آشنای با مصالح جدید معماری

در این مقاله با معرفی مصالح جدید معماری در کنار شما هستیم ، آیا معماران راه کارهایی برای برآورده کردن چالش های معماری در سال 2030 اتخاذ کرده اند، یا به دنبال روش هایی برای صرفه جویی در انرژی هستند، آیا برای طراحی ساختمان ملاحظاتی را مد نظر قرار داده اند تا میزان انتشار کربن را محدود کنند یا از تغییرات شرایط آب و هوایی کره ی زمین جلوگیری کنند.

در راستای کمک به معماران برای برآورده کردن اهداف خود، موج جدیدی از علم شیمی و مواد شکل گرفته است که سعی در استفاده از مواد ابتکاری و ساخت سیستم های نوین به بازار دارد. استفاده از عایق های فومی پیشرفته با روکش های چند لایه و نسل بعدی مصالح جدید معماری با کارایی بالا باعث تسریع در طراحی انرژی می شود.

سیستم های پنجره بندی دقیق و هوشمند با استفاده از فناوری نانو

محققان دانشگاه پرینستون پیش بینی کرده اند که در آینده ای نزدیک پنجره های هوشمند می توانند باعث صرفه جویی 40 درصدی در هزینه های انرژی شوند. محققان نوع جدیدی از پنجره های هوشمند را طراحی کرده اند که قابلیت تنظیم کردن میزان نور و گرمای وارد شده به ساختمان را دارد و به کمک سلول های خورشیدی تعبیه شده در آن باعث انتقال گرما به داخل خانه می شود. این فناوری از شیشه های نازک بهره گرفته است که انعطاف پذیری بالایی دارد. با استفاده از این روش جدید، صاحبان خانه و مدیران ساختمان می توانند به کمک برنامه های کاربردی نصب شده بر روی گوشی های همراه خود میزان نور خورشید وارد شده به داخل ساختمان را در طول روز کنترل کنند تا بدین ترتیب در هزینه های گرمایش و سرمایش صرفه جویی کنند.

مصالح جدید معماری و چوبی مهندسی شده با ارتفاعات جدید

پرتوهای نور افقی وارد شده به خانه و ساختمان های چوبی بلندتر از قبل را در نظر بگیرید. پنل های تخته ای چند لایه (CLT) مصالح جدید معماری هستند که به منظور برآورده کردن اهداف معماری طراحی شده است. CLT مزیت های خاصی از نظر کارآمدی انرژی در مقایسه با چوب ارائه می دهد. این روش جدید با ابعاد حداکثر عرض 10 فوت، طول 40 فوت و ضخامت بیش از یک پا تولید می شود. با محصولات چوبی مهندسی شده، الیاف چوب قدرتمندتر می شود. سطح چوب با پلاستیک های 100 درصد عایق پوشانده شده است که مانع از پوسیدگی چوب در محیط های خارجی می شود. در چوب های معمول تنها 63 درصد از درخت قابل استفاده است اما در پانل های کامپوزیت بیش از 95 درصد از درخت قابل استفاده است.

پنل های عایق ساختاری SIP خاکستری

مولفه های اصلی SIP فوم و مجموعه ای از دیوارهای برشی OSB است که نیاز به مقدار کمتری انرژی و مواد خام برای تولید نسبت به سیستم های ساختمان سازی ساختاری دارد. در حال حاضر اغلب سیستم های حرفه ای مبتنی بر SIP برای کارآمد کردن انرژی طراحی شده اند و پیشرفت های جدیدی نیز در پانل ها صورت گرفته است که باعث بهبود نصب آنها می شود. برای مثال، برخی از تولید کنندگان در حال تولید پنل هایی با عایق گرافیت پلی استایرن GPS هستند که مشخصا با رنگ خاکستری شناخته می شود، این پانل ها دارای مقدار R بالاتری هستند- گاها 20 درصد بالاتر. در برخی موارد، متخصصان ساختمان و معماران می توانند از صفحات نازکتری استفاده کنند چون نیاز به انرژی کمتری دارند. SIP به معماران در دست یابی به گواهی نامه های LEED Platinum و استانداردهای Passive House کمک می کند.

پنل های عایق خلاء VIP با ارائه مزیت هایی برای خانه های کوچک و هوشمند

روندها نشان می دهد که امروزه خانه های ایالات متحده هوشمندتر شده اند و VIP می تواند راه حلی کارآمد و مقرون به صرفه باشد. VIP متشکل از یک ماده ی هسته ای متخلخل از پاکت های هوادهی شده است. هوا در لابه لای این پاکت ها به دام می افتد و گرما مبحوس می شود. شورای تحقیقات ملی کانادا NRC به مدت 5 سال این نوع از پانل های عایق بندی را مورد نظارت و آنالیز قرار داده است، این شورا پیش بینی کرده است که برخی از عایق های VIP تا بیش از 80 درصد باعث بهبود عملکرد حرارتی ساختمان شده است.

افزایش کارایی با نورپردازی صحیح

روکش های دیواری بخش مهمی از تاثیرات بصری ساختمان محسوب می شود و پل ارتباط حرارت ساختمان با محیط است، ممکن است یکی از عوامل مهم اتلاف انرژی در ساختمان نیز باشد. برای دست یابی به نیازهای نورپردازی و کارآمدی انرژی می توان از ورق های پلی کربنات نانوژل استفاده کرد تا دیوارها و سقف در یک سیستم چند منظوره شفاف تر شود. علاوه بر این، انرژی مورد استفاده برای ورق های پلی کربنات بخشی از فرآیند تولید شیشه را شامل می شود. ورق های پلی کربنات با دوام هستند- 250 برابر نسبت به شیشه های معمول مقاوم تر است. در دمای 40 تا 120 درجه ی سانتی گراد تست شده است و به شدت در برابر تغییرات آب و هوایی، باران های اسیدی، نور خورشید مقاوم است. نانولوله های عایق شده را برای پر کردن ورق های پلی کربنات استفاده می کنند از جمله پلیمرهای مصنوعی یا بیوپلیمرها که از لحاظ شیمیایی یا فیزیکی با یکدیگر در ارتباط هستند و به این ترتیب باعث کارآمدتر شدن انرژی می شود و نسبت به شیشه های عادی تا50 درصد باعث صرفه جویی در مصرف انرژی می شود.

نسل بعدی مصالح جدید معماری ، پنل های دیواری برای صرفه جویی در انرژی

ساخت خانه های جدید نیاز به مواد و مصالح جدید معماری متعددی دارد، بسیاری از آنها به طور کامل مورد استفاده قرار داده نمی شود و منجر به تولید زباله می شود. نسل جدیدی از پانل ها از راه حل های کارآمد انرژی استفاده می کند. پانل های جایگزین نیاز به 40 درصد محصولات چوبی کمتر نسبت به چوب های برشی دارند و به طور بالقوه باعث کاهش 98 درصدی زباله می شود. نوع جدید از دیوارها لازم است جایگزین پوشش های سنتی بیرونی در ساختمان شود، این دیوارها ترکیبی از پلی ایزوسیانورانت (پلی ایزون) عایق پیوسته در فوم پلی یورتان SPF است، که هر دو بر روی پانل های فلزی قابل نصب می باشند. عایق های پیوسته با مفاصل نواری مانع مقاومی در برابر آب و هوا هستند.

سیستم های روکش گیاهی (سقف سبز) با مقاومت بلند مدت

بسیاری از معماران بر این باورند که سیستم های روکش گیاهی می تواند از ساختمان در برابر آب محافظت کند، هم چنین باعث کاهش میزان جریان آب می شود و فشار ناشی از سیستم های فاضلاب شهری و آلودگی را کاهش می دهد. چیزی که کمتر شناخته شده است این است که چگونه سیستم های خاص می تواند باعث افزایش طول عمر سقف شود و در عین حال بهره وری انرژی را افزایش دهد؟ غشای ضد آب که در سیستم های سقف سبز به کار می رود با بهره گیری از مواد PVC اثرات اشعه ی ماوراء بنفش را خنثی می کند و از شدت گرما در خانه می کاهد. بر طبق دستورالعمل های طراحی ساختمان بسیاری از سقف های موجود قابلیت تعویض با سقف های سبز را دارند. سیستم های بزرگ سقف به طور بالقوه قابلیت جمع آوری 17000 گالن آب باران در هر رویدارد طوفان را دارند که سالانه برابر است با 1819000 گالن آب. آب باران جمع آوری شده را می توان برای آبیاری گیاهان مورد استفاده قرار داد و به این ترتیب نیاز به آبیاری را تا 50 درصد کاهش می دهد.

چاپ سه بعدی خلاقانه برای بهبود عملکرد حرارتی

به زودی، عناصر بیرونی ساختمان را می توان در مقیاس بزرگ به کمک چاپگرهای سه بعدی چاپ کرد تا میزان کارایی انرژی را به حداکثر رسانده شود. اخیرا محققان هلندی این ایده را با استفاده از یک سیستم چاپ سه بعدی برای بهینه سازی عملکرد حرارتی تست کرده اند. این سیستم به عنوان Spong3D شناخته می شود. محققان بر این باورند که مواد جدید را می توان در توابع مختلف با یکدیگر ترکیب کرد تا عملکرد حرارتی بر اساس شرایط مختلف آب و هوایی در طول سال بهینه سازی شود. این کار با ادغام حفره های هوایی در عایق های حرارتی و کانال ها در سطوح بیرونی میسر می شود. Spong3D هنوز در مرحله ی اثبات است و به نظر می رسد که این تحقیق امیدوار کننده باشد.

در این مقاله به بررسی مصالح جدید معماری با انرژی کارآمدتر نسبت به گذشته پرداختیم ، شما میتوانید برای دنبال کردن مطالب بیشتر در این مورد به بخش مقالات در وبسایت طراح شید مراجعه کنید.