ساختمان های هوشمند

با توسعه در زمینه مصا‌لح، فرآورده‌ها و روش‌های ساخت ابداعی، حرکت به سوی ساختمان‌هایی با کارایی بالاتر، صرفه اقتصادی بهتر و سازگار با محیط زیست امری ضروری است. طراحی معماری می تواند به گونه ای باشد که در شرایط مختلف تغییر کند.

ساختمان ها می توانند به جای تحمل کردن یا خنثی کردن تغییرات ناخواسته که به وسیله شرایط طبیعی و انسانی ایجاد می شوند، از این اثرات استفاده کرده و طرح جدیدی را ایجاد کنند. لذا معماران بایستی با شناخت کامل مواد و مصالح جدید و با به کارگیری بجا از آن ها، ساختمان ها را طراحی کنند. همچنین با به خطر افتادن محیط زیست و تولید انرژی های پاک، حضور معماری در این عرصه بسیار مهم و قابل توجه بوده است. امروزه معماری پایدار در تمامی زمینه ها از مسائل روز دنیا است که هوشمند سازی از طریق مواد نانو نقش پر رنگی به خصوص از طریق مواد و مصالح مصرفی ساختمان ایفا می کند .

موادی که توانایی پاسخ دهی به محرک های خارجی را داشته باشند، مواد هوشمند نامیده می شوند. مصالح و فرآورده‌های هوشمند خاصیت تغییرپذیری دارند و قادرند مشخصه‌های ظاهری‌ یا درونی خود را در پاسخ به تاثیرات فیزیکی و شیمیایی به صورت برگشت‌پذیر تغییر دهند.

اهمیت مواد هوشمند در ساختمان ها

اهمیت مواد هوشمند هنگامی مشخص می‌شود که نقش آنها در ایجاد سیستم‌های سازگارتر در نظر گرفته شود. این مصالح اساس کار سایر سیستم‌های حسگر، سازگار و کنترل شده را تشکیل می‌دهند. هدف نهایی، ساخت موادی با هوشمندی مواد موجود در طبیعت است. با ایجاد خواص مورد نظر در سطح مولکولی، می‌توان مواد ابر هوشمند ساخت که قادرند نقش نظام‌های هوشمند موجود را ایفا کنند. یک سیستم ساختمانی هوشمند پیشرفته می‌تواند علاوه بر کنترل سیستم ایمنی، انتقال بار، گرمایش و تهویه مطبوع، اثر بارهای باد و زلزله را اندازه‌گیری نموده و سیستم‌های ضد ارتعاش را در مقابل نیروهای محرک خارجی به کار اندازد. با عرضه مواد هوشمند توانمندی‌ها و امکانات نو در اختیار مهندسان و طراحان قرار خواهد گرفت. از مهمترین مصالح هوشمند موجود در صنعت ساختمان می‌توان به بتن و شیشه هوشمند مورد کاربرد در ساختمان‌ ها اشاره کرد.

دسته بندی مواد هوشمند در معماری و صنعت ساختمان

برای طراحی ساختمان های هوشمند، نیاز به موادی است که بتوانند حجم وسیعی از داده ها را دریافت و پردازش کنند. از جمله مواد هوشمندی که در معماری مورد استفاده قرار می گیرند می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1- مواد هوشمند با قابلیت تغییر شکل (مواد با قابلیت انبساط حرارتی، ترمو بی متال ها، آلیاژهای حافظه دار)

2- مواد با قابلیت تغییر رنگ و تغییر خواص نوری (مواد فوتوکرمیک، مواد ترموکرومیک و ترموتروپیک، مواد الکتروکرومیک و الکترو اپتیک)

3- مواد با خواص چسبندگی متغییر (دی اکسید تیتانیم)

4- مواد هوشمند درخشان (مواد فلورسانس، مواد فسفرسانس، مواد الکترولومینسانس)

5- مواد هوشمند تولید کننده الکتریسیته (سل های خورشیدی حساس شده با رنگینه، سرامیک ها و پلیمرهای پیزو الکتریک)

شیشه هوشمند

در سه دهه آخر قرن ۲۰ تغییرات وسیعی در صنعت شیشه ایجاد شد. در دهه ۶۰ و ۷۰ افزودن رنگ‌هایی برای کاهش اتلاف حرارتی و خیرگی مرسوم شد. این روند در سال‌های بعد به ایجاد فیلم‌های شفاف شیشه از اکسید فلزات،  فیبر شیشه، واحدهای رزینی، تیوب‌ های اکریلیک، کریستال‌های مایع، ائروژل‌ها و شیشه کاری کروموژنیک منجر شد. این شیشه‌ها به صورت دینامیکی با شرایط اقلیمی متغیر خارجی و نیازهای ساکنین تطبیق داده می‌شود. ایجاد این سیستم‌ها گام بلندی به سمت طراحی پوسته پایدار ساختمان است که نور در آن فاکتور اساسی بوده و علاوه بر کاهش مصرف انرژی، شفافیت و آسایش را به همراه دارد.

قابلیت تغییر شکل در معماری

به دلایل بسیاری، قابلیت تغییر شکل در بخشی از یک ساختمان یا در کل بنا بسیار مورد توجه است. به عنوان مثال می توان به سقف های متحرک اشاره کرد. برخی از این سقف ها از قطعات مختلف ساخته شده اند که این قطعات قابلیت لغزش روی یکدیگر را دارند. هنگامی که این قطعات در کنار یکدیگر قرار می گیرند یک سقف مستحکم یا قابل انعطاف ایجاد می کنند. این سقف ها از دهه 1970، به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار گرفته و به عنوان سقف های موقت برای استادیوم ها و استخر ها استفاده می شوند.

قابلیت تغییر رنگ و ظاهر در معماری

لایه هایی که توانایی تغییر خواص نوری خود را دارند در نمای ساختمان ها به کار می روند تا روشنایی داخل ساختمان و میزان پوشیدگی فضای داخل را کنترل کنند. در گذشته، سیستم های مکانیکی مورد استفاده قرار می گرفتند ولی امروزه از مواد خاصی استفاده می شود که در دمای مشخص یا تحت تاثیر میدان الکتریکی از حالت مات به شفاف تبدیل می شوند.

منبع: http://www.packmangroup.com