کاربرد پانل های شیشه ای هوشمند در ساختمان های تجاری و مسکونی
امروزه نیازمندی های معماری مدرن با معماری متداول در دوران باستان و قرون وسطی متفاوت است.این تفاوت بنیادی نه تنها در استفاده کاربردی از فضا بلکه در رویکرد مفهومی نوینی که امروزه نسبت به استفاده کاربردی از فضا و قسمت های مربوط به آن وجود دارد نیز انعکاس می یابد. تقابل نیازهای منحصر بفرد در تامین رفاه و آسایش در چنین قسمت هایی منجربه اعمال طراحی های نوین و پیچیده و همچنین کاربرد سیستم های ساختمانی به مراتب انعطاف پذیرتر و مقرون به صرفه تر و مصالح مدرن شده است. یکی از موارد همیشگی و چالش برانگیز در معماری حداکثر استفاده از فضای موجود و تامین خواسته ها و نیازهای کاربران است.
امروزه فناوری های نوین دسترسی به محصولات متنوع را امکان پذیر ساخته اند و اعمال موفقیت آمیز آن ها در ساختمان در مقایسه با مصالح قدیمی منجربه عملکرد بهتری می شود. در این میان، انواع مختلفی از پانل های شیشه ای و پلاستیکی با رنگ ها و پرداخت متنوع گسترش یافته اند که در ساخت آن ها از فویل هایی با رنگ های متفاوت و سطوح شیشه ای با ظرفیت و توانایی مختلف در برابر تغییرات به کار می رود.شیشه در معماری یکی از مصالح اصلی به شمار می رود و با موفقیت در طراحی قسمت های داخلی، پارتیشن ها و پانل ها با طراحی های دلخواه به کار می رود و از این عنصر در ساخت درها، پلکان، رخبام، کف و سقف و در ترکیب با جلوه های بصری نیز استفاده می شود که این مورد آخر ابزار بصری موثر و قدرتمندی برای معماران قلمداد می شود.
در سازه های معماری تقریبا در پوشش خارجی ساختمان از پانل های شیشه ای به عنوان «نمای شیشه ای» استفاده می شود و در شیشه کاری پنجره ها در اندازه های مختلف به کار می روند.از آنجایی که شیشه کاری نقش بسزایی در تعدیل انرژی ساختمان ایفا می کند، در آیین نامه های ساختمانی تصریح شده است در صورتی که مساحت سطح شیشه کاری بیش از 30 درصد باشد، موضوع تعدیل انرژی در طراحی سیستم گرمایش ساختمان ها همواره باید مورد توجه قرار گیرد.
پانل های «هوشمند» با خصوصیت های کارآمد
در سایه فناوری مدرن هر روزه مصالح نوینی عرضه می شود که می توان از آن ها در حوزه های مختلف صنعتی استفاده کرد. صنعت ساختمان یکی از بزرگترین کاربرانی است که از دامنه وسیعی از محصولات بهره مند می شود. امروزه در حوزه تکنولوژی ساختمان عناصر ساختمانی انگشت شماری وجود دارند که از نظر فنی در معرض تغییرات قابل توجهی قرار نگرفته اند و هدف از کاربرد آن ها در صنعت ساخت و ساز افزایش کارآیی آن ها است.
یکی از این محصولات شیشه است که سال های متمادی در صنعت ساختمانی حضور همیشگی داشته است و با گذشت زمان در عملکرد اصلی آن تغییر و تحولاتی ایجاد شده است.پانل یکی از کارآمدترین مصالح مدرن است که امروزه نوعی از آن تحت عنوان EC (شیشه رنگی ) موجود است و با استفاده از انرژی برق به دو صورت مات و شفاف به کار می رود. عملکرد این قبیل پانل ها طوری است که می توانند میزان نفوذ روشنی روز را کاملا تنظیم کنند و بر نور کم فضاهای داخلی ساختمان تاثیر گذارند. در معماری امروزی به پانل های شیشه ای «پنجره های هوشمند» نیز گفته می شود.پنجره های تک جداره و سنتی با قاب شیشه ای طیف وسیعی از نور خورشید را از خود عبور می دهد و هم زمان اشعه مادون قرمز را جذب می کند(منعکس نمی کند).
این خصوصیت به ویژه در زمستان هنگام نیاز به گرما بسیار مناسب است اما در عوض در فصل تابستان به دلیل نیاز به سیستم سرمایش تاثیر معکوس دارد.فناوری نوین پانل های شیشه ای بر پایه سیستم های کریستال مایع شکل گرفته است و ویژگی اصلی این قبیل فناوری قابلیت تغییر پذیری آن از رنگ تقریبا نیمه شفاف به شفاف است و می تواند شیشه فتوکرومیک را در نور خورشید تاریک کند.کاربرد این قبیل مصالح درساختمان های تجاری و مسکونی موجب کاهش مصرف انرژی می شود در نتیجه از انرژی به بهترین شکل ممکن استفاده می شود.
در حال حاضر دو نوع سیستم تکنولوژیکی مختلف وجود دارد که کاربرد آن ها در طراحی معماری مدرن می تواند بسیار موثر واقع شود: محصولات اکسید متال و SPD یا شیشه هوشمند.پانل های این دو سیستم از نظر عملکرد،ساخت و کنترل از خصوصیات مختلفی برخوردار هستند.
پانل های شیشه ای بیرونی MOEC
این فناوری شامل کاربردپنج لایه باریک اکسید متال در فضای تهی میان پانل های شیشه ای است .کاربرد این نوع پانل شیشه ای در پوشش ساختار دریچه های بیرونی بسیار مناسب است به عنوان مثال می توان در نماهای شیشه ای بزرگ از این پانل ها استفاده کرد بی آن که نگران افزایش گرما باشیم(تاثیر گلخانه ای).
فناوری نوین پانل های شیشه ای بر پایه سیستم های کریستال مایع شکل گرفته است و ویژگی اصلی این قبیل فناوری قابلیت تغییر پذیری آن از رنگ تقریبا نیمه شفاف به شفاف است و می تواندشیشه فتوکرومیک را در نور خورشید تاریک کند.
پوشش پانل شامل ذرات معلقی است که مخصوص ترکیبات شیمیایی چند لایه بین دو سطح شیشه ای طراحی شده است.هنگامی که در پانل SPD در لایه های رسانا از برق استفاده می شود،ذرات معلق به طور موقتی در میدان الکتریکی قرار می گیرند و امکان عبور نور از پانل را میسر می کنند.
پانل شیشه ای MOEC (اکسید متال الکتروکرومیک) روشن تا بیش از 62 درصد از روشنی روز و هنگامی که کاملا تیره است سه و نیم درصد از نور را از خود عبور می دهد.
نصب پانل های شیشه ای کوچک در فصل زمستان منجربه کاهش چشمگیر اتلاف انرژی می شود و در فصل تابستان نیازبه سیستم های سرمایش را به حداقل می رساند.پانل کوچک و شفاف MOEC که روی نمای ساختمان نصب می شود با گذشت پنج دقیقه کاملا تیره می شود. ابتدا اطراف پانل تیره می شود و این تیرگی به تدریج تا مرکز پانل گسترش می یابد. در نماهای بزرگ تر اثر تیرگی نسبتا طولانی تر است.مواقعی که هوا به سرعت ابری و آفتابی می شود، میزان روشنایی پانل به حداقل می رسد.
پارتیشن ها براساس فناوری SPD
پانل هایی که با توجه به فناوری SPD شکل می گیرند متشکل از دو سطح پلاستیکی یا شیشه ای شفاف با پوشش قابلیت رسانا مخصوص در داخل پانل هستند. پوشش پانل شامل ذرات معلقی است که مخصوص ترکیبات شیمیایی چند لایه بین دو سطح شیشه ای طراحی شده است.هنگامی که در پانل SPD در لایه های رسانا از برق استفاده می شود،ذرات معلق به طور موقتی در میدان الکتریکی قرار می گیرند و امکان عبور نور از پانل را میسر می کنند.سیستم SPD هنگامی که در وضعیت تیره قرار گیرد از برق استفاده نمی کند.این سیستم این امکان را در اختیار کاربر قرار می دهد تا وضعیت روشن یا خاموش و حالت شفافیت ومات بودن پانل را کنترل و تنظیم کند.علاوه بر این ، این سیستم امکان زمان برنامه ریزی وضعیت پانل را به طور هفتگی یا ماهانه بسته به ماهیت ساختمان تجاری یا مسکونی را ممکن می سازد.
با در نظر گرفتن اطلاعات برگرفته از دپارتمان انرژی ساختمان در سال 2008 مشخص شد که ساختمان ها در آمریکا در سال 2006 ، 39 درصد از انرژی کل مورد نیاز و 73 درصد انرژی برق را مصرف کردند. براساس تحقیقی که کمیسیون انرژی کالیفرنیا پیرامون پنجره های الکتروکرومیک انجام داد، چنین برآورد شد که در حدود 44 درصد در مصرف انرژی برق صرفه جویی شد. با در نظر گرفتن کارایی پانل هوشمند، می توانیم با اطمینان پانل های SPD را در شکل های مختلف در ساختمان های اداری و مسکونی نصب کنیم.از آنجایی که این فناوری در سطوح پلاستیکی شفاف نیز به کار می رود. این امکان وجود دارد که از نقطه نظر معماری سطوح منحنی شکل و قسمت هایی به شکل دلخواه طراحی شوند.
نتیجه گیری
کاربرد پانل هوشمند به عنوان مصالح جدید و انعطاف پذیر در معماری، طراحی و ساختار سازه های مختلف منجربه شکل گیری واحدها و فضاهایی با کاربردهای چندگانه شده است. به دلیل اینکه از فناوری پانل های هوشمند در سطوح پلاستیکی شفاف نیز استفاده می شود، می توان از سطوح منحنی شکل در قسمت هایی با کاربردهای چندگانه بهره مند شد.با استفاده از این مصالح در معماری ساختمان تجاری و مسکونی می توان از مصرف کلی انرژی ساختمان کاست.
منبع: مجلات وین