بخشی از مقاله
چکیده
معماری پایدار وتلاش برای حفظ وصرفه جویی در مصرف انرژی از جمله جریان های مهمی است که دردهه های اخیر فکر معماران را به خود مشغول کرده است و از آنجا که ساختمان ها مصرف بیش از 40 درصد از کل انرژی تولید شده در کشور را به خود اختصاص میدهند و اقلیم گرم و خشک سهم عمده ای از کشور را دربردارد، حوزه معماری پایدار اهمیت به سزایی در توسعه پایدار کشور دارد.
از طرف دیگر با توجه به تبادل انرژی به وسیله پوسته ها ساختمان واهمیت آن در کنترل تبادل حرارتی بین درون و بیرون بنا، اهمیت بررسی و شناخت فناوری های نوین در مصالحی که موجب کاهش انرژی و همچنین تأمین شرایط آسایشی مطلوب برای ساکنان ساختمان میشود را بالا میبرد. در این مقاله ابتدا به معرفی مواد و مصالح هوشمند متناسب با نیاز کاربران و نقش و کاربرد آنها در کاهش مصرف انرژی مورد بررسی واقع شده است.در انتها با بررسی اقلیم گرم و خشک - اصفهان - ،تاثیر استفاده از شیشه های هوشمند در جهت ایجاد و معماری پایدار تبیین می گردد.
.1 مقدمه
انسان از دیرباز با الهام از فرم های طبیعی،مبادرت به ساخت بنا کرده است و همیشه از طبیعت به عنوان الهام بخش ایده ها و نظرات خود در طراحی و موضوعات مهندسی استفاده کرده است.موجودات زنده دارای ویژگیهایی چون حرکت ،تغییرپذیری،سازگاری با محیط و...هستند که در زمره نظام های هوشمند هستند،چون مواد سازنده آنها،ضمن کار با یکدیگر،به مجموعه محرک های بیرونی نیز واکنش نشان می دهند.
از ابتدای دهه 1980میلادی،گستره طراحی و ساخت ساختمان ها هرروز شاهد نوآوری های جدید در زمینه مصالح کارآمدتر و پربازده تر بوده است .در مسیر پیشرفت روزافزون،روز به روز بر قابلیت های مصالح افزوده شده و انسان،همواره شاهد معرفی مصالح جدید به عرصه ساخت و ساز بوده است.امروزه ساختمان ها خودگونه ای از تکنولوژی هستند که به صورت مستمر نسبت به وضعیت های متغیر محیط عکس العمل نشان داده و خود را با آنها وفق دهد و از آن بهره میگیرند.بدون شک با استفاده از چنین مصالحی ،بر عمر مفید ساختمان افزوده شده و در نتیجه آن،از هزینه های نگهداری ساختمان ها به شکل چشمگیری کاسته میشود. [ 11 ]
مواد و مصالح مورد استفاده در طی تاریخ و ادوار گذشته،نقشی انکارناپذیر در شکل دهی فضای ذهنی و در نتیجه زندگی انسان داشته اند.شاید از همین رو باشد که عده ای از اندیشمندان،اعصار زندگی بشر را با توجه به عنصر قالب مورد استفاده در آن دوران به عصر سنگ ،عصر برنز ،عصر آهن،عصر مواد مرکب - کامپوزیت ها - و در نهایت دوران حاضر را عصر مواد هوشمند نامگذاری نهاده اند.مصالح هوشمند ،که به نوعی می توان آن را گونه ای جهش یافته نسبت به مصالح ما قبل خود دانست،محصولاتی با توانایی درک و پردازش اطلاعات از رویداد های محیطی و سپس پاسخ دهی مناسب نسبت به محرک های وارد شده بر آن هستند که بر خلاف مصالح سنتی که ایستا،ساکن و سخت بودند،بسیار پویا ،برگشت پذیر و به شدت کنش پذیر هستند.
شاید به همین دلیل که امروزه ،مصالح هوشمند و تحولات ناشی از آن در ابعاد مختلف زندگی انسان،تبدیل به یکی از زمینه های علمی مورد توجه بسیار پژوهشگران در همه زمینه ها اعم از محیط زیست،پزشکی ،انواع گرایش های مهندسی و... شده است.همزمان با این تحولات،معماری نیز به عنوان یکی از مهمترین حوزه های معرفت بشری که ارتباطی تنگاتنگ وپیوسته با انسان و نحوه زندگی وی دارد،متاثر از رواج و کاربرد این مصالح نوین،در کالبد و ذات خود دچار تحولات و قابلیت هایی شگرف،خارج از قیود و محدودیت های تنیده شده بر معماری دوران پیشین- هم به لحاظ ماهوی و هم به لحاظ تکنیکی -شده که تا قبل از دوران حاضر هیچ تصوری برای آن وجود نداشته بود،قابلیت هایی همچون جان بخشیدن،رویدادن،تغییر پذیری ،کنش پذیری،پاسخگویی ،سیالیت،انعطاف پذیری و.. [2]
.1 بیان مسئله
در قرن حاضر به علت ظهور مصالح و تکنیک های نوین ساختمانی،انقلابی در ساخت و ساز رخ داده است. مصالح هوشمند از مصالح نوین در عصر حاضر می باشد که تقریبا توانی پایان ناپذیر دارند و می توانند در واکنش به محیط پیرامون خود تغییر کنند. از طرفی با توجه به ویژگی های مثبت مصالح هوشمند باید به دنبال راهکارهایی بود که توسط آن ها بتوانند کاربردشان را متناسب با اقلیم های متفاوت ترویج کرد، در حقیقت، مسئله مورد بررسی در این تحقیق جوابگویی پنجره های هوشمند در اقلیم گرم و خشک با توجه به معماری پایدار و صرفه جویی در مصرف انرژی می باشد که در طی تحقیق به راهکاری قابل قبول برسیم.
.2 معماری پایدار
کاربرد مفاهیم پایداری و اهداف توسعه پایدار در جهت کاهش اتلاف انرژی و آلودگی محیط زیست در معماری ،مبحثی به نام معماری پایدار را به وجود آورده است. در این نوع معماری،ساختمان نه تنها با شرایط اقلیمی منطقه خود را تطبیق می دهد،بلکه ارتباط متقابلی با آن برقرار می کند.به طوری که بر اساس گفته ریچارد راجرز - - ساختمان ها مانند پرندگان هستند که در زمستان پرهای خود را پوش داده و خود را با شرایط جدید محیط وفق می دهند و بر اساس آن سوخت و سازش را تنظیم می کنند. - - [ 7 ]
.3 معماری هوشمند
امروزه ساختمان ها گونه ای از تکنولوژی هستند و خود را با تکنولوژی وفق داده و از آن بهره میگیرند.ساختمان ها به عنوان یک سازه به محض آن که توانایی رایانه را در اختیار بگیرند ،هوشمند خواهند شد.نخستین بنای هوشمند از تکنولوژی ،به منظور مهیا ساختن محیطی امن ،راحت و انرژی زا استفاده میکرد.ایده ساختمان هوشمند، ارتباط و پیوستگی میان دسترسی، نوردهی، امنیت، نظارت، مدیریت و ارتباط از راه دور را پیش رو قرار میدهد .بنای هوشمند،بنایی است که کارایی و راندمان ساکنانش را افزایش داده و امکان مدیریت موثر را بر اساس مقتضیات خاص و با کمترین هزینه فراهم آورد.
تعریفی که در ایالات متحده امریکا درباره یک ساختمان هوشمند عنوان میشود چنین است: ساختمان هوشمند ساختمانی است که در برگیرنده محیط پویا و مقرون به صرفه از طریق یکپارچه کردن چهارعنصر اصلی یعنی سیستم ، ساختار ،سرویس و مدیریت و برقراری ارتباط میان آنها میباشد.معماری هوشمند راه حل های کاملی در برابر چالش ها و مشکلات محیطی مطرح میکند که از آن جمله میتوان به استفاده بهینه از فضا ،انرژی و دیگر منابع،استفاده عملکردی از مصالح و فن آوری و در نهایت زیبایی شناسی اشاره نمود.این هوشمندی نه تنها خود رابا شرایط فیزیکی درون وبیرون ساختمان تطبیق می دهد، بلکه با شرایط اجتماعی ،سیاسی و تاریخی نیز همراهی می کند.
معماری هوشمند پیچیده نیست ،گاه یک معماری به ظاهر ساده و ایستا هوشمندتر از یک ساختمان با تکنولوژی برتر است که در آن کاربرد امور را از دست میدهد [ 4 ] در همین راستا، تاریخ معماری جهان دگربار با ظهور و پیدایش مصالح هوشمند دچار جهشی عظیم شده و اکنون به مسیر نوینی وارد شده که امکانات و قابلیت های منحصر بفردی را برای معماران، مهندسان و طراحان فراهم میکند. این گونه جدید از معماری علی رغم تنوع بسیاری که چه به لحاظ خصوصیات و چه به لحاظ ترکیب با انواع مصالح هوشمند از قبیل نانو بنیاد و الکترونیک بنیاد دارد اما در قالب یک دسته بندی می توان ویژگی های جان دار شدن، نامادیت،حسی شدن و رویدادن به عنوان بارزترین خصوصیت برای آن برشمرد.
.1جان دار شدن : جان دار شدن که به تبدیل ساختمان از عنصری ساکن به ارگانیسمی زنده و پویا اشاره می کند . امروزه در سایه توسعه فناوری های نوین و مصالح هوشمند نحوه استفاده از این مواد در معماری تا حد بسیاری دگرگون شده،بسط یافته و ویژگی های نوینی یافته است به طوری که اکنون طراحان نه تنها تونایی استفاده از این مواد را در سطوح بیرونی برروی یک سطح ،بلکه با استفاده از تکنولوژی نوین همانند سنسورها و... و ظهور مواد جدید مانند پلاستیک های نیمه شفاف با قابلیت نمایش تصاویر و یا صفحات LED با کیفیت بالا تصویر ،قادرند آن ها را در تمامی سطوح ،کف،سقف،دیوارها،درون و بیرون و...،به کارگیرند وشرایطی را بوجود بیاورند که به عنصری هوشمند که همانند دیگر موجودات زنده قابلیت تغییر و تطبیق خود یا شرایط مختلف را داشته باشد،تبدیل شوند.
