نماي بيروني ساختمان هاي مدرن برتر دنيا

نماي بيروني ساختمان

-1 مقدمه:
ابتدايي‌ترين و حتي از لحاظ قدمت اولين نقشي كه نما در ساختمان دارد حفاظت از عوامل جوي و اقليمي مي باشد. عدم وجود منفذ در ساختمان گرچه جلوي باد، باران، گرما و سرما را مي‌گيرد، ولي ساختمان را از نور و تهويه لازم محروم مي‌كند. با افزايش احساس نياز انسان به استفاده از طبيعت و ايجاد روزنه در ديواره ساختمان و در نتيجه نياز به پوسته ديگري به نام نما جهت حفاظت بيشتر، به وجود آمد. ايرانيان داراي سابقه طولاني و ديرينه در امر نما سازي براي ساختمانها هستند. و در طول تاريخ از گچبري و آهك بري براي نما سازي استفاده ميكرده اند. حاصل كار هنرمندانه و در عين حال فني و اصولي معماران و سازندگان ايراني را ميتوان در بناهاي تاريخي مثل مساجد جامع بسياري از شهرها از جمله شيراز، تبريز، اصفهان و بسياري از عمارت ها، بقعه ها و مقبره ها و بسياري ديگر از بناهاي قديمي و تاريخي در جاي جاي كشور مشاهده كرد.نماي ساختمان در تعريف و شكل دهي شهر نقش بسيار مهمي ايفا مي كند، بنابراين در نماي ساختمانها بايد به مساله همگوني نماي شهري توجه بسياري داشت، زيرا اگر نماي هر ساختمان را بي‎توجه به بافت شهر و بدون در نظر گرفتن ساختمانهاي همجوار طراحي كنيم، ناهمگوني غير قابل جبراني را در سطح شهر رواج مي دهيم و با اين عمل، بي هويتي و تضاد شهري ناخواسته گسترش مي يابد.دانستن اينكه در نظر گرفتن نما براي ساختمانها چه هدفي را دنبال ميكند، و چه عواملي در نوع و شيوه اجرايي اين قبيل نماها موثرند، لازم و ضروري است. اما نكتهاي كه در اينجا و قبل از پرداختن به بحث اهداف و انواع نماها بايد به آن اشاره شود، اينكه هر نوع نمايي كه با هر نوع مصالح ساختماني و با هر هزينهاي كه ساخته شود، بايد به طور كاملاً صحيح و اصولي نگهداري شوند و در صورت آسيب ديدگي نما، براي اجتناب از صدمات جدي تر و در نهايت تخريب كلي نما و ساختمان و نيز به منظور حفظ و احياي جلوه ساختمان، بايد قسمتهاي آسيب ديده كاملاً بازسازيشود.

۲- مشخصه هاي فني نماي ساختمان:

عايق بودن نسبت به سرما و گرما: مصالح مختلف ساختماني ضريب انتقال حرارت و ظرفيت گرمايي ويژه مختلفي دارند و در نتيجه عملكرد حرارتي متفاوتي خواهند داشت. يك سيستم نماي موفق، نمايي است كه زيبايي و بهره‌وري انرژي را باهم داشته باشد. داشتن نمايي كه عملكرد حرارتي خوبي داشته باشد مستقيماً مصرف انرژي را تحت تأثير قرار مي‌دهد لذا در نماي ساختمان، استفاده از مصالحي كه ضريب انتقال حرارتي كمتري دارند، بايد مورد توجه قرار گيرد.
عايق بودن نسبت به صوت: نماي ساختمان مي‌تواند به عنوان يك عايق صوتي ايده‌ال و مناسب عمل كند. توجه به اين ويژگي به خصوص براي ساختمان‌هايي كه در شهرهاي بزرگ صنعتي و تجاري و يا در كنار مسير گذراصلي واقع شده‌اند از اهميت ويژه‌اي برخوردار مي‌باشد.
مقاومت در برابر زلزله
مقاومت در برابر ضربه
مقاومت در برابر يخ‌زدگي
مقاومت در برابر آتش‌سوزي
مقاومت در برابر جداشدن و افتادن از نما
انعطاف‌پذير بودن در اجراي نما: مصالحي كه بتوان آنها را در نماهاي با اشكال هندسي متنوع ( نماهاي مدرن) بكار برد.
سبك بودن
قابل اجرا بودن در ساختمان‌هاي مرتفع
نما به عنوان رابط: نماي ساختمان بايد به شكلي طراحي شود كه علي‌رغم حفاظت محيط داخل از بيرون، ارتباط فضاي بيرون را با محيط داخل ساختمان به خوبي برقرار كند. مثلاً امكان تابش نور به داخل و يا امكان استفاده از چشم‌انداز بيرون وجود داشته باشد.
نماي هر ساختمان به عنوان عنصري از نماي مجموعه شهري: ما در فضاي شهري با يك ساختمان روبه‌رو نيستيم، در واقع هر ساختمان جزئي از فضاي شهري محسوب مي‌شود كه نماي آن بر فضاهاي عمومي تأثيرگذار است و زيبايي آن منوط به هماهنگي با ساير عناصر آن مكان است.
زيبايي نما: زيبايي جزء جدايي‌ناپذير هر نما مي‌باشد. همچنين زيبايي و چگونگي نما معرف هنر و كيفيت كار مهندس معمار و طراح ساختمان نيز مي‌باشد.
نماي ساختمان و شرايط محيطي: نماي هر واحد مسكوني بسته به شرايط محيطي از جمله آب و هوا، باد و طوفان، زلزله و ميزان آلاينده‌هاي هوا در مناطق مختلف، متفاوت مي‌باشند. مصالحي كه در نماهاي شهرهاي بزرگ و صنعتي كه آلايندگي بالايي دارند، به كار مي‌روند در مقايسه با مصالح كاربردي براي نماي شهرهاي كوچك كه هواي پاك دارند متفاوت است. همچنين نماي ساختمان در مناطق سردسير به لحاظ ميزان مقاومت در برابر يخ‌زدگي يا عايق بودن نسبت به سرما و گرما با نماي قابل كاربرد در مناطق گرمسير متفاوت مي‌باشد.
قيمت تمام شده نما: يكي از شاخصه‌هاي بسيار مهم در انتخاب نما، قيمت تمام شده آن است. هرچه قيمت نما افزايش يابد، قدرت خريد كاهش يافته و دايره مصرف‌كنندگان آن نما محدودتر خواهد شد.
سرعت اجراي نما: با توجه به اينكه طولاني شدن در بهره‌برداري از هر پروژه ساختماني مي‌تواند عامل افزايش هزينه‌ها و افت ارزش پول شود، لذا سرعت در اجراي نما بسيار مؤثر خواهد بود.
با توجه به مشخصات فني ذكر شده براي نماها در ادامه به توضيح مختصري در ارتباط با انواع نماهاي رايج و معايب و مزاياي فني و كاربردي آنها مي پردازيم
۳- نماي سنگ طبيعي:
دو گروه از سنگ‌هاي طبيعي كه در نماي ساختمان به كار مي‌روند سنگ‌هاي آهكي و سنگ‌هاي آذرين هستند. سنگ نما بايد ويژگي‌هاي خاصي داشته باشد تا بتواند در برابر عوامل جوي (آفتاب، باران، يخبندان و باد) و آلايندهها دوام بياورد. بنابر اين سنگي كه جهت نما استفاده مي‌شود بايد شرايط زير را داشته باشد:

متناسب با آب و هواي منطقه باشد: سنگ بايد متناسب با شرايط اقليمي انتخاب گردد مثلاً در مناطق سرد و مرطوب، سنگ بايد داراي تخلخل بسيار كم باشد و گرنه ممكن است بر اثر يخبندان متلاشي شود يا در مكان‌هايي كه امكان وزش طوفان شن وجود دارد، سنگ در معرض سايش بوده و بايد مقاومت به سايش بالا داشته باشد.
داشتن قابليت صيقل خوردن و برش.
داشتن مقاومت‌ كششي و خمشي نسبتاً بالا.
تركيبات كاني شناسي سنگ بايد در نظر گرفته شود: كانيهاي مضر (كانيهاي آهن) در برابر آب و هوا اكسيده شده و در نتيجه فرسودگي زودرس را به وجود مي آورند. وجود ناخالصي به صورت مجتمع در يك نقطه و يا يك امتداد، نقطه ضعف بوده و مي تواند باعث تخريب سنگ شود.
داشتن چسبندگي خوب با ملات
داراي جذب آب قابل قبول.
داشتن رنگ ثابت در برابر بخارها، گازها و پرتو آفتاب

كيفيت و مشخصات ژئومكانيكي سنگ هاي ساختماني يكي از شاخص هاي اصلي در تعيين نوع كاربرد آنهاست. درايران ذخاير قابل توجهي از سنگهاي تزئيني در طرحها و رنگ هاي مختلف وجود دارند. بايد سعي شود ويژگي هاي كيفي و كمي اين سنگها همچون مشخصات فيزيكي، شيميايي، كيفيت برش، ساب و صيقل پذيري بر اساس استانداردهاي ملي و بين المللي مورد بررسي قرار گرفته و اعتماد مصرف كننده از طريق تهيه مشخصات كيفي سنگهاي تزئيني جلب شود و زمينه لازم براي افزايش صادرات فراهم گردد.
۳-۱- مزاياي سنگ نماي طبيعي:

زيبايي و تنوع رنگ.
وزن: سنگ گرانيت دراي وزن بالايي نسبت به ساير نماها مي باشد. امروزه استفاده از سنگ هاي آهكي متخلخل(تراورتن) و بهبود كيفيت آنها با استفاده از انواع رزين ها تا حدي اين نقص را برطرف كرده است.
عايق صوت و حرارت: اين ويژگي منحصر به سنگ تراورتن مي باشد.
دوام: سنگ هاي گرانيت و تراورتن داراي استقامت ودوام بالايي مي باشند. گرانيت ها از مقاومت سايشي و خمشي بالايي برخوردارند. در كل انواع مختلف سنگ در صورت استفاده مناسب با دوام بوده و مقاومت بالايي دارند.
مقاوم در آتش سوزي.
انعطاف پذيري در اجرا و قابليت فرم پذيري مناسب بر روي كليه سطوح.
كاربرد در محيط هاي صنعتي: سنگ گرانيت صيقلي در برابر نفوذ آب و ضربه مقاوم است و محيط هاي اسيدي قابل كاربرد است در مقابل مي توان براي محيط هاي قليايي نيز از از انواع سنگ هاي آهكي استفاده كرد.

۳-۲- معايب سنگ نماي طبيعي:

صرفه اقتصادي: سنگ ها به لحاظ بالا بودن قيمت و هزينه نصب مقرون به صرفه نمي باشند. البته با در نظر گرفتن كيفيت و زيباي مي توان قيمت بالاي آنها را ناديده گرفت.
جرم پذير بودن: انواع سنگ به دليل طبيعي بودن جرم پذير مي باشند ذرات معلق هوا را به خود جذب كرده و به مرور زمان كدر مي شوند. البته امروزه با استفاده از پوشش هاي هوشمند نانو كه سبب خودتميزكنندگي نماهاي سنگي مي شود اين مشكل را برطرف كرد.
كمرنگ شدن در معرض نور آفتاب.
خاصيت راديو اكتيو: سنگ گرانيت بدليل داشتن خاصيت راديو كتيو مناسب جهت استفاده در نماهاي بسته نمي باشد.
سرعت اجرا: زمان بر بودن نصب انواع سنگ.
غيرقابل اجرا بودن در دماي زير ۵ درجه سيلسيوس.
عدم چسبندگي مناسب بين بدنه ساختمان و سنگ گرانيتي بدليل تخلخل كم و جذب آب پايين سنگ هاي گرانيتي. مرمر به لحاظ جذب آب و چسبندگي دوغاب حالتي بينابين گرانيت و تراورتن دارد و از اين نظر داراي برتري نسبي هستند. لازم به ذكر است كه اگر از روش نصب دوغاب سيمان استفاده شود احتمال كنده شدن سنگ از روي نما وجود دارد بنابراين با اسكوپ كردن پشت سنگ آن را روي نما محكم ميكنند در غير اينصورت بايد اندكي بعد از نصب جهت جلو گيري از ريزش سنگها،تك تك آنها را به نما پيچ كرد كه ظاهر خوبي ندارد. روش ديگر روش خشكه چيني است، كه در اين روش با استفاده از پروفيل و نبشي هاي فلزي پشت كار را شاسي كشي كرده و سنگ را كه بصورت تايل ميباشد بوسيله گيره روي شاسي محكم ميكنند.

۳-۳- كامپوزيت سنگ طبيعي:
در اين روش پلاك هاي نازك شده سنگ طبيعي (به ضخامت ۱ تا ۵ ميلي متر) را بر روي لايه هاي كامپوزيتي(يه عنوان مثال آلومينيوم با طرح لانه زنبوري، شيشه و …)وصل مي كنند. كامپوزيت سنگي از مزايايي نماي سنگ طبيعي و نماهاي كامپوزيتي به طور همزمان برخوردارمي باشند. علاوه بر اين با توجه به با ارزش بودن سنگ طبيعي مي توان از حجم مشخصي از سنگ استخراج شده حداكثر استفاده مفيد را داشت.به دليل زيبايي ايجاد شده توسط سنگ طبيعي اين محصول كاربرد هاي وسيعي پيدا كرده است . كامپوزيت هاي سنگي قابليت استفاده براي نماهاي خارجي، داخلي،كف ساختمان، آسانسور و … داراست.
۳-۳-۱- مزاياي استفاده از كامپوزيت هاي لانه زنبوري:

زيبايي : بدليل استفاده از سنگ نماي طبيعي.
وزن: ۸۰ % كاهش وزن نسبت به نماي سنگ طبيعي.
مقاومت در برابر ضربه ۶۰ برابر نماي سنگ گرانيتي ۳ سانتي متري+.
امكان انتخاب انواع سنگ هاي تزييني به منظور استفاده در نماهاي مختلف.
كاهش هزينه نصب.
سرعت در اجرا.
عايق حرارتي و صوتي بدليل استفاده از ورق هاي كامپوزيتي.
امكان اجرا در ساختمان هاي با ارتفاع زياد.
غير قابل نفوذ بودن انواع مايعات.
انعطاف پذيري در اجرا.
مقاومت بيشتر در برابر زلزله نسبت به نماي سنگ سنتي به دليل كم شدن بار مرده ساختمان
با استفاده از پوشش هاي مناسب مقاوم شدن در برابر آلايندهاي محيط از جمله باران هاي اسيدي.
مقاوم در مقابل آتش سوزي.

نماي كامپوزيتي با سنگ طبيعي
۴- نماي سنگ مصنوعي:
سنگهاي مصنوعي در پروژه‌هاي مهندسي عمران، ساختمان سازي، مصارف صنعتي و غيره مورد استفاده قرار مي‌گيرند.يكي از اولين سنگهاي مصنوعي تحت عنوان Lithodipyra بين سالهاي ۱۷۶۹ الي ۱۸۳۳ ميلادي توليد گرديد. پس از آن توليد سنگهاي مصنوعي به روشهاي مختلف ادامه پيدا كرد. امروزه از سنگ مصنوعي بيشتر در نماهاي داخلي استفاده مي شود.
۴-۱- مزاياي سنگ مصنوعي :

تنوع در رنگ و طرح : قابليت اجراي طرح هاي مختلف و دلخواه.
استحكام و انسجام بالا.
نصب آسان.
عدم محدوديت در ابعاد توليدي.
مقاومت (كششي و فشاري) بالاتر از سنگ هاي طبيعي.
سبك تر از سنگ هاي طبيعي (وزن مخصوص ۱۱۰۰ تا ۱۳۰۰ كيلوگرم بر متر مكعب) است. همين امر سبب كم شدن وزن ساختمان و كاهش نيروهاي جانبي ناشي از زلزله مي شود.
فاقد تخلخل و جذب آب صفر.
قيمت تمام شده پايين نسبت به سنگ هاي طبيعي.

۴-۲- معايب سنگ مصنوعي:

غير قابل استفاده در نماهاي خارجي.
ممكن است در اثر شست شو كيفيت و رنگ خود را از دست بدهد.
تغيير رنگ در معرض تابش نور آفتاب.
ساخته شدن از مواد شيميايي كه ممكن است سرطان زا باشند.

۵- نماي شيشه اي:
استفاده از شيشه بعنوان يك ماده جزء جدايي ناپذير هر ساختمان محسوب مي گردد. با ظهور شيشه هاي رفلكس استفاده از اين نوع شيشه ها در نماي ساختمان هاي مرتفع و برج ها امروزه بسيار متداول گشته است. استفاده از نماهاي شيشه اي علاوه بر زيبائي امكان استفاده از حداكثر روشنايي روز را فراهم مي نمايد. همچنين استفاده از شيشه هاي ۲ يا ۳ جداره يك لايه عايق صوتي و حرارتي بسيار مناسب را ايجاد ميكند. استفاده متناسب با نوع كاربري شيشه نيز با توجه به شيشه هاي با قابليت هاي خاص ( شيشه هاي گرم شونده الكتريكي، هوشمند و …) مي تواند مزايا و معايب ويژه اي داشته باشد.
۵-۱- مزاياي كلي نماي شيشه اي:

كاهش بار مرده ساختمان‌‌هاي بلند.
سرعت در اجراي نما.
فراهم ساختن امكان ورود نور طبيعي روز.
امكان رويت منظره بيرون.
تأمين ديد يكپارچه از مناظر بيرون براي ساكنين داخل.
ايجاد احساس سبكي و ظرافت در ساختمان از ديد يك ناظر شهري.
كاهش آلودگي صوتي در نماهاي دوجداره.
در نماي ۲ و ۳ جداره كاهش هزينه ساخت نسبت به انواع ديگر اين نما بدليل انطباق با شرايط محيطي و آب و هوايي مختلف.
تهويه طبيعي: استفاده از نماهاي دو جداره مجهز به سيستم تهويه مناسب، منجر به كاهش مصرف انرژي در ساختمان مي شود.
كاهش مشكل آلودگي صوتي داخلي و خارجي در نماهاي ۲ جداره نسبت به نماهاي شيشه اي قبلي.

۵-۲- معايب نماي شيشه اي:

ضريب انتقال حرارتي بالا، بدليل طبيعت شيشه كه اين ماده در برابر عبور گرما و سرما ضعيف ترين سطوح ساختماني هستند. كه منجر به :

مصرف زياد انرژي و آلودگي هوا:در نماهاي شيشه‌اي در اثر تبادل حرارت از طريق جابجايي بين هواي گرم داخل اتاق و سطح سرد شيشه، دماي داخل كاهش يافته و براي حفظ دما در حد آسايش، نياز به مصرف زياد انرژي خواهد بود. اگرچه انواع گوناگون شيشه‌هايي ساخته شده‌اند كه جاذب حرارت بوده و از ورود تابش خورشيد به داخل جلوگيري مي‌كنند، و ياشيشه‌هاي دو جداره‌اي وجود دارند كه مقاومت هدايت حرارتي بهتري نسبت به شيشه‌هاي تك جداره دارند، اما با اين حال هنوز هم نماهاي شيشه‌اي نسبت به ساير مصالح ساختماني داراي ضريب هدايت حرارتي زياد بوده و باعث اتلاف حرارت زياد مي‌شوند. اتلاف حرارتي بسيار زياد و مصرف زياد انرژي جهت تأمين گرمايش و سرمايش در نماهاي شيشه‌اي لاجرم باعث آلودگي بيشتر هوا مي‌گردد.
مشكل آلودگي صوتي مخصوصاً در فضاي داخلي ساختمان
صرفه اقتصادي: بصرفه نبودن نماي شيشه از اين جهت عنوان ميشود كه هزينه دوجداره نمودن نماي شيشه اي بسيار زياد بوده و بحث ريالي آن قابل قبول براي سازندگان ساختمان نمي باشد.
مقاوم نبودن در مقابل زلزله.
مقاوم نبودن در مقابل آتش.
كاهش فضاي مفيد ساختمان: در نماهاي دو جداره بدليل اينكه فضاي خالي بين دو پوسته از ۲۰ سانتي متر تا ۲ متر بسته به نوع كاربرد سازه متغيير مي باشد سبب كاهش فضاي قابل استفاده ساختمان مي شود.
تحميل هزينه هاي مازاد نگهداري، بازرسي، تعمير و تميز نگهداشتن نما در مقايسه با ساير نماها كه اين هزينه ها در نماي دوجداره بيشتر از نماي تك جداره نيز مي باشد.
احساس عدم آسايش حرارتي در فصول سرد سالدماي سطح نماي شيشه‌اي به علت مقاومت حرارتي كم، در فصول سرد سال نزديك به دماي محيط خارج بوده و بدن افراد مستقر در نزديكي نما از طريق تشعشع با نما تبادل حرارت كرده و ساكنين احساس عدم آسايش حرارتي خواهند نمود.
در اوقات گرم و معتدل سال به علت تابش آفتاب به فضاي داخل، سبب افزايش بيش از حد دماي داخل مي‌شوند. شيشه دو جداره بدليل وجود يك محفظه بسته محصور بين دو صفحه شيشه اي، به مراتب بهتر از شيشه تك جداره مي باشد.