معماری متحرک نمونه ای از فن آوری های نوین ساختمانی

      پیدایش فناوری­های صنعتی از اواخر قرن بیستم میلادی ، بر تمام حوزه­ های زندگی انسان تاثیر گذاشته است. با گذشت دهه­ های مختلف از این قرن، بحران­ های زیست محیطی و انرژی به عنوان مسئله­ ای اساسی در زندگی بشر مطرح شد. معماری نیز از این پدیده مهم مجزا نبوده است، زیرا میزان مصرف انرژی در ساختمان ­ها تاثیر بسیار زیادی بر روی محیط زیست دارد. از سوی دیگر با افزایش استفاده از نماهای شیشه ای نیاز به وسیله­ ای کار­­آمد برای کنترل شرایط محیطی در ساختمان­ ها وجود داشت. نماهای شیشه ­ای با توجه به کم بودن خاصیت عایقی بسیار ناکارآمد است. با ایجاد یک پوسته ساختمانی که به طور کامل جدا از نمای شیشه ­ای است؛ می­توان جلوی ورود حرارت و نور ناخواسته به داخل فضا را گرفت. این پوسته جدید باید قابلیت تنظیم نور و حرارت به داخل ساختمان را داشته باشد. بنابراین میتواند شبیه به یک ارگانیسم زنده عمل کند. بدین صورت است که انتظار می ­رود ساختمان ­های جدید، همانند یک ارگانیسم زنده انطباق ­پذیرتر با محیط اطراف خود باشند، به همین دلیل استفاده از عناصر متحرک در زمینه معماری به دلیل انطباق با شرایط مختلف محیطی می­  تواند باعث کاهش مصرف انرژی در ساختمان ­­ها شود. یکی از این عناصر مهم نماهای متحرک هوشمند می ­باشند. از آنجا که نمای ساختمان مرز بین فضای داخل و خارج می ­باشد، می­ تواند مهم­ترین نقش را در کنترل شرایط محیطی ایفا کند.

نماهای متحرک به منظور حفظ و کاهش مصرف انرژی در ساختمان قابلیت تطبیق با شرایط محیطی را داشته و شرایط آسایش کاربران را نیز در مواردی با تنظیم میزان حرارت خورشید، نور ورودی، کنترل تهویه طبیعی و دربرخی از حالات تولید انرژی فراهم می­ کنند. این نماها می­ توانند با توجه به شرایط مختلف محیطی تغییر حالت دهند و زمینه کاهش مصرف انرژی در ساختمان­ها را فراهم کنند. نمونه­ های زیادی از این دست نماها وجود دارد که به خوبی به کاهش مصرف و در برخی از حالات به تولید انرژی در ساختمان ­ها کمک کرده ­اند.

مکانیسم حرکتی در نماهای متحرک نیز مسئله ­ای مهم می ­باشد. از گذشته تا به امروز برخی از این نماها با مکانیسم­ های دستی باز و بسته می­ شدند. با پیشرفت فن­آوری، سیستم­ های الکترومکانیکی و هوشمند جایگزین سیستم­ های دستی شده ­اند. نحوه کنترل این مکانیسم­ ها نیز با روش­های مختلفی مانند روش­های مستقیم، غیرمستقیم و … کنترل می­  شوند. در برخی از حالات هوشمند سازی این نوع نماها بـا استفاده از حـس­گرهای خاص انجام پذیرفته است. در نمونه­ های پیشرفته تر امروزی سیستم­ های کاملاً هوشمندی وجود دارد که با تغییر در خصوصیات ذاتی مصالح­شان تغییر حالت می­ دهند. این مصالح با تغییر در شبکه کریستالیشان تغییر حالت می­ دهند و مکانیسم حرکتی هوشمندی برای نماها ایجاد می­  کنند.

معماری متحرک 

از گذشته تا به امروز حرکت در معماری و اجزاء آن وجود داشته است.تحرک و جنبش در معماری اولیه توسط چادرنشینان استفاده شده است. چادر از آنجایی که می­تواند جمع شده و حمل گردد، یک سازه متحرک محسوب می­شود. از نمونه دیگر و کمی ­پیشرفته تر معماری متحرک می­توان به سقف­ های متحرک آمفی تئاترهای رومی اشاره کرد.

تعاریف ساده وزیادی برای معماری متحرک وجود دارد. ویلیبیام زوک و راجرد کلارک معماری متحرک را اینگونه تعریف کرده ­اند ” معماری که شکل آن  ذاتاً می­تواند دگردیس پذیر، بسط­ پذیر و  یا قادر به حرکت جنبشی باشد”. آنها همچنین مفهوم معماری متحرک را تبدیل معماری به یک” فرایند مداوم حرکتی”، حتی زمانی که ساختمان کاملا ساخته شده باشد توصیف کرده ­اند (Zuk & Clark, 1970).

یکی از ساده ­ترین تعاریف در این زمینه را رابرت کروننبرگ بیان کرده است، او معماری متحرک را معماری بیان می­کند که در آن ” ساختمان یا اجزای آن دارای  قابلیت تغییر محل و یا تغییر هندسه­  باشند ”  (Kronenberg, Lim and Chii, 2003).

مایکل فاکس معماری متحرک را معماری با قابلیت جابه جایی و قرارگیری متنوع شکلی تعریف کرده است. بنابراین چنین سیستم­هایی می­تواند در مکان­های مختلف و با اهداف متفاوت مورد استفاده قرار گیرند که علاوه بر جنبه عملکردیشان جنبه سمبلیک نیز داشته باشند.

سازه­های متحرک موضوع جدیدی در معماری نیستند. لئوناردو داوینچی در سال ۱۴۰۰ میلادی چندین سازه متحرک جرثقیلی برای جابه جایی اشیاء سنگین طراحی کرد. معماری متحرک به معنای امروزی در سه دهه اول قرن بیستم میلادی ظاهر شدند. یکی از اولین نمونه های معماری متحرک خانه گردان طراحی شده توسط پیر نروی در سال ۱۹۳۴ میلادی بود که نمونه­ای شبیه به آن در سال ۱۹۶۰  توسط ریچارد فاستر ساخته شد (شکل۱). غرفه جنرال الکتریک در سال ۱۹۶۴ نیز یک مثال خوب از معماری متحرک می­باشد (El-Zanfaly, 2010).

شکل ۱ – خانه گردان طراحی شده توسط نروی (چپ) که در سال ۱۹۶۰ نمونه ای شبیه به آن توسط ریچارد فاستر ساخته شد(راست)

سانتیاگو کالاتراوا با الهام از بال پرندگان موزه میلواکی را طراحی کرد، وی در این موزه از بالهای مفصل دار که به دکل اصلی اتصال داده شده ­اند استفاده کرده است. این بال­ها به خوبی حس پرواز را در موزه ایجاد کرده و چشم اندازهای متفاوتی را در طول روز و شب به وجود می آورند، همچنین آنها برای کنترل نور و حرارت باز و بسته می­ شوند. این ساختمان یک نمونه عالی از معماری متحرک در کنترل شرایط محیطی و همچنین ایجاد حس زیبایی شناسی است.(شکل ۲)

شکل (۲): موزه میلواکی با بال های متحرک طراحی شده توسط کالاتراوا (El-Zanfaly, 2010)

در پروژه ای دیگر کالاتراوا از سیستم­ های تاشونده به زیبایی و پیچیدگی تمام استفاده کرده است. در این نوع سیستم­ ها مفصل­ هایی به کار می روند که اجزاء را به دو یا چند قسمت تقسیم می­ کند. همان گونه که در شکل(۳) ملاحظه می­ شود از مفصلی در میانه دو صفحه استفاده شده است که علاوه بر اتصال صفحات، قابلیت تاشدگی در این پوشش را به خوبی فراهم می­ کند.

شکل (۳) :ورودی انبار خانه ارنستینگو، سانتیاگو کالاتراوا

ساختمان انستیتوی عرب نمونه مهم دیگری از معماری متحرک است که در دهه ۱۹۸۰ توسط ژان نوول طراحی شد. در این نما حرکت عناصر خطی به صورت کشویی باعث ایجاد سیستم لغزشی می­شود. این حرکت لغزشی می­تواند به صورت تکی و یا در شکل پیچیده آن به صورت چندتایی در این نما تکرار شود(شکل۴). فن آوری به کار رفته  در سیستم­های  کشویی می­تواند بسیار ساده و یا پیچیده باشد، اما به هیچ وجه چیزی جدید است. سیستم های پیچیده کشویی زیبا هستند ، اما در عین حال دارای قابلیت  پیچیدگی بیش از حد نیز می باشند. در انیستیتوی عرب نوول از هزاران پانل کشویی برای ایجاد حرکت در نمای این ساختما استفاده کرده است. حس­گرهای مختلف میزان نور ورودی به داخل ساختمان را کنترل می­کنند. نوول ضمن استفاده از یک الگوی حرکتی جذاب در این نما از مکانیسم الکتروپنوماتیکی پیچیده ای  برای به حرکت در آوردن پانل­های این نما استفاده کرده است. اما پیچیدگی این نما در نوع خود جذاب است.

شکل (۴) :ساختمان انیستیتوی عرب به عنوان یک نمونه شاخص از معماری متحرک

ساختمان­ هایی مانند برج چرخان(متحرک) دبی که بلندترین ساختمان پیش ساخته دنیا است و هر طبقه آن می ­تواند به طور مستقل بچرخد و در نتیجه فرم­های متفاوتی را در برج ایجاد کند نیز نمونه شاخص دیگری از معماری متحرک است. چرخش هر طبقه  در این برج به میزان ۲۰ فوت در دقیقه است، به عبارتی دیگر چرخش کامل هر طبقه این برج در حدود ۹۰ دقیقه طول می­کشد.(شکل۵)

 

برج چرخان دوبی

گونه شناسی معماری متحرک

حرکت از گذشته تا به امروز در معماری وجود داشته است. درها و پنجره­ها نمونه سنتی حرکت عناصر در معماری به صورت دستی هستند. از آن به بعد سیستم­ها در انواع دستی، مکانیکی ، الکترونیکی و هوشمند توسعه زیادی را تجربه کرده­اند و در بخش هایی از سیستم های سیرکولاسیون، سیستم­های خدماتی و یا بخش هایی از پوشش ساختمان در اشکال­ مختلف در معماری ظاهر شده اند. تکنیک­های ساخت این نوع سیستم­ها در نیمه دوم قرن بیستم میلادی با پیشرفت سیستم­های الکترونیکی و دیجیتال توسعه چشمگیری پیدا کرد.

استفاده از سیستم­های متحرک در معماری دلایل مختلفی دارد واین نوع سیستم­ ها می ­توانند تاثیر بسیار زیادی درکیفیت ساختمان­ ها داشته باشند. از لحاظ طبقه­ بندی، سیستم­ های حرکتی در معماری به سه دسته کلی زیر تقسیم می­ شوند :

• سازه­ های متحرک گسترش ­پذیر یا قابل توسعه
• سازه ­های متحرک پویا
• سازه­ های متحرک درونی یا جاسازی شده

گونه شناسی انواع سازه های متحرک

همانطور که فاکس بیان می­ کند، سازه ­های قابل توسعه یا گسترش­ پذیر سازه­ هایی هستند که معمولا در مکان موقتی قرار می­گیرند و به راحتی قابل حمل و جابه ­جایی می ­باشند و ذاتاً دارای قابلیت ساخت و تخریب هستند. سازه های پویا، سازه­ هایی هستند که در کل بزرگتری واقع شده­اند و می ­توانند به صورت سیار و متحرک، تغیـیر شکل دهند و یا با قابلیت رشد و افزایش ساختار ساخته شوند. سـازه­ هـای درونـی یـا جـای گرفته سازه­ هایی هستند کـه بـه عنـوان جـزئـی از معمـاری در مـکان ثـابتـی قـرار مـی­ گـیرند.

هر یک از این طبقه بندیها دارای محاسن و اشکالات مخصوص به خود هستند.سیستم های گسترش پذیر معمولا برای توصیف معماری قابل حمل و نقل و اجزایی که قابلیت جمع شدن و بازشدن و برپایی در مکان­های مختلف را دارند مورد استفاده قرار می­ گیرند. مثال­های زیادی از این نوع سیستم­ها وجود دارد، چادرها، سازه­ های متحرک مانند کاروان­ها، خانه­های متحرک، واحدهای کپسولی و بالن و همچنین می­توان به شهرهای متحرک مانند ناوهای هواپیمابر، ابرکشتی­ ها و هواپیماها اشاره کرد که از این دست سازه­ ها هستند.

این نوع سیستم­ ها در حالت­های اضطراری و پیش­ساخته­ سازی برای برپایی­ های سریع مورد استفاده قرار می­ گیرند. از مزیت­ های آنها می­توان به قابلیت برپاسازی  و گسترش در شرایط مختلف اشاره کرد. به طور کلی این سیستم شبیه به چادرهای سنتی هستند که به راحتی برپا می­ شدند.

نمونه ای از سازه های گسترش پذیر، پوسته کروی مانند توسط لوئیس سانچز کوئنکا، اسپانیا

برخلاف سیستم­های گسترش ­پذیر، سیستم­های پویا در محل خود ثابت می­باشند، اما بر خلاف سیستم­های درونی تاثیر زیادی بر کل ساختمان ندارند. این ساختارها ممکن است شامل مواردی همچون عناصر متحرک قابل کنترل(بدون عناصر پاسخگو)، سیستم سیرکولاسیون حرکتی مانند آسانسورها، سازه­های گردان مانند خانه گل آفتاب­گردان و سازه­ هایی از این دست باشند. نماهای رسانه ­ای که برای اهداف زیبایی شناسی مورد استفاده قرار می­گیرند و تغییر شکل در آنها به نوع ساختمان و شرایط آن وابسته نیست در این دسته جای می­  گیرند(شکل ۸). این سیستم­ها  معمولا مستقل از ساختمان هستند و تاثیر کمی بر روی شرایط محیطی دارند. این نوع سیستم میتواند بدون توجه به نوع ساختمان و مکانی که در آن قرار می­گیرد وجود داشته باشند. در حالی که دلایل بسیار زیادی برای استفاده از این نوع سیستم­ها وجود دارد ولی آن­ها هیچ تاثیری مستقیمی بر روی بهبود شرایط محیطی ندارند.

سیستم­هایی پویا واسطه بین فضاهای داخلی و خارجی نیستند و هیچ ارزشی در کنترل مستقیم محیط ساختمان ندارند و بیشتر برای  زیبایی شناسی به کار برده می­ شوند .

نمونه ای از نماهای رسانه ای که بدون توجه به شرایط محیطی مورد استفاده قرار می گیرند و نقش زیبایی شناسی را ایفا می کند

یک نمونه از سیستم­ های پویا، پروژه HYPOSURFACE می ­باشد. این نما از هزاران قطعه سه ظلعی فلزی که به فعال کننده­ها و حس­گرها متصل شده اند تشکیل شده است و به مولفه­  های ورودی از جمله نور ، صدا و حرکت، با تغییر فرم درمحدوده­ای مشخص واکنش نشان داده و به شکل سیال حرکت می کند. این سیستم دارای جذابیت و پویایی است، اما به هرحال این نوع سیستم می­ تواند در هر مکانی صرف نظر از عملکرد­های آن وجود داشته باشد.

 

پروژه HYPOSURFACE طراحی شده توسط مارک گولتور

آخرین دسته از سیستم­های متحرک سیستم­های درونی یا جای گرفته هستند. بیشتر نماهای متحرک و پاسخگو به شرایط مختلف در این دسته جای می­گیرند زیرا نماهای متحرک معمولا بخشی از کل اجزاء ساختمان می­باشند که به عنوان پوسته ساختمان عمل می­کنند. آن­ها معمولا در محل خود ثابت هستند و مستقل عمل نمی­کنند و جزئی جدا ناشدنی از معماری هستند. این سیستم به طور ویژه برای ساختمانی خاص با عملکردی مشخص طراحی می­شود. ازموارد دیگر این ساختارها میتوان به سقف­های پاسخگو به شرایط مختلف، سیستم­های موازنه کننده مانند سیستم­های پاسخگو به نیروی باد و سیستم­های پاسخ دهنده به شرایط داخلی برای ایجاد تغییر اشاره کرد.

نماهای متحرکی که در این دسته قرار می­گیرند برای تعدیل شرایط زیست محیطی و بهبود شرایط حرارتی در داخل ساختمان به کار برده می­شوند. موفقیت این سیستم بر اساس جنبه عملکردی آن، هزینه اجرایی آن در مقابل عملکرد آن مانند ذخیره مصرف انرژی، کاهش مصرف انرژی و… ارزیابی می­شود. بنابراین این نوع سیستم با سیستم­های دیگر کمی متفاوت است،  در حالی که ارزش سیستم­های دیگر بر اساس جنبه ­های عملکردیشان مانند زیبایی شناسی و قابلت جابه جایی است و بر اساس ارز­ش­های کیفی­شان مورد ارزیابی قرار می­  گیرند،سیستم­ جاسازی شده مستقیما با توجه به ارزش­های کمی مورد تجزیه و تحلیل قرار می­گیرد. همچنین سیستم­های تعبیه شده بیشترین تاثیر را بر روی ساختمان، کاربران و تامین آسایش حرارتی برایشان از طریق کنترل نور ، تابش، و تهویه در داخل ساختمان دارد.

پروژه Helio Trace طراحی شده توسط چاک هابرمن. نمونه ای از سیستم درونی یا جاسازی شده که برای تعدیل شرایط محیطی به کار رفته است

همانطور که فاکس(۲۰۰۳) بیان می­کند: “پیاده سازی و ادغام دستگاه­های محاسباتی در داخل اجزای معماری به عنوان یک سیستم مدیریت زیست محیطی مطرح، سطح جدیدی از فرصت­های توسعه است ونیاز مبرمی به تمرکز بر فن­آوری­های جدید برای ایجاد معماری تطییق ­پذیر، یعنی استراتژی­های سازگار با محیط زیست در ساختمان  وجود دارد”.

توانایی نماهای متحرک هوشمند برای دستیابی به معماری پایدار:

پوشش­های ساختمانی یکی از مهمترین موارد در تامین آسایش فیزکی، حرارتی، بصری و حتی بهره­وری کاربران در داخل ساختمان هستند. این پوشش­ها میزان مصرف انرژی در ساختمان را تحت تاثیر خود قرار می­دهند. یک راه برای بهبود بهره­وری انرژی ساختمان استفاده از پوشش­های متحرک خواهد بود که می­توانند خودشان را با توجه به شرایط حرارت، نور و شرایط آب و هوایی فصلی وروزانه  تغییر دهند.

به گفته چاک هابرمن(۲۰۰۸) سیستم­های تطبیقی بهترین استراتژی برای ترکیبِ مصرف انرژی پایین در ساختمان­ها و کنترل شرایط محیط در آن­ها است. به عنوان مثال، اگر طراحی یک ساختمان با نوسانات روزانه دما منطبق باشد، انرژی مورد نیاز یک ساختمان به میزان قابل توجهی کاهش پیدا کند. سیستم انطباقی مدوله شده با کنترل حجم و جهت جریان گرما درپاسخ به شرایط داخلی و خارجی می­توانند به راحتی عملکرد حرارتی در ساختمان را بالا ببرد. اما از گذشته تا به امروز، نماهای متحرک برای کنترل و بهبود چهار متغییر عمده زیست محیطی در ساختمان به کار می­رود: ۱) کنترل انرژی حرارتی خورشیـد۲) کنـترل میزان نـور خورشید ۳) کنترل میـزان تهویـه و۴) تولیـد انرژی (Hansanuwat, 2010).

اولین دسته از نماهای متحرک با هدف افزایش جذب انرژی خورشیدی در فصل زمستان و کاهش جذب آن در تابستان به کار برده می­شوند. انرژی حرارتی خورشید توسط عوامل مختلفی اعم از کرکره های متحرک بیرونی و پیش­آمدگی­های قابل تنظیم در نماهای متحرک کنترل می­شود. هدف استفاده از این  ابزارها این است که میزان حرارت وارده به داخل ساختمان را به میزان دلخواه کنترل کنیم. گیونی (۱۹۹۴)ادعا می­کند که کرکره ­های بیرونی قابل تنظیم اجازه ورود نور بـه طور کامل در فـصل زمستان را می­دهنـد. بنابـراین آنـها از سیستـم­های ثابت بسیـار  کارآمدتر هستند.

استفاده از کرکره های متحرک بیرونی

رایج ترین مثال از این نوع سیستم­ها سایه­بان­ ها و کرکره­ های متحرک داخلی هستند که به علت ارزانی و سهولات استفاده، در داخل ساختمان ها از آنها استفاده می­ شود. مشکل این سیستم این است که تاثیر حداقلی بر شرایط داخل ساختمان دارد، زیرا حرارت تابشی ساختمان قبل از آنکه جلوی آن گرفته شود وارد ساختمان شده است. بر اساس اظهارات گیونی سایه ­بان­ های متحرک هنگامی که در بیرون ساختمان قرار می گیرند تاثیر بسیار بیشتری بر دمای تابشی خورشید دارند. همچنین استین (۲۰۰۶) اظهار می­کند که یکی از مهمترین شرایط منفعلانه برای کنترل انرژی حرارتی خورشید استفاده از سایه­ بان ­های خارجی است. بر اساس این ادعا اگر جلوی انرژی حرارتی ساختمان قبل از ورود به داخل ساختمان گرفته شود بار سرمایشی ساختمان به نصف کاهش پیدا می­کند. البته این روش مقابله با گرما در فرهنگ­ های دیگر نیز بسیار رایج بوده است.

      ساختمان BRE  یک نمونه از ساختمان­هایی است که از کرکره­های متحرک بیرونی برای کاهش مصرف انرژی بهره جسته است . سنسورهای به کار رفته در این بنا میزان نور وارده به داخل ساختمان را تنظیم می ­کند. این کرکره­ های متحرک به وسیله سیستم­های کامپیوتری کنترل می­ شوند که میزان نور وارده ،حرارت و میزان بازشدن پنجره ها را کنترل می­کند. در این بنا از سیلندر پنوماتیکی برای کنترل میزان حرکت کرکر­ها استفاده شده است.

یک راه مهم واساسی برای کنترل میزان انرژی تابشی حرارتی استفاده از پیش ­آمدگی­ های اتوماتیک بیرونی است. این سیستم کارآمد و نسبتاً ساده است که با تنظیم زاویه­ اش می ­تواند مقدار زیادی از نور خورشید را وارد ساختمان کند و یا به طور کلی مانع ورود نور به داخل ساختمان شود. مشکل عمده این نوع سیستم­ها محدود کردن دید بصری است زیرا وقتی که خارج از ساختمان قرار می­گیرند، بدون توجه به دید بصری زاویه آنها تنظیم می­شود. میزان بازشوندگی در این سیستم به شدت تابش آفتاب بستگی دارد. دیگر سیستم پیش­آمدگی برای کنترل میزان نور خورشید، سیستم افقی ثابت است که طول خود را با میزان شدت تابش آفتاب تنظیم می­سازد.  با استفاده از هر دو سیستم مقدار زیادی از انرژی تابشی خورشید کنترل می­شود.

  کتابخانه مرکزی پونیکس  یکی از بزرگترین مراکز شهری در ایالات متحده است. در نماهای شمالی و جنوبی این ساختمان از نماهای کاملا شیشه­ای استفاده شده است . برای کنترل میزان نور ورودی به داخل در نمای شمالی ساختمان از پیش ­آمدگی­ های  متحرک عمودی که با استفاده از سیستم الکترونیکی کنترل می­شود استفاده شده است. در نمای جنوبی این ساختمان هم از سایه بان­های ثابت استفاده شده است. ۹ کامپیوتر وظیفه کنترل حرکت نمای این ساختمان را بر عهده دارند.

نمای متحرک عمودی این ساختمان از نور وارده و حرارت ورودی به داخل ساختمان محافظت می­کند و سیستم­های کامپیوتری با توجه به زاویه خورشید میزان حرکت این نماها را کنترل می ­کنند تا بار مکانیکی ساختمان را کاهش دهند. ردیفی از ۶ حس گر در سقف این ساختمان شدت روشنایی نور روز را اندازه می­گیرند. این اطلاعات به سیستم­های کامپیوتری داده می­شود و آنها با توجه به اطلاعات ورودی زاویه نماهای آلومنیومی متحرک عمودی را کنترل  می­کنند.

   نمونه ­های موردی بسیار زیادی برای کنترل میزان حرارت ورودی به داخل ساختمان وجود دارد که دارای الگوهای حرکتی متفاوتی هستند، مانند الگوهای تاشونده و لغزشی، لذا برای اختصار بحث از ارائه مثال های بیشتر پرهیز میکنیم و به سراغ پارامترهای عملکردی دیگر می­رویم.

   کنترل میزان روشنایی روز نیز یکی از مزیت­های مهم استفاده از نماهای متحرک است. این روش­ برای کنترل میزان نور خورشید بسیار راحت است. همانطور که گیونی اظهار دارد حرکت خورشید شیوه­ای قابل پیش­بینی در الگوهای حرکت روزانه و سالیانه است. مسیری که خورشید طی می­کند به محل ساختمان و از همه مهمتر به عرض جغرافیایی و فاصله از خط استو وابسته است.

   نماهای متحرکی که نور خورشید را کنترل می­کند بسیار شبیه به نماهایی هستند که حرارت خورشید را کنترل می­کنند اما دارای چند سیستم دیگر مانند سیستم پیچیده عنبیه در انستیتوی عرب و یا پنجره_­های الکتروکرومیک هستند. سیستم­ هایی مانند کرکره­ ها و پیش­ آمدگی­ های متحرک علاوه بر کنترل میزان نور روز می­توانند انرژی حرارتی را هم به خوبی کنترل کنند. اما بر خلاف سیستمهایی که میزان حرارت خورشید را کنترل می­کنند­، محل قرار گیری آن­ها در داخل یا خارج ساختمان تاثیر کمی بر میزان کنترل نور دارد. سیستم­های کرکره­ای با کنترل میزان نور بسیار تطبیق­ پذیر هستند و می­ توانند نور ورودی به داخل ساختمان را به خوبی کنترل کنند. سیستم­های پیش­ آمده نیز دارای توانایی هایی بالای برای کنترل نور روز هستند اما میزان کنترل نور بسته به موقعیت ساختمان، و شرایط زمانی، روزانه و سالیانه دارد.

نمای متحرک ساختمان انستیتوی عرب که نور ورودی به داخل ساختمان را کنترل میکند

یکی دیگر از مزیت­های استفاده از نماهای متحرک کنترل میزان تهویه در داخل ساختمان است. نیاز به تهویه، توسطه گیونی با تکیه بر سه هدف خاص بیان شده است:

•  حفظ کیفیت هوای داخلی ساختمان بوسیله ورود هوای تازه
•  تامین آسایش حرارتی در شرایط آب و هوایی گرم با کمک به از دست دادن حرارت همرفتی
•  خنک سازی جرم کلی ساختمان. بعضی ساختمان­ها که از سیستم نمای متحرک برای کنترل تهویه استفاده می­کنند، سیستم­ها­ی کرکره­ای متغیر و یا خاصیت پشته سازی نماهای دوپوسته را به کار می گیرند. این دو نوع سیستم باعث ایجاد تهویه مستقیم وغیر مستقیم می­ شوند.

نمونه استفاده از نماهای متحرک برای تهویه در ساختمان GSW به کار رفته است. در این ساختمان پیش ­آمدگی های متحرک این ساختمان در هنگام نیاز به تهویه به طور هوشمند باز می ­شود تا تهویه طبیعی در ساختمان شکل بگیرد. نکته قابل توجه ترکیب پیش ­آمدگی متحرک در این ساختمان و یک نمای شیشه­ ای در جلوی نمای دو لایه­ ای است تا با استفاده از اثر دودکشی عملکرد تهویه صورت پذیرد.

 

 

یکی دیگر از جنبه­های مهم نماهای متحرک که می­تواند با آن ترکیب شود تولید انرژی است. استفاده از سیستم­های فتوولتائیک یکی از طرق تهیه انرژی مصرفی برای ساختمان در نماهای متحرک است. در این نوع نماها صفحات متحرک همراه با جهت جریان خورشید برای تامین انرژی ساختمان حرکت می­کنند. همانطور که در شکل زیر ملاحظه می­کنید ساختمانEVE  آرنا  دارای یک نمای متحرک با قابلیت تولید انرژی است (شکل ۱۷). این نما در طول روز با توجه به جهت خورشید حرکت می­کند وتوسط دو رینگ در بالا و پایین کنترل شده است، رینگ بالایی وزن صفحات را کنترل می­کند و رینگ پایینی در مقابل نیروی  جانبی باد  مقاومت می­کند.صفحات فتوولتائیک در حدود ۲۰۰ درجه چرخش می­کنند و ۲۷۲۰۰ کیلو وات انرژی در سال تولید می­کند.

 در نتیجه می دانیم

با توجه به توضیحات و تعاریف ارایه شده در این بخش منظور ما از معماری متحرک و پاسخگو ،بنایی انعطاف پذیر است به گونه ای که بتواند در طول دوران بهره برداری اش به راحتی تغییر کرده و با اهدافش (بهینه سازی مصرف انرژی ،ایجاد شرایط آسایش کاربران و صرفه اقتصادی) سازگار گردد .این  قبیل بناها برای مدت طولانی تری کاربرد خواهند داشت و از نظر اکولوژیکی بادوام تر خواهند بود و قابلیت بیشتری برای در ارتباط ماندن با فرهنگ و اقلیم منطقه خواهند داشت.

هدف از معماری متحرک ساخت فضایی انطباق پذیراست به نحوی که نسبت به نیاز کاربران و تغییرات آب و هوایی قابل تغییر و تنظیم بوده ، با شرایط پیرامونش درتعامل باشد و به صورت دستی و یا اتوماتیک و با حس کردن مستقیم و غیر مستقیم به تغییرات محیطی  پاسخ دهد. این نوع از معماری میتواند با کمک حسگرها تغییراتی درساختار و عملکردش ایجاد نماید. این تغییرات به وسیله ی سیستمهای متحرک و یا مواد هوشمند امکانپذیر خواهند بود.

 

تهیه شده در واحد فنی شرکت سرمایه گذاری ساختمان گروه صنایع بهشهر تهران