در این مطلب می خواهیم درباره چند دانستنی راجب نمای ساختمان با یکدیگر صحبت کنیم.
انواع سیستم های نما
سیستم‌های نما شامل عناصر سازه‌ای هستند که مقاومت جانبی و عمودی در برابر باد و سایر اعمال را ایجاد می‌کنند و عناصر پوششی ساختمان که مقاومت در برابر آب و هوا و خواص حرارتی، صوتی و مقاوم در برابر آتش را فراهم می‌کنند. انواع سیستم نما که استفاده می شود بستگی به نوع و مقیاس ساختمان و الزامات برنامه ریزی محلی دارد که ممکن است بر ظاهر ساختمان در رابطه با همسایگان آن تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، آجرکاری اغلب به عنوان مصالح نمای خارجی مشخص می شود، اما روش مدرن ساخت ورقه داخلی از عناصر دیوار فولادی سبک (به نام دیوارهای پرکننده) تشکیل شده است که به طور موثر جایگزین بلوک های سنتی تر شده اند. انواع دیگر مصالح نما ممکن است به دیوارهای فولادی سبک متصل شوند، مانند رندر عایق، تخته های بزرگ، پانل های فلزی و کاشی های سفالی. طیف گسترده ای از نماها و اشکال ممکن است با استفاده از دیوار فولادی سبک از جمله پنجره های روبانی بزرگ، دیوارهای منحنی و شیب دار، و با برجستگی هایی مانند سایه خورشیدی یا بالکن ایجاد شود. مصالح نما ممکن است برای افزایش زیبایی ساختمان مخلوط شوند. همچنین می توان پانل های دیواری فولادی سبک را با روکش پیش چسبانده شده پیش ساخت. در ساختمان‌های چند طبقه، سیستم‌های دیوار پرده‌ای یکپارچه ایجاد شده‌اند که به کف یا تیرهای لبه سازه فولادی اولیه متصل می‌شوند. فولاد و شیشه نیز به طور گسترده در سیستم های نما و سقف استفاده می شود و اتصالات محلی به شکل براکت های فولادی ضد زنگ می باشد.سایر رابط‌هایی که بر طراحی نما تأثیر می‌گذارند شامل اتصال آجرکاری به تیرهای لبه فولادی، طراحی بالکن‌های پیشرو، سایه‌اندازی خورشیدی و اتصالات دیواره‌ها می‌شود.
عملکردهای نما
نمای ساختمان جدایی بین محیط های داخلی و خارجی را فراهم می کند، اما همچنین لازم است سطوح نور قابل قبول و ارتباط بصری با خارج را به صورت نماهایی از خارج از ساختمان فراهم کند. نما همچنین ممکن است لازم باشد که پنجره های باز شونده برای تهویه را در اختیار کاربر ساختمان قرار دهد.عملکرد نماها عبارتند از:
تنگی جوی از جمله حذف نفوذ آب و کنترل نفوذپذیری هوا و مقاومت در برابر اعمال باد.عایق (هم حرارتی و هم صوتی)؛
کنترل بهره خورشیدی و اشعه ماوراء بنفش و مدیریت نماها به داخل ساختمان. نمای ساختمان همچنین بوم نقاشی را در اختیار مالک و معمار قرار می دهد تا تصویری از کسب و کار، ایده آل ها یا چشم انداز مالک را ایجاد کنند.حذف ورود آب
یکی از نیازهای اساسی یک سیستم روکشی این است که آب از طریق آن به داخل ساختمان نشت نکند. یکی از راه های از بین بردن نشتی، ایجاد یک سیستم مهر و موم صورت در کل ساختمان، معادل یک غشای ضد آب و هوا است. هنگامی که چنین سیستمی سوراخ می شود، آبی که از سوراخ ها نشت می کند، داخل ساختمان است. در عمل، به دلیل پیچیدگی رابط بین مواد و اجزای مختلف در پوشش ساختمان و قرار گرفتن آن در معرض هوازدگی، دستیابی به چنین سیستم مهر و موم شده ای دشوار است. راه مطمئن تر برای ایجاد مقاومت در برابر نفوذ آب، اتخاذ سیستمی با دفاع اولیه و ثانویه است. پدافند اولیه برای مقاومت در برابر بیشتر بارندگی در نظر گرفته شده است، اما اگر آب از دفاع اولیه (خارجی) نشت کند، دفاع ثانویه آب را قطع کرده و به بیرون هدایت می کند. سیستم های بارانی و پروفیل های شیشه ای و قاب بندی به این صورت طراحی شده اند. سطح قرار گرفتن ساختمان ها در معرض آب و هوا با فشار باد طراحی مرتبط است. سطح عملکرد یک پوشش ساختمان را می توان مشخص کرد و مقاومت در برابر نفوذ آب را آزمایش کرد. مرکز فناوری پنجره و روکش (CWCT) یک «استاندارد برای پوشش‌های سیستم‌بندی شده ساختمان» منتشر می‌کند که دسته‌های عملکرد و آزمایش‌های آب‌وهوای مربوط به فشار باد طراحی را تعیین می‌کند.مقاومت در برابر اعمال باد
سیستم های روکش ساختمان برای حفظ حرکات باد و انتقال آنها به سازه اصلی ساختمان مورد نیاز است. سیستم‌ها معمولاً بر روی یک ساختمان طبقه به طبقه نصب می‌شوند، بنابراین در هر طبقه، قاب ساختمان وزن ارتفاع یک طبقه پوشش را تحمل می‌کند. پاکت ممکن است یا از پایین پشتیبانی شود یا از کف بالا آویزان شود. اعمال باد توسط سیستم روکش فلزی به طبقات ساختمان منتقل می شود که به عنوان یک تکیه گاه خطی عمل می کنند. سیستم های روکش فلزی ساختمان که از پانل های بزرگ تشکیل شده اند معمولاً یک طرفه هستند. بنابراین هر طبقه یک سطح از بار باد را روی یک ساختمان تحمل می کند. پانل های دیوار پرده معمولاً دو طرفه هستند و از چهار طرف توسط تراشه ها و مولیون هایی که آنها را قاب می کنند پشتیبانی می شوند. ترانسوم ها از یک طرف به طرف دیگر گسترش می یابند که توسط مولیون هایی که از طبقه ای به طبقه دیگر گسترش یافته اند پشتیبانی می شوند. بارها توسط براکت ها منتقل می شوند که معمولاً در لبه دال کف ثابت می شوند. مولیون ها معمولاً با اتصالات آستین دار برای دستیابی به انتقال نیروهای برشی در اتصالات ارائه می شوند. مولیون ها معمولاً از بالا آویزان می شوند تا در خم شدن و کشش عمل کنند. روکش صفحه باران، سنگ تراشی و رندر عایق به سیستم های پشتیبانی که معمولاً به گونه ای طراحی می شوند که از یک طبقه به طبقه دیگر گسترش می یابند ثابت می شوند.عایق حرارتی و صوتی
نمای ساختمان برای انجام یک عملکرد عایق حرارتی لازم است که تحت فشار برای کاهش مصرف انرژی و انتشار CO2 به طور فزاینده ای طاقت فرسا می شود. مواد عایق در قسمت های مات نما و از واحدهای لعاب عایق (igus) در قسمت های شفاف استفاده می شود. حداقل مقادیر U در مقررات ساختمانی ارائه شده است که برابر با ۰٫۳۵ W/m2K برای دیوارها و ۲٫۲ W/m2K برای پنجره ها و دیوارهای پرده ای است. عایق بهتر (مقدار U کمتر) به طور متوسط روی پوشش ساختمان می تواند با افزایش سطح دیوار مات و کاهش مساحت پنجره ها به دست آید. پوشش ساختمان همچنین جداسازی صوتی بین محیط خارجی و داخلی را فراهم می کند. به طور کلی، پوشش ساختمانی که از عناصر حجیم تر (مانند بنایی یا بتن پیش ساخته) ساخته شده است، جداسازی صوتی بهتری را فراهم می کند.بهره خورشیدی، سطوح نور و نماها به بیرون:
لعاب های بزرگی که در بسیاری از سازه های اداری از کف تا سقف امتداد دارند، نماهای بسیار خوبی از فضا و سطوح خوبی از نور طبیعی را ارائه می دهند. سطوح نور طبیعی با فاصله از نما کاهش می یابد و ۱۸ متر عمق پلان (نما به نما یا نما به دهلیز) است که در بالای آن نور طبیعی بسیار کم در نظر گرفته می شود. نفوذ نور مستقیم خورشید به داخل ساختمان باعث افزایش تابش و تابش خورشیدی می شود که هر دو با وسعت بیشتر لعاب افزایش می یابند. این اثرات با توجه به زمان روز و با فصول متفاوت است و هر دو باید در طراحی نما مجاز باشند. ارتفاعات جنوبی نور خورشید قوی‌تری را از زاویه بالاتر دریافت می‌کنند و می‌توان با استفاده از لوورهای افقی یا کفپوش‌های بریز سایه‌دار شد. تابش نور خورشید با زاویه کم می تواند یک مشکل خاص در اوایل صبح و اواخر عصر برای ارتفاعات شرق و غرب باشد. سایه زدن را می توان با باله های عمودی یا با پرده های کاربر ارائه کرد. بهره خورشیدی را می توان با تعیین یک پوشش کنترلی انتخابی خورشیدی بر روی یکی از سطوح شیشه (معمولاً در حفره یک igu) کاهش داد. این پوشش انتخابی نامیده می شود زیرا تابش خورشیدی با طول موج های مختلف به طور انتخابی اجازه عبور از پوشش را دارد: طول موج های مرئی نور اجازه دارند آزادانه تر از طول موج های فروسرخ عبور کنند. برای فضاهایی برای نمایشگاه ها یا نمایش مواد مستعد تخریب اشعه ماوراء بنفش (UV)، می توان یک فیلم بازدارنده اشعه ماوراء بنفش را روی سطح لعاب اعمال کرد یا می توان شیشه های چند لایه را با لایه های میانی کافی بین لایه های شیشه ای برای جذب اشعه UV مشخص کرد. بهره خورشیدی باید در طراحی خدمات ساختمان مجاز باشد. مزایای لعاب تمام قد در نتیجه فشار برای کاهش هزینه های انرژی مورد تردید قرار گرفته است زیرا مزایای کمی برای سطوح نور طبیعی در داشتن لعاب زیر سطح میز وجود دارد، اما لعاب تمام ارتفاع تقاضای گرمایش و سرمایش را افزایش می دهد و هزینه های انرژی را افزایش می دهد. برنامه هدف صفر این مسائل را در زمینه انواع مختلف ساختمان در نظر می گیرد.مدارس، بیمارستان‌ها و ساختمان‌های مسکونی غالباً به نسبت مساحت نما، دارای دیوارهای بزرگ تر و پنجره‌های کوچک تر هستند و بنابراین این مسائل اهمیت کمتری دارند.انواع سیستم های نما
طیف گسترده ای از سیستم های نما ممکن است در ساختمان های چند طبقه مدرن استفاده شود که عبارتند از:- آجرکاری و سنگ کاری (آجرکاری)
- دیوار پرده
- پانل های بتنی پیش ساخته با انواع مختلف پرداخت
- رندر عایق
- روکش فلزی
- کاشی و پانل های روکش سنگ
- تخته های بزرگ متشکل از روکش زیبایی و آب و هوای محکم
- سیستم های نمای شیشه ای و فولادی
- پانل های کاست فولادی با پوشش رنگی بزرگ که روی ریل های عمودی پشتیبانی می شوند.
- انتخاب سیستم نما به مقیاس و کاربری ساختمان چند طبقه و به محیط محلی و همسایگان آن بستگی دارد. انواع قطعات فولادی ممکن است در سیستم های نمای مدرن استفاده شود، مانند:
- ورق های پروفیل فولادی و پانل های کامپوزیت (ساندویچی).
- پانل های کاست تخت و سفت با لبه های تا شده
- دیوارهای پرکننده فولادی سبک با استفاده از مقاطع C
- مقاطع فولادی توخالی (اغلب دایره ای) برای نماها و سقف ها، به ویژه برای جلوه های بصری در دهلیزها و نواحی ورودی استفاده می شود.
- سیستم های پشتیبانی لعاب فولادی ضد زنگ
- عناصر فلزی در دیوارهای پرده واحد
- دیوارهای پرکننده فولادی سبک تا حد زیادی جایگزین ورقه داخلی بلوک کاری در ساختمان‌های فولادی و بتنی شده‌اند. انواع سیستم های نما ممکن است به دیوارهای پرکننده متصل شوند. چند نمونه در زیر نشان داده شده است.
مزایای سیستم های نمای فولادی:
مزایای سیستم های نمای فولادی را می توان از نظر الزامات عملکردی و زیبایی شناختی به شرح زیر بیان کرد:- تنوع رنگ و بافت سطح امکان پذیر است
- نماهای سبک وزن بارهای وارده بر سازه پشتیبان را به حداقل می رساند
- دیوارهای پرکننده فولادی سبک با استفاده از مقاطع C می توانند برای پشتیبانی از طیف گسترده ای از سیستم های روکش استفاده شوند
- برای سرعت نصب، نماها را می توان به شدت پیش ساخته
- از سیستم های شیشه ای فولادی می توان برای جلوه بصری در قسمت های ورودی بلند و دهلیزها استفاده کرد
- فولاد غیر قابل احتراق و مقاوم در برابر آسیب در پانل های نما است
- سطح بالایی از عایق حرارتی و صوتی را می توان ارائه داد.
مزایای سیستم های نمای فولادی
مزایای سیستم های نمای فولادی را می توان از نظر الزامات عملکردی و زیبایی شناختی به شرح زیر بیان کرد:- تنوع رنگ و بافت سطح امکان پذیر است
- نماهای سبک وزن بارهای وارده بر سازه پشتیبان را به حداقل می رساند
- دیوارهای پرکننده فولادی سبک با استفاده از مقاطع C می توانند برای پشتیبانی از طیف گسترده ای از سیستم های روکش استفاده شوند.
- برای سرعت نصب، نماها را می توان به شدت پیش ساخته
- از سیستم های شیشه ای فولادی می توان برای جلوه بصری در قسمت های ورودی بلند و دهلیزها استفاده کرد
- فولاد غیر قابل احتراق و مقاوم در برابر آسیب در پانل های نما است
- سطح بالایی از عایق حرارتی و صوتی را می توان ارائه داد.
دیوارهای فولادی سبک ممکن است دو نوع باشند:
دیوارهای پرکننده فولادی سبک که بین طبقات یا بین کف و تیر لبه قرار دارند سیستم های پانل شده که خارج از لبه دال قرار می گیرند و در مکان های مجزا متصل می شوند. دیوارهای پرکننده فولادی سبک به دلیل سادگی فرآیند نصب و قابلیت تحویل مقاطع C به طول برش برای ابعاد خاص پروژه، بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. توسعه دیوارهای پرکننده فولادی سبک یکی از نوآوری های اصلی در ۱۰ سال گذشته بوده است. دیوارهای پرکننده فولادی سبک از بخش‌های C تشکیل شده‌اند که بین ۲٫۴ تا ۵ متر بین طبقات قرار دارند و برای مقاومت در برابر فشار باد وارد شده به نمای ساختمان و همچنین برای تحمل وزن نوع خاصی از سیستم روکش‌کاری که به آنها متصل است، طراحی شده‌اند.مزایای دیوارهای پرکننده فولادی سبک عبارتند از:
- سیستم ساخت و ساز سریع با نرخ نصب بیش از ۵۰ متر مربع؛ در روز
- جابجایی مواد کمتر در محل نسبت به آجر و بلوک کاری
- دیوارهای بلند تا ۵ متر و فشار باد بالا تا ۲kN/m2.
- امکان ایجاد پنجره های بزرگ بدون ستون باد
- حداقل استفاده از مصالح (کمتر از ۵ کیلوگرم بر متر مربع؛ فولاد در نما)
- بدون ضایعات در محل زمانی که بخش های C به طول برش تحویل داده می شوند
- وزن سبک که باعث کاهش بارهای وارد بر سازه نگهدارنده می شود
- می تواند برای طیف گسترده ای از سیستم های روکش فلزی استفاده شود
- قابل برچیدن در پسوند ساختمان و غیره و استفاده مجدد
حفظ نما در بازسازی ساختمان
آجرکاری موجود که توسط یک سازه فولادی موقت پشتیبانی می شود در بسیاری از پروژه های بازسازی ساختمان، نمای آجری یا سنگی موجود حفظ می شود و به طور موقت توسط یک سازه فولادی پشتیبانی می شود، در حالی که بقیه ساختمان تخریب می شود. یک سازه دائمی فولادی جدید در پشت نمای موجود ساخته شده است که سپس در ساختمان جدید ادغام می شود. به این ترتیب ظاهر ساختمان تغییر نمی کند اما کاربری کاربردی آن بسیار بهبود می یابد. یک نمونه خوب از پشتیبانی از نمای آجری موجود توسط یک سازه فولادی موقت خارجی در زیر نشان داده شده است. چارچوب در سطح زمین امکان دسترسی عابر پیاده را فراهم می کند.عملکرد ساختمان
سیستم دیوارهای لعابدار به گونه ای طراحی شده است که عملکردهای لازم از جمله مقاوم بودن در برابر آب و هوا، روشنایی و سایه طبیعی و عایق حرارتی را ارائه دهد. بنابراین اتصالات سیلیکونی بین پانل های لعاب برای این عملکردها بسیار مهم است. مسئله اصلی در طراحی سیستم‌های شیشه‌ای، پرهیز از بهره‌برداری زیاد خورشیدی به‌ویژه در نماهای جنوبی و همچنین اتلاف حرارت ناشی از U-value نسبتاً بالای سیستم‌های شیشه‌های دوجداره یا حتی سه جداره است که به اتلاف حرارت می‌افزاید. یک سیستم شیشه‌ای دوجداره مدرن پر از آرگون (همراه با شیشه‌های ضریب نفوذ کم) دارای مقدار U 1.6 تا ۱٫۸ W/m2K است و این می‌تواند برای سیستم‌های شیشه سه‌گانه با کیفیت بالا به ۰٫۸ تا ۰٫۹ W/m2K کاهش یابد. پانل های لعاب بزرگ معمولاً توسط مولیون های عمودی یا در برخی موارد باله های شیشه ای پشتیبانی می شوند. این شیشه به گونه ای طراحی شده است که حرکت سیستم پشتیبانی خود را در اثر باد و سایر نیروهای وارد شده بر روی آن تطبیق دهد. حدود انحراف معمولی تحت بارهای باد طراحی شده توسط موسسه مهندسین سازه تعریف شده است. همانطور که نشان داده شده است، عناصر شیشه ای ممکن است با لوورها و پانل های فتوولتائیک متصل شده ترکیب شوند.