معرفی و بررسی نماهای دو پوسته

نماهای دو پوسته چیست؟

نماهای دو پوسته به یک نوع نمای معماری اطلاق می‌شود که از دو لایه یا پوسته تشکیل گردیده است. این نوع نما معمولاً شامل یک پوسته خارجی و یک پوسته داخلی است که بین آنها یک فضای خالی وجود دارد. پوسته خارجی ممکن است به عنوان نمای اصلی ساختمان عمل کند و پوسته داخلی معمولاً به عنوان یک لایه عایق عمل می‌کند. این نوع نماها معمولاً برای بهبود عملکرد ساختمان از نظر انرژی، عایق‌های حرارتی، صدا و حفاظت در برابر عوامل جوی استفاده می‌شوند.

در تعریفی دیگر نمای دو پوسته اینگونه تعریف گردیده است:
نمای ثانویه یک پوسته ی اضافی است که روی نمای ساختمان نصب میگردد و معمولا شفاف است. فضای خالی بین نمای اولیه و نمای ثانویه فضایی است که ساختمان را ایزوله میکند.

اهداف طراحی نماهای دو پوسته

کتاب مرجع موسسه ی تحقیقات ساختمان بلژیک این نما را این گونه معرفی می کند: نمای دو پوسته نمایی است که یک یا چند طبقه از ساختمان را با پوسته های چندگانه ی شفاف پوشش می دهد. اهداف طراحی نماهای دو پوسته را می توان به صورت زیر برشمرد:

• تأمین اهداف آکوستیکی: این نماها علاوه بر افزایش شفافیت، می‌توانند نیازهای آکوستیکی ساختمان را نیز برآورده کنند.
• توسعه آکوستیک: برای ساختمان‌هایی که در مناطق پر رفت‌وآمد قرار دارند، این نماها بهبود آکوستیک را فراهم می‌آورند.
• استفاده از تهویه طبیعی: نماهای دو پوسته می‌توانند از تهویه طبیعی به جای تهویه مکانیکی استفاده کنند، که می‌تواند به کیفیت هوای داخلی کمک کند.
• کاهش نیاز به گرما و سرما: با ایزوله بودن، نیاز به سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی در فصول مختلف سال کاهش می‌یابد.
• استفاده از نور طبیعی: نماهای دو پوسته می‌توانند از نور طبیعی به جای نور مصنوعی استفاده کنند که به صرفه‌جویی در انرژی و افزایش روشنایی مناسب داخل فضا منجر می‌شود.
• تنظیم دما: این نماها می‌توانند دمای داخل ساختمان را در فصول مختلف سال تنظیم کرده و برای راحتی ساکنین مؤثر باشند.

ضرورت ایجاد یک سیستم طبقه بندی

بدلیل تعدد زیاد حالت های ساخت دو پوسته نما، این ضروری است که یک سیستم طبقه بندی بوجود آورد تا بتوان ارزیابی و مقایسه مناسبی از سیستم های مختلف، بطور مثال “موفقیت های زیست محیطی” یک ساختمان در برابر ساختمان های دیگر داشت. در گونه شناسی بر اساس آمریکای شمالی سه نوع سیستم به طور کلی شناخته شده است.
در ادامه این سه نوع طبقه بندی آورده شده است که شامل: سیستم حایل Buffer System ، سیستم استخراج هوا Extract-Air System و سیستم دونما Twin-Face System می باشد. این تقسیم بندی در واقع یک تقسیم بندی کلاسیک می باشد که البته می توان تقسیم بندی های دیگر و یا با پیشرفت در این حوزه عناوین جدیدی نیز به آن افزود بطور مثال BIPV که نمای دو پوسته با پوسته دوم از جنس سلول فتوولتاییک می باشد.

بخش عمده مطالعات و پروژه های انجام شده در زمینه نماهای دوپوسته با موضوع آسایش حرارتی و صرفه جویی انرژی، عموما در اقلیم های سرد اروپایی و شمال آمریکا انجام شده است. در این تحقیقات تأثیرات به کارگیری این سیستم ها بررسی و نتایج آن منتشر گردیده است. در عین حال تاکنون تأثیر استفاده از اینگونه نماها در اقلیم های گرمی همچون اقلیم کشورمان، به صورت کامل مورد مطالعه قرار نگرفته است.

دسته بندی نماهای دو پوسته

نماهای دوپوسته را می توان به گونه زیر نیز دسته بندی کرد:

• نمای تک پوسته با سایه انداز خارجی
• ترکیبی با سایه انداز مابین فضاهای خارجی و جام شیشه
• نمای تک پوسته با سایه انداز داخلی
• نماهای چندپوسته، نماهای با فضای خالی مابین تهویه شده
• نماهای چند پوسته با سایه اندازهای قرار گرفته مابین پوسته ها

تصویر زیر نمونه ای نمای دو پوسته با سایه انداز میانی است فاصله هوایی میان دو پوسته از ۲۰ سانتیمتر تا ۹۰ سانتیمتر بصورت معمول متغیر است هرچند که نمونه هایی با فاصله دومتر هم وجود دارند.

رواج و استفاده از نماهای دوپوسته به سرعت در حال افزایش است. این اصطلاح به گروه گسترده‌ای از سیستم‌ها اطلاق می‌شود که در ظاهر مشابه هم هستند، اما در عمل به شدت متفاوت عمل می‌کنند. اگر سیستم عملکردی این نماها را تقسیم‌بندی کنیم، سه دسته‌ی اصلی به شرح زیر خواهند بود:

• سیستم‌هایی که فضای داخلی یا حفره‌ی آنها کاملاً بسته است. این حفره به عنوان یک سپر در برابر حرارت و صدا عمل می‌کند.
• سیستم‌هایی که در فضای داخلی یک سیستم تهویه مکانیکی قرار دارد. در این نوع سیستم‌ها، پوسته دوم به عنوان یک عایق صوتی عمل می‌کند و عملکرد عایق حرارتی آن به شرایط آب و هوایی پویا و قابل کنترل وابسته است.
• سیستم‌هایی که در آنها، دریچه‌های فضای خالی باز است. از این رو جریان هوا به عنوان یک سیستم تهویه طبیعی عمل می‌کند. در این نوع، فضای داخلی و پوسته دوم هر دو عملکرد عایق حرارتی و صوتی دارند، مانند اثری مشابه بادگیر در ساختمان‌های قدیمی است.

معرفی برخی از نماهای دو پوسته

نماهای پوسته دوم یکپارچه (multi-story facade): در این نوع نماها فضای داخلی یکپارچه بوده و بالا و پایین این فضا باز است. مزیت باز بودن نمای دوم تهویه طبیعی، نگهداری و نظافت آسان است. باید توجه داشته باشیم که فضاهای پشت نماهای یکپارچه، معمولا بصورت مکانیکی تهویه می شوند و نما می تواند بصورت داکت الحاقی به این سیستم اضافه شود.

نماهای پوسته دوم کریدوری (corridor facade):  در این نوع نماها فضای میانی در هر طبقه افقی است. مزیت این نوع تقسیم بندی، امکان تهویه طبیعی است اما امکان انتقال صدا از فضاهای داخلی به یکدیگر وجود دارد.

نمای دو پوسته جعبه ای بسته (box-window facade): در این نماها فضای داخلی در اطرف پنجره به صورت افقی و عمودی بسته می شوند. مزیت مهم این شیوه طراحی فضای میانی، اجتناب از انتقال بو و صدا در فضای داخلی اتاق ها است اما تهویه به خوبی صورت نمی گیرد.

نماهای پوسته دوم شفت دار: (shaft-box window): در این حالت، فضای داخلی به صورت عمودی تقسیم بندی می شود. این نحوه تقسیم بندی عملکرد عایق حرارتی و صوتی را بهبود بخشیده است و به تعداد در و پنجره کمتری در نمای بیرونی نیاز می گردد.

اقلیم و کاربری برای نماهای دوپوسته

قطعا کاربری و اقلیم هر دو نقش بسیار مهمی را ایفا می کنند. حتی ترکیب این سیستم با سیستم های غیر فعال دیگر می تواند نیازهای ما را با توجه به اقلیم و کاربری بالا ببرد. نوع کاربری بطور مثال ساعات بهره برداری از ساختمان را نشان می دهد این سیستم به تنهایی می تواند سیستم بسیار خوبی برای ساخاتمان های اداری باشد که در روز استفاده می شوند و یا ترکیب آن با دیوار ترومپ می تواند برای مسکونی نیز مناسب باشد از طرف دیگر اقلیم هم بسیار مهم است بطور مثال از آنجایی که از پدیده گلخانه ای بهره مند می شویم نیاز به گرمایش برایمان مهم خواهد بود.

نمونه موردی اول نمای دوپوسته

مرکز شیمیایی Occidental یکی از معروف‌ترین و نمادین‌ترین ساختمان‌های شهر نیویورک است که در سال ۱۹۸۰ افتتاح شد. این ساختمان با طراحی نمای دو پوسته‌ای خود، به عنوان یکی از اولین نمونه‌های این نوع ساختمان‌ها در شهر شناخته می‌شود. نمای دو پوسته این ساختمان به عنوان یکی از ویژگی‌های برجسته آن شناخته می‌شود. این نما به خوبی اهدافی از قبیل ایزوله‌سازی حرارتی و صوتی، استفاده از نور طبیعی، و بهبود کیفیت هوای داخلی را برآورده می‌کند.

معماران این ساختمان علاقه مند به استفاده از پتانسیل دید ساختمان بوده اند و سرتاسر ساختمان نمای دو پوسته ممتد است. فضای خالی دو نما مانند یک حائل حرارتی در زمستان عمل میکند و سنسور های حساس به دما، دمپرهای ابتدا و انتهای نما را می بندند. فضای خالی می تواند در تابستان برای خارج کردن هوای گرم شده، تهویه شود. لوورهای به کار رفته در فضای حائل، جهت کنترل تابش خورشید قابل تنظیم اند. نتایج نشان می دهد که ساختمان حدود یک سوم ساختمان های مرسوم انرژی مصرف میکند. سیستم های تهویه فضاهای داخلی کاملا مکانیکی هستند.

نمونه دوم

ساختمان بیمه ویکتوریا در کلن یک مجموعه که دارای سه حجم است. ارتفاع بزرگترین حجم آن ها ۲۱ متر است. به دلیل زاویه دار بودن نمای آن به ساختمان مخروطی معروف است. تهویه فضاهای داخلی کاملا مکانیکی است. نما به عنوان یک حایل حرارتی بین فضای داخل و خارج است. روزنه های نواری در تمام طول ساختمان در بالا و پایین نما کار گذاشته شده اند. در فضای حایل کف هایی متخلخل، برای تمیز کردن و تعمیرات پیش بینی گردیده است. در نهایت جهت کنترل تابش خورشید از پرده های کرکره ای آلومینیومی در جلوی نمای داخل استفاد شده است.

حالا که تا اینجا با ما همراه بودید در بحث نماها ما در این پست به معرفی و بررسی ساختمان یکپارچه فوتوولتاییک (BIPV) پرداختیم که شاید برای شما هم مفید باشد.

لوورهای شیشه ای در نماهای دو پوسته چه کاربردی دارد؟

لوورهای شیشه ای سطوح شیشه ای بدون فریمی هستند که مانند یک پوسته شیشه ای یکنواخت، ساختمان را در برمی گیرند. این لوورها به صورت مکانیکی یا دستی باز و بسته می گردند. از طرفی می توانند شیشه دو جداره یا تک جداره داشته باشند و کاملا باز یا بسته شوند.

لوورهای نمونه اجرا شده در ادارات Debis که در سال ۱۹۹۱ طراحی شده یکی از آثار برجسته معماری هستند. این ساختمان در شهر برلین، آلمان واقع شده‌است. این اثر به دست معمار معروف رنزو پیانو طراحی گردیده است. این لوورها به عنوان بخشی از طراحی مجموعه ساختمانی Debis برجسته هستند. لوورهای این اداره دارای طراحی شیک و مدرن بوده و به خوبی با معماری داخلی و خارجی ساختمان Debis هماهنگ شده‌اند. این لوورها به عنوان عناصری از نورپردازی معماری در دیوارها یا سقف‌ها قرار گرفته‌اند و با نورپردازی مناسب، اثرات زیبایی و روشنایی در فضاهای داخلی و خارجی ساختمان ایجاد می‌کنند. لوورهای اجرا شده می توانند تا ۷۰ درجه زاویه بگیرند. فضای حایل بین دو لایه نما ۷۰ سانتیمتر است و کف بین دو لایه نما از جنس شیشه مسلح است. این نوع متریال و طراحی سبب جلوگیری از گسترش دود در صورت آتش سوزی خواهد شد.

(اگر به بررسی سیستم‌های غیر فعال علاقه دارید پیشنهاد ما این است که از پست خنک کننده نوآورانه در دهلی نو نیز دیدن کنید.)