بخشی از مقاله
چکیده
به علت افزایش تقاضا و سطح زندگی، صرفه جویی انرژی در کشور های صنعتی اهمیت پیدا کرده است و ازآنجا که امروزه روند رو به تزاید شهرنشینی و افزایش مصرف، همواره محیط زیست طبیعی را مورد تهاجم و تخریب قرار داده است،مقاله فعلی سعی دارد بر تاثیر مواد نانو بنیان در ساخت وسازهای هوشمند، جهت آسایش در داخل ساختمان وکاهش مصرف انرژی و آلودگی اشاره ای داشته باشد و به بررسی برخی مصالح خود تمیز شونده و آسان تمیز شونده در معماری و مهندسی ساختمان بپردازد. این تحقیق با بیان تعریف نانو آغاز می گردد ودر پی معرفی محصولات نانو خود تمیز شونده و آسان تمیز شونده، به چگونگی تاثیر آنها در ساخت وساز همراه با ذکر نمونه هایی از ساختمانهای ساخته شده با بهره گیری از این محصولات می پردازد.
از آنجا که پایداری نتیجه تفکر توام با ترس انسان قرن بیستم، یکی از راهکارهای ایجاد آسایش بیشتر و صرفه جویی در هزینه است، نانو تکنولوژی گامیست در راستای توسعه ابزار هایی قوی در صنعت ساختمان که می تواند به ما در حفظ اکوسیستم غالب،صرفه جویی انرژی، استفاده از انرژی پاک و...کمک کند. این تحقیق می کوشد برای اشخاص متعدد جهت فعالیت های ساخت و ساز کارآمد از نظر انرژی، قابل استفاده بوده و با معرفی این تکنولوژی ها به معماران و فعالان عرصه ساختمان سازی گامی موثر در جهت آشنایی بیشتر با مصالح جدید ساختمانی برای کاهش مصرف انرژی در ساختمان داشته باشد تا بیشترین منافع اجتماعی و زیست محیطی حاصل شود.
-1 مقدمه
امروزه از فناوری های مختلف به منظور ایجاد آسایش و امنیت بیشتر و صرفه جویی در هزینه ها بخصوص در مصرف منابع انرژی بهره های فراوان برده می شود . نانوتکنولوژی یکی از فناوری های جدیدی است که آینده بسیار روشنی برای آن پیش بینی می شود و گستردگی دامنه تاثیر این فناوری آنقدر بوده که گفته می شود این فناوری می تواند بیشتر جنبه های زندگی آینده بشر را تحت تاثیر قرار دهد و از این جهت بکارگیری شیوه برخوردی مناسب با این پدیده و داشتن شناخت کافی از زمینه های مختلف کاربردهای آن بسیار مهم است .
ساختمان های آینده باید بتوانند با بکارگیری فناوری های نوین و ایجاد محیطی سالمتر، میزان بازدهی را بالاتر برده، امنیت را افزایش داده و از هدر رفتن انرژی جلوگیری نمایند یکی از راه حل های دسترسی به توسعه پایدار تجدید نظر در ارتباط با الگو های ساخت و طراحی در زمینه های گوناگون زندگی بشری شامل طراحی صنعتی، ساختمانی و شهری و...است. هدف از طراحی ساختمان پایدار کاهش آسیب آن بر روی محیط و منابع انرژی و طبیعت است. - صیادی وهمکاران،:1390ص. - 67 این تحقیق درباره محصولات نانو خصوصا سطوح خود تمیز شونده و آسان تمیز شونده وکاربردآن در معماری و ساختمان جهت کاهش آلودگی وکاهش مصرف انرژی به بحث می پردازد .
-2نانو تکنولوژی در معماری
نانو که عبارتی یونانی برای کوتوله می باشد به معنی یک میلیاردم است، تعریف نانو تکنولوژی اندکی سخت است. به عنوان مثال قلمرو نانو تکنولوژی خیلی جدید نیست؛ شیمیدان ها می توانند ادعا کنند که برای صدها سال است در قلمرو نانو عمل می کنند .پنجره های شیشه ای که در بعضی از کلیسا های قرون وسطی پیدا شده است دارای نانو ذرات - ذراتی که اندازه آنها برحسب نانو متر است - طلا درون شیشه می باشند.
اندازه ذرات باعث به وجود آمدن رنگ های نارنجی ،بنفش،قرمز یا سبز شده است. انیشتین نیز توانسته اندازه یک مولکول شکر را تعیین کند که برابر یک نانو متر بوده است .اگر بخواهیم می توانیم بگوییم که طراحان شیشه قرون وسطی و انیشتین همگی دانشمندان نانو بوده اند.اما چیز جدیدی که درباره عمل نانو وجود دارد این است که امروزه تمرکز شدیدی بر روی طراحی اشیا مختلف با نانو تکنولوژی به وجود آمده است. کمیته نانو تکنولوژی ملی تعریف های زیر را از نانو ارائه کرده است:
1. نانو تکنولوژی به معنی تحقیق و توسعه تکنولوژی دربازه 1نانو متر تا 100نانو متر می باشد.
2. نانو تکنولوژی از ساختار هایی استفاده کرده و آنها را ایجاد می کند که دارای مشخصه های جدیدی هستند زیرا اندازه های آنها بسیار کوچک است.
3. نانو تکنولوژی بر پایه توانایی کنترل یا کار کردن با اندازه های اتمی بنیان گذاشته شده است. - ریچارد بوکر و همکاران،:1388ص. - 14 تغییر مصالح در مقیاس ذرات بنیادین از سابقه شگرفی در کشور ما برخوردار است.در پوشش داخلی معابد چغازنبیل ماده خاصی به کار رفته که مانع از ورود امواج پرتویی به داخل آن می شود، چنانچه تلفن های همراه در داخل معبد از کار می افتند! در رنگ ها و لعاب کاشی هایی که در زمان صفویه ساخته می شدند نیز تغییراتی در مقیاس نانو کشف شده است که حکایت از اختراع این مصالح در این مقیاس دارند!
تاثیر فراگیر فن آوری نانو در زندگی بشر و نحوه ارتباط او با محیط اطراف و ساختمان ها اجتناب ناپذیر است .زمان ساخت وساز در حال حاضر طولانی است اما به مرور زمان کاهش خواهد یافت . واضح است که دستاورد های فن آوری نانو صنایع آینده را رقم خواهد زد.فن آوری نانو نوید بخش فرم های جدید ،عملکردهای تازه و ارتباط نوین بین مردم ،ساختمان و محیط است. - تورانی،:1387ص. - 34-33
-3سطوح خود تمیز شونده وآسان تمیز شونده
نگهداری ساختمان و اجزای آن به ویژه در مورد سطوح در معرض دید،مانند نمای ساختمان اهمیت ویژه ای دارد. به منظور کاستن از هزینه های نگهداری و تمیز کردن سطوح ،فناوری نانو برای ایجاد مکانی برای سطوح خود تمیز شونده و آسان تمیز شونده پا به این عرصه نهاده است،که با استقبال چشمگیری از سوی طراحان،سازندگان ومالکان ابنیه مواجه شده است.به منظور درک فرآیند خود تمیزشودندگی مصالح ،تعقیب دو مسیر را پیش رو داریم:یکی ویژگی هیدروفوبیک - آب گریزی - و دیگری ویژگی هیدروفیلیک - آب دوستی - .
-1-3سطوح خود تمیز شونده با الهام برگ نیلوفر آبی
نام نیلوفر آبی یک نام برگزیده است که باعث اجتماع قطرات آب می شود،بنابراین تاثیر آن اغلب با سطوح - - پاک سازی آسان - - یا فوتوکاتالیز که خود پاک ساز است اشتباه گرفته می شود.سطوح خود پاک کننده در سال1970 توسط گیاهشناسی در دانشگاه هیدلبرگ کشف شد.او متوجه تاثیر خود پاک کنندگی شد که نه تنها در برگ های درخت سدر نواحی قابل مشاهده بود،بلکه در ناسچرتیوم اروپا،کالج آمریکا یا جنوب آفریقا نیز قابل مشاهده است ویژگی مشترک تمامی آنها این است که همه آنها دافع آب می باشند. در سطح زبر هیدروفوبیک با اضافه کردن واکس بر نوک برآمدگی های برگ های نیلوفر آبی به همراه اضافه نمودن مکانیسم خود شفا دهنده به گیاه می توان سطوح خود پاک کننده بیشتر و عالی تری را ایجاد نمود. آب دانه های کوچکی را تشکیل می دهد و از برگ ها می ریزد و با خود تمام آلودگی های ته نشین شده را می برد. اگر برگ ها بخواهند آسیب ببینند آن ها به خودی خود بهبود می یابند - شکل 1و. - 2
خاصیت خود تمیز کنندگی برگ گیاه نیلوفرآبی
این تاثیر پاک سازی همیشه پایدار نیست تاثیر هیدروفوبیک ها با ذخایر آب افزایش می یابد .تاثیر لوتوس بیشتر برای سطوحی مناسب است که به طور منظم در معرض مقدار زیادی آب قرار بگیرند مانند آب باران و یا جایی که آب به صورت مصنوعی وجود دارد. آجر های سطحی اولین محصولات با پوشش لوتوس بودند که برای چندین سال در بازار حضور داشتند اما از آنجایی که جایگزین سیستم خود پاک کننده موتوکاتولیکی بودند تحت نام تغییر یافته ای در بازار مورد استفاده قرار گرفتند.
