طراحی نمای ساختمان‌ها بخصوص ساختمان‌های اداری و تجاری در قرن اخیر با تغییرات بسیار چشمگیری همراه بوده است. این مسئله منحصر به هیچ جغرافیای خاصی نیست، گرچه طبیعتاً در کشورهای مدرن بیشتر به چشم می‌خورد. امروزه هر شهر مدرنی رکورد قابل توجهی از نظر میزان تغییرات در نوع نمای ساختمان‌های اداری و تجاری در طول قرن گذشته ثبت کرده است. طراحی نماهای ساختمان های اداری و تجاری ویژگی های و آیتم های مربوط به خود را دارند که به غیر از فرم و حجم کل پروژه که تاثیر ویژه ای بر روی طراحی نمای ساختمان دارند انتخاب نوع مترایل فینیشنگ مورد استفاده از قبیل نمای کرتین وال نمای سفالی تراکوتا و نمای دوپوسته بر روی ظاهر کلی که به نمای ساختمان اعطا می شود تاثیر گذارند .در این مقاله یک نمونه از طراحی های خاص و مواردی که در این نوع طراحی نما صورت گرفته مورد بررسی قرار گرفته است
کاربرد نماهای شیشه ای در طراحی نمای ساختمان های اداری و تجاری
نماهای کرتین وال به عنوان یکی از نماهایی که امروزه در طراحی اکثر پروژه های اداری و تجاری به چشم می خورد در برج شانگهای هم استفاده گردیده است. برای برج شانگهای نوعی از طراحی پیشنهاد شد که شامل ترکیبی از یک کرتین وال خارجی و یک کرتین وال داخلی با یک دهانه مخروطی در بین آنها بود. پشتیبان اصلی برای کرتین وال خارجی یک میله حلقوی افقی شامل یک لوله افقی با شعاع 356 میلی‌متر در 10 متر روی مرکز منطقه 2 و 7 متر روی مرکز منطقه 8 است. این تغییرات بخاطر هندسه خاص برج است که یک شکل مخروطی چرخشی دارد. لوله شعاعی افقی شامل یک لوله با قطر 219 میلی‌متر است (با ضخامت دیواره متنوع ولی عمدتا 22 میلی‌متر) که بار جانبی نمای خارجی را به قسمت داخلی لبه دایره‌وار ساختمان منتقل می‌کند. برای حمل بار گرانشی نما و ساختار پشتیبان نما، دو تا میله 60 تا 80 میلی‌متری با قدرت بالا از بالای مکان پناهگاه مکانیکی با یک ساختار فولادی قوی آویزان می‌شوند. البته این نوع نما می تواند در ترکیب با سایر متریال های نمای خشک شامل نماهای سفالی تراکوتا و یا نماهای سی ان سی شده ارزش های خاصی به ساختمان ببخشد که در برج شانگ های به صورت عمده ای با متریال دیگری ترکیب نگردیده است.
نتایج تست تونل باد در طراحی نمای ساختمان اداری تجاری
معمولا در طراحی نمای ساختمان های اداری تجاری به دلیل این که ارتفاع این ساختمان ها بالاست می بایستی بالاترین کد ارتفاعی و کد ارتفاعی کف تا کف طبقات که گاهی تا شش و هفت متر هم میرسد مد نظر قرار گیرد.
در مثالی که پیش رو داریم (برج شانگهای) که درواقع یک برج محسوب می گردد تست تونل باد برای امتحان عملکرد ساختمان الزامی بوده است که در اینجا بر اساس استاندارد بخش 6.6 ASCE 7-05 انجام شده است. بعلاوه، برای پیش‌بینی پاسخ ساختاری در مقیاس کامل و بارگزاری فشار دقیق‌تر، داده‌های تونل باد با یک مدل آماری آب و هوای بادی محلی ترکیب شدند.
تست روی یک مدل با مقیاس 1 به 500 انجام شد. بعلاوه یک مدل با مقیاس 1 به 85 برای نتایج فاکتور تصحیح عدد رینولدز تست شد. این فاکتور تصحیح برای داده‌های دقیق‌تر بر روی بارگزاری و اثر قطعه قطعه شدن باد بر روی سطوح حاشیه‌های دایره‌وار دیوارهای خارجی، استفاده شد. برای رسیدن به بهترین حالت ممکن برای کاهش بارگزاری، چندین سناریو شامل درجات چرخش مختلف 90، 120، 150، 180 و 210 و سپس مقیاس گذاری 25%، 40%، 55%، 70% و 85% اجرا شد.
نتایج این فرآیند نشان داد که فاکتور مقیاس دهی حدود 55% و چرخش 120 درجه می‌تواند بارگزاری ساختاری باد و فشار روکش فلزی را تا 24% کاهش دهد. این امر معادل 50 میلیون دلار صرفه‌جویی در ساختار ساختمانی بود. بعلاوه به بهینه سازی توزیع بیشینه‌ی بارگزاری روکش فلزی بر روی ساختمان کمک می‌کند و در عین حال زیبایی شناسی نما را نیز حفظ می‌کند. دغدغه‌های زیبایی شناسی از اجرای چرخش 180 درجه جلوگیری می‌کند هر چند که این چرخش باعث کاهش بارگزاری به میزان اضافی 9% می‌شود. نتایج تست تونل باد را در شکل زیر می‌توانید ببینید:
عملکرد انرژی
همیشه در میزان جذابیت یک مجموعه تجاری اداری نوع تاسیسات به کار رفته و کیفیت تهویه و هوای فضاها تاثیر به سزایی دارد . که نوع طراحی نمای در این پروژه ها و نحوه به کار گیری عملکرد انرژی تاثیر زیادی دارد .
ویژگی اصلی در نظر گرفته شده برای عملکرد دیوار خارجی بر پایه یک مفهوم بیولوژیکی محیطی از یک سیستم دهلیزی غیر فعال است، جایی که دو پوسته به نحوی قرار بگیرند که یک فضای بزرگ ایجاد کنند که هم مزایای هوای به دام افتاده و هم هوای طبیعی هوا را فراهم کند. البته صرفا با یک اثر گلخانه‌ای منفعل نمی‌توان به این هدف رسید ولی کمترین میزان نیاز به سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی فراهم شده است. همانطور که در مدلسازی انرژی نیز تایید شده است، استرس‌های گرمایی و مصرف انرژی در فضاهای اداری و هتل به طور چشمگیری کاهش یافته است.
مطالعات آلودگی نوری
مقوله آلودگی نوری متغیر مهمی در طراحی بنای خارجی و انتخاب نوع شیشه است. در قوانین شهرسازی چین، آلودگی نور به اثر مضر انعکاس شیشه به ساختمان‌های مسکونی، دولتی و عمومی اطراف گویند. نسبت شیشه به ساختمان نمی‌تواند بیش از 70% باشد و انعکاس شیشه نباید بیش از 15% باشد. نسبت شیشه کرتین وال خارجی برج شانگهای بسیار بالا، حدود 87% است و نسبت شیشه کرتین وال داخلی 60% است.
با این نسبت بالا گروه طراحی برج شانگهای مجبور شدند مطالعات آلودگی نوری را به یک گروه مشاوره حرفه‌ای بسپارند. دو نوع طراحی صاف و مایل شده برای تست در شعاع سه کیلومتری اطراف در نظر گرفته شد. با در نظر گرفتن تمام متغیرهای لازم در نهایت مدل هندسی نهایی برج تایید شد زیرا مدلسازی و تست هر دو نوع طراحی کرتین وال‌ها با مدل Ecotect تایید شد.
شیشه عمود بر سطح زمین نسبت به شیشه‌ای که با خورشید زاویه دارد (شیشه مایل شده) انعکاس کمتری دارد. بنابراین بزرگترین زاویه روی برج حدود 9 درجه بود. شیشه انتخاب شده برای کرتین وال خارجی کمینه انعکاس نور 12% را داشت. شکل زیر مقایسه بین طراحی پنل‌ها بصورت صاف یا مایل شده را نشان می‌دهد:
همچنین پیشنهاد می کنیم برای اگاهی از عوامل تاثیر گذار بر قیمت های طراحی نمای ساختمان به صفحه مربوطه مراجعه نمایید.