مواد هوشمند در معماری و صنعت ساختمان

مواد هوشمند در معماری و صنعت ساختمان

تعداد بازدید: 8962
کد مطلب: 6827
تاریخ انتشار: 09:34 08 خرداد 1391

مواد هوشمند در معماری و صنعت ساختمان

 
 

کاربرد مواد هوشمند در معماری و صنعت ساختمان (Smart Materials in Architecture & Bulding Industry) به سال 1988 باز می گردد. خانه هوشمند TRON که در سال 1988 توسط کن ساکامورا (Ken Sakamura) در نیشی ازوبا در ژاپن طراحی شد، اولین خانه ای است که با توجه به استاندارد های امروزی می توان آن را هوشمند دانست. طراحی این خانه در آن زمان یک میلیارد ین هزینه در بر داشته و در این خانه تمام اتوماتیک، 380 کامپیوتر به صورت شبکه قرار گرفته بودند. ده سال بعد در سال 1998، بیل گیتس خانه هوشمندی ساخت که به علت استفاده از حسگر ها و نرم افزارهای مختلف، قابلیت شناسایی افراد را داشت. این خانه می توانست، بر حسب تنظیمات کاربر، محیط را تغییر دهد. به عنوان مثال هنگامی شخصی وارد اتاق می شد، تصویر مورد علاقه او به نمایش در می آمد.

کنسرسیومی متشکل از انستیتوهای فرانهوفر و شرکت های خصوصی و با همکاری انستیتوی مدارها و سیستم های میکروالکترونیک فرانهوفر (IMS) ساختمان اینهاس (INHAUS) را در سال 2001 در دویسبورگ آلمان بنا کردند. هدف از این پروژه جمع آوری تجهیزات پیشرفته جهت احداث خانه ای بود تا مدرن، زیبا، ارگونومیک و راحت باشد. بزرگترین پروژه هوشمنددر حال اجرا در اروپا، مربوط به احداث 1000 خانه نمونه در آلمان است که با همکاری موسسه های مختلف فرانهوفر انجام می گیرد.

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.

در سال های اخیر تحقیقات بسیاری در زمینه نما های منطبق شونده (Adaptive Building Envelopes) انجام شده است. در واقع نماهای جدید، می توانند نسبت به محیط اطراف خود واکنش نشان دهند. بسته به نوع طراحی و حسگر هایی که در ساختار این نما ها قرار دارند، آن ها می توانند به صورت برگشت پذیر و در مدت زمان طولانی به محیط اطراف خود پاسخ دهند. بنابراین این نما ها به مواد و محصولاتی نیاز دارند که خواص برگشت پذیر داشته باشند. این نماهای ساختمانی جدید می توانند شکل، رنگ، صدا یا بوی متفاوتی را بسته به شرایط مختلف ایجاد کنند.

 
 

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 سال های 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.

آرشیتکت های موسسه US-American dECOi یک دیوار تعاملی را طراحی کرده اند. در این پروژه تعدادی محرک پنوماتیک در داخل سازه قرار گرفته است. این محرک ها به صورت مکانیکی به سطح متصل شده اند و سطح دیوار نیز از ردیف هایی از کاشی های متحرک و مثلثی پوشانده شده است. این دیوار می تواند نسبت به نور، صدا و حرکت واکنش نشان دهد. برای این منظور، نرم افزار مخصوصی وجود دارد که می تواند سطح را به صورت سه بعدی حرکت داده و حرکت پیوسته کاشی ها، حرکت موج را به شکلی طبیعی شبیه سازی می کند.

  

 
 

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.

یکی از سیستم هایی که توانایی تغییر میزان شفافیت را در نمای ساختمان دارد دیوار نازک EFTE از شرکت CycleBowl است که معماری به نام اتلیر براکنر (Atelier Bruckner) از اشتوتگارت آلمان، آن را در Expo 2000 هانوفر معرفی کرد. بالشتک های سه لایه ای این سیستم، هر کدام از سه صفحه تشکیل شده اند:

1- یک صفحه طرح دار

2- یک صفحه با طرح مکمل صفحه اول

3- یک صفحه شفاف.

به وسیله کنترل پنوماتیک می توان لایه ها را به هم فشرده کرد و بنابراین نمای خارجی ساختمان گاهی به صورت مسطح و گاهی به صورت سه بعدی ظاهر می شود.

 
 
 

تلاش هایی در حال انجام است تا بتوان اجزای ساختمان مانند دیوارها و پنجره ها را در برابر صوت عایق کرد و این کار توسط ایجاد امواج صوتی مخالف انجام می گیرد. پس از برخورد موج صوتی، این موج مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و توسط فرستادن امواج مخالف، موج ورودی خنثی می شود. برای این منظور از تبدیل کننده های صوتی پیزوالکتریک استفاده می شود.

 
 

تولید کنندگان چینی موفق به تولید موادی شده اند که می توانند عطر را در خود ذخیره کنند. هنگامی که این مواد به عنوان پوشش کف مورد استفاده قرار می گیرند، این توانایی را خواهند داشت که در صورت قدم گذاشتن بر آن ها مولکول های عطر خارج شده و در فضای اتاق پراکنده شوند. نمونه زنده ای از این ایده، یک اثر هنری از هنرمند آلمانی به نام الافور الیاسون با نام دافت تونل (Dufttunel) در ولفسبورگ است. این اثر، از ردیف های متناوبی از گل های معطر تشکیل شده و سه قسمت تونل به طور مداوم در حال چرخش هستند تا تمام گل ها به نور طبیعی دسترسی داشته باشند و اثر عطر آن ها تشدید شود. گل های معطر هر شش هفته یکبار تعویض می شوند.

               
 
 

برای طراحی ساختمان های هوشمند، نیاز به موادی است که بتوانند حجم وسیعی از داده ها را دریافت و پردازش کنند. موادی که توانایی پاسخ دهی به محرک های خارجی را داشته باشند، مواد هوشمند نامیده می شوند. 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 یا تیتانیا)

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)

 
 
نظرات درباره این مطلب
 
 
نام
پست الکترونیک
نظر
 
CAPTCHA Image
Reload Image
 
محمدی
درخواست اطلاعات وکاتالوگ
<<پاسخ به این نظر
09:44 11 ارديبهشت 92
plus  0  
min   0
admin
کاربرگرامی در آینده اطلاعاتی بیشتری در زمینه کاربرد مواد هوشمند در صنعت ساختمان روی سایت قرار خواهد گرفت
14:03 11 ارديبهشت 92
plus  1  
min   0
مطالب مرتبط