رویکرد هوشمند سازی در نماهای متحرک ساختمان سازگار با محیط

با پیشرفت تکنولوژی و با جایگزین شدن روشهای غیرفعال سرمایش و گرمایش توسط سیستمهای مکانیکی، میزان مصرف انرژی تدریجا افزایش یافته است. از این رو، ایجاد ساختمانهای سبز و پایدار به منظور کاهش مصرف انرژی و مشکلات زیست محیطی ضرورت مییابد. تلفیق طبیعت و تکنولوژی در معماری به طراحی عناصر پیشرفتهای منجر شده است که نه تنها کارایی مستقل اجزا را افزایش میدهد، بلکه در افزایش بازده سیستم نقش مهمی ایفا کرده است. در میان اجزای ساختمان، پوشش آن از اهمیت ویژه ای در تعیین مقدار انرژی لازم برای گرمایش، سرمایش و تهویه برخوردار می باشد. در این مقاله به دنبال آشنایی با راهکارهایی هستیم که با تغییر الگوهای طراحی نما و سایبانها عملکرد ساختمان را بهبود بخشیده و مصرف انرژی را کاهش دهیم.

تحرک در نمای ساختمان

الگوهای نما در سطوح متحرک بسیار متفاوتند. بعضی از آنها از سیستم‌های سایبان سنتی الهام گرفته اند که به طور عمده به جهان عرب مربوط می شود. الگوهای هندسی نیز وجود دارند که بر پایه مثلث یا سایر چند ضلعی ها ایجاد می شوند. الگوهای معمول تر از کرکره‌های عمودی و لوورهای قابل تنظیم می‌آیند. آنها از باریکه افقی و عمودی تشکیل شده‌اند که می توانند حول محور خود بچرخند. این الگوها اخیرا دوباره طراحی شده اند بطوریکه از باریکه‌های تابیده شده‌ای از مواد حافظه‌دار یا مواد کامپوزیت تشکیل شده اند. نمونه‌ی آن در سایبان نمایشگاه یوسو (Yeosu Expo pavilio) طراحی شده توسط معماری سوما در سال 2012 دیده می شود.

سیستم‌های دیگری از اشکال ارگانیک نشات گرفته‌اند، مثل سیستم نمای هموستاتیک طراحی شده توسط دکر یدن (Decker Yeadon) هموستاز یک پدیده طبیعی است که اندام‌های مختلف، شرایط داخلی را از طریق اقدامات متفاوت تنظیم می کنند. مانند عرق کردن انسان که پاسخی به گرماست. نماهی هموستاز بر اساس اصل الاسترمرهای عایق که اجازه می دهند سیستم نمای ساختمان تابش خورشیدی را کنترل کند، استوارند. این سیستم توسط تحقیقات شرکت معماری دکر یدن در نیویورک توسعه یافته است. نما شرایط داخلی را با پاسخ دادن به شرایط خارجی تنظیم می کند. لوورهای الاستومر با روکش نقره به هنگام تابش خورشید باز می شوند و در غیاب خورشید بسته می شوند.پوشش نقره باری الکتریکی متناسب با نور مربوطه ایجاد می کند و بدین ترتیب الاستومر را فعال می کند. بنابراین سیستم روند گرما کنترل می شود و دمای داخل ساختمان را کنترل می کند. اگر دما پایین باشد الاستومرها باز می شوند و اجازه نور بیشتر را می دهند و بلعکس اگر دما بالا باشد الاستومرها بسته شده و اجازه ورود نور کم تری داده می شود. این سیستم بسیار جوابگو میباشد؛ حتی در برابر تغییرات کوچک مانند رفتن خورشید پشت ابر یا به سایه اندازی ساختمان مجاور نیز واکنش نشان میدهد. چون سیستم برای کارکردن نیاز به هیچ سنسور یا انرژی الکتریکی ندارد، سطح بالایی از بهینه سازی انرژی را ارائه میدهد. اما در این سیستم کاربر هیچگونه کنترلی بر آن ندارد و نمیتواند بنابر احتیاجات یا تمایلاتش تغییری ایجاد کند. همچنین سیستم با بخش پردازش مرکزی کنترل نمیشود، پس در آینده نمی تواند برای انطباق با تغییرات به روز شود.

نوعی دیگر از سیستمها از پانلهای مربع یا مستطیل شکل ساده ساخته شدهاند که میتوانند مانند در باز و بسته شوند و اغلب از جنس مواد متخلخل هستند. سیستمهای دیگری از پرده ها الهام گرفته اند و ... .

امروزه سطوح متحرک بخشی از فرایند طراحی شده اند و به دلیل تحرک، میتوانند در طول روز ظاهر ساختمان را تغییر دهند. اگر المان های سایبانی رنگی یا رنگین کمانی باشند، نما میتواند رنگ خود را عوض کند. ارتباط مهمی از لحاظ رنگ بین المانهای سایبانی و پوسته‌ی ساختمان وجود دارد. اگر المانها در نمای دو پوسته‌ی شیشها قرار داشته باشند، رنگ آنها روشنتر خواهد بود و تقریبا به خاطر انعکاس شیشه پنهان میشوند. اگر المانها پنهان شده باشند )مثل پرده‌های جمع شدنی( سطح شیشه های بیشتر دیده میشود. اگر المانهای متحرک در جلوی سطح شیشه های قرار گرفته باشند، پوستهی خارجی به میزان زیادی از حضور آنها تاثیر میپذیرد.

وجود سطوح متحرک علاوه بر خود ساختمان بر ظاهر محیط اطراف نیز تاثیر میگذارد. سیستم نمای هموستاتیک همانطور که در بالا اشاره شد، الگویی از المانهای سینوسی را ایجاد میکند که هنگامی که بسته میشود، سطح شیشه‌های ساختمان را در طول روز تقویت میکند. سطح شیشهای، رنگ ساختمانهای اطراف و اشعههای سفید خورشید را منعکس میکند و الگوی سطحی، خیلی جزئی به نظر میرسد. هنگامی که المانهای سایبانی باز میشوند، نما تیره‌تر میشود و به رنگ نقره‌ای خاکستری شبیه به پوستهی فلزی ساختمانهای اطراف در میآید. این قابلیت ساختمان که میتواند به طور مداوم ظاهر خود را از طریق حرکت سطوح تغییر دهد باعث شده این قسمت از شهر همواره در طول روز متفاوت باشد.

اگر المانهای سایبانی در نمای دو پوسته، رنگی یا رنگارنگ باشد، ظاهر ساختمان میتواند اساسا تغییر کند مانند برج GSW در برلین طراحی شده توسط ساور براگ و هاتن. رنگ سطوح در ساختمان بسیار مهم است به خصوص در مناطق حومه‌ی شهر که دارای طیف رنگی متمایل به تیرگی در رنگ خاکستری .

سطوح متحرکی که بر پوسته‌ی خارجی ساختمانهای بلند قرار میگیرند تاثیر بیشتری بر بافت ساختمان میگذارند، به خصوص این که از دید سازه‌ای باید بسیار مقاوم باشند، مانند برج کاین طراحی شده توسط کاینتورا (Kinetura) که سطح خارجی از المانهای متحرک بزرگی ساخته شده است. این گونه ساختمانها اغلب در مناطقی ساخته میشوند که دور از شهر باشند و با ساختمانهای کوتاهتر احاطه شده باشند. در اغلب موارد این گونه ساختمانها از سایر ساختمانها نسبتا فاصله دارند و در مناطق سبز قرار میگیرند. طراحان و معماران باربارا ون بیرولیت و زیویر کلیرهاوت)کاینتورا( باور دارند که اشیا و معماری باید این قابلیت را داشته باشند که با توجه به نیاز در لحظه با استفاده از انعطاف مواد ویژه بتوانند تغییر فرم دهند. شکل گیری لایه خارجی برج کاین مقدار نوری را که از طریق پنجره ها نفوذ میکند کنترل کرده و همزمان نور یا انرژی مهار شده میتواند به دام افتد تا مجددا مورد استفاده قرار گیرد. پوسته‌ی خارجی ساختمان از مواد حافظه دار ساخته شده است که با توجه به شرایط محیط خارجی به صورت خودکار منقبض و باز میشود.

برجهای ICHQ در ابوظبی توسط شرکت بین المللی ایداس در سال 2012 برای منطقه‌ای با ساختمانهای کم طراحی شده است. این برج با دو رویکرد فرهنگی و زیست محیطی طراحی شده‌اند. ویژگی مهم و منحصر به فرد این طراحی،سیستم صفحات سایبانی متمایز آن است که با توجه به جهت و مقدار تابش خورشید در طول سال حرکت کرده و خود را با محیط سازگار میکند. طراحی المانهای این سیستم از الگوی سنتی مشربیه الهام گرفته شده است و پنجره‌های آن علاوه بر محافظت در برابر آفتاب و حفظ حریم خصوصی، اجازه‌ی ورود هوای تازه به محیط داخلی را نیز می دهند.

المانهای نما با توجه به میزان نور دریافتی باز و بسته میشوند. پوسته به غیر از ناحیه‌ی شمالی دور ساختمان پیچیده است، چرا که جبهه‌ی شمالی تابش مستقیمی دریافت نمیکند. این المانها سازه‌های پارچهای کششی هستند که با حرکت خود اجازهی کنترل نور دریافتی، کاهش خیرگی، کاهش بار گرمایشی و سرمایشی را میدهند و دید مطلوبی از شهر را برای ساکنین فراهم میآورند. قاب این واحدها ترکیبی از فولاد و آلومینیوم است و المان سایبانی از فایبرگلاس با پوشش تفلون تشکیل شده است. صفحات نما مانند سیستم دیوار پردهای عمل میکنند و سیستم میتواند در مواقع خاصی مانند وقوع طوفان به صورت دستی تنظیم شود.

 

منبع: https://www.civilica.com/Printable-RCEAUD02_182=%D8%B1%D9%88%DB%8C%DA%A9%D8%B1%D8%AF-%D9%87%D9%88%D8%B4%D9%85%D9%86%D8%AF-%D8%B3%D8%A7%D8%B2%DB%8C-%D8%AF%D8%B1-%D9%86%D9%85%D8%A7%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D9%85%D8%AA%D8%AD%D8%B1%DA%A9-%D8%B3%D8%A7%D8%B2%DA%AF%D8%A7%D8%B1-%D8%A8%D8%A7-%D9%85%D8%AD%DB%8C%D8%B7.html