منبع پایان نامه ارشد درباره نورپردازی، فضاهای داخلی، کارایی انرژی

No Comments

محدودیت های فناوری موجود به عنوان رهنمودهایی برای طراحی شکل و جزییات به قوت خود باقی هستند. نوشته های انبوهی در مورد سازه های پارچه ای کششی وجود دارد که تنها خود را وقف فناوری آنها کرده اند؛ نظیر رفتار و شیمی مصالح آنها، توصیف ریاضی شکل هایشان و تعیین نیروهای داخلی شان.
2-5-4- 2- تفاوت اولویت ها در طراحی و درک سازه های پارچه ای کششی
در دید مردم عادی، کار معمار توأم با خلق زیبایی است و وظیفه مهندسان، برآوردن نیازهای عملی و کارکردی است. روشن است که چنین تعمیم هایی موجب گمراهی می شود. معمار، در نقش تعمیم دهنده طرح، در همان حال که در جست و جو برای تأمین زیبایی و حظ بصری است، باید نیازهای ساکنان یک بنا را به منظور حفاظت و ایمنی آنها شناسایی کند.
انحنا یکی از الزامات برای پایداری یک فرم سازه ای پارچه ای است. این ویژگی در دنیایی که خطوط مستقیم و شکل های مستطیلی ساختمان های مدرن غلبه دارند، به سازه های پارچه ای، شور و هیجانی ذاتی می بخشد. در دیدگان خیالپرداز یک معمار، اشکال آنها ممکن است تصاویر مختلفی نظیر پوسته تخم مرغ، صدف دریایی، بادبان، کوه، حباب یا فرم های معماری تاریخی را تداعی کند. مهندس معمار، «آنتونی بلوچی»40 که گاهی از پارچه در طرح هایش استفاده کرده است، نوعی تناظر را میان سقف طاقی یک کلیسای جامع گوتیک و سقف آتریوم یک مرکز خرید (که با پارچه و به شکل طاقهای متقاطع پوشیده شده) مطرح کرده است. یک معمار ممکن است از کابل ها و دیرک های تکیه گاهی که خطوط مستقیم آنها در تقابل با انحنای پارچه هستند، استفاده کند تا شکل طناب ها و جرثقیل های صنعتی را به یاد آورد. یک دکل مرتفع نوک تیز که بر فراز پارچه ای که آنرا نگه می دارد، امتداد می یابد و گویی نوک آن برای شکافتن آسمان هجوم می برد، ممکن است تصویر پایه یک پرچم جنگ را تداعی کند.
هر گاه نتوان چنین تناظرهای تاریخی یا نمادین را پیدا کرد، معماران اغلب به دلیل سیمای تندیسگون خالص آنها به سراغ سقف های پارچه ای می روند. این سقف ها از راه شکل، رنگ و یا کیفیت عبور نور از سطوح آنها در هر ساختمانی که به کار می روند شور و هیجان به ارمغان می آورند و هنگامی که به عنوان بخش کوچکی از یک زمینه معماری بزرگ تر استفاده می شوند، نقطه کانونی معمارانه ای ایجاد می کنند. هنگامی که این مصالح (اغلب پارچه های کشباف یک تکه) به صورت مجسمه و تندیس برای تزیینات نمایشی درون یک ساختمان استفاده می شوند، جنبه سازه ای پارچه تحت کشش، به طور کامل نادیده گرفته می شود.
یک عامل معمارانه که سقف های پارچه ای کششی را اینچنین تماشایی می کند، بازی آزادانه آنها در فضا است. آنها موافق با باد تکان می خورند و شکل هایشان که از نقاط مختلف دیده می شوند، پیوسته تغییر می کنند. برخی طرح ها به کمک قطع و وصل پارچه یا کابل کشی بندبند خود، بیننده را با تصاویر همزمان نور و سایه، درون و برون، نهان و آشکار، به بازی گرفته، دلربایی و جلوه گری می کنند.
همچنین یک معمار ممکن است از مزیت سبکی و نیمه شفافیت پارچه ها، برای تسهیل و تلطیف انتقال از بیرون به درون یک بنا در ورودی آن استفاده کند.
در بیشتر کارهای ساختمانی، به تقریب کل انتخاب های زیبایی شناسانه بر عهده معماران است. با اینحال در سازه های پارچه ای کششی، فرم و سازه یکی هستند و در عین حفظ پایداری سازه ای و قابلیت باربری آن، دستکاری شکل فقط به میزان محدودی امکان پذیر است. به علاوه اتصالات و جزییات سازه ای به طور معمول نمایان هستند. بنابراین در سازه های پارچه ای کششی، تأثیر بصری کار مهندس سازه چشمگیر است و بیان سازه ای تا اندازه ای اجتناب ناپذیر می شود. در سازه های پارچه ای، همکاری میان طراحان معماری و سازه ای، دارای بیشترین اهمیت است و طرح های موفق، پیوند مناسبی از اهداف زیبایی شناسانه و عملکردی هر دو رشته را به نمایش می گذارند.
2-5-4- 3- عناصر فرم و طرح
هیچ یک از سیستم های سازه ای، چه آنها که فولاد، چوب، مصالح بنایی سخت و بتن را به کار می گیرند و چه آنها که برخی مصالح نامتعارف را استفاده می کنند، به اندازه سازه های پارچه ای کششی، تصویری از آزادی فرم را به نمایش نمی گذارند. چنین تصویری در عین حال که بهترین امتیاز برای فروش پارچه ها می تواند باشد، مایه دردسر مهندسان سازه های پارچه ای هم خواهد بود؛ چرا که تجربه نزدیک تر در زمینه طراحی سازه های پارچه ای این نکته را آشکار می کند که فرم های هیجان انگیز و وسوسه گر سقف های پارچه ای، پاسخی است به قانون های سخت فرم و شکلیابی. از طرفی ویژگی های «پارچه های سازه ای41»، دامنه شکل های ممکن را برای سازه های پارچه ای نسبت به سازه های که مصالح متداول تر را به کار می گیرند، تا اندازه ای محدودتر می کند (10).
متأسفانه آنچه که سقف های پارچه ای هرگز نمی توانند باشند، همان چیزی است که پیوسته به آن نام خوانده می شوند؛ یعنی سازه های کششی. اعضای فشاری، عناصری سازه ای هستند که مقاومت آنها (و کارایی حاصل از آنها) در اثر تمایل آنها به «کمانش» تحت بارگذاری سنگین، محدود می شود (به ویژه وقتی که مقطع آن ها ظریف باشد). اما در مقابل، اعضای کششی را می توان بدون توجه به باریکی آنها تا نقطه جاری شدن مصالح قبل از خرابی آن، تحت تنش قرار داد. برخی با توجه به کارایی ذاتی اعضای کششی، اظهارنظر کرده اند که «سازه های کششی» -که به طور کامل مرکب از اعضای کششی باشند– کارایی سازه ای ایده ال را به نمایش می گذارند و همچنین پارچه (که مقاومت کششی بالا و
مقاومت فشاری ناچیزی دارد) جزء مصالح ساختمانی ایده ال است.
با این وجود، سازه های کششی صرف در عمل به جز در ماشین های خودکار دائمی نه رایج هستند و نه قابل دستیابی. به شکل حسی هم روشن است که فشار رو به پایین اعمال شده توسط وزن یک سازه (و فشار اضافه رو به پایین بارهای زنده وارد بر آن) باید با نیروی مقاوم رو به بالای یک یا چند عضو فشاری، خنثی شود. تجربه نزدیک از هر سازه کششی مفروض، حضور عضوهای فشاری را آشکار می کند. برای مثال در یک پل معلق یا کابلی، نیروی کششی کابل ها که عرشه پل را نگه می دارد، توسط نیروی فشاری برج های آن خنثی خواهد شد. سازه های کششی پارچه ای از کابل هایی که در سراسر طولشان و غشاهایی که در سرتاسر سطحشان تحت کشش قرار دارند، بهره می برند اما این نیروهای کششی، ناگزیر توسط پایه ها، قوسها یا اعضای فشاری مشابه خنثی می شوند. سقف های «هوانشین» 42 به نظر یک استثنا هستند مگر اینکه خود هوای فشرده را به عنوان یک عضو فشاری به حساب آوریم (10 ).
کارایی سازه ای و ظرافت سقف های پارچه ای ، نتیجه رفتار سازه ای کششی مفروض برای آنها نیست ، بلکه ناشی از این واقعیت است که غشاهای آنها « فرم فعال » 43 هستند : یعنی برای تحمل نیروها و انتقال آنها به عناصر فشاری تکیه گاهی به صورت کشش خالص ، بر اشکال منحنی خود متکی هستند ؛ بدون کمترین مقاومت خمشی موثری که توسط تیرها ، اسلب ها و یا دیگر اعضای سازه ای متداول تر ، تحمل شود. این فصل ، اصول و مبانی رفتار غشای پارچه ای تحت کشش را جست و جو می کند و اینکه چگونه طراحان از این اصول بهره برداری می کنند تا فرم های سازه ای کارا و زیبا خلق کنند.
2-5-4- 4- شاخص های کارایی غیر سازه ای
یک سقف پارچه ای موفق باید در زمینه های دیگری به جز سازه ، کارایی داشته باشد از جمله روشنایی، انرژی، اکوستیک و ایمنی در برابر آتش. این موارد در ادامه بررسی خواهند شد.
روشنایی روز
یکی از جذاب ترین ویژگی های سقف های پارچه ای ، قابلیت گذردهی نور آنهاست، به گونه ای که در طی روز ، فضاهای داخلی روشن و زنده ایی را ایجاد می کنند و در شب فرم های آنها از بیرون تابان و درخشان به نظر می رسند. با وجود اینکه « رفتار نوری » ، تابع پیچیده ای از اثر متقابل میان خواص گوناگون پارچه و منبع نوری است، یکی از ویژگی های اصلی پارچه های سازه ای ، «گذردهی نور »44 آنها است ، یعنی : « توانایی پارچه در انتقال مستقیم بخشی از نوری که به آن برخورد می کند به فضای پشت خود». خصوصیات انتقال نور پارچه ها از یک پرده به تقریب مات پشت صحنه تئاتر تا یک جوار کشباف به نسبت شفاف ، تفاوت های گسترده ای دارد.
گذردهی نور پارچه های سازه ای معاصر نظیر پلی استر با روکش PVC و فایبر گلاس با روکش تفلون ، اغلب از 5 تا 25 درصد متغیر است. امتیاز حاصل از این خاصیت برای تامین روشنایی طبیعی روز ، قابل توجه بوده و موجب رواج به کارگیری پارچه ها در اماکن ورزشی ، سالن های نمایشگاهی و آتریوم ها یا دیگر کاربردهای از نوع نورگیر سقفی شده است.
میزان وضوح شکل سقف
ویژگی های نوری غشاهای آستری بر میزان « خوانایی » شکل سقف برای یک فرد واقع در درون بنا هم اثر می گذارد. فرم یک سقف تک غشایی به طور معمول به وسیله اعضای تکیه گاهی ، کابل ها و خطوط درز پارچه ها به خوبی مشخص می شود و تیرگی این درزها آنها را به صورت منحنی های تاریکی که از شکل پارچه تبعیت می کنند، نمایان می کند. اما با افزودن یک آستر ، نوری که توسط غشای سازه ای منتقل می شود ( به وسیله این آستر )، پراکنده می شود تا تمام سایه های غشای سازه ای را محو کند. آنچه باقی می ماند یک سقف روشن است که به گرمی می درخشد.45
هر گاه لازم باشد ، می توان خوانایی شکل سقف از داخل را با استفاده از نورپردازی مصنوعی بهبود بخشید. به این صورت که بخش هایی از سقف که در مقابل نور مصنوعی قرار دارند، روشن می شوند. در حالی که نواحی دیگر تاریک تر باقی می مانند. این اثر اغلب با نورپردازی از فاصله کم 46 نسبت به سطح غشا افزایش پیدا می کند.
اثرات نورپردازی شبانه در سطح زیرین سازه های غشایی تفاوت چشمگیری با نتایج آن در هنگام روز دارد. بدون تردید سقف های پارچه ای تحت تاثیر روشنایی روز از سمت زیرین خود تابناک به نظر نخواهد رسید، اما تا اندازه ای این کیفیت را می توان دوباره بدست آورد به این ترتیب که از منابع نوری داخلی که به سمت سقف هدایت می شوند، استفاده کرد تا از مزیت پارچه های معماری که اغلب خاصیت بازتابی بالای دارند بتوان برای روشن کردن سقف بهره برد. همانطور که در گذشته ذکر شد، نور خورشید با بهره گیری از مزیت افت گذردهی نور در محل خطوط درزها موجب تشخیص شکل سقف در هنگام روز می شود در حالی که این اثر با نورپردازی داخلی شبانه محو می شود؛ بنابراین نورهایی که در زوایای کم عمق ( از فواصل کم) به سمت غشا هدایت می شوند ، به ویژه در تغییر درخشندگی سطح پارچه مفیدند ، به گونه ای که موجب خوانایی شکل سقف خواهند شد.
اثرات انباشت گرد و خاک
قابلیت حفظ تمیزی پارچه که از ویژگی های پارچه ها و روکش های فوقانی آنهاست، در حفظ میزان روشنایی روز در طول زمان، نقشی حیاتی دارد.
ساز و کار نشست گرد و خاک و شکل سقف و نوع جزئیات هم در محدود ساختن اثرات انباشت کثیفی بر گذردهی نور و سیمای ظاهری پارچه ها نقش مهمی بازی می کنند. در مجموع ، گرد و خاک ابتدا بر سطوح صاف نزدیک نقاط فوقانی سقف انباشته می شود، سپس با ریزش باران ، به سمت پایین لبه های شیب دار سقف ، شسته و هدایت می شود. با بخار شدن آب باران ،
رسوبات کثیفی به صورت رگه رگه در امتداد لبه های شیبدار سقف باقی می مانند. تمهیداتی نظیر آبروها که برای جمع آوری آب در لبه های سقف های متداول استفاده می شوند، از ریختن آب به روی دیواره های این ساختمان ها و باقی گذاشتن رگه های کثیف جلوگیری می کنند. با اینحال ناودانی و دیگر منحرف کننده های آب باران ، به ندرت در سقف های پارچه ای استفاده شده اند ( 9 ).
مصرف انرژی
هدف اصلی از یک سازه پارچه ای کششی همانند هر سقف دیگری ، فراهم کردن یک سرپناه است. با اینحال سازه های پارچه ای به جز اندک استثناهایی ، با دانشی محدود و توجهی کم به اثرات تصمیمات طراحی بر رفتار انرژی ساختمان طراحی می شوند.
مهندسان در طراحی سقف های پارچه ای به منظور کارایی انرژی می توانند ( و اغلب هم این کار را می کنند) طرح هایی که از این نظر ضعیف هستند را با « تقویت » ظرفیت های سامانه های گرمایشی و تهویه مطبوع اصلاح کنند. به دلیل اینکه

دیدگاهتان را بنویسید