نماهای دوپوسته (Double skin façade)

[سامیار220 10,919]

مدتهاست معماران ومهندسان این آرزو را در سر می پرورانند که دیوار ساختمان بتواند مثل پوست طبیعی عمل کند هنوز راه زیادی تا تحقق این امر باقی است اما پیشرفتهای اخیر در زمینه نماهای چند لایه گام مهمی برای دستیابی به پوسته شبه نافذ ساختمان محسوب می شود. این گونه ساختمانها به هیچ وجه کاملا به اقلیم سازی مصنوعی برای ایجاد بالاترین سطح از آسایش در فضای داخل وابسته نیستند بلکه در جهت کشف راه حل هایی برای استفاده از انرزیهای طبیعی وبه خصوص با بهره گیری از پوستهای با کارایی بالا برای ارضا نیازهای بهره برداران گام برمی دارند برای تحقق این اندیشه شبه سازیهای متعددی برای مطالعه رفتار طبیعی باد و نور انجام میگیرد تا امینان حاصل شود که ساختمان قادر به بیشترین میزان بهره مندی از زمان مفید کاربرد تهویه و نور خواهدبود .

 

 

امروزه استفاده از نماهای کاملاً شیشه ای در بین معماران و طراحان اروپایی بسیار رایج شده است. در اقلیم های مختلف ساختمان های کاملاً شیشه ای نیاز به ابزاری (پرده) جهت سایه اندازی دارند.

ابزارهای سایه انداز بیرونی بسیار مؤثرتر از ابزار سایه انداز درونی هستند. اگرچه ابزارهای سایه انداز بیرونی به خاطر هزینه و مسائل مکانیکی و دلایل اکوستیکی زیاد مرسوم نیستند به همین دلیل از ابزار سایه اندازی که در داخل پوسته در یک کاواک تهویه شده قرار می گیرد، استفاده می شود. در دهه هفتاد ایده پنجره های اقلیمی توسعه پیدا کرد. بیشترین پیشرفت اخیر مربوط به ایده façade Double skin می باشد که در شکل زیر نشان داده شده است.

 

پیش بینی عملکرد Double skin façade کار ساده ای نیست. درجه حرارت و جریان هوا نتیجه فرآیند تغییرات آنی دما و جریان سیال و روان هوا می باشد. این فرآیندها به هندسه، فیزیک حرارتی، ترکیب گوناگون انواع آیروینامیکی ساختار Double skin façade و نیز درجه حرارت فضای داخل، دمای محیط، سرعت باد، مسیر باد،جذب و عبور اشعه تابشی خورشید و زاویه آن بستگی دارد. بطور عموم پوسته هوشمند بعنوان یک ضد گرمایی در جلوی ساختمان عمل می کند و این موضوع سه تأثیر گرمایی برای ساختمان دارد:

۱- در اکثر اوقات روز درجه حرارت هوا در داخل پوسته هوشمند از دمای محیط بیشتر خواهد شد. رسانش پایین گرمای از دست رفته و رسانش بالای گرمای بدست آمده در تابستان بستگی به دمای محیط و سطوح تابش اشعه خورشید دارد.

۲- لایه شیشه ای اضافی پوسته هوشمند مقدار تابش اشعه آفتاب به پوسته داخلی را کاهش می دهد. بنابراین بازتابش اشعه خورشید به ساختمان به خاطر عبور از شیشه کاهش می یابد.

۳- پوسته هوشمند امکان قرار گرفتن پرده در داخل پوسته را فرآهم می آورد. بنابراین بار اشعه تابشی از پنجره کاهش می یابد. اینکه کدامیک از این سه مورد در یک زمان مخصوص مهم تر است بستگی به خصوصیات و عملکرد سازه و دینامیک پیچیده گرمایی بین نما، دماها، جریان هوا در پوسته هوشمند و فضای بیرونی دارد.

 

طراحی معماری

برای اشخاص شاغل در ساختمان سازی بررسی توانایی کنترل موقعیت خود از لحاظ ( روشنایی، درجه حرارت و شرایط آب و هوایی ) بسیار ضروری و مهم است. صاحبان ساختمان ها اهدافی مثل خدمات و سرویس بلندمدت برای زندگی، مزایای تکنیکی و علمی، ارزش های مازاد خوب و توسعه فضاهایی را برای کار در شرایط محیطی مورد نظر ترجیح می دهند. مالکین، سرمایه گذاری در نماهای دو جداره را با ارزش می دانند. نمای دو جدار ( پوسته هوشمند) قسمتی از انتخاب ها و تصمیمات پیچیده و مؤثر در یک طراحی عمومی است که نیازهای عملی را برآورده می کند.

 

نمای هوشمند یک روند حرکتی معماری اروپایی است برای:

* اهداف اکوستیکی برای یک نمای شیشه ای که منجر به افزایش شفافیت می شود.

* یک نیاز عملی برای فضای درونی

* توسعه اکوستیک در ساختمانهایی که در محل های شلوغ و آلوده واقع شده اند.

* کاهش مصرف انرژی در ساعات کاری ساختمان

 

 

اگرچه پوسته هوشمند ایده جدیدی است. با این وجود تمایل زیادی از طرف معماران و مهندسان برای استفاده از آن نشان داده شده است.

تحقیقات کلی بر روی این مسائل متمرکز است:

- طراحی و معماری پوسته

- نمای کاملاً شیشه ای

- استفاده بهتر از محیط پیرامون

- توسعه نیمرخ اطراف ساختمان (توسعه نمای بیرونی ساختمان)

- آرامش گرمایی (آسایش گرمایی)

- امکان استفاده از انرژی خورشیدی در تمام مدت سال

- جلوگیری از گرم شدن ساختمان

- تنظیم دمای داخل ساختمان در طول زمستان و تابستان

- آسایش مصرفی:

- توسعه آسایش بصری مانند اجتناب از روشنایی خیره کننده و زننده

 

تهویه

- استفاده از تهویه طبیعی به جای تهویه مکانیکی

 

مصارف انرژی

- کاهش نیاز به گرما در طول زمستان

- کاهش نیاز به سرما در طول تابستان

- حداکثر کاهش وسایل گرمازا و سرمازا

- استفاده از نور طبیعی به جای نور مصنوعی تا آنجا که ممکن باشد.

- تنظیم دمای داخلی ساختمان در طول تابستان و زمستان (دمای مطلوب داخلی در طول تابستان و زمستان)

 

مفهوم Double skin façade

Double skin façade سیستمی است که از دو لایه شیشه که هوا در بین حفره میان دو شیشه در جریان است تشکیل شده است. تهویه کاواک (حفره) می تواند بطور طبیعی یا بطور مکانیکی باشد. جدا از نوع تهویه در داخل کاواک، مبدأ و مقصد هوا نیز می تواند فرق داشته باشد که بستگی به شرایط آب و هوایی، نوع استفاده، موقعیت ساختمان و ساعت های اداری ساختمان و استراتژی (HVAC ) دارد. شیشه façade می تواند ۱ تایی، ۲ تایی. در داخل کاواک (حفره) درپوش هایی قرار دارد. خواص خورشیدی façade دولا با façade یک لایه تفاوتی ندارد در هر حال در façade دولا به خاطر یک پوسته اضافی سپر گرمایی تشکیل می شود که تلفات گرما را کاهش می دهد و امکان بهره برداری از انرژی خورشیدی بصورت ذخیره شده ممکن می شود.

 

لایه های façade عبارتند از

شیشه بیرونی: معمولاً شیشه منفرد سخت شده است. façade بیرونی می تواند کاملاً شیشه ای باشد.

شیشه درونی: شیشه دو لایه عایق شده ( شیشه های خورشیدی، می تواند مورد استفاده قرار گیرد ) می باشد ممکن است این لایه کاملاً شیشه ای نباشد.

حفره هوای بین دو شیشه: می تواند کاملاً طبیعی یا مکانیکی تهویه شود. پهنای کاواک ( حفره ) بین cm‌ ۲۰ تا m‌m ۲ متغیر است. پهنای کاواک زمانی که façade بعنوان نگه دارنده است اثرگذار می باشد. پنجره های داخلی توسط کاربر می تواند باز شود این روش ممکن است اجازه تهویه طبیعی بدهد. تنظیم اتوماتیک سایه خورشید می تواند بطور یکپارچه در داخل کاواک انجام گیرد. در مفهوم عملکرد façade و نوع شیشه رادیاتورهای گرما می تواند در کنار façade نصب شود.

 

طبقه بندی Double skin façade

رایج ترین روش طبقه بندی بر اساس نوع هندسه کاواک می باشد:

Multi storey D.s.f : در این روش ستون های عمودی یا افقی بین لایه ها وجود ندارد. در تهویه کاواک جریان هوا از طریق سوراخ های نزدیک زمین و پشت بام ساختمان انجام می گیرد.

Corridor façade : بخش های افقی برای اکوستیک، حفاظت در مقابل آتش یا برای تهویه ساخته شده است.

Box window type: در این مورد قسمت های افقی و عمودی façade را به Boxهای کوچکتر و مستقل تقسیم می کند.

Shaft Box type: یک سری عناصر در façade قرار می گیرند. این عناصر از طریق رشته های عمودی که در façade قرار دارند به هم وصل شده تاثیر یک طیف گسترده را حتمی می کنند.

 

 

منبع:omran.bonyad-taavon.com