یکی از مهم‌ترین بخش‌های زندگی ما سازه‌های ما هستند. در هر عصر این ساختمان‌ها هستند که به بهترین شکل فرهنگ و تاریخ آن عصر را تجسم می‌بخشند. اکنون با دیدن ساختمان‌های قدیمی می‌توانیم دنیای عصر مربوط به سازه را در ذهن خود تجسم کنیم. دیدن سازه‌ها می‌توانند تمام روزهای سخت و آسان آن روزگاران را تصویر کند. تراژدی‌های موجود در تمام خشت‌های ساختمان‌های تاریخی را می‌توان حس کرد. همه‌ی این زیبایی‌ها، احساسات و درام‌ها بیش از هرچیز در نمای ساختمان‌ها وجود دارد. سال‌ها بعد، موردی که بیش از هرچیز برای نسل‌های بعد از خود به عنوان نشانه به جا می‌گذاریم ساختمان‌ها و به خصوص نمای آن‌ها است.
نمای ساختمان تنها از جهت زیبایی شناسی و ظاهر ساختمان اهمیت ندارد. در حقیقت، یکی از اساسی‌ترین کارکرد‌های نمای ساختمان در موضوعات مربوط به انرژی و شرایط درون ساختمان است. در این حوزه مخصوصا در سال‌های اخیر شاهد پیشرفت‌های بسیار زیادی بودیم. بسیاری از تکنولوژی‌های نوین در ساخت نمای ساختمان به ما کمک کردند که بتوانیم رویکردی بهتر در رابطه با مصرف انرژی درون سازه داشته باشیم. از طرف دیگر نمای سازه به موضوعات دیگر درون ساختمان از جمله عبور صدا نیز مربوط است. از این رو به هیچ وجه نمی‌توان از اهمیت نمای ساختمان غافل شد.
در این مقاله قصد داریم نگاهی کلی به اهمیت و تاریخ نمای ساختمان به صورت کلی داشته باشیم. در آغاز مقاله دربارهی روند کلی توسعه‌ی نمای سازه تا به امروز به صورت دقیق خواهید خواند. در این بخش مثال‌های بسیاری از سازه‌های تاثیر گذار ذکر شده‌اند. پس از آن با موضوعات اساسی در رابطه با ساخت نمای ساختمان آشنا خواهید شد. این موضوعات شامل ۶ مورد اساسی از جمله کنترل جریان هوا، کنترل دما و… خواهد بود. در پایان نیز به صورت دقیق دربارهی نمای خشک خواهید خواند. این قسمت به شما دربارهی بخش‌های اساسی نمای خشک، امتیازات این نوع نما و دیگر موارد توضیح خواهد داد. با ما همراه باشید.
- تاریخچه‌ی نمای ساختمان
- اصول اساسی ساخت نمای ساختمان
- نمای خشک
تاریخچه‌ی نمای ساختمان
ظاهر ساختمان‌ها یکی از مهم‌ترین بخش‌های ساختمان‌ها در طول تاریخ بوده است. این قسمت همچنین نسبت به دیگر بخش‌های ساختمان بیشتر در طول تاریخ تغییر کرده و همواره شاهد رویکردهای مختلفی در رابطه با ساخت ظاهر ساختمان در عصرهای مختلف بوده‌ایم.
یکی از مهم‌ترین اهداف نمای خارجی ساختمان جدا سازی بخش داخلی و خارجی سازه است. این جدا سازی باید به گونه‌ای باشد که فضای داخل سازه برای ماندن افراد مناسب باشد. بنابراین این قسمت در رابطه‌ی مستقیم با عوامل خارجی مختلف از جمله آب، باد، خورشید، نور، گرما، سرما و … است. در کنار این عوامل البته نباید موضوعات زیبایی‌شناسی، اقتصادی و امنیتی را در رابطه با نمای ساختمان نادیده گرفت.
طراحی بخش خارجی سازه امروزه با ابداع تکنیک‌های جدید در ساختمان سازی دچار تغییر‌های بسیار زیادی شده است. از جمله‌ی عوامل تاثیر گذار در این تغییرات وسیع می‌توان به اهمیت موضوعات مربوط به انرژی، اختراعات جدید و مواد اولیه‌ی نوین اشاره کرد. اما با این حال به نظر می‌آید بسیاری از متدهای مورد استفاده در ساختمان‌های کوچک همچنان از پایه‌های کلاسیک خود چندان دور نشده‌اند. اما نباید از کاربردهای جدید و وسیع ابزارهای نوین مبتنی بر کامپویتر در طراحی سازه مخصوصا نمای سازه غافل شد. ورود کامپیوترها تغییرات بسیار زیادی را در طراحی و مدیریت روند ساخت سازه ایجاد کرده است. اما با این حال روند ساخت نمای ساختمان همیشه به این گونه نبوده است. در ادامه به تاریخچه‌ی نمای ساختمان به صورت کامل خواهیم پرداخت.
انقلاب صنعتی تاثیر بسیار زیادی را در حوزه‌ی ساختمان سازی داشت و بسیاری از رویکردها و روش‌ها را در طول مدت زمان کوتاهی به صورت کامل تغییر داد. این موضوع دربارهی نمای ساختمان بیش از هرچیز نمود داشت. در این سال‌ها ساختمان‌های بسیاری با رویکردهای جدید ساخته شد و بسیاری از روش‌های نوین برای اولین بار پیاده‌سازی شد.
می‌توان تغییرات اخیر در ساخت نمای ساختمان، همچون استفاده از شیشه‌ها به شکلی وسیع را در سال‌های دور ریشه یابی کرد. به عنوان مثال King’s Collage Chapel در بریتانیا و La Sainte Chapel در پاریس شاید اولین نمونه‌های چنین استفاده‌ای از شیشه‌ها در نمای ساختمان باشند. در این ساختمان‌ها پنجره‌ها اینقدر بزرگ هستند که اساسا بخش اصلی نمای خارجی ساختمان را به خود اختصاص می‌دهند. در طول قرن ۱۶ بود که در بریتانیا برای اولین بار استفاده‌ی وسیع از شیشه در نمای ساختمان کاربرد جدی خود را پیدا کرد. به عنوان مثال Bess of Harwick Mansion یکی از قدیمی‌ترین نمونه‌های چنین سبک ساخت نمای ساختمان است.
در معماری رنسانس بین سال‌های ۱۳۰۰ تا ۱۶۰۰ میلادی شاهد پا گرفتن دوباره‌ی اصول ظاهری کلاسیک در ساختمان سازی بودیم. یکی از مهم‌ترین این موارد ورودی‌های باشکوه و بزرگ بود. این رویکرد تا قرن ۱۹ نیز ادامه یافت. اما در آن سال‌ها یک تغییر بزرگ ایجاد شد و آن مواد اولیه‌ی جدیدی بود که به دلیل انقلاب صنعتی اکنون می‌توانست در ساختمان سازی مورد استفاده قرار گیرد. ساختارهای فولادی و ترکیب فلز با شیشه یکی از مهم‌ترین مواردی بود که در آن سال‌ها برای اولین بار مورد استفاده قرار گرفت. این کاربرد آغازگر تغییرات بزرگی در ساخت نمای ساختمان شد. این موضوع مخصوصا برای اولین بار در سالن‌های اجتماع، ایستگاه‌های قطار، گلخانه‌ها و پاویون‌ها مورد استفاده قرار گرفت.
با این حال روند تغییر در نمای ساختمان‌ها همواره چنین مناسب پیش نرفته است. استفاده و آزمایش ابزارها و شیوه‌های نوین هزینه‌های خود را نیز در طول سال‌ها داشته است. استفاده‌ی وسیع از ساختارهای فلزی در کنار شیشه در نمای ساختمان در اولین مراحل تکامل خود مشکلات بسیاری را به وجود آورد.
اواسط قرن ۱۹ بود که در شیکاگو و نیویورک معماران به شکلی وسیع از شیشه و ساختارهای فلزی در ساخت نمای ساختمان‌های بلند خود بهره بردند. اما موضوعی که آن‌ها در آن زمان چندان مورد توجه قرار ندادند مقاومت نمای ساختمان این چنینی در برابر آتش بود. در آن سال‌ها یک آتش‌سوزی بزرگ در شهر شیکاگو اتفاق افتاد که در آن ساختمان‌های ساخته شده با این شیوه به سرعت در برابر آتش از بین رفتند. پس از آن بود که در شیوه‌های نوین موضوع امنیت در برابر آتش و دیگر عوامل مخرب به شکلی دقیق مورد توجه قرار گرفت. از آن سال‌ها تا کنون شیوه‌ها و رویکردهای بسیاری برای طمینان از امنیت ساختمان مورد استفاده قرار گرفته است که به شکلی وسیع کارکرد خود را به اثبات رسانده‌اند. اکنون شاهد آن هستیم که بسیاری از این شیوه‌ها از حالت اولیه و آغازین خود خارج شده و به شکلی پیشرفته تمامی نیازهای ما را بر طرف می‌سازند.
یکی دیگر از تغییرات بزرگ در ساخت نمای ساختمان توسط معمار مشهور شیکاگو یعنی Peter Wight و تولیدکننده‌ی تراکوتا Sanford Levis اتفاق افتاد که در سال ۱۸۷۴ یک تکنیک نوین در ساخت نمای ساختمان را مورد استفاده قرار داند. مفهوم ابداع شده توسط آن‌ها برای اولین بار در Masonic Temple در شیکاگو مورد استفاده قرار گرفت. این ساختمان که در سال ۱۸۹۰ در بیست و یک طبقه ساخته شد به عنوان اولین نمونه‌ی استفاده از دیوار پرده‌ای مورد توجه است. البته اکنون این ساختمان دیگر وجود ندارد و سال‌ها پیش به دلایل مختلف تخریب شد.
دیوار پرده‌ای به هیچ وجه در تحمل وزن ساختمان نقش ندارد. بنابراین می‌توان از مصالح سبک به شکلی وسیع در این سیستم از نمای ساختمان استفاده کرد. در آغاز استفاده از تارکوتا در این نوع نمای ساختمان بسیار وسیع و محبوب بود. دلیل این موضوع وزن کم و زیبایی ظاهری نمای ساخته شده از تارکوتا بود. اما پس از مدت کوتاهی این شیوه محبوبیت خود را از دست داد. دلیل این موضوع آن بود که ظاهر این نما به سرعت می‌توانست تخریب شود و تعمیر آن چندان ساده نبود. تغییر دما بین فصل‌ها و در طول روز و شب می‌توانست به شکلی جدی روی نمای ساخته شده از تارکوتا تاثیر بگذارد.
یکی از مراحل مهم در توسعه‌ی ساخت نمای ساختمان در سال ۱۹۱۸ اتفاق افتاد. در آن سال بود که معمار امریکایی جیمز پالک James Polk از سیستم نمای تمام شیشه‌ای دیوار پرده‌ای استفاده کرد. دلیل این موضوع میل او برای استفاده‌ی حداکثری از نور طبیعی در طول روز بود.
یکی دیگر از قدم‌های مهم در توسعه‌ی شیوه‌های ساخت نمای ساختمان توسط معماران Shreve، Lamb و Harmon در سال ۱۹۲۹ اتفاق افتاد. آن‌ها در ساخت ساختمان Empire State Building برای اولین بار از آلومینیوم در ساخت Spandrel استفاده کردند. یک سال پس از آن نیز Holabrid و Rood ساخت سازه‌ای را تمام کردند که در آن شیشه و آلومینیوم به شکلی وسیع مورد استفاده بود.
پس از پایان جنگ جهانی اول استفاده از دیوارهای پرده‌ای شیشه‌ای در کنار استفاده از آلومینیوم به شکلی وسیع در ساختمان‌های تجاری و… گسترش یافت. این روند توسعه و پیشرفت تا کنون نیز ادامه دارد و رویکردهای نوین بیشماری در ساخت نمای ساختمان مورد استفاده قرار گرفته است.
اصول اساسی ساخت نمای ساختمان
همانگونه که پیش‌تر اشاره شد، یکی از اساسی‌ترین کاربردهای نمای ساختمان جداسازی فضای بیرونی از فضای درونی است. کاربرد این جداسازی در مرحله‌ی اولیه دور نگه داشتن برف، باران، باد و نور خورشید از فضای درونی است. به صورت کلی شش کارکرد اساسی نمای ساختمان را می‌توان به صورت زیر خلاصه کرد:
- کنترل جریان هوا
- کنترل جریان گرما
- کنترل ورود باران و برف
- کنترل نور خورشید
- کنترل انتشار بخار آب
- مساعد سازی حرکات ساختمان
جریان هوا می‌تواند حامل آب، بخار آب و یا شرایط جوی خاص (سرد یا گرم)، گرد و غبار، صدا و… باشد. با این حال این جریان هوا در کنار موارد منفی، جنبه‌های مثبت نیز دارد. داشتن جریان هوا درون ساختمان برای داشتن هوایی تازه بسیار اساسی و مهم است. بنابراین موضوع اساسی در این مورد قطع کردن کامل جریان هوا نیست بلکه کنترل این جریان به شکلی است که بتواند در کنار فراهم آوردن محیطی مناسب برای افراد درون سازه، از لحاظ هزینه‌های انرژی نیز مقرون به صرفه باشد.
موضوع مهم دیگر در رابطه با نمای ساختمان کنترل جریان گرما است. اساسی‌ترین شیوه‌ی کنترل جریان هوا در نمای ساختمان عایق سازی است. این عایق سازی باید به گونه‌ای صورت پذیرد که هوای درون سازه به سادگی تحت شرایط هوایی بیرون از سازه متاثر نشود. یکی دیگر از موارد پر اهمیت آن است که دمای خود نمای ساختمان نیز متعادل باشد. در بسیاری از نماهای ساختمان نظیر دیوارهای شیشه‌ای، گاهی اوقات اگر چه فضای درون خود ساختمان شرایط دمایی مناسبی دارد، اما زمانی که که فرد نزدیک به دیوار می‌شود و آن را لمس می‌کند ممکن است بسیار سرد و یا بسیار گرم باشد. این موضوع می‌تواند با انتخاب صحیح نوع شیشه، استفاده از سیستم‌های مناسب برای سایه و… جلوگیری شود.
یکی دیگر از موارد مهم در رابطه با نمای ساختمان دور نگه داشتن باران و برف است. بعه صورت کلی آب اثرات بسیار مخربی روی مواد اولیه‌ی ساختمان از جمله چوب و فلز دارد. از این رو داشتن طراحی هوشمندانه‌ی نمای ساختمان جهت کنترل آب باران و برف از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است.
یکی دیگر از موارد مهم در رابطه با نمای ساختمان کنترل نور خورشید است. نور خورشید به دو شیوه‌ی کلی می‌تواند تاثیرات مخربی داشته باشد. اولین مورد در رابطه با نور خورشید ایجاد تغییرات غیر قابل کنترل در دمای درون سازه است. موضوع دوم در رابطه با نور خورشید اثر آرام اما مخرب اشعه‌ی ماوراء بنفش روی تمامی مصالح ساختمان است. این موضوع به خصوص در رابطه با سازه‌های دارای دیوار پرده‌ای شیشه‌ای از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است.
کنترل بخار آب یکی از سخت‌ترین موضوعات در رابطه با طراحی و ساخت نمای ساختمان است. دلیل این موضوع آن است که از یک فصل به فصل دیگر جهت بخار آب می‌تواند متفاوت باشد. موضوع دیگری که می‌تواند بخار آب را تحت تاثیر قرار دهد میزان جمعیت انسانی درون سازه است. میزان بخار آب بیش از حد می‌تواند سبب تخریب برخی از قسمت‌های سازه شود.
مساعد سازی حرکات سازه نیز یکی از وظایف اساسی نمای ساختمان است. این حرکات می‌توانند در سه گروه تقسیم بندی شوند:
- بار ناشی از زمین‌لرزه، باد و جمعیت درون ساختمان
- انبساط و انقباض مواد اولیه‌ی سازه در نتیجه‌ی تغییر دما، اشعه‌های مختلف و دیگر عوامل
- تغییرات آرام اما بی‌وقفه در نتیجه‌ی از دست رفتن فرم اولیه‌ی بخش‌هایی از سازه
نمای ساختمان باید به گونه‌ای باشد که در مقابل تمامی این موارد به شکلی مناسب مقاومت نشان دهد.
اصول اساسی ساخت نمای ساختمان
به صورت کلی می‌توان گفت که نمای خشک اساسا نمایی است که در ساخت آن ملات مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. این شیوه به دلایل زیادی در سال‌های اخیر محبوبیت یافته است که از میان آن‌ها می‌توان به سرعت اجرای بالا، کاهش تلف شدن انرژی، قابلیت تعمیر آسان و کیفیت بالا اشاره کرد.
اجزای اصلی نمای خشک موارد زیر هستند:
- عایق حرارتی
- چهارچوب نگهدارنده
- فضای خالی تهویه
- نمای خشک و اتصالات
عایق حرارتی به صورت مخصوص برای کاهش تلفات حرارتی ساخته شده است. با پیشرفت تکنولوژی و لزوم ساخت ساختمان‌های سبک‌تر، ضخامت جداره‌ها نیز تا حدود بسیار زیادی کاهش یافت. در پی این موضوع بود که اهمیت عایق بودن حرارتی نمای ساختمان برای اولین بار به شکلی جدی مطرح شد. برای کاهش هزینه‌های ایجاد سرما و گرمای لازم درون ساختمان، عایق حرارتی نقش بسیار مهمی دارد. از این رو یکی از مهم‌ترین بخش‌های نمای خشک عایق حرارتی است.
چهارچوب نگهدارنده در نمای خشک می‌تواند از مواد اولیه‌ی مختلفی از جمله چوب اشباع شده، آلومینیوم و فولاد ساخته شود. مقاومت این چهارچوب در مقابل عوامل مخرب از جمله باد بسیار پر اهمیت است.
همانگونه که پیش‌تر نیز اشاره شد، کنترل جریان بخار آب یکی از اساسی‌ترین موارد در رابطه با نمای ساختمان است. رطوبت می‌تواند به شکلی جدی روی سازه تاثیرات مخرب گذاشته و عمر آن را کاهش دهد. از این رو در تهییه‌ی نمای خشک از فضای خالی تهویه استفاده می‌شود. این فضای خالی بین نما و عایق باعث جلوگیری از انتقال ورود رطوبت به ساختمان می‌شود.
آجرهای سفالین و آلومینیوم اغلب به صورت گسترده در اجرای نمای خشک کاربرد دارند. موارد دیگری نیز برای اجرای نمای خشک مورد استفاده قرار می‌گیرند که از جمله‌ی آن‌ها می‌توان به الیاف سیلیکات کلسیم و پشم معدنی فوق‌العاده فشرده‌شده اشاره کرد.
یکی دیگر از موضوعات مهم در رابطه با نمای خشک کاهش وزن کلی ساختمان است. این موضوع می‌تواند به مقاومت سازه در برابر زلزله کمک بسیار زیادی کند. کاهش حجم و وزن اسکلت و فوندانسیون ساختمان به صورت کلی جنبه‌های مثبت بسیار زیاد دیگری نیز جدای از افزایش مقاومت در برابر زلزله دارد.
یکی دیگر از موارد مهم در رابطه با نمای خشک آن است که در صورت صدمه‌ی یکی از بخش‌های نمای ساختمان به سادگی می‌توان آن را تعمیر کرد. این موضوع در رابطه با بسیاری از شیوه‌های نمای ساختمان می‌تواند بسیار زمان‌بر و هزینه‌بر باشد. موضوع مهم دیگر در رابطه با نمای خشک آن است که بسیاری از بخش‌های آن می‌تواند به صورت صنعتی تولید شود. از این رو احتمال خطای انسانی تا حدود بسیار زیادی کاهش می‌یابد.
منابع:
http://library.iyte.edu.tr/tezler/master/mimarlik/T000619.pdf
https://www.brikbase.org/content/role-building-fa%C3%A7ade-%E2%80%93-curtain-walls
