معرفی پوسته های نما و فناوری ساخت نمای مدرن

محتویات موردنظر اینجا قرار می گیردبه منظور حل خلاقانه چالش‎های معماری میتوان از سازه های سبک فلزی استفاده کرد و انها را برای کاربرد های مورد نظر توسعه داد. این سیستم‌‏ها معمولا در کارخانه‏‌های با کیفیت بالا و دقیق تحت نظارت مشاور تخصصی نما ساخته و برای استفاد‏ه‌‏های معمارانه آماده می‏شوند و سپس به طور فشرده به سایت پروژه ارسال می‏گردند. اصل اولیه دارا بودن قابلیت سر هم کردن اجزا در داخل سایت پروژه، در تمامی این طراحی ها بایستی رعایت شود؛ در نتیجه این سازه های الحاقی مقاومت و تحمل لازم برای اجرای مستقیم پوشش بر روی سازه (direct cladding) برخوردار هستند و اغلب به استفاده از یک سازه ثانویه نیازی نخواهند داشت.

هر یک از این سازه ها سیستمی که معمولا دارای اتصالات پنهان هستند، از اجزا و عناصر استانداردی تشکیل شده‏‌اند؛ در عین حال، به گونه‌‏ای طراحی میگردند که از قابلیت سفارشی شدن برای کارکردهای مختلف نیز برخوردار هستند. چنین قابلیتی به ارتقای ویژگی‏‌های مختلفی مانند زیبایی فرمی، استحکام، و کاهش هزینه‏‌ها کمک می‏کند.

سیستم‏‌های سازه‏ای در AlumGlass به طور کلی در سه دسته زیر طبقه‏‌بندی می‏شوند:

سازه فولادی معمارانه:

سیستم‌‏های AES+BB محصولات فولادی که در معماری سازه اکسپوز می‏شوند، متناسب برای هر پروژه سیستماتیک می‏شوند و در سیستم Beam to Beam از متدهای آماده‌‏سازی مکانیکی ظریف و زیبایی استفاده می‏شود.

اسپیس-فریم‏های گرهی (nodal):

سیستم‏های BK+FF+KK سیستم‌‏های اسپیس-فریم گرهی نیمه سخت (BK و FF) از گره‏های محکم و منسجم (solid) یا گره‏‌های دو بخشی (split)، و نیز اجزایی با قابلیت خم شدن تشکیل شده‌‏اند که برای سطوح با اشکال مختلف – از مسطح تا فرم‏های آزاد ( Free-form )- و نیز برای اجرای مستقیم پوشش شیشه یا ETFE بر روی سازه مناسب هستند. سیستم خرپایی با اتصال پینی و گره رایج گویی شکل با طول عمر بالا (KK) به طور کامل بهینه شده است.

معمولا تمامی عناصر گرهی به گونه‏‌ای طراحی شده‌‏اند که بتوان آن‏ها را با هم تعویض کرد؛ بدین ترتیب برای ساخت سازه‏‌های چندلایه و سازه‏‌های تک، در هر ابعاد و اندازه و هر شکل و فرم، مناسب هستند. آلومینیوم شیشه تهران به عنوان مشاور تخصصی نما با بهره‌گیری از طراحی پارامتریک-اتوماتیک در فرآیندهای تولید محصول، دستیابی به مدیریت دقیق منابع را امکان‌‏پذیر کرده است. نرم‏‌افزارهای آلوم گلس توسط تیم R&D شرکت طراحی و به عنوان واسطه‏‌هایی عمل می‏کنند که دانش هندسه، تحلیل سازه و چگونگی تعیین ابعاد و اندازه عناصر و المان‏‌ها را به فرآیند تولیدی مرتبط کرده‌‏اند.

سازه‌‏های تمام شیشه:

سیستم GG یا FinGlass این شرکت، نقش سنتی و قدیمی شیشه در ساخت و ساز را از یک پوشش ساده سازه فراتر برده و آن را به مصالحی برای استفاده در خود سازه تبدیل کرده است؛ صفحات شیشه‌‏ای عمودی مستحکمی که به عنوان یک سازه اصلی عمل می‌‏کنند.

برای آشنایی با جزئیات هر یک از موارد بالا مقاله سیستم‌های سازه‌ای در پوسته های نما را مطالعه فرمایید.

عناصر کششی با کاربرد معمارانه، به دلیل فراهم آوردن شرایط ایجاد یک سازه مینیمال و نیز تاثیر بصری بسیار بالا، بخش مهم و اجتناب ناپذیری از سازه‏های تکنیکال سبک وزن مورد علاقه معماران را تشکیل می‏دهند. برای آن که عناصر کششی بتوانند عملکرد مناسبی داشته باشند، به درجات متنوعی از prestress نیاز دارند. از آن جایی که این عناصر را نمی‏توان تحت فشار قرار دارد، طراحی آن‏ها نیازمند دانش مهندسی بسیار ممتازیست که در واحد سازه آلومینیوم شیشه تهران فراهم شده است. میزان این prestress، به طور معمول نوع سیستم کششی مورد نیاز را مشخص می‏کند. بر این اساس، مشاورین نما سه دسته سازه را توسعه داده اند تا بتوان از طریق آن‏ها، به گستره‏ کاملی از راهکارها دست یافت. به طور معمول، فولاد استینلس، به دلیل داشتن ویژگی‏های زیبایی شناسانه و نیز مقاومت در برابر خوردگی، انتخاب معمارانه مناسبی برای عناصر کششی است.

کابل‌‏ها:

سیستم TC. کابل‏ها در جاهایی که به سطوح بالایی از prestress نیاز است، و یا در جایی که به کار بردن عناصر و المان‏های بسیار طویل ضروریست، مورد استفاده قرار می‏گیرند. کابل‏ها معمولا به عنوان سازه اولیه استفاده می‏شوند و از این رو، prestress بالا منجر به افزایش مقاومت در برابر load reversal های محیطی (مثلا جلوگیری از فشرده شدن کابل)، کنترل دفرمه شدن، و سایر الزامات مهم در طراحی می‏شود.

میله‏‌ها (راد):

سیستم TR. در جاهایی که طراحی سازه بدون load reversal صورت گرفته و یا اجزا و المان‏ها طویل نیستند، و در نتیجه به prestress کم نیاز است، استفاده از میله‏های کششی بهترین انتخاب خواهد بود. بنابراین، کاربردهای میله کششی، به جای استفاده در سازه اولیه، معمولا به استفاده در المان‏ها و عناصر معلق و یا به مستحکم سازی و پشتیبانی از سازه مرتبط است.

گیره‏‌ دیسک:

سیستم DC. شبکه‏‌های عمود بر هم نیمه سختی که در آن‏ها از سیستم‏های نودال (Nodal) بهره گرفته شده است قادر هستند بدون نیاز به اجزای قطری حجیم، به شکل قابل توجهی سخت و سفت شوند. میتوان از سیستم DC برای گیره کردن و اتصال کابل‏ها یا میله‏‌ها با قطر کم به گره‌‏ها و محل‎های تقاطع استفاده کرد تا بدین طریق بتوان شبکه بسیار سبک وزنی از post-tensioned bracing ایجاد نمود.

برای مطالعه جزئیات هر یک از سیستم های فوق مقاله سیستم‌‏های کششی نما را به شما پیشنهاد میکنیم

سه دسته سیستم متمایز را در اینجا معرفی میکنیم که به شکل ایده‌‏آلی، برای اجرای خلاقانه پوسته‏‌های ممبران (membrane) متنوع با کاربردهای معمارانه جایگزین نمای شیشه ای مناسب هستند. از ویژگی‏‌ها و مهارت‏های اصلی آلومینیوم شیشه تهران، توانایی انجام بیشتر مراحل مدل‏سازی و طراحی در داخل خود شرکت بوده و قادر است با کمک تولید کنندگان آلمانی بی‏نظیر تولید ممبران ، پوسته های متنوع را طراحی نماید. از آن جایی که ETFE یک فویل اکسترود شده یکپارچه است، از نظر کاربری و فرایند تولید با سایر انواع سنتی ممبران مانند PTFE و PVC تفاوت دارد. ETFE در ساختمان‏‌سازی برای انتقال نور، افزایش دوام و ماندگاری، و تمیز کردن و نگهداری بنا کاربرد دارد.

پوسته‏‌های ممبران برای مقاومت در برابر بارهای وارده از محیط اطراف مثل نیروی باد یا وزن ناشی از بارش برف، به مقاومت کشش سطحی خود وابسته هستند؛ اما علاوه بر آن، این کشش سطحی مانع از ایجاد چین و چروک‏های نه چندان زیبا بر روی ممبران نیز می‏شود. برای طراحی و توسعه سطوح عملکردی مطلوب مورد نظر، یافتن فرم مناسب بسیار ضروری است. سیستم‏های ممبران از ویژگی‏‌های زیبایی‏‌شناسانه‏ متنوع و بی‏نظیری برخوردارند و هر کدام از آن‏ها برای تامین کشش سطحی لازم، از رویکرد ویژه متفاوتی بهره می‏گیرند.

سیستم‏‌ AFP

بالشتک‏ پر شده با هوا (Air Filled Pillow). بسته به نیازمندی‏‌های مربوط به عملکرد حرارتی ویژه هر پروژه، بالشتک‏های ETFE متشکل از دو، سه و یا چهار لایه ممبران خواهند بود که با جوشکاری در لبه‏‌ها، به واحدهای بدون درز و یکپارچه‌‏ای تبدیل شده‏‌اند. ضخامت هر لایه بسته به شرایط سازه‏‌ای، از 100 تا 500 میکرون متنوع است. تمام لایه‏‌ها از قابلیت چاپ شدن برای ایجاد سایه‏‌ها و طیف‏های رنگی برخوردارند و برای این منظور گزینه‏‌های سفارشی متنوعی وجود دارد؛ از جمله این گزینه‏‌ها می‏توان به امکان چاپ معکوس لایه‏‌ها (reverse printed operable layers) اشاره کرد. لبه‏‌های بالشتک، داخل پروفیل‏‌های لبه آلومینیومی قرار می‏گیرند. این پروفیل‏ها، خود به پروفیل‏‌های آلومینیومی بزرگتر دیگری قلاب می‏شوند که دارای قابلیت زهکشی داخلی هستند و به سازه فرعی متصل شده‏‌اند. پروفیل‏ها می‏توانند آنودایز شده و یا powder coated باشند. بالشتک‏‌ها نیز تحت فشار کم و به وسیله پمپ‏‌های دوگانه، از هوا پر شده‏‌اند و حسگرها و کنترل‏کننده‌‏های متنوعی برای آن‏ها وجود دارد. از آن‏ جایی که این سیستم کاملا بسته است، استفاده مداوم از پمپ در آن ضرورتی نخواهد داشت. فرم بالشتک و نیز وجود فشار داخلی، باعث ایجاد مقاومت در برابر بارهای وارده می‏شود. شرکت تولید کننده EFTFE مانند Novum و یا vector foiltec با بهره‌‏گیری از نرم‏‌افزارهای توسعه یافته و تجربیات خود میتوانند میزان چین و چروک‏های احتمالی را کاهش داده یا کاملا حذف نماید. بدین صورت که این نرم‏‌افزارها، نواحی بالقوه با احتمال ایجاد چروک را شناسایی و پیش‏بینی می‏کنند و به منظور جلوگیری از آن، فرم هندسی را متناسب با هر موقعیت خاص تنظیم می‏کنند.

بالشتک‏ پر شده با هوا در مقایسه با پنل‏‌های رایج فلزی، پلاستیکی، یا شیشه‌‏ای بسیار بزرگ‏تر هستند و به سازه‏ اسمی (nominal structure) و معماری متفاوتی نسبت به پوشش‌‏های متداول نیاز دارند. علاوه بر آن، فریم‌‏بندی ثانویه (secondary framing) نیز برای آن‏ها محدود است. به همین دلیل استفاده از سازه و بالشتک یکپارچه عملیات اجرایی را سریع‏تر کرده و به فرایند ساخت و ساز سرعت می‏‌بخشد، و در عین حال اقتصادی‌‏تر و به صرفه‌‏تر نیز خواهد بود.

از مزیت‏‌های دیگری که این سیستم دارد آن است که بالشتک‌‏ها می‏توانند به راحتی در سطوح پیچیده و غیر مسطح به کار برده شوند. بالشتک‏‌های متداول مستطیلی شکل ممکن است بیش از 60 متر (200 فوت) طول داشته باشند. اندازه عرض آن‏ها نیز به بارهای وارده از محیط وابسته است، اما به طور معمول بین 2 تا 4 متر متغیر خواهد بود. بالشتک‌‏ها می‏توانند در هر فرمی، از مثلثی شکل تا هشت ضلعی، به بازار عرضه شوند و تا کنون از آن‏ها در سازه‏هایی با فرم‏های کاملا آزاد و پیچیده، با ابعاد و اندازه‏‌هایی که تابعی از میزان بارهای وارده و نیز خود فرم بالشتک بوده‏‌اند، با موفقیت استفاده شده است.

از آن جایی که مواد ETFE امکان عبور نور از سطح را فراهم می‏آورند، روش‎های بسیار متنوع و هیجان‌‏انگیزی را برای بهره‏‌گیری از تاثیرات نورپردازی و تغییر چشم‏گیر محیط و فضای معمارانه به وجود آورده‏اند. از این ویژگی در فضاهای عمومی، فضاهای باز، یا در جاهایی که خرده‏‌فروشی‏ها ( مانند مال ها ) مشغول به کار هستند و … به خوبی استقبال می‏شود. خصوصیات منحصر به فرد این سیستم، امکان رشد و نموی گیاهان (به سبب عبور Uv) را نیز فراهم کرده و علاوه بر آن، طراحی آن با در نظر گرفتن امکان فرایند بازیافت و نیز مقاومت در برابر خوردگی و فرسایش صورت گرفته است.

نمونه‏ های کاربردی این سیستم بسیار متنوع است؛ اما به طور کلی شامل استفاده در اتریوم‏، سقف‏، بالکن، دیوار، فضاهای باز ورزشی، ویترین‌‏های نورپردازی شده یا ویترین‏های نمایشی کالا برای بازاریابی، مراکز ورزش‏های آبی و شنا، باغ‏ها و فضاهای باغبانی، مراکز حمل و نقل و غیره می‏شود. یکی از معدود کاربرد های ETFE در ایران در باغ ایرانی در مجتمع تجاری ایران‌مال توسط شرکت دیبا اجرا شده است.

ETFE  با سیستم‌‏ SSM

ممبران با پوسته تحت کشش و تنش (Stressed Skin Membrane). سیستم‏‌های SSM، بسته به نوع مواد و مصالح به کار رفته در آن‏ها، متنوع هستند. در یک سیستم پوسته فوق‏‌العاده سبک، یک لایه ETFE به کار رفته که توسط یک نیروی کم محیطی تحت تنش دو طرفه قرار گرفته است. فضاهای احاطه کننده بیرونی و اجزای پانلی میانی، از برآمدگی‏‌های آلومینیومی که آنودایز یا powder coated شده هستند تشکیل شده‌‏اند. در اجزای میانی معمولا از شیارهای داخلی (internal guttering) استفاده شده است. کابل‏‌های نازک استینلس استیل که با تحت تنش قرار گرفتن در فرآیند تولید مستحکم شده‏‌اند (prestressed) و در ETFE pockets ها در سمت پایین سطح بیرونی قرار دارند، امکان انتقال بارهای اضافی عرضی را فراهم می‏آورند. چگونگی فاصله‌‏گذاری بین کابل‏ها معمولا توسط بارهای محیطی مشخص می‏شود و از آن جایی که این سیستم فوق سبک، انعطاف‏‌پذیر است و امکان کج شدن یا منحرف شدن آن به راحتی وجود دارد، به یک برنامه بسیار دقیق زه‏کشی نیاز خواهد داشت. به طور معمول، کابل‏ها در یک جهت هستند و با فاصله حدود 600 میلیمتر جاگذاری می‏شوند. وزن این سیستم که کمتر از 0.05 کیلو پاسکال (1 پوند در فوت مربع) است، آن را مسلما به سبک‏ترین سیستم پوسته نما در بازار تبدیل کرده است. در جایی که استفاده از پنل‏‌های قاب آلومینیومی پیش‌‏ساخته کوچک‏تر امکان‏پذیر باشد، کابل‏ها حذف می‏شوند و این سیستم یکپارچه می‏شود. ETFE در یک سیستم پوسته‏ای واحد، عملکرد حرارتی بسیار کمی دارد و ایجاد سایه‏‌اندازی (shading) با استفاده از مصالح رنگی، جامد، یا نیمه-شفاف به جای مصالح معمول شفاف، بهترین انتخاب خواهد بود.

سیستم SSM، در مورد طراحی‏‌های پیچیده تری که در آن‏ها از مصالح PVC و PTFE استفاده شده است، به فرآیند prestress بیشتری نیاز خواهد داشت که با به کارگیری پروفیل‏های لبه سنگین‏تر محقق می‏گردد. به طور معمول، غشاء، بر روی شبکه‏‌های فضایی یا اجزای فولادی ضد زنگ کشیده می‏شوند تا بتوان از این طریق، گستردگی پوشش ممبران (membrane spans) را محدود نمود، به گونه‌ه‏ای که دیگر به استفاده از کابل‏ها نیازی نباشد و نیروهای تنشی در داخل اجزای فولادی نگه داشته شوند. در صورتی که سیستم تحت تنش قرار گیرد، از تیرها و میله‏‌های به هم بسته شده برای جلوگیری از بلند شدن (uplift) استفاده می‏شود. مصالح PVC و  PTFE اگر چه از نظر میزان شفافیت متنوع هستند، اما مانند شیشه شفاف نیستند و تصویر را کاملا منتقل نمیکنند.

نمونه‏‌های کاربردی این سیستم شامل استفاده در سایبان‏ها، اسکای‌لایت‏‌ های نواری با گستردگی کم، پرده‏‌ ها، پوشش سقفی راهروها، پوشش سایه‌ ‏اندازها، و فضاهای سبز می‏شود.

برای اط

سیستم‏های CTF

پارچه کابلی تحت تنش (Cable Tensioned Fabric). سیستم CTF ممبران‏‌ها را در اشکال کلاسیک‏‌تر معماری «چادری» به کار می‏گیرد که برای تحمل کشش‏های وارده از هر دو محور بر مواد و مصالح در هم تنیده شده که غالبا PVC و PTFE هستند، بر فرم سطحی و پوسته‏ایشان تکیه دارند. در ایران شرکت های زیادی دانش طراحی و اجرای اینگونه پوسته ها را دارند و پروژه های بی نظیری نیز اجرا شده است. فرم ممبران از دو منحنی تشکیل شده و تنش سطحی به طور معمول در کابل‏های زنجیری (catenary cables) به کار رفته در perimeter pockets اعمال می‏شود؛ اگر چه امکان دستیابی به لبه‏‌های صاف نیز با به کارگیری اجزای فولادی و اتصالات گیره‏ای سنگین امکان‏پذیر خواهد بود. ترکیبی از سازه‏های کابلی و تیرک‏ها به برپا نگه داشتن سقف کمک می‏کنند و توسط تولید کنندگان سازه های چادری و با استفاده از سیستم AES و TR، ارائه شده است. در مناطقی که وزش باد زیاد است، کابل‏ها می‏توانند به منظور کنترل بلند شدن‏های احتمالی سازه در اثر وزش باد، در بالای سطح استفاده شوند. کابل‏های محیطی معمولا به دلایل اقتصادی در زمان بسته‌‏بندی شدن گالوانیزه می‎شوند.

باید توجه داشت که در مورد انتخاب مواد و مصالح، عمر PTFE از PVC که اقتصادی‏تر و ارزان‏تر است بیشتر است، ولی از نقطه نظر معماری، PVC را می‏توان با شفافیت‏های متنوع و رنگ‏های گوناگون به کار گرفت.

از انواع کاربرد چنین سیستمی می‏توان به غرفه‏‌های نمایشگاهی، سازه‏‌های سایه‏‌ انداز، تجهیزات و امکانات ورزشی و تفریحی، سایبان‏‌ها، و برپایی پوشش‏های سقفی موقت یا اضطراری اشاره نمود. طراحی‏‌های این سیستم، اغلب به دلیل پیچیدگی و نیز هزینه‏‌های مربوط به جزئیات اجرایی اجزای محصورکننده آن که از حرکات جانبی نسبتا زیاد  سازه در زیر فشارهای وارده ناشی می‏شود، معمولا به شکل باز (غیرمحصور) صورت می‏گیرد.