بررسی شیشه های دو پوسته و اسپایدر در نما
فهرست:
تعریف پوسته ساختمان
پوسته ساختمان به شکلی سنتی
پوسته ساختمان با ایده های نوین طراحی
نماهای شیشه ای
انواع نماهای شیشه ای مورد بررسی
نمای دو پوسته ای
مزایای نمای دوپوسته
طبقه بندی نمای دوپوسته
نمای شیشه ای اسپایدر
مزایا و معایب نماهای اسپایدر
شیوه های اجرا و طراحی سیستم سازه نمای اسپادر
نتیجه گیری
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
تعریف پوسته ساختمان
– جداکننده فضای داخلی و محیط خارجی ساختمان
– گرمایش و سرمایش
– تهویه تعمدی و ناخواسته
– کنترل نوفه های صوتی
– کیفیت طراحی و اجرا و ابعاد زیبا شناسی
– پوسته ساختمان به شکلی سنتی (بررسی رفتار)
پوسته ساختمان به شکلی سنتی
– حائل بین فضای داخلی و شرایط آب و هوایی متغیر خارجی ساختمان
– ارزیابی عملکرد آن با توجه به توانایی تفکیک فضای داخلی و خارجی ساختمان
پوسته ساختمان با ایده های نوین طراحی
– به پوسته ساختمان به عنوان حائلی که موجب ایجاد تعادل بین فضای داخلی و محیط خارج ساختمان
نماهای شیشه ای
ساختمان هایی که در آن ها از نمای شیشه ای استفاده شده است به جهت زیباشناسی، ایجاد شفافیت، منظر زیبایی و نورگیری طبیعی همراه مورد توجه معماران بوده است.
از آنجا که از شیشه ها به عنوان پوسته خارجی بیشترین اتلاف حرارت در ساختمان صورت می گیرد، بنابراین باید راه حلی یافت که ضمن حفظ زیبایی نما و تامین نور طبیعی، اتلاف انرژی را به حداقل رساند.
انواع نماهای شیشه ای مورد بررسی 1- نماهای شیشه ای دوپوسته 2- نماهای شیشه ای اسپایدر
جداره خارجی – معمولا شامل یک شیشه سخت شده است. می تواند تمام شیشه ها باشد. – وظیفه حفاظت دربرابر هوا را دارد وهمچنین عایق صوتی در برابر سر وصدای خارجی است.
نمای دو پوسته ای – شامل یک جداره خارجی، یک فضای میانی و یک جداره داخلی است.
جداره داخلی – جنس: شیشه دوجداره (شفاف، کنترل گر خورشیدی، شیشه های جذب کننده و غیره)
– معمولا این پوسته تمام شیشه ای نیست. بلکه می توان در آن بازشوهای شیشه ای و در قسمت های دیگراز مصالحی با جرم حرارتی بالا برای ذخیره انرژی حرارتی در طول روز استفاده نمود
– بازشوهای داخلی می توانند توسط کاربران در ایجاد تهویه طبیعی باز و بسته شوند.
جداره میانی
– در حد فاصل این دو پوسته مسیری برای جریان هوا تعبیه شده است.
– عرض این فضا بنا به عملکرد و کاربرد لازم میتواند از 20 سانتی متر تا 2 متر
– فضای خالی بین دوپوسته میتواند به طور طبیعی یا به کمک فن و یا ترکیبی از این دو تهویه گردد.
– فضای بین دو پوسته غالباً از وسایل سایه انداز که به شکل کرکره های افقی بوده و عموماً به صورت اتوماتیک کار میکنند.
تجهیزات سایه اندازهای خورشیدی
معمول ترین راه محافظت بنا در برابر تابش مستقیم خورشید است.
بهترین حالت به کارگیری سایبان ها زمانی است که از آن ها در بیرون نمای خارجی استفاده شود .
به دلیل مقاومت ضعیفشان در برابر تغییرات جوی و بدین ترتیب کاهش طول عمرشان بهتر است درون حفره میانی قرار گیرند .
سایه انداز غالبا به شکل کرکره های افقی و قابل تنظیم هستند.
گرمای جذب شده توسط آن ها نیز با حرکت هوا عمدتا از طریق جریان همرفت دفع می گردد و بدین ترتیب با کاهش بار وسایل خنک کننده، سبب ذخیره انرژی می شود.
انواع سایه اندازها 1- استفاده از گیاهان در حفره میانی 2- سایبان های متحرک استفاده از گیاه در حفره میانی: – توانایی پراکنده نمودن تابش های خورشیدی در گرمای نهان خود . – در تابستان با سایه اندازی درونی بار سرمایشی ساختمان را کاهش می دهند. – در زمستان با ورود نور به درون حفره میانی امکان ایجاد سامانه خورشیدی ایستا را فراهم می کند .
سایه بان های متحرک
– در طی فصل زمستان سایبان ها افقی هستند تا میزان بیشتری از نور خورشید را از خود عبور دهند.
– در فصل گرما لایه خارجی باز می ماند و اجازه خروج هوا از حفره میانی را می دهد. در این حالت سایبان با شیب زیاد قرار می گیرد و از ورود نور خورشید جلوگیری می نماید.
– گرمای جذب شده توسط سایه انداز را میتوان با جابجایی هوایی که در بین سطوح حرکت میکند، از شکاف خارج نمود.
مزایای نمای دوپوسته: 1- کاهش سرعت جریان باد 2-بهبود بهره وری انرژی نما بوسیله: – افزایش حرارت غیر فعال خورشیدی در زمستان – کاهش تلفات حرارتی در زمستان – کاهش حرارت در تابستان – تاکید بر تهویه طبیعی 3- بهبود آسایش – حرارتی – بصری – صوتی
طبقه بندی نمای دوپوسته
نماهای دو پوسته به سه روش متفاوت طبقه بندی میشوند این روشها عموماً به شرایط ناحیه شکاف ونحوه جریان هوا در آن مربوط میشود.
طبقه بندی نمای دوپوسته
دسته بندی براساس نما
چند طبقه ای
ستونی
دالانی
جعبه ای یا پنجره ای
نحوه جریان هوا
بر اساس تهویه
طبیعی
ترکیبی
مکانیکی
خارج به داخل
خارج به خارج
داخل به خارج
داخل به داخل
دسته اول: طبقه بندی نمای دوپوسته بر اساس نمای خارجی
1- نمای چند طبقه ای : در این حالت نمای خارجی بصورت یکدست بوده و بین دو پوسته، جداکننده افقی یا عمودی وجود ندارد. تهویه هوا از طریق دریچه های موجود در کف و سقف هر طبقه انجام میشود.
2-نمای دالانی: در این حالت نمای خارجی در هر طبقه به وسیله جداکننده های افقی به چند دالان تقسیم میشود که هدف از انجام این کار بوجود آمدن عایق صوتی، ایمنی بیشتر در برابر آتش سوزی و تسهیل حرکت هوا میباشد.
3- نمای جعبه ستون: در این حالت یک ردیف از عناصر جعبه-پنجره ای درنمای خارجی قرارگرفته اند که این عناصر با یک ستون عمودی در نما مربوط میباشند.این ستون عمودی میزان خروج هوا از طریق دریچه های بالا را افزایش میدهد.
3- نمای جعبه ای پنجره ای: در این حالت نمای خارجی به بخش های کوچکتر و مستقلی تقسیم می شود که هرکدام از آنها میتوانند همانند پنجره عمل کنند.
دسته دوم: طبقه بندی نمای دو پوسته بر اساس نحوه جریان هوا
الف) جریان هوای داخل از طریق شکاف به بیرون دفع میشود.
ب) هوا از داخل وارد شکاف شده و به داخل تخلیه شود.
ج) هوای تازه از بیرون به داخل شکاف فرستاده شده و به درون ساختمان تخلیه شود.
د) هوا از خارج وارد شکاف شده و به خارج تخلیه میشود.
دسته سوم: طبقه بندی نمای دوپوسته بر اساس نیروی محرک جریان هوا درمیان شکاف بین دوپوسته
– سیستم های تهویه به صورت مکانیکی: در این سیستم ها جریان هوا توسط فن تولید می شود که قابل تنظیم بوده و می توان آن را با دقت بالا کنترل نمود.
– سیستم های تهویه به صورت طبیعی: در این حالت، نیروهای محرکه بر مبنای جابه جایی طبیعی و اختلاف فشار هوا صورت می پذیرد.در این حالت نرخ جریان هوا مقدار معینی ندارد و این بستگی به شرایط آب و هوایی دارد. این حالت میتواند در شرایط آب و هوایی خیلی گرم اثر مثبتی در کاهش بار سرمایشی ساختمان داشته باشد.
نمای شیشه ای اسپایدر
اسپایدر به نوعی از نماهای مدرن شیشه ای خود ایستا گفته می شود که در آن شیشه بوسیله اتصالات نقطه ای به سازه متصل می گردد.
کاربرد اصلی نمای اسپایدر در ساختمان های تجاری و اداری
استفاده از نمای اسپایدر راه حلی برای ایجاد هر نوع سطح شیشه ای با حداکثر شفافیت در ساختمان است اعم از اینکه این سطح بعنوان نمای ساختمان،پوسته کاذب،دیوار جداکننده و یا حتی نرده ایفای نقش نماید
مزایا و معایب نمای اسپایدر
معایب :
دیتیل پیچیده بازشو
نیاز به کنترل مداوم جهت اجرای صحیح آب بندی
نیاز به محاسبات سازه و کنترل توسط مهندسین عمران در مقایسه با سیستم های مشابه مانند کرتین وال که نرم فزار ساده محاسباتی دارند
مزایا :
وزن کم سازه و اتصالات
شفافیت یکپارچه نما
سادگی جزییات اجرا
امکان اجرا سطوح پیچیده بدون نیاز به فرم دهی سازه
تنوع سیستم های زیرمجموعه نمای اسپایدر
مقاومت در برابر نیروی زلزله از طریق امکان جابجایی نما
مقاومت در برابر نیروی زلزله از طریق امکان جابجایی
کاهش میزان اتلاف انرژی بدلیل عدم وجود پل حرارتی فضای داخلی و خارجی و با امکان انتخاب شیشه های خاص
موارد تشکیل دهنده نمای اسپایدر سه بخش هستند :
1- شیشه
2- سازه
3- قطعات اسپایدری
شیوه های اجرا و طراحی سیستم سازه نمای اسپایدر
اسپایدر با سازه خرپا و سازه لوله ای
اسپایدر با سازه کابلی، خرپا کابلی
اسپایدر با سازه اسپیس فریم
اسپایدر کلمپ/ ایکس
اسپایدر فین گلس
اسپایدر با سازه خرپا و سازه لوله ای
در این روش خرپا فلزی جهت تحمل بار مرده و بار دینامیکی طراحی شده و اسپایدرها با جوش و یا پیچ بر روی این سازه نشسته و بار را منتقل می کنند.
اسپایدر با سازه کابلی، خرپا کابلی
در این روش سازه ای از کابل بصورت کراس و تور و یا خرپا وظیفه تحمل بار وانتقال آن به تکیه گاه ها را بر عهده می گیرد. ویژگی خاص این گونه نما زیبایی منحصر به فرد آن می باشد.
اسپایدر با سازه اسپیس فریم
در این روش اسپایدر با کمک یک واسط بر روی گوی اسپیس می نشیند. از جمله کاربردهای آن اجرای دقیق سطوح کروی، عرق چین و چند قوسی است.
اسپایدر کلمپ/ ایکس
پنجه هی اسپایدر را می توان به صور مختلف طبقه بندی نمود ولی متداول ترین آن سیستم های کلمپ و ایکس می باشد. قطعات کلمپ بصورت یک گل میخ و یا یک قطعه صلیب شکل بوده که شیشه را در خود جای می دهند و قطعات ایکس قطعاتی هستند که بصورت حرف ایکس و یا اچ انگلیسی بوده و توسط پیچ هایی که در شیشه جاسازی می شوند به اسپایدر متصل می گردند.
با استفاده از این روش می توان جداره های شیشه ای تا ارتفاع 7 متر را طراحی کرد. سازه نگهدارنده این روش به جای فلز، شیشه می باشد، به این ترتیب که یک تیغه شیشه ای لمینیت عمود بر صفحه نما در پشت نما قرار گرفته و پنجه های اسپایدر بر روی آن نصب می گردند سپس می توان شیشه های نما را نصب نمود.
اسپایدر فین گلس
استفاده از نماهای شیشه ای در ساختمان امکان شفافیت و ارتباط بیرونی و درونی ساختمان را محیا می کند. اما استفاده از نماهای شیشه ای معمولی هدر رفت انرژی فراوانی بهمراه دارد ولی با انتخاب نوع طراحی و اجرای نمای شیشه ای میتواند تاثیر فراوانی در جلوگیری از این عیب داشته باشد. استفاده از نمای اسپایدر با نوع شیشه ی مناسب یکی از گزینه های مناسب باشد ولی شیشه های دوپوسته (که لایه بیرونی آن ها نیز می تواند شیشه اسپایدر اجرا شود) بدلیل حداکثر جلوگیری از هدر رفتن انرژی یکی از بهترین گزینه ها می باشد.
نتیجه