بخشی از مقاله
مزایای پنلهای شیشهای هوشمند در طراحی ساختمان ها
چکیده
این مقاله به بررسی استفاده از مواد جدید هوشمند با ویژگی درونی تغییر فاز و با بیشترین قابلیت نصب، راهاندازی و عملکرد برای معماری ساختمانهای تجاری و مسکونی پرداخته است. چنین رویکردی تا حدی باعث تغییر در استفاده و نصب مواد قدیمی یعنی اجزای قابل نصب به ساختار معماری ساختمان میشود. عملکرد به مراتب بهتر مواد جدید نسبت به گونههای قدیمیتر آن در ساختمان و صرفهجویی در مصرف انرژی در ساختمان باعث استفاده روزافزون این مواد گشته است. استفاده از عناصر و مواد نوین و هوشمند، باعث صرفهجویی در هزینههای انرژی و پایداری بهتر ساختمان در شرایط اقلیمی مختلف در سطوح کوچک و بزرگ در مقایسه با عملکرد ساختمانها با اجزا و عناصر قدیمی و غیرهوشمند خواهد شد.
کلیدواژه: مواد جدید، حائل شفاف، لعاب ویژه، مواد هوشمند، خواص متغیر، دیوارهی شیشهای
.1 مقدمه
الزامات معماری نوین امروز با معماری گذشته و قرون وسطی و دوران باستان متفاوت است. این تنوع و تفاوت اساسی نه تنها در ساختار کارکردی استفاده از فضا منعکس شده است؛ بلکه یک رویکرد مفهومی جدید به ساختار کارکردی استفاده از فضا و واحدهای ویژه آن ایجاد شده است، همچنین ملزومات خاصی برای راحتی بیشتر در مناطق مختلف و استفاده از اشکال جدید و طراحی پیچیده فضایی و استفاده از سامانههای جدید مقرون به صرفه و مصالح نوین مناسب شکل گرفته است. یکی از موضوعات همیشگی و چالشبرانگیز در معماری، استفاده حداکثر از فضای در دسترس و پاسخگویی به خواستهها و نیازهای افراد از فضا می2 باشد.
| 2
امروزه، فناوریهای مدرن تولید طیف گستردهای از انواع مختلف مواد که عملکرد بسیار بهتری در ساخت و ساز و اجرای ساختمان نسبت به نسلهای قدیمیتر خود دارند را آسان ساخته است. در این فرایند، انواع و اقسام مختلفی از شیشهها و پلاستیک پانلها در رنگها و طرحهای مختلف، توسعه داده شده است. همچنین با استفاده از ورقههایی با رنگهای مختلف و ظرفیت سطوح شیشهای، میتوان رنگ و شفافیت آنها را تغییر داد [1]، [2] و .[3] شیشهها در معماری یکی از اولین مواد و مصالحی هستند که برای طراحی و ساخت فضای داخلی ساختمان، پارتیشنها و پانلهای مورد نظر استفاده میشوند. همچنین، در ساخت دربها، پیشآمدگی لبه بام، ترکیبات آن در کف و سقف برای استفاده از نور به یک ابزار قدرتمند بصری برای معماری تبدیل شده است.
در طراحی معماری، پانلهای شیشهای اغلب در پوشش خارجی به عنوان نمای شیشهای و در اندازههای مختلف برای جدارهای پنجرهها استفاده میشود. اگر به عنوان لعاب استفاده شود نقش بسیار مهمی در تعادل انرژی کل ساختمان دارد. بر اساس قانون سال 2002 اتحادیه اروپا در مورد صرفهجویی انرژی، اگر مساحت سطح پوشش داده شده نما، بیش از 30 درصد کل نمای ساختمان باشد، گرمایش ساختمان باید بر اساس تعادل کل انرژی ساختمان باید محاسبه شود. افزایش انرژی تابشی خورشید از مقدار حداکثر آن یعنی Smax که توسط این قانون صادر شده است تجاوز نمیکند.
شکل .1 استفاده از مواد و مصالح نوین در معماری ساختمان
| 3
.2 پانلهای هوشمند با ویژگی متغیر کاربردی
فناوریهای نوین، امروزه بسیاری از مواد جدید را که در حوزههای مختلف صنعتی کاربرد دارد، تولید کرده است. یکی از کاربردهای مهم این مواد صنعت ساخت و ساز است که شامل رشتههای مختلف اقتصادی است. تعداد معدودی از این عناصر در معماری معاصر وجود دارند که تحت تأثیر تغییرات و بهینهسازیهای قابل توجه برای رسیدن به حداکثر کارایی قرار نگرفتهاند.
یکی از این محصولات که در حال حاضر در طیف وسیعی از ساخت و سازهای مهندسی مورد استفاده قرار میگیرد و از طریق ایجاد تحول اساسی در دامنه کاربردهای آن، استقبال از آن روزافزون شده است، شیشه میباشد.
در مباحث انرژی، جدارههای مختلف ساختمان همیشه یکی از مشکلات معماران است؛ به طوری که تلاش برای طراحی دقیقتر آن برای رسیدن به یک نمای بهتر و داشتن ارتباط بصری مناسبتر از محیط بیرون و همچنین پوشش دادن مباحث انرژی به منظور رسیدن به کارایی بیشتر ساختمان از لحاظ صرفهجویی در مصرف انرژی از آن جمله است.
در حال حاضر، معماران نگرانی خاصی در مورد این مشکل به ظاهر غیرقابل حل گذشته ندارند، زیرا با آمدن شیشههای هوشمند به بازار، که به طور خودکار و هوشمندانه به گرما، سرما، روشنایی و تاریکی محیط عکسالعمل مناسب نشان می دهند، این
مشکل کاملاً حل شده است.
شکل .2 ساختمان اداری با پوشش نمای EC
| 4
یکی از کاراترین مواد نوین در بین پانلها، شیشههای الکتروکرومیک (EC) هستند که به وسیله نیروی الکتریسیته قادر هستند به هر دو شکل براق و مات برای کاربردهای مختلف درآیند. بدین ترتیب، این نوع پانلها میتوانند نوع کارایی خود را با توجه به درصد نور دریافتی از محیط به صورت هوشمند تنظیم نموده و در هر موقعیت میزان نور متناسب ساختمان را فراهم نمایند. این دیوارهای شیشهای در معماری معاصر پنجرههای هوشمند نامیده میشوند. پنجرههای تکجداره قدیمی فقط بخشی از طیف نور خورشید با بسامد کم و مادون قرمز را جذب کرده (بدون بازتابش) و به داخل ساختمان منتقل میکردند. این ویژگی در فصل زمستان که ما به گرمایش نیاز داریم، یک مزیت محسوب میشود؛ اما در فصل تابستان که مهمترین نیاز، خنککردن محیط است یک ویژگی ناسازگار میباشد. مشخصه اصلی فناوری جدید پانلهای شیشهای که در آن از کریستالهای مایع استفاده شده است، این است که در آن شیشهها از نیمه شفاف تا شفاف و از روشن تا تیره در روزها و موقعیتهای مختلف قابل تغییر هستند. استفاده از این مواد در ساخت و ساز انواع ساختمانها، نقش مهمی در صرفهجویی مصرف انرژی کل ساختمان ایفا میکند.
دو فناوری جدید و نوین در طراحیهای امروزه بسیار کارا و مفید هستند: محصولات اکسید فلزی و سامانه ذرات معلق .(SPD) پانلهای این سامانه دارای ویژگیهای مختلفی از نظر اصول اجرا، ترکیب، عملکرد، تنظیمات کنترل و عملیات میباشند.
