у так называемых «современных» окон, доминирующих на рынке.

Однако существует одно препятствие к использованию этого передового типа окон — международные производственные стандарты. Эти стандарты не учитывают дальнейшую разработку изделия, и поэтому они не содержат, например, методов расчета температурного баланса, создаваемого в воздушном потоке между двух рам окна «Форточка». То, что воздух, поступающий в комнату через окно данного типа, нагревается с помощью тепла, поступающего через внутреннюю раму, очевидно, и это можно измерить. Однако, как это ни странно, существующие стандарты не располагают необходимыми коэффициентами для проведения соответствующих расчетов. Еще один удивительный факт состоит в том, что передовая многофункциональная конструкция окна, названная нами «Форточка», основана на научных принципах, разработанных много веков назад. В 1998 году для меня было большой неожиданностью обнаружить черты этой передовой конструкции в окнах Эрмитажа и ряда других построек Санкт-Петербурга.

С другой стороны, этому есть свое объяснение. Можно сказать, что в Санкт-Петербурге были впервые научно изложены законы естественного движения воздуха в окнах данной конструкции, поскольку именно здесь, в период с 1726 по 1732 годы математик Даниэль Бернулли открыл и изложил принципы второго закона термодинамики.

Нам неизвестно, беседовал ли Бернулли со своим современником, придворным архитектором и создателем Зимнего дворца, Франческо Бартоломео Растрелли. Скорее всего, это так и останется тайной. Однако мы знаем, что, помимо прочего, они принадлежали к одному поколению (оба родились в 1700 году), и можно предположить, что в век Просвещения эти выдающиеся люди были знакомы и знакомили друг друга со своими открытиями. Как бы то ни было, Растрелли, без сомнения, был первым архитектором, который применил эти научные знания в своих постройках.

Именно поэтому для обозначения передовой многофункциональной конструкции окна мы выбрали слово «Форточка», обозначающее в русском языке вентиляционную створку. Этот символ соединения научных достижений прошлого и передовых технологий настоящего определяет направление дальнейшего развития и предвещает возможность нового Ренессанса в 21 веке.

Серджио Фокс

Наверх