طراحی نمای هوشمند

نماهای ساختمانی بیرونی ترین وجه و پوسته یک ساختمان هستند که نمود ظاهری یک سازه را نمایش می دهند. نماها بنا به شکل طراحی، متریال های مورد استفاده در ساخت و نوع اجرا دارای سبک های مختلفی هستند. یکی از ترندهای اخیر معماری، طراحی نمای هوشمند است. به صورت کلی طراحی نمای هوشمند عبارت است از طراحی نمایی که به عوامل محیطی نظیر تابش آفتاب، میزان رطوبت، دمای محیط یا عوامل دیگری واکنش نشان می دهند.

این پاسخ ها وتغییرات میتواند در جهت تغییرات ساده مانند باز یا بسته شدن بازشوها باشد یا به صورت کلی تغییر در نما را شامل گردد. این تغییرات اغلب در واکنش به عوامل محیطی و برای افزایش میزان رضایت از محیط ساختمان و در جهت رسیدن به آسایش محیطی است. بنابراین نماهای هوشمند یک ترند از معماری های پایدار بوده که گامی مهم در زمینه کاهش مصرف انرژی در ساختمان می باشد.

طراحی نمای هوشمند پایدار

در طراحی نمای هوشمند پایدار می توان به میزان تعامل آن با عوامل محیطی اشاره کرد. در سال های اخیر معماران به طراحی نمای هوشمند و نمای دینامیک، گرایش پیدا کرده اند، از آن جایی که نمای ساختمان به عنوان بیرونی ترین بخش یک ساختمان در تماس مستقیم با محیط قرار دارد، در نتیجه نقش مهمی در کنترل و هدر رفتن انرژی دارد. و در یک جمله می توان گفت طراحی نمای هوشمند به طراحی نمایی گفته می شود که به تغییرات محیط واکنش می دهد.

پنجره ها و نما اجزای بصری ساختمان هستند و توجه اولیه معماران به آن ها معطوف است. همواره ابتکارات زیادی در طراحی نمای هوشمند رخ می دهد. نماهای هوشمند به عنوان رویکردی جدید در معماری، نماهایی هستند که قادرند خود را با شرایط محیطی داخل و خارج بنا تطبیق دهند. این نماها که در تقلید از سیستم واکنش موجودات زنده ساخته می شوند، می توانند در پاسخ به شرایط مختلف جوی مانند وزش باد، گرما و سرمای بیش از حد و تغییر تابش نور خورشید عکس العمل نشان دهند یا در داخل ساختمان با مشاهده موردی چون تجمع بیش از اندازه جمعیت، تغییراتی در ابعاد و اندازه از خود بروز دهند. یکی از مهم ترین اهداف پوسته های هوشمند در ساختمان، ایجاد حالتی بهینه بین آسایش انسان و مصرف انرژی است.

کارایی نمای هوشمند

طراحی نمای هوشمند دارای اهمیت بسیار زیادی برای دو موضوع آسایش حرارتی محیط داخلی، همچنین میزان مصرف انرژی است. انرژی بسیاری به جهت ایجاد شرایط آسایش در محیط داخلی مصرف می شود. در واقع تفاوت در شرایط محیطی خارج و داخل ساختمان سبب مصرف این انرژی می گردد که می تواند توسط طراحی و اجرای یک نمای مناسب با اقلیم و شرایط محیطی میزان این انرژی مصرفی کاهش چشم گیری پیدا کند. در طراحی نمای هوشمند علاوه بر وظایف معماری، نما برای محافظت محیط داخلی از شرایط اقلیمی محیط خارج و برای بهینه سازی عملکرد ساختمان شامل کنترل انتقال انرژی، ایجاد امنیت و کاهش آلودگی صوتی طراحی می شود. نمای ساختمان می تواند علاوه بر زیبایی، عایق حرارتی، عایق صوتی و مقاوم در برابر آتش سوزی، باد و باران باشد. هدف از طراحی نمای هوشمند و دینامیک تنها ایجاد زیبایی و به رخ کشیدن قدرت و خلاقیت معماری مدرن نیست، بلکه هدف از طراحی این نوع نماها ایجاد آسایش برای ساکنین ساختمان توسط تعاملات نما با محیط است.

در عصر جدید و با گسترش مشکلات زیست محیطی، آلودگی های ناشی از مصرف انرژی و چالش های پیش روی بشر، معماران و فعالین حوزه ساختمان با روی آوردن به سبک های معماری پایدار به این مشکل جهانی پاسخ داده اند. از مهمترین ابزارهای معماران برای کاهش مصرف انرژی طراحی نمای هوشمند است که به عوامل محیطی پاسخی مناسب می دهد. در طراحی نمای هوشمند با افزایش دما یا شدت تابش و به منظور کاهش مصرف انرژی برای خنک کردن فضاها، پوسته بیرونی ساختمان مساحت بازشوها را کم میکند. در زمانی که ساختمان سرد شده و به منظور استفاده از تابش آفتاب، مساحت بازشوها در پوسته بیرونی ساختمان افزایش یافته و انرژی بیشتری را به داخل محیط هدایت میکنند. در طراحی نمای هوشمند از سیستم های نمای دو پوسته استفاده می شود. به گونه ای که نمای اول به صورت عادی بر روی ساختمان قرار می گیرد و نمای دوم با فاصله به عوامل محیطی واکنش نشان می دهد.

اهداف طراحی نمای هوشمند

• جلوگیری از تابش مستقیم نور شدید خورشید در تابستان
• در نتیجه کاهش هزینه های سرمایش
• وارد کردن گرما به داخل، در زمستان
• تهویه ی طبیعی از طریق پوسته بیرونی بنا

استفاده از شیشه در طراحی نمای هوشمند

با پیشرفت در تکنولوژی و تولید انواع سیستم های هوشمند، طراحی نمای هوشمند موجب تحول در نماها شده است. به طور معمول استفاده از شیشه در نما، متدوال ترین روش است. به دلیل جابه جایی هوا بین داخل و خارج از ساختمان از طریق شیشه، استفاده از شیشه در نما، مصرف زیاد انرژی را به دنبال دارد. به همین دلیل است که استفاده از نماهای چند جداره در سال های اخیر بسیار زیاد شده است. تیمی از پژوهشگران آلمانی، نمای هوشمندی ساخته اند که مسدودکننده نور خورشید برای پنجره های شیشه ای است.

مزایا و معایب طراحی نمای هوشمند

طراحی نمای هوشمند علاوه بر مزایا، معایبی نیز دارد که در کنار این معایب تنها مسئله ای که معماران را تشویق به طراحی و ساخت این نوع نما می کند، آسایش انسان ها و زیبایی چشم گیر این نماها است. هزینه های بسیار زیاد در طراحی اولیه، هزینه های بسیار زیاد برای تعمیر و نگهداری و پیچیدگی از معایب این نما هستند. در کنار این معایب بهینه سازی مدول ها، استفاده از متریال های نوین و سبک تر و تامین انرژی لازم از طریق عناصر تشکیل دهنده ی نما، به عنوان مزایای طراحی نمای هوشمند است که باعث پایداری هر چه بیشتر این نما می شوند.

نمونه های طراحی نمای هوشمند

به عنوان نمونه طراحی نمای هومشند دیواری در آلمان ساخته شده که با جلبک پوشش یافته و حاصل سه سال تست توسط گروهی از طراحان است. رنگ سبز فسفری جلوه ای زیبا به نما بخشیده که خود حاصل میلیون ها جلبک میکروسکوپیک رشد یافته است. این جلبک ها توسط آب و مواد مغذی تغذیه می شوند تا به صورت انبوه تکثیر شوند. سلول های کوچک جبلک ها به سرعت رشد می کنند و به کمک نور مستقیم آفتاب، آب را گرم می نمایند. گرما توسط سیستم نما جدا شده و برای استفاده در ساختمان ذخیره می گردد.

برای مطالعه بیشتر:

طراحی پارکینگ طبقاتی