پنجره – نماهای شیشه ای و صرفه جویی انرژی (بخش دوم)
ژوئن 21, 2020
تحقیقی درخصوص خطاهای دیده شده در سیستم های نمای شیشه ای
دسامبر 23, 2020
از قرن بیستم در تکنولوژی ساخت، در ساختمانهای بلند پیشرفتهای اساسی صورت گرفته است.
ساختمانهای بلند به نشانهای از پرستیژ برای شرکتهای بزرگ – شهرها و حتی کشورها تبدیل شدهاند، بخش عمده این پرستیژ برعهده نماهای این ساختمانهای بلند و یا معروف میباشند تحمل بار نما توسط سیستم نما - عدم تبادل انرژی سرمایی و گرمایی - ظریف بودن – سبکی - شفاف و یا مات بودن نما ازجمله خواصی است که باعث این انتخاب میگردد.
برخی از فاکتورها در انتخاب سیستمهای نما در ساختمانهای بلند اهمیت فراوانی دارند ازجمله: بلندی ساختمان - محیط اطراف بنا - نوع ساختمان (هتل - مرکز اداری و یا تجاری و یا ساختمان فرهنگی) و نوع انتقال بار سیستم نما در بین فاکتورهای فوق مهمترین عامل در انتخاب نما برای ساختمانهای بلند نحوه انتقال بار سیستم نما است.
در ساختمانهای بلند نحوه رفتار سازه ساختاری بنا تاثیر مستقیم برروی نوع انتخاب سازه نما دارد.
هدف از این مقاله بررسی نماهای قابل استفاده در ساختمانهای بلند میباشد در مطالب زیر تلاش کردهایم به روند تاریخی و پیشرفتهای این نوع سازهها اشارهای داشته باشیم.
١-نما در ساختمانهای بلند
نما که در زبان انگلیسی به نام Fasad (صورت) مطرح است و گرفته شده از کلمه Facies است. چه در فضاهای شهری و چه در مناطق روستایی و در هر بنایی اولین موردی که به چشم ناظر دیده میشود نمای بنا است.
نما در عین اینکه شرایط داخلی بنا را براساس آنچه طراح میخواهد پوشش میدهد، شرایط بیرونی (جوی) را نیز به خوبی کنترل نموده و مانند یک فیلتر فضای داخلی را از فضای بیرونی جدا میکند و همزمان دربرخی از نماها به خاطر شفافیت جداره نما هر دوفضا در دسترس کاربران داخلی و ناظران بیرونیاند.
بناها با نماهای این چنین هم از یک معماری مدرن و هم از مصالح ساختمانی با استانداردهای بالا برخوردار میباشند.
نما بخشی جدانشدنی از یک بنای یکپارچه است گو این که وزن خود را بدون نیاز به سازه اصلی تحمل مینماید.
خصوصا در ساختمانهای بلند مرتبه محاسبات سازه اصلی نگهدارنده این نوع نماها از اهمیت بسیاری برخورددار هستند.
در ساختمانهای بلند – شروطی ازجمله: بلندی بنا - محیط اطراف بنا و نوع کاربری بنا در نحوه انتخاب نوع سازه نمای بنا مهم است.
٢- سیستمهای سازهای در بناهای بلند مرتبه
در دورههای تاریخی گذشته بناهای بلند بیشتر جهت نمادهای دینی و مذهبی و یادبود ساخته میشدند.
قدیمیترین بنای بلند به بلندی ١٤٧ متر هرم Keops در مصر است، این هرم تا ٤۵٠٠ سال بعنوان بلندترین ساختمان برروی زمین مطرح بوده است در اواسط قرن ١٦ دهم میلادی در انگلیس - فرانسه و آلمان بناهایی تا ارتفاع ١٦٠ متر ساخته شدند، پس از انقلاب صنعتی ساخت ساختمانهای بلند سرعت بیشتری گرفت. البته دلیل اصلی این سرعت، تکنولوژی ساخت بناها (محاسبات مهندسی) و مصالح جدیدتر بود. که باعث پایان دوره ساخت بناها با دیوارهای باربر و شروع ساخت بناها با اسکلتهای سازهای و مهندسی بود و در ادامه تولید سازههای فلزی و مقاوم و تولید فولاد ساختمانی در ادامه روند افزایش ارتفاع بناها بسیار مهم بودهاند.
البته از شروع ساخت بناهای بلند مشکلاتی نیز به وجود آمده که تاکنون نیز این مشکلات در این نوع سازههای خاص در مواردی دیده میشوند.
بعضا حرکات ساختمان، بعضا بارهای وارده بیرونی (باد)، بعضا بارهای ناشی از بلایای طبیعی (زلزله)، در بروز این مشکلات که قبلا تجربه نشدهاند موثر هستند که در این صورت انتخاب نوع سازه بنا و متعاقبا سازه نما در مقاومت بنا و نما بسیار با اهمیت هستند.
البته در بناهای با ارتفاع کمانتخاب نوع سازهها بسیار راحتر و با تنوع بیشتری است.
لذا در ساختمان بلند معماری بنا و سیستم سازهای بنا میبایست باهم طراحی شوند به طوری که هم رفتار سازهای بنا و نما باهم مطابقت داشته باشند و هم از بعد اقتصادی قابل توجیه باشد. براین اساس اکثرا در ساختمانهای بلند پلانهای کاربردی و ساده مورد استفاده بوده است که هم زمان از بعد اقتصادی نیز قابل دفاع هستند.
درساختمانهای بلند نیروهای عمودی و افقی وارده بر نماها میبایست بسیار موردتوجه قرار گیرند (سازههای نوع قابی، سازههای نوع دیوار پردهای و سازههای ترکیبی) ازجمله سازههایی است که در این نوع بناها مورد استفاده قرار میگیرند.
٣- تاثیرات و تغییرات در بناها و نماها در طی تاریخ
١-٣ – دوره ١٩٠٠ – ١٨٨٠:
بناهای بلند به همراه تکنولوژیهای نوین در صنعت ساختمانسازی از این دوره شروع شده است. ساختمانهای سنگین سنگی جای خود را به ساختمانهای سبک با سازههای فولادی (قابی) سپردند بیشتر نماهای این بناها از سنگ و یا تراکوتا (Terra cotta) است.
نمای این بناها با طراحیهای سنگین سنگی بسیار موردتوجه است. ازجمله این بناها میتوان به این موارد اشاره کرد: Singer Building / equitable life building/ Broadway Chambers – Home Insurance
٢-٣- دوره ١٩۵٠ – ١٩٠٠:
به دلیل پیشرفت در علم سازههای استراکچرال، چه در سازه بنا چه در سازه نما ساختمانهای مدرنتری در این دوره یا به عرصه وجود گذاشتند. از نمونههای بارز این دوره ساختمان chrysler Building هست که توسط William van alen طراحی شده است – ارتفاع بنا ١٦٣ متر بوده و بهصورت اسکلت قابی فولادی ساخته شده و درنمای آن از بلوکها آجری قرمز به همراه پنجرههای آلومینیومی استفاده شده است که در پایین آمدن وزن بنا نیز تاثیر زیادی داشته است.
٣-٣- دوره ١٩٧٠ – ١٩۵٠: در این دوره علاوه بر تکنولوژی سازههای عمودی تکنولوژی سازههای افقی نیز از اهمیت ویژه برخوردار شدند. ساختمان Chicago center ازجمله این بناهاست، ارتفاع این بنا ١٩٤ متر است و با کاربری مرکز اداری (ساختمان شهرداری) نمای این بنا ترکیبی از فلز و شیشههای برنز میباشد. ٤-٣ – دوره ١٩٧٠ و بهبعد:
از این دوره بهبعد نماهای کامپوزیت (سبکتر) و نماهای شیشهای حرفهایتر (کرتین والها) جای نماهای سنگی / آجری و تراکتاها (terra cotta) را گرفتند. ازجمله این بناها در ابتدای دوره فوق Hong kong shanghai bank میباشد که در سال ١٩٨۵ به اتمام رسیده معماری آن توسط آقای Norman faster انجام شده است. سازه بنا ترکیبی از بتن و سازه فولادی میباشد، نمای این بنا یکی از آثار بسیار زیبا بوده و ترکیبی از آلومینیوم و فولاد و شیشههای برنز است. نتیجه:
بشر همیشه در خصوص ناشناختهها کنجکاو بوده آرزوی دست یافتن به بالاترین نقاط از روی زمین نیز جزو این آرزوها بود که با پیشرفت تکنولوژیهای مهندسی و ساخت در حال دست یافتن به آن میباشد. اکنون فهمیدهایم که برای ساختمانهای بلند به فاکتورهایی ازجمله سیستم سازهای صحیح – اقتصادی بودن بنا و استاتیکی بودن ساختمان نیازمند میباشیم در طراحی بناها فاکتورهای زیبایی و معماری خارجی آن هم ازجمله دغدغههای طراح و یا معماران آن بناها میباشند.
باید توجه کرد، هرچند که در یک بنا استیل معماری، ریتم و جزئیات مهم هستند، محاسبات سازهای بنا و جزئیات مهندسی در نما نیز بسیار با اهمیت میباشند. با توجه به آنچه در این مطالعه به آن پرداخته شده در ساختمانهای تا قبل از سال ١٩٧٠ بارهای سازهای ساختمانها چه در بنا و چه در نما بهصورت عمودی طراحی شده و از سال ١٩٨۵ بارهای سازهای پیچیدهتر شده و بر این اساس بناها با نماهای خاصتری طراحی و ساخته شدند.
سازههای نماهای بیرونی بناها با سازههای اصلی بناها با سازگاری بیشتری با هم طراحی شدند و همدیگر را کامل نمودند، در نماها نیز سازههای باربر رفتهرفته براساس فلز (آلومینیوم) طراحی شدهاند و تکنولوژی طراحی نماها نیز پیچیدهتر و قابل اطمینانتر شده به طوری که پیچشهای سازه اصلی در طول بهرهبرداری هیچ خللی در عملکرد سازه نما ایجاد نمیکنند.
