Lighting analysis
Ova analiza bavi se prirodnom osvetljenošću objekta u toku dana. Uvele smo specifično 2 sata u toku dana za koje smo htele da dobijemo posebne analize. Uzele smo početak (8h) i kraj (14h) radnog vremena Poreske uprave u Novom Sadu da bismo uporedile koliko se rezultati promene u toku tog vremenskog intervala.
Treba obratiti pažnju da u proračun osunčanosti ulaze i krovne ravni, pa samim tim je prekomerno osvetljenih površina unutar objekta znatno manje nego što procenat pokazuje.
1. Osvetljenost objekta ukoliko na fasadama nema panela
U ovom slučaju kada na fasadi ne postoje paneli, 52% površine je optimalno osvetljeno, a 48% površine je osvetljeno više nego što bi trebalo. Ne postoji površina u objektu koja je u toku dana nedovoljno osvetljena.
Ako sada uzmemo da uporedimo rezultate u 8h i 14h dobijemo sledeće informacije:
Ujutru u 8h časova 68% površine je optimalno osvetljeno, a 32% iznad granice, dok u 14h popodne 72% je optimalno osvetljeno, a 28% iznad granice. Ni u ovom slučaju ne postoji površina unutar objekta koja je osvetljena manje nego što bi trebalo. Iz ovoga možemo zaključiti da je u toku radnog vremena objekat dovoljno osvetljen, ali je situacija povoljnija u slučaju kada imamo panele na fasadi.
2. Osvetljenje sa panelima na jugoistočnoj i jugozapadnoj fasadi
U slučaju kada imamo panele na jugoistočnoj i jugozapadnoj fasadi, dobijemo da 67% površine ima optimalno osvetljenje, dok preostalih 33% površine je osvetljeno više nego što bi trebalo.
Ako sada uzmemo da uporedimo rezultate u 8h i 14h dobijemo sledeće informacije:
Ujutru u 8h časova 86% površine je optimalno osvetljeno, a 14% iznad granice, dok u 14h popodne 79% je optimalno osvetljeno, a 21% je iznad granice. Ni u ovom slučaju nema površine koja je osvetljena manje nego što bi trebalo. Iz ovoga možemo zaključiti da je u toku radnog vremena dovoljno osvetljen objekat.
3. Osvetljenje sa panelima na jugoistočnoj fasadi
U ovom slučaju 61% površine je optimalno osvetljeno, a 39% više nego što je potrebno.
Ako sada uzmemo da uporedimo rezultate u 8h i 14h dobijemo sledeće informacije:
Ujutru u 8h časova 78% površine je optimalno osvetljeno, a 22% iznad granice, dok u 14h popodne 74% je optimalno osvetljeno. Iz ovoga možemo zaključiti da je u toku radnog vremena objekat dovoljno osvetljen. U poređenju sa druga dva slučaja, ovaj slučaj je povoljniji od slučaja kada nemamo panele ni na jednoj fasadi, dok je nepovoljniji od slučaja kada imamo panele na svim fasadama.
Solar analysis
Ova analiza nam daje rezultate koliko kWh sunčeve energije delovi objekta dobiju u toku godine. Pogodna je ako planiramo da na objektu imamo solarne panele, jer ćemo dobiti tačno gde je najbolja pozicija panela.
Mi smo odlučile da proverimo da li bismo mogle da postavimo solarne panele na jednu korvnu ravan i da vidimo šta bi se desilo ako bi fasadni paneli postali ujedno i solarni. Ideja nam je da iskoristimo solarnu energiju i smanjimo potrebu objekta za električnom energijom time što će je sam proizvoditi.
Model koji služi da vidimo kakvo je generalno solarno zračenje na površini objekta
Na ovom modelu možemo videti da su mesta označena žutim ona koja primaju najviše solarne energije, ona koja su zelene boje primaju manje energije, a ljubičasti delovi skoro nikako. Uzimajući u obzir ovaj grafik proverile smo šta bi se desilo ukoliko bi na mesta gde ima najviše zelene boje postavile panele pod uglom od 30°, što smo u prethodnoj fazi istraživanja ustanovile da je optimalni ugao.
1. Objekat ukoliko bi se samo krovna ravan koristila za postavljanje solarnih panela
Za analizu ovih rezultata koristićemo isti princip kao u fazi 2 istraživanja i ovaj put ćemo uzeti u obzir i energetske gubitke koji se dešavaju, jer je površina na kojoj analiziramo veća nego u prethodnoj fazi istraživanja.
Dobijenu solarnu energiju za godinu dana, 266 274 kWh, pomnožile smo sa efikasnošću solarnih panela, 0.18, pa to pomnožile sa 0.8 kao faktor za gubitak energije i dobile količinu električne energije u kWh koju objekat porizvede u toku jedne godine.
266 274 x 0.18 x 0.8 = 38 343.456 kWh
Potom smo broj kWh pomnožile sa prosečnom cenom kWh u Srbiji, 23 RSD, i dobile koliko bi se novca na godišnjem nivou uštedelo ukoliko bi paneli postojali
38 343.456 x 23 = 881 899.488 RSD
2. Objekat sa panelima pod uglom od 30° na fasadi po dobijenim rezultatima solarnog zračenja
Dobijenu solarnu energiju za godinu dana , 474 823 kWh, pomnožile smo sa efikasnošću solarnih panela, 0.18, pa to pomnožile sa 0.8 kao faktor za gubitak energije i dobile količinu električne energije u kWh koju objekat proizvede u toku jedne godine.
474 823 x 0.18 x 0.8 =68 374.512 kWh
Potom smo broj kWh pomnožile sa prosečnom cenom kWh u Srbiji, 23 RSD, i dobile koliko bi se novca na godišnjem nivou uštedelo ukoliko bi paneli postojali.
68 374.512 x 23 = 1 572 613.776 RSD
3. Objekat na koji su postavljeni solarni paneli na krov, jugoistočnu i jugozapadnu fasadu
Dobijenu solarnu energiju za godinu dana , 1 150 559 kWh, pomnožile smo sa efikasnošću solarnih panela, 0.18, pa to pomnožile sa 0.8 kao faktor za gubitak energije i dobile količinu električne energije u kWh koju objekat proizvede u toku jedne godine.
1 150 559 x 0.18 x 0.8 =165 680.496 kWh
Potom smo broj kWh pomnožile sa prosečnom cenom kWh u Srbiji, 23 RSD, i dobile koliko bi se novca na godišnjem nivou uštedelo ukoliko bi paneli postojali
165 680.496 x 23 = 3 810 651.408 RSD
4. Objekat na koji se solarni paneli postavljaju na krov i na fasade na kojima bi prema analizi osvetljenosti trebalo da se nalaze paneli za zasenčanje
Dobijenu solarnu energiju za godinu dana , 680 841 kWh, pomnožile smo sa efikasnošću solarnih panela, 0.18, pa to pomnožile sa 0.8 kao faktor za gubitak energije i dobile količinu električne energije u kWh koju objekat proizvede u toku jedne godine.
680 841 x 0.18 x 0.8 = 92 281.104 kWh
Potom smo broj kWh pomnožile sa prosečnom cenom kWh u Srbiji, 23 RSD, i dobile koliko bi se novca na godišnjem nivou uštedelo ukoliko bi paneli postojali
92 281.104 x 23 = 2 122 465.392 RSD
Isplativost postavljanje solarnih panela
| # | Površina (m²) | Insolacija (kWh/god) | Proizvodnja AC (kWh/god) | Snaga sistema (kW) | Cena ugradnje (RSD) | Ušteda/god (RSD) | Isplata (god) |
| 1 | 230 | 266 274 | ≈ 38 343 | ≈ 41,4 | 3.880.000 – 5.340.000 | 450.000 – 630.000 | 6,2 – 11,9 |
| 2 | 781 | 474 823 | ≈ 68 375 | ≈ 140,6 | 13.176.000 – 18.116.000 | 802.000 – 1.122.000 | 11,7 – 22,6 |
| 3 | 2.095 | 1 150 559 | ≈ 165 680 | ≈ 377,1 | 35.380.000 – 48.570.000 | 1.940.000 – 2.720.000 | 13,0 – 25,0 |
| 4 | 1.143 | 680 841 | ≈ 92 281 | ≈ 205,7 | 19.280.000 – 26.520.000 | 1.150.000 – 1.610.000 | 12,0 – 23,1 |
U gore predstavljenoj tabeli upoređeni su svi rezultati dobijeni za prethodna 4 slučaja. Na osnovu ovoga možemo zaključiti da se solarni paneli ne bi isplatili u očekivanom roku (za oko 5 godina). Kao najispaltivije rešenje dobije se ukoliko se paneli postave samo na krov, jer tu ima najviše direktne svetlosti I postoji najveća sloboda za manipulisanje panelima, njihovim nagibom, orijentacijom itd… Ali u slučaju kada smo pokušale da fasadne panele pretvorimo u solarne, to nije finansijksi isplativo. U tom slučaju paneli bi se ispaltili tek za 6 do 25 godina, što je mnogo više od samog upotrebnog veka panela, što je oko 10 godina.
Uticaj na estetske vrednosti objekta poreske uprave postavljanjem pokretnih fasadnih panela
Nakon lighting i solar analize, usledilo je istraživanje estetskih vrednosti objekta Poreske uprave pri prisustvu fasadnih panela. U inicijalnoj fazi istraživanja razvijen je sistem pokretnih fasadnih panela koji prate položaj Sunca i prilagođavaju se njegovom kretanju tokom dana, čime se postiže optimalna kontrola osvetljenja i energetska efikasnost objekta. Ipak, imajući u vidu visoke troškove implementacije ovakvog rešenja, za potrebe ove studije slučaja odlučeno je da se analiziraju paneli u nepokretnoj varijanti. U skladu sa prethodnim istraživanjima, kao optimalno rešenje usvojen je ugao od 30° u odnosu na fasadnu ravan. U nastavku se analiziraju četiri slučaja u okviru kojih su paneli postavljeni na različite delove fasade i orijentisani prema različitim stranama sveta. Na taj način dobili smo potpuniju sliku o tome kako paneli funkcionišu u različitim uslovima izloženosti Suncu, kao i kako se menja estetski doživljaj fasade u tim uslovima.
Slučaj 1 – Bez fasadnih panela
U prvom slučaju objekat je prikazan u svojoj osnovnoj varijanti sa potpuno zastakljenom fasadom i bez fasadnih panela. Takvo rešenje daje zgradi veoma lagan i „vazdušast“ karakter, naglašavajući transparentnost i otvorenost objekta. Međutim, zbog uniformnosti staklenih površina, fasada može delovati pomalo monotono i već viđeno, bez dovoljno izražene dinamike ili jedinstvenog vizuelnog identiteta. Ovakav izgled je estetski čist i elegantan, ali ne stvara toliko snažan vizuelni akcenat.
Slučaj 2 – Fasadni paneli na jugoistočnim fasadama
U drugom slučaju paneli su postavljeni na jugoistočne fasade, što je doprinelo najzanimljivijem vizuelnom efektu. Na ovaj način zadržan je karakter staklene fasade, ali je dodata doza dinamike i ritma koji razbijaju monotoniju i naglašavaju kompleksnu geometriju objekta. Kosine i uglovi dolaze još više do izražaja, pa zgrada deluje snažnije. Kolorit panela pažljivo je usklađen sa tonom stakla, što stvara skladniji i elegantniji izgled u odnosu na varijante u kojima boje kontrastno odudaraju. Za ovaj slučaj prikazan je i pogled iz enterijera jedne od kancelarija.
Prikaz fasadnih panela iz enterijera
Prikaz izgleda fasade s panelima u kontrastnoj boji u odnosu na boju stakala na fasadi
Slučaj 3 – Fasadni paneli na jugozapadnim fasadama
U trećem slučaju paneli su postavljeni na jugozapadnu fasadu. Iako i ovde donose određenu dinamiku i razbijaju monotoniju staklene površine, efekat je manje skladan nego kad se paneli nalaze na jugoistočnim fasadama (Slučaj 2). Paneli deluju vizuelno teži i zatvoreniji, pa fasada na ovom segmentu dobija nešto masivniji i zagušeniji karakter. Ipak, pozitivna strana ove varijante je što do izražaja dolazi centralni deo objekta. Praznina pasaža kao I ogledanje jedne fasade u drugoj postaju naglašeniji i stvaraju zanimljiv kontrast između transparentnih i zatvorenih površina. Ovaj kontrast daje fasadi malo strožiji, stabilniji i monolitniji izgled te iako gubi deo one „vazdušaste“ lakoće iz prve dve varijante, dobijamo potpuno novi pogled na vizuelni potencijal ovog objekta.
Slučaj 4 – Fasadni paneli na svim fasadama
U četvrtom slučaju paneli su postavljeni na sve fasade objekta. Iako ovakvo rešenje maksimalno štiti enterijer od direktnog sunca, vizuelni rezultat je prilično nepovoljan. Fasada deluje zatvoreno i previše opterećeno, a izvorni koncept čiste, prozračne I elegantne forme sa naglašenim staklenim površinama potpuno gubi na čitljivosti. Dinamika panela, koja je u prethodnim varijantama unosila ritam i naglašavala geometriju, ovde postaje dominantna i prekriva osnovnu ideju objekta, čineći ga prevashodno monolitom.
Fasadni paneli pod uglom od 90° u odnosu na fasadnu ravan
Analizirana je i varijanta u kojoj su paneli postavljeni pod uglom od 90° u odnosu na fasadnu ravan, i to u dva slučaja – kada se nalaze na svim fasadama i kada su prisutni samo na jugoistočnim. U skladu sa algoritmom razvijenim u Grasshopperu, paneli zauzimaju ovaj položaj u trenutku kada sunce zađe za horizont, čime se stvara specifičan vizuelni identitet objekta tokom noći.
Ovako postavljeni paneli daju fasadi potpuno drugačiji karakter, ona više ne izgleda kao uobičajena staklena fasada, već dobija slojevit i dinamični izgled. Zanimljivo je što se iz svakog ugla posmatranja fasada čita drugačije, pa objekat deluje dinamično i u statičnom stanju. Ova varijanta posebno dobro funkcioniše u noćnim uslovima kada paneli stvaraju igru svetlosti i senki i doprinose identitetu objekta.
Ipak, ukoliko bi se investitor odlučio da paneli tokom celog dana ostanu u ovom položaju (iz ekonomskih razloga, zbog izbegavanja sistema za njihovo pokretanje), ovakvo rešenje bi izgubilo svoju primarnu funkciju, tj. paneli bi u tom slučaju propuštali veliku količinu sunčeve svetlosti, što bi umanjilo efekat kontrole osunčanosti i energetske efikasnosti.
Slučaj 1.1 – Fasadni paneli pod uglom od 90° u odnosu na fasadnu ravan na jugoistočnim fasadama
Slučaj 1.2 – Fasadni paneli pod uglom od 90° u odnosu na fasadnu ravan na svim fasadama
Naš zaključak: Na osnovu analize sva četiri slučaja, najuspešnijim se pokazala varijanta sa panelima na jugoistočnim fasadama. Ona postiže optimalan balans između dinamike i transparentnosti. Objekat i dalje zadržava svoj lagani, stakleni karakter, ali dobija i novu slojevitost i ritam koji naglašavaju njenu arhitektonsku formu.
Da bismo potvrdile svoje zaključke, odlučile smo da u procenu uključimo i kolege koji su zajedno s nama pohađali predmet. Napravile smo anketu i testirale je na uzorku od 30 ljudi, tražeći od njih da ocene estetski doživljaj svake od četiri varijante.
Rezultati prikazani na grafiku jasno pokazuju da se većina ispitanika složila sa našom procenom. Kao najatraktivnija i estetski najuspešnija prepoznata je varijanta sa panelima na jugoistočnim fasadama (Slučaj 2), dok su osnovna varijanta bez panela (Slučaj 1) i varijanta sa panelima na svim fasadama (Slučaj 4) ocenjene kao najmanje uspešne. Ovakvi rezultati dodatno su potvrdili naš izbor finalnog rešenja i dali mu veću relevantnost.
Rezultati ankete o estetskom doživljaju fasadnih rešenja
