چگونه به موضوع نما در معماری بیندیشیم؟

چگونه به موضوع نما در معماری بیندیشیم؟
نما در لغت نامه دهخدا به معنای صورت ظاهری هر چیزی، آنچه که در معرض دید و برابرچشم است، آنچه از بیرون سوی دیده می شود، منظره خارجی بنا و عمارت،‌ قسمت خارجی ساختمان و نماسازی، فن روسازی ساختمان و ساختن نمای عمارت است.
در سال‌های اخیر پس از مطرح شدن دوباره اهمیت فضاهای عمومی و ارزش زندگی شهری، نما اهمیت دوباره ای یافته است. نما در عمل درون ساختمان را از بیرون و فضای خصوصی را از فضای عمومی جدا می کند. نما حاکی از موقعیت فرهنگی سازندگان ساختمان است و نشانگر میزان نظم طرح ساختمان، امکانات و ذوق تزیین و خانه آرایی طراح و مالک است. یک نما به مثابه معرفی وضعیت ساکنان ساختمان در بین عموم است. نما در واقع صورت ساختمان و بهترین بیان حالتی است که فرد طراح یا مالک از خود در برابر بیرون دارد. نماهای داخل ساختمان بیشتر جنبه خصوصی دارند، لیکن نماهایی که به سمت کوچه و بافت شهر باز می‌شوند، جنبه عمومی تر دارند.
بنابراین وجوه پشت و جلوی ساختمان از یک طرف دارای نمود اجتماعی و از طرف دیگر نمود مشخص ساکنان خود است بنابراین نمای هر ساختمان باید هم با فضای عمومی همبستگی داشته باشد و هم بتواند حجم داخلی ساختمان را بیان نماید.


نمای هر ساختمان موثر در مجموعه شهری است که در آن حضور دارد و این تاثیر را در بدنه خیابان‌ها یا میدان‌ها که در آن قرار گرفته است می گذارد. اگر به نمای ساختمان واحدی، بدون در نظر گرفتن نمای دیگر ساختمانها فکر شود، همگونی نمای شهری در کلیت از بین می‌رود. 
تناقض بین جنبه شهری و بیان فردی نما در صورتی می‌تواند از بین رود که ساختمان جزیی از شهر در نظر گرفته شود و ارتباطات آن با محیط اطراف چند جانبه باشد. نمای رو به کوچه و خیابان باید تابع عوامل همبستگی بین نماهای اطراف باشد. اما در عین حال بر اساس ترکیبی از اجزا مختلف بر حسب عملکرد، ابعاد و مصالحشان شخصیت خاص خود را دارد.
نما در واقع یک سطح صاف و تخت نیست بلکه آن سطح انتقالی بین فضای داخل و خارج است که با عقب نشستگی و پیش آمدگی، تراس و غیره با فضای داخل مسکن ارتباط پیدا می‌کند.
برای اینکه نمای ساختمان حریم خصوصی ساکنان خود را حفظ کند باید نسبت به خیابان بسته‌تر و محفوظتر باشد.
نمای ساختمان باید به‌دنبال خلق یک کلیت هماهنگ به‌وسیله تناسب خوب پنجره ها، بازشوهای در، سایبان و محدوده سقف‌ها،‌ سازه عمودی و افقی، مصالح، رنگ، عناصر تزیینی و... باشد. پنجره‌ها همواره با دیگر عناصر دیوار، ‌سطوح باز و بسته، تیره وروشن، صاف و ناهموار را بوجود می آورند. به علت تکرار دوره ای پنجره ها، در ساختمان‌های چند طبقه، نظم کاملی به چشم می‌خورد. 
اما گاه به‌علت افزایش نور در طبقات بالاتر کاهش داده می‌شود و این نظم آهنگ خود را از دست می‌دهد.
جداسازی عناصر افقی و عمودی تاثیر کلی در نما دارد. تناسبات عناصر ساختمان لازم است با کل ابعاد ساختمان مطابقت داشته باشد. 
برای مثال در ساختمان‌های کوتاه عریض، ابعاد عرضی غالب خواهد بود. در ساختمان‌های بلند عناصر باریک برتری خود رانشان می‌دهند. در و پنجره و نعل درگاه‌ها تاثیر خاصی در نما می‌گذارند. ناودان‌ها، سایه بانها، پیش آمدگی‌های سقف و بالکن‌ها ایجاد سایه های خاصی بر روی نما می‌کنند.
تفاوت سطح ها باید در نما مشخص باشد. برای مثال بین طبقه همکف، سایر طبقات و طبقه انتهایی باید یک تفاوت اساسی وجود داشته باشد. ترکیب کلی نما در واقع نظم در این تفاوت‌ها است. 
عناصر اصلی نما مثل پنجره، در، سطوح و محدوده پایانی سقف و غیره در شکل، رنگ، و مصالحشان با یکدیگر اختلاف دارند. این عناصر معناهای متفاوتی دارند. مثلا نمی‌توان بالا و پایین پنجره و در را با هم هم‌ردیف کرد. اگر ارتفاع این بازشوها یکسان نباشد می توان از ضرایب مشترک و یا رنگهای یکسان استفاده نمود.
نسبت‌های هندسی نقش تعیین کننده ای در هماهنگ سازی ظاهر نما دارند. می‌توان پنجره ها را در گروه‌های کوچکتر ترکیب شده که شکل مشخصی را ایجاد می‌کنند دسته بندی کرد. نماها می توانند از نظر مصالح نیز با یکدیگر متفاوت باشند.
مصالح نما در رنگ، شکل، زبری و خشنی نما تاثیر می گذارد. مصالح بومی نشان می‌دهد که نما مربوط به چه منطقه ای است.
ترکیب پنجره ها، ایوان‌ها، درها و به‌طور کلی بازشوها، همچنین بافت و جنس نما و کمپوزسیون آن در هر عصر متفاوت است و در عین حال در یک تداوم شهری تغییر می‌کند. طراح می‌تواند نما را به عالیترین حد ترکیب معماری برساند و یا آنرا تا حد یک سطح بدون طراحی و فکر رها کند. 
در اعصار مختلف بازشوها به شکل مشابهی در سطح نما قرار می‌گیرند و تنوع در قرار گیری آنها تابع عوامل داخلی چون بزرگی ساختمان، عریض بودن آن و یا عوامل اقلیمی چون جهت قرارگیری و محل قرارگیری است. در پهنای دیوار نما تعبیه پنجره دو جداره، آفتاب‌شکن، سایبان و ... نقش تنظیم کننده شرایط آب و هوایی فضاهای داخلی را خواهد داشت.
در دیوارهای باریک معاصر این عمل با جلو و عقب آمدن ساختمان انجام می‌شود. یکی از عوامل ضروری درهویت نما تعیین محدوده نما است. نمایی می تواند در طرح خود موفق باشد که به این سوال‌ها پاسخ گوید. محدوده عمودی جانبی ساختمان کجاست؟ خط پایانی افقی ساختمانی چگونه است و مرز ساختمان در آسمان به چه شکل است؟ 
انتهای ساختمان چگونه به پایان می‌رسد؟ گوشه‌های ساختمان چه وضعی دارد؟ اگر ساختمان همسایه ای دارد ارتباط نمای ساختمان فعلی با نمای همسایه چگونه به پایان می رسد؟ گوشه های ساختمان چه وضعی دارد؟
اگر ساختمان همسایه دارد ارتباط نمای همسایه چگونه است و اگر در فضا قطع می شود این ارتباط چگونه است.
محدوده های افقی ساختمان عبارتند از نقطه اتصال به آسمان ( محدوده پایانی ساختمان) نقطه اتصال به زمین (محل نشستن ساختمان بر زمین) و پوشش ساختمان مثل بام و شیروانی. محدوده پایانی ساختمان باید معنای اتمام ساختمان را با خود داشته باشد و طبقه همکف ساختمان را با خود داشته باشد و طبقه همکف ساختمان باید مفهوم نشستن ساختمان بر زمین را برساند. 
طبقه همکف باید در محدوده قد افراد کشش لازم را بر عابر پیاده و بیننده ایجاد کند.
کنج یا گوشه نما در واقع محل برخورد دو نمای عمود بر هم است. کنج می‌تواند حالت عمود 90 درجه، نیم دایره یا سه وجهی را داشته باشد و هر کدام می تواند تاثیرات متفاوتی را در نما بگذارد. در یک میدان یا چهارراه هماهنگی کنجهای ساختمان هایی که در چهار طرف آن قرار گرفته است می تواند در نمای شهری تاثیر زیبایی داشته باشد.
نمای ساختمان خالق نمای شهری است
نمای شهری از مجموعه نماهای مشرف به فضای عمومی به‌دست می آید. این نماها از جهتی همگن و از جهتی ناهمگن هستند. می‌توانند همگن باشند چون با استفاده از زبانی مشترک روی بدنه اجزا شهر اجرا می شوند و اما از آنجا که هر کدام از این فضاها به کمک این زبان، مقاصد و نیازهای خود را بیان می‌کند، ناهمگن هستند. در شهرهای ما زبان مشترکی بین نماها وجود ندارد. نه فرهنگ مشترکی برای بیان دارند، نه مصالح یکسانی به‌کار گرفته اند و نه سبک مشخصی را دنبال می‌کنند.
در واقع هر یک از نماها در شهر نشانه وضعیت اقتصادی و اجتماعی سازنده و نحوه تفکر و نگرش او به مسایل مختلف است.
نمای شهری در واقع ترکیبی از اجزا متفاوت است که بر اساس اتفاقاتی که در خیابان‌ها ومعابر می‌افتد شکل می گیرد.
این اجزا در صورت رعایت مسایلی که پیش از این نیز به آن پرداخته شد می‌توانند با یکدیگر نقاط اشتراک جالبی داشته باشند که نمی توان وجود آنها را نفی کرد.
عناصر پراهمیت درنما
ورودی یکی از عناصر حایز اهمیت نما در ساختمان است که محل و اهمیت طراحی آن به شکل مستقیم نمایانگر نقش و عملکرد ساختمان است. در ورودی نشانه گذر از فضای عمومی خارجی به فضای خصوصی داخلی و یکی از مهم ترین عناصری است که می‌توان به عنوان نشانه ساختمان از آن نام برد.
لیکن به‌دلیل اهمیت اقتصادی که سطوح ساخته شده داخلی برای سازندگان دارند، اغلب ورودی‌ها به فضاهای کم اهمیتی تنزل یافته اند. سرمایه گذاران ساختمانی هم فقط به رعایت ضوابط ضروری طراحی ساختمان بسنده می‌کنند. 
بیشترین مشکل زمانی است که ورودی وسایل نقلیه به حیاط پارکینگ با ورودی خود ساختمان یکی شود. در این حالت فرد وارد شونده به ساختمان فقط یک راه باریک کنار دیوار برایش باقی می‌ماند. گاه نیز ورودی یک ساختمان مسکونی بیش از حد پرتجمل است، به‌نحوی که عملکرد ساختمان را دگرگون می‌سازد. زمانی هم ورودی به یک بنای بزرگ تنها با روزنه‌ای امکان پذیر می‌شود. تناسب ورودی و حجم ساختمان می تواند نقش مهمی در توجیه عملکرد و شکل ساختمان داشته باشد.
از آنجا که طبقه همکف ساختمان قسمت اتصال به زمین یا کف پیاده رو است، به صورت قابل توجهی در معرض دید قرار می‌گیرد. طبقه همکف اهمیت ویژه ای در زندگی شهری دارد، به این علت که عابران پیاده این قسمت را به‌طور مستقیم می‌بینند. از این رو نمای این قسمت پر اهمیت است و مصالح مورد استفاده در این قسمت باید نسبت به بقیه ساختمان با دوامتر و مستحکم تر باشد تا عابر در نگاه به نمای ساختمان احساس ثبات کند. ساختمان‌هایی که طبقه همکف آنها عملکرد تجاری دارد، به‌دلیل تغییر دکوراسیون واحدهای تجاری دایما دستخوش دگرگونی می‌شوند. همین موضوع موجب می‌شود که ساختمان مذکور شخصیت ثابت خود را از دست داده و دارای نمای شناخته شده ثابتی نباشد.
تراس‌ها چشم اندازهای جدیدی نسبت به فضاهای بیرون برای ساختمان فراهم می‌آورند. بالکن‌ها نباید حالت موقت و ناپایداری که در بیننده تصور به‌راحتی جدا شدن از بدنه ساختمان القا شود را داشته باشند.
لبه بام حد و مرز ساختمان و آسمان است و از نظر بصری بام انتهای نماست. بام پوسته‌ای است که بر سر ساختمان قرار دارد. بنابراین لبه بام نمی‌‌تواند بدون تفاوت با دیگر قسمت ها در آسمان رها شود. 
صورت ظاهر ساختمان و آنچه که در برابر دید عموم قرار دارد، در واقع پر اهمیت ترین قسمت ساختمان در برابر عابران و سایر افراد غیر استفاده کننده از ساختمان است. همان‌طور که عنوان شد نمای ساختمان‌ها، نمای شهری را ایجاد می کند،
اما به‌دلیل ضعف قوانین موظف کننده طراح و سازنده در این ارتباط، نمای ساختمان در کمترین اهمیت قرار گرفته است. 
در بسیاری از شهر های بزرگ جهان، ضوابط و مقررات ویژه‌ای در ارتباط با سیما و کالبد شهر وجود دارد و گروهی از برجسته‌ترین افراد با تخصص‌‌های مرتبط هنر زیبا سازی و زیبایی شناسی به کنترل طرح های بزرگ و کوچک معماری و شهری از نقطه نظر هماهنگی نمای بیرونی ساختمان‌ها و محیط شهری یعنی از جنبه های رنگ، حجم، مصالح مناسب، فضای پر و خالی نما، رعایت اصول هماهنگی و تناسبات و... می پردازند. 
آنچه برای علاقه‌مندان به این موضوع نگران کننده است، پاسخگویی با شتاب به نیازی کاملا محسوس است. در این ساخت و ساز پر شتاب نیاز به بررسی طرح‌های ارایه شده توسط جمعی از صاحب نظران و مسوولان در مراکز تایید پروانه‌های ساختمانی ضروری به نظر می‌رسد. بررسی میدانی طرح ساختمانها با بناهای اطراف از لحاظ کیفیت طرح معماری، نمای ساختمان، تناسب حجم آن با ساختمان‌های اطراف، زیبایی طرح و مصا لح مورد استفاده و... نیز گامی موثر در بالا بردن کیفیت نماهای شهری است. با در نظر گرفتن موارد ذکر شده و القا آن توسط شهرداری هر شهر، می توان شاهد ارتقا کیفیت شهرها و زیباسازی نمای شهرها بود. 
نما؛ جلوه ظاهری ساختمان
پذیرفتن این موضوع چندان سخت نیست که «نما» درمیان مفاهیم مختلف ساختمان سازی از اهمیت بصری اجتماعی تری برخوردار است. نمای یک ساختمان در حقیقت وجه اجتماعی آن ساختمان و زبان دیالوگ و تعامل آن با فضای اطرافش است. ایده های یک معمار، در طراحی یک بنا تنها در نمای آن بناست که رخ می نمایاند و اگر خوب طراحی شده باشد، ما را با زبان بصری خود به درون دعوت می کند. این بعد از معماری البته در طراحی شهری نیز اهمیت دو چندانی دارد؛ زیبا شدن جلوه ظاهری و بیرونی ساختمان و در نتیجه ایجاد دورنمای مناسب برای محلی که ساختمان در آن واقع شده است، یکی از این دلایل است. از طرفی می توان از نگاه مهندسی سازه هم دلایل قانع کننده ای برای توجه به نمای یک ساختمان عنوان کرد:
- کاهش اتلاف انرژی در تمام مدت سال، چرا که نما در ساختمان نقش یک عایق حرارتی و برودتی را ایفا می کند که از هدر رفتن انرژی تولیدی سیستم های گرمایشی و سرمایشی جلوگیری می کند، همچنین می تواند موجب دفع و انعکاس گرما در تابستان، خاصه در مناطق گرمسیری شود و عکس همین عملکرد را در فصل زمستان برای جذب انرژی خورشیدی و گرم شدن ساختمان ها در مناطق سردسیری ایفا کند.
- نمای ساختمان به عنوان یک عایق صوتی ایده آل و مناسب عمل می کند. کاملا واضح است که نمای ساختمان نقش بسیار مهمی در کاهش ورود آلودگی های صوتی و صداهای آزاردهنده محیط بیرون به فضای داخلی ساختمان ایفا می کند.این موضوع در ابرشهرهای با آلودگی صوتی بالا، بیشتر نمود پیدا می کنند.
در ساخت وسازهای عصر حاضر، این عایق کاری صوتی با استفاده از نماهای شیشه ای و با به کارگیری شیشه های چندلایه، به نتایج بهتر با بازده بیشتری رسیده است. زیرا هم بهره گیری از نور بیرون برای تامین روشنایی داخل ساختمان سهل تر است و هم از ورود صداهای ناهنجار به داخل جلوگیری می شود
-کمک به افزایش دوام و پایداری ساختمان ها در برابر شرایط نامساعد جوی و محیطی و در نتیجه افزایش عمر مفید ساختمان
نمای ساختمان؛ اهداف و کارکردها، بایدها و نبایدها...
زمانی که زیبایی ظاهری و آرامش، آسایش و ایمنی هر چه بیشتر محل زیست بشر و صد البته صرفه جویی در مصرف انرژی برای ساختمانها مد نظر قرار گرفت، ایجاد نماهای با مصالح و شیوه های اجرایی متفاوت و متنوع در دستور کار مالکان و سازندگان ساختمانها 
به گزارش دنیای اقتصاد، دستورالعمل طراحی و اجرای نمای ساختمان‌ها 15 الزام را برای سازنده تعریف کرده که چنانچه هر کدام از آنها رعایت نشوند، ساختمان نیمه‌تمام خواهد ماند.
براساس این گزارش، متن دستورالعمل طراحی و اجرای نمای ساختمان‌ها به شرح زیر است.
- طراحی نمای خرپشته در هماهنگی با نمای ساختمان
- طراحی سطوح اصلی و جانبی
- طراحی و تاکید بر فضای ورودی ساختمان متناسب با سایر اجزای نما
- مجزا نمودن فضای ورودی سواره و پیاده در زمان طراحی
- پوشش درز انقطاع ساختمان از هر دو طرف با استفاده از مصالح به کار رفته در نما
- عدم استفاده از نماهای شیشه‌ای پیوسته در ساختمان‌های مسکونی
- طراحی اتصال مصالح به سازه ساختمان
- مکان‌یابی الحاقات مانند کانال‌ها و لوله‌های تاسیساتی، کولر و نظایر آن در بخش‌های غیرقابل رویت از معبر --عمومی و در صورت عدم امکان ارائه طرح پوشش آنها هماهنگ با نمای ساختمان
- طراحی آبچکان، قرنیز بام و کف پنجره‌ها در جهت جلوگیری از لغزش آب باران بر روی سطح نما
- طراحی ناودان و سایر کانال‌های تخلیه آب باران در داخل ساختمان
- طراحی محل نصب هرگونه تابلو، تبلیغ و آگهی به سطح خارجی نمای ساختمان‌های غیرمسکونی منطبق به مواد مبحث 20 مقررات ملی ساختمان
- رعایت تراز کف خیابان در زمان طراحی ورودی‌های ساختمان
- عدم توسعه دسترسی سواره و پیاده به خارج از حریم ملک
- تامین فاصله ایمنی حداقل 2متر بین نمای ساختمان تا پیاده‌رو
- استفاده از شیشه ایمن و غیر ریزنده در کلیه سطوح شیشه‌ای مجاور فضای باز 
بر اساس این گزارش معاونت شهرسازی شهرداری تهران برای ساختمان‌های جدیدالاحداث اجازه استفاده از جاگلی در لبه بالکن یا در مجاورت پنجره‌ها مشروط به اتصال ثابت بر سطح نما را صادر کرده است. 
در این دستورالعمل توصیه شده است نمای ساختمان‌ها تا حد امکان با نمای ساختمان‌های مجاور به لحاظ فرم و رنگ هماهنگ باشد. 
بر اساس این گزارش کلیه مناطق نتایج اقدامات انجام شده نسبت به این دستور‌العمل را هر سه ماه یکبار باید به اداره کل معماری و ساختمان حوزه معاونت شهرسازی اعلام کنند تا در صورت لزوم نسبت به بازنگری مجدد دستورالعمل تصمیم‌گیری شود.
همچنین بررسی طراحی نمای ساختمان‌های 12 طبقه و بیشتر یا با زیربنای 20هزارمترمربع و بیشتر به عهده شورای معماری حوزه معاونت شهرسازی خواهد بود. 
وظیفه مهندس ناظر سنگین‌تر شد
مدیر کل معماری و ساختمان معاونت شهرسازی و معماری شهرداری تهران در گفت‌وگو با دنیای اقتصاد در این باره گفت: بر این اساس نمای ساختمان ساخته شده باید حداقل با 2ساختمان مجاور آن هماهنگ باشد. سید مصباح‌الدین متقی تاکید کرد: به تمامی مناطق 22گانه شهرداری تهران ابلاغ شده است تا از این به بعد پایان کار ساختمان پس از تایید طراحی نمای ساختمان صادر شود. وی افزود: نمای ساختمان باید با ساختمان‌های مجاور خود از لحاظ رنگ و مصالح به کار رفته هم‌خوانی داشته باشد. وی افزود: در فاز بعدی ساماندهی نمای ساختمان‌ها با توجه به تاکید شهردار تهران به منظور استفاده از معماری اسلامی در نمای ساختمان‌ها قرار است ترویج این مساله در دستور کار این معاونت قرار گیرد که در نهایت امر، کاربرد معماری اسلامی در نمای ساختمان‌ها ابتدا فرهنگ‌سازی سپس توصیه و در نهایت به صورت یک الزام می‌شود. 
وی تاکید کرد: معمار ساختمان موظف است طراحی نما را بر این اساس اجرا کند و مهندس ناظر نیز موظف است تا نقشه طراحی شده را با آنچه که در نما اجرا می‌شود، مطابقت دهد. 
نحوه و میزان دسترسی سازندگان و مالکان ساختمانها به مصالح ساختمانی.
نوع و شیوه اجرایی که در احداث ساختمان بکار گرفته می‌شود.
نوع کاربری ساختمان یا فضای مورد نظر (اداری ، مسکونی ، آموزشی و ...).
شرایط و وضعیت محل یا منطقه احداث ساختمان(آب و هوا، میزان رطوبت، زمین شناختی و ...).
مسایل اقتصادی از نظر میزان بودجه و اعتبار اختصاص یافته برای احداث سازه مورد نظر (در پروژه های دولتی) و میزان توان مالی افراد در ساخت منازل شخصی.
رعایت اصول زیبایی شهری یا روستایی و مد نظر قرار دادن هماهنگی ظاهری و نمایی ساختمان با سازه و ساختمانهای مجاور.
-جهت وزش بادهای زمستانی و نیز جهت و نحوه تابش آفتاب بر سطح نما.
و درنهایت گسترش علم و فناوری ارتباطات، برای بهره گیری از وسایل وتجهیزات مدرن و مصالح نوین و نیز ایده گرفتن از نماسازی سایر کشورهای دارای سبکهای خاص و پیشرفته در معماری ساختمان، البته متناسب با شرایط محیطی و اقلیمی‌منطقه مشابه در کشور.
موارد زیر را می‌توان بعنوان دلایل واهداف اصلی نما سازی در ساختمانها نام برد:
1-زیبا و دلپذیر شدن جلوه ظاهری و بیرونی ساختمان و در نهایت دورنما و منظره (View) مناسب و قابل قبولِ شهر یا محلی که ساختمان در آن واقع شده‌است.2
2-کاهش اتلاف انرژی در تمام فصول سال؛ چراکه نما در ساختمان نقش یک عایق حرارتی و برودتی را بازی می‌کند، که هم از هدر روی انرژی تولیدی سیستمهای گرمایشی و سرمایشی ساختمان ممانعت می‌کند و هم می‌تواند بر حسب جنس، رنگ و میزان سطحی که دارد، باعث دفع و انعکاس گرما در فصل تابستان خصوصاً در مناطق گرمسیری شود، وعکس همین عملکرد را در فصل زمستان برای جذب انرژی خورشیدی و گرم شدن ساختمانها درمناطق سرد سیری ایفا نماید.
3- نمای ساختمان بعنوان عایق صوتی ایده‌ال و مناسب؛ کاملاً واضح و روشن است که نمای ساختمان نقش بسیار مهمی‌در کاهش ورود میزان آلودگی های صوتی و صداهای آزاردهنده محیط بیرون به فضای داخلی ساختمانهای اداری و مسکونی و ... است. که این مساله در ابر شهرهای با آلودگی های بالای صوتی بیشتر نمود پیدا می‌کند. در ساخت و سازهای عصر حاضر، این عایقکاری صوتی با استفاده از نماهای شیشه‌ای و با بکار گیری شیشه های چند لایه که مابین آنها با 
گازهایی مثل آرگون پرشده یا خلاء می‌باشد، به نتایج بهتری (هم بهره‌گیری از نور بیرون برای تامین روشنایی داخل ساختمان و هم ممانعت از ورود صداهای ناهنجار به‌داخل) با بازده بالاتری رسیده‌است. نماهای با جنس سنگ، بتن و آجر نیز عایقهای خوبی از نظر صوتی هستند.
4- کمک به افزایش دوام و پایداری ساختمانها در برابر شرایط نا مساعد جوی و محیطی (زلزله، باد، باران اسیدی و رطوبتهای خورنده، یخبندان، گازهای اسیدی موجود در هوای آلوده شهرهای بزرگ، پرتوهای مضر خورشید مثل اشعه ماورائ بنفش، گرد و خاکها و دوده های حاوی مواد شیمیایی) و در نتیجه افزایش عمر مفید ساختمان. 
آماده سازی سطح زیر کار برای نما سازی:
بسته به نمایی که قرار است استفاده شود سطح زیر کار باید قبل از احداث نما، بند کشی، کرم بندی، شمشه گیری، خراشیده یا آجدار شود و یا در صورت نیاز توری سیمی‌ویا توری مرغی نصب شود و سطح آن هموار و شاید هم ناهموار شود( برای اتصال بهتر نما و سطح زیر کار)، تمیز کردن و پاک کردن سطح زیرین از هر گونه آلودگی مثل لکه ها، اضافه ها و باقی مانده مصالح، دوده ها و گرد و خاک و ... امری کاملاً ضروریست. و در صورت وجود خرابی و نقصان در سطح زیر کار باید آسیب دیدگی های آن به طور کامل بر طرف شود و بعد کار نما سازی روی آن صورت گیرد زیرا در غیر این صورت این خرابیها به مرور زمان به نما هم منتقل شده و باعث آسیب دیدگی آن می‌شود.
همانطور که همه ما می‌دانیم از مصالح مختلف مثل آجر، سنگ، بتن، شیشه سیمان ,کامبوزیت و ... برای ایجاد نمای ساختمانها استفاده می‌شود. که در این مجال به بیان خصوصیات و ضوابط کلی لازم الرعایه در این قبیل نماها میپردازیم:
نمای شیشه ای :
استفاده از شیشه دارای قدمتی در حدود 6500 سال است. اولین بار در حدود 3500 سال پیش مصریان از شیشه برای ساخت ظروف استفاده کردند. بر اساس شواهد تاریخی، در قرن ششم میلادی برای نخستین بار در کلیسایی در قسطنطنیه از شیشه بعنوان یک مصالح ساختمانی استفاده شد. قصر کریستال لندن اولین ساختمان شیشه‌ای بود که در سال 1851 احداث شد. البته در ابتدای امر استفاده از شیشه در کارهای ساختمانی با استقبال چندانی ربرو نشد، ولی با گذر زمان و با پیشرفتهای چشمگیری که در کار تولید انواع شیشه ها، از جمله شیشه های نشکن، دو یا چند جداره عایق صدا و حرارت، شیشه های رفلکسی و ... بوجود آمد، 
هر روز به میزان استفاده از اقسام مختلف شیشه بعنوان یک مصالح ساختمانی بسیار زیبا، عایق و در عین حال با صرفه اقتصادی افزوده می‌شود. علاوه بر مزایای فوق یکی دیگر از محاسن عمده استفاده از شیشه در ساختمان، فراهم شدن امکان دید وسیع و روشنایی کافی برای ساکنان است که در صورت استفاده از انواع خاص آن این دید می‌تواند فقط از داخل به خارج باشد و نوری هم که وارد فضای داخل می‌شود، عاری از هر گونه اشعه مضر خورشید باشد، چراکه تقریباً تمام اشعه های زیان آور آفتاب در برخورد با سطح شیشه ها، بازتاب پیدا کرده و نوری که از شیشه عبور می‌کند، هیچگونه ضرری برای اشخاص یا اشیائ منزل ندارد.
امروزه استفاده از نماهای کاملاً شیشه ای در بین معماران و طراحان اروپایی بسیار رایج شده است. در اقلیم های مختلف ساختمان های کاملاً شیشه ای نیاز به ابزاری (پرده) جهت سایه اندازی دارند.
ابزارهای سایه انداز بیرونی بسیار مؤثرتر از ابزار سایه انداز درونی هستند. اگرچه ابزارهای سایه انداز بیرونی به خاطر هزینه و مسائل مکانیکی و دلایل اکوستیکی زیاد مرسوم نیستند به همین دلیل از ابزار سایه اندازی که در داخل پوسته در یک کاواک تهویه شده قرار می گیرد، استفاده می شود. 
در دهه هفتاد ایده پنجره های اقلیمی توسعه پیدا کرد. بیشترین پیشرفت اخیر مربوط به ایده façade Double skin می باشد . پیش بینی عملکرد Double skin façade کار ساده ای نیست.
درجه حرارت و جریان هوا نتیجه فرآیند تغییرات آنی دما و جریان سیال و روان هوا می باشد. این فرآیندها به هندسه، فیزیک حرارتی، ترکیب گوناگون انواع آیرودینامیکی ساختار Double skin façade و نیز درجه حرارت فضای داخل، دمای محیط،سرعت باد، مسیر باد، جذب و عبور اشعه تابشی خورشید و زاویه آن بستگی دارد. بطور عموم پوسته هوشمند بعنوان یک ضد گرمایی در جلوی ساختمان عمل می کند و این موضوع سه تأثیر گرمایی برای ساختمان دارد:
-1 در اکثر اوقات روز درجه حرارت هوا در داخل پوسته هوشمند از دمای محیط بیشتر خواهد شد. رسانش پایین گرمای از دست رفته و رسانش بالای گرمای بدست آمده در تابستان بستگی به دمای محیط و سطوح تابش اشعه خورشید دارد.
-2 لایه شیشه ای اضافی پوسته هوشمند مقدار تابش اشعه آفتاب به پوسته داخلی را کاهش می دهد. بنابراین بازتابش اشعه خورشید به ساختمان به خاطر عبور از شیشه کاهش می یابد.
-3پوسته هوشمند امکان قرار گرفتن پرده در داخل پوسته را فرآهم می آورد. بنابراین بار اشعه تابشی ازپنجره کاهش می یابد. اینکه کدامیک از این سه مورد در یک زمان مخصوص مهم تر است بستگی به خصوصیات و عملکرد سازه و دینامیک پیچیده گرمایی بین نما، دماها، جریان هوا در پوسته هوشمند و فضای بیرونی دارد.

Double skin façades

امروزه استفاده از نماهای کاملاً شیشه ای در بین معماران و طراحان اروپایی بسیار رایج شده است. در اقلیم های مختلف ساختمان های کاملاً شیشه ای نیاز به ابزاری (پرده) جهت سایه اندازی دارند.
ابزارهای سایه انداز بیرونی بسیار مؤثرتر از ابزار سایه انداز درونی هستند. اگرچه ابزارهای سایه انداز بیرونی به خاطر هزینه و مسائل مکانیکی و دلایل اکوستیکی زیاد مرسوم نیستند به همین دلیل از ابزار سایه اندازی که در داخل پوسته در یک کاواک تهویه شده قرار می گیرد، استفاده می شود. در دهه هفتاد ایده پنجره های اقلیمی توسعه پیدا کرد. بیشترین پیشرفت اخیر مربوط به ایده façade Double skin می باشد که در شکل زیر نشان داده شده است.
 

پیش بینی عملکرد Double skin façade کار ساده ای نیست. درجه حرارت و جریان هوا نتیجه فرآیند تغییرات آنی دما و جریان سیال و روان هوا می باشد. این فرآیندها به هندسه، فیزیک حرارتی، ترکیب گوناگون انواع آیروینامیکی ساختار Double skin façade و نیز درجه حرارت فضای داخل، دمای محیط، سرعت باد، مسیر باد، جذب و عبور اشعه تابشی خورشید و زاویه آن بستگی دارد. بطور عموم پوسته هوشمند بعنوان یک ضد گرمایی در جلوی ساختمان عمل می کند و این موضوع سه تأثیر گرمایی برای ساختمان دارد:
1- در اکثر اوقات روز درجه حرارت هوا در داخل پوسته هوشمند از دمای محیط بیشتر خواهد شد. رسانش پایین گرمای از دست رفته و رسانش بالای گرمای بدست آمده در تابستان بستگی به دمای محیط و سطوح تابش اشعه خورشید دارد.
2- لایه شیشه ای اضافی پوسته هوشمند مقدار تابش اشعه آفتاب به پوسته داخلی را کاهش می دهد. بنابراین بازتابش اشعه خورشید به ساختمان به خاطر عبور از شیشه کاهش می یابد.
3- پوسته هوشمند امکان قرار گرفتن پرده در داخل پوسته را فرآهم می آورد. بنابراین بار اشعه تابشی از پنجره کاهش می یابد. اینکه کدامیک از این سه مورد در یک زمان مخصوص مهم تر است بستگی به خصوصیات و عملکرد سازه و دینامیک پیچیده گرمایی بین نما، دماها، جریان هوا در پوسته هوشمند و فضای بیرونی دارد.

طراحی معماری 
برای اشخاص شاغل در ساختمان سازی بررسی توانایی کنترل موقعیت خود از لحاظ ( روشنایی، درجه حرارت و شرایط آب و هوایی ) بسیار ضروری و مهم است. صاحبان ساختمان ها اهدافی مثل خدمات و سرویس بلندمدت برای زندگی، مزایای تکنیکی و علمی، ارزش های مازاد خوب و توسعه فضاهایی را برای کار در شرایط محیطی مورد نظر ترجیح می دهند. مالکین، سرمایه گذاری در نماهای دو جداره را با ارزش می دانند. نمای دو جدار ( پوسته هوشمند) قسمتی از انتخاب ها و تصمیمات پیچیده و مؤثر در یک طراحی عمومی است که نیازهای عملی را برآورده می کند. 

نمای هوشمند یک روند حرکتی معماری اروپایی است برای:
* اهداف اکوستیکی برای یک نمای شیشه ای که منجر به افزایش شفافیت می شود.
* یک نیاز عملی برای فضای درونی 
* توسعه اکوستیک در ساختمانهایی که در محل های شلوغ و آلوده واقع شده اند.
* کاهش مصرف انرژی در ساعات کاری ساختمان

اگرچه پوسته هوشمند ایده جدیدی است. با این وجود تمایل زیادی از طرف معماران و مهندسان برای استفاده از آن نشان داده شده است.
تحقیقات کلی بر روی این مسائل متمرکز است:
- طراحی و معماری پوسته
- نمای کاملاً شیشه ای 
- استفاده بهتر از محیط پیرامون
- توسعه نیمرخ اطراف ساختمان (توسعه نمای بیرونی ساختمان)
- آرامش گرمایی (آسایش گرمایی)
- امکان استفاده از انرژی خورشیدی در تمام مدت سال 
- جلوگیری از گرم شدن ساختمان
- تنظیم دمای داخل ساختمان در طول زمستان و تابستان
- آسایش مصرفی:
- توسعه آسایش بصری مانند اجتناب از روشنایی خیره کننده و زننده
 

تهویه
- استفاده از تهویه طبیعی به جای تهویه مکانیکی 

مصارف انرژی
- کاهش نیاز به گرما در طول زمستان 
- کاهش نیاز به سرما در طول تابستان 
- حداکثر کاهش وسایل گرمازا و سرمازا
- استفاده از نور طبیعی به جای نور مصنوعی تا آنجا که ممکن باشد. 
- تنظیم دمای داخلی ساختمان در طول تابستان و زمستان (دمای مطلوب داخلی در طول تابستان و زمستان)

مفهوم Double skin façade 
Double skin façade سیستمی است که از دو لایه شیشه که هوا در بین حفره میان دو شیشه در جریان است تشکیل شده است. تهویه کاواک (حفره) می تواند بطور طبیعی یا بطور مکانیکی باشد. جدا از نوع تهویه در داخل کاواک، مبدأ و مقصد هوا نیز می تواند فرق داشته باشد که بستگی به شرایط آب و هوایی، نوع استفاده، موقعیت ساختمان و ساعت های اداری ساختمان و استراتژی (HVAC ) دارد. شیشه façade می تواند 1 تایی، 2 تایی. در داخل کاواک (حفره) درپوش هایی قرار دارد. خواص خورشیدی façade دولا با façade یک لایه تفاوتی ندارد در هر حال در façade دولا به خاطر یک پوسته اضافی سپر گرمایی تشکیل می شود که تلفات گرما را کاهش می دهد و امکان بهره برداری از انرژی خورشیدی بصورت ذخیره شده ممکن می شود.
لایه های façade عبارتند از:
شیشه بیرونی: معمولاً شیشه منفرد سخت شده است. façade بیرونی می تواند کاملاً شیشه ای باشد. 
شیشه درونی: شیشه دو لایه عایق شده ( شیشه های خورشیدی، می تواند مورد استفاده قرار گیرد ) می باشد ممکن است این لایه کاملاً شیشه ای نباشد.
حفره هوای بین دو شیشه: می تواند کاملاً طبیعی یا مکانیکی تهویه شود. پهنای کاواک ( حفره ) بین cm‌ 20 تا m‌m 2 متغیر است. پهنای کاواک زمانی که façade بعنوان نگه دارنده است اثرگذار می باشد. پنجره های داخلی توسط کاربر می تواند باز شود این روش ممکن است اجازه تهویه طبیعی بدهد. تنظیم اتوماتیک سایه خورشید می تواند بطور یکپارچه در داخل کاواک انجام گیرد. در مفهوم عملکرد façade و نوع شیشه رادیاتورهای گرما می تواند در کنار façade نصب شود.
 

طبقه بندی Double skin façade
رایج ترین روش طبقه بندی بر اساس نوع هندسه کاواک می باشد:
Multi storey D.s.f : در این روش ستون های عمودی یا افقی بین لایه ها وجود ندارد. در تهویه کاواک جریان هوا از طریق سوراخ های نزدیک زمین و پشت بام ساختمان انجام می گیرد.
Corridor façade : بخش های افقی برای اکوستیک، حفاظت در مقابل آتش یا برای تهویه ساخته شده است.
Box window type: در این مورد قسمت های افقی و عمودی façade را به Boxهای کوچکتر و مستقل تقسیم می کند.
Shaft Box type: یک سری عناصر در façade قرار می گیرند. این عناصر از طریق رشته های عمودی که در façade قرار دارند به هم وصل شده تاثیر یک طیف گسترده را حتمی می کنند.

مزایا 
1- هزینه های پائین ساخت که بوسیله مقایسه با سایر پروژه ها می توان دریافت. 
2- عایق صوتی: به نظر بعضی از محققان عایق صدا یکی از دلایل مهم برای استفاده از Double skin façade میباشد.
3- کاهش سطح صدای داخلی (نوع Double skin façade و تعداد بازشوها برای عایق صوتی بودن با توجه به آلودگی داخلی و خارجی دارای اهمیت است.)
4- عایق گرمایی
5- یستم تهویه در طول شب
6- ذخیره انرژی:
7- کاهش تأثیر فشار باد
8- طراحی شفاف
9- تهویه طبیعی
10- گریز از آتش

معایب طرح Double skin façade
1- هزینه های ساخت بالا در مقایسه با façade های معمولی ( متداول )
2- کاهش فضای مفید قابل استفاده 
3- هزینه های مازاد نگهداری 
4- مشکلات جوش
5- افزایش گرمای سازه
نمونه های ساخته شده با Double skin facades در کشور سوئد
 

Kista Science Tower                                    Glashusett 


ABB Bussines Centre                                 Nokia House
 

پیش بینی عملکرد Double skin façade کار ساده ای نیست. درجه حرارت و جریان هوا نتیجه فرآیند تغییرات آنی دما و جریان سیال و روان هوا می باشد. این فرآیندها به هندسه، فیزیک حرارتی، ترکیب گوناگون انواع آیروینامیکی ساختار Double skin façade و نیز درجه حرارت فضای داخل، دمای محیط، سرعت باد، مسیر باد، جذب و عبور اشعه تابشی خورشید و زاویه آن بستگی دارد. بطور عموم پوسته هوشمند بعنوان یک ضد گرمایی در جلوی ساختمان عمل می کند و این موضوع سه تأثیر گرمایی برای ساختمان دارد:
1- در اکثر اوقات روز درجه حرارت هوا در داخل پوسته هوشمند از دمای محیط بیشتر خواهد شد. رسانش پایین گرمای از دست رفته و رسانش بالای گرمای بدست آمده در تابستان بستگی به دمای محیط و سطوح تابش اشعه خورشید دارد.
2- لایه شیشه ای اضافی پوسته هوشمند مقدار تابش اشعه آفتاب به پوسته داخلی را کاهش می دهد. بنابراین بازتابش اشعه خورشید به ساختمان به خاطر عبور از شیشه کاهش می یابد.
3- پوسته هوشمند امکان قرار گرفتن پرده در داخل پوسته را فرآهم می آورد. بنابراین بار اشعه تابشی از پنجره کاهش می یابد. اینکه کدامیک از این سه مورد در یک زمان مخصوص مهم تر است بستگی به خصوصیات و عملکرد سازه و دینامیک پیچیده گرمایی بین نما، دماها، جریان هوا در پوسته هوشمند و فضای بیرونی دارد.

طراحی معماری 
برای اشخاص شاغل در ساختمان سازی بررسی توانایی کنترل موقعیت خود از لحاظ ( روشنایی، درجه حرارت و شرایط آب و هوایی ) بسیار ضروری و مهم است. صاحبان ساختمان ها اهدافی مثل خدمات و سرویس بلندمدت برای زندگی، مزایای تکنیکی و علمی، ارزش های مازاد خوب و توسعه فضاهایی را برای کار در شرایط محیطی مورد نظر ترجیح می دهند. مالکین، سرمایه گذاری در نماهای دو جداره را با ارزش می دانند. نمای دو جدار ( پوسته هوشمند) قسمتی از انتخاب ها و تصمیمات پیچیده و مؤثر در یک طراحی عمومی است که نیازهای عملی را برآورده می کند. 

نمای هوشمند یک روند حرکتی معماری اروپایی است برای:
* اهداف اکوستیکی برای یک نمای شیشه ای که منجر به افزایش شفافیت می شود.
* یک نیاز عملی برای فضای درونی 
* توسعه اکوستیک در ساختمانهایی که در محل های شلوغ و آلوده واقع شده اند.
* کاهش مصرف انرژی در ساعات کاری ساختمان  

اگرچه پوسته هوشمند ایده جدیدی است. با این وجود تمایل زیادی از طرف معماران و مهندسان برای استفاده از آن نشان داده شده است.
تحقیقات کلی بر روی این مسائل متمرکز است:
- طراحی و معماری پوسته
- نمای کاملاً شیشه ای 
- استفاده بهتر از محیط پیرامون
- توسعه نیمرخ اطراف ساختمان (توسعه نمای بیرونی ساختمان)
- آرامش گرمایی (آسایش گرمایی)
- امکان استفاده از انرژی خورشیدی در تمام مدت سال 
- جلوگیری از گرم شدن ساختمان
- تنظیم دمای داخل ساختمان در طول زمستان و تابستان
- آسایش مصرفی:
- توسعه آسایش بصری مانند اجتناب از روشنایی خیره کننده و زننده

تهویـــه
- استفاده از تهویه طبیعی به جای تهویه مکانیکی 

مصارف انرژی
- کاهش نیاز به گرما در طول زمستان 
- کاهش نیاز به سرما در طول تابستان 
- حداکثر کاهش وسایل گرمازا و سرمازا
- استفاده از نور طبیعی به جای نور مصنوعی تا آنجا که ممکن باشد. 
- تنظیم دمای داخلی ساختمان در طول تابستان و زمستان (دمای مطلوب داخلی در طول تابستان و زمستان)

مفهوم Double skin façade 
Double skin façade سیستمی است که از دو لایه شیشه که هوا در بین حفره میان دو شیشه در جریان است تشکیل شده است. تهویه کاواک (حفره) می تواند بطور طبیعی یا بطور مکانیکی باشد. جدا از نوع تهویه در داخل کاواک، مبدأ و مقصد هوا نیز می تواند فرق داشته باشد که بستگی به شرایط آب و هوایی، نوع استفاده، موقعیت ساختمان و ساعت های اداری ساختمان و استراتژی (HVAC ) دارد. شیشه façade می تواند 1 تایی، 2 تایی. در داخل کاواک (حفره) درپوش هایی قرار دارد. خواص خورشیدی façade دولا با façade یک لایه تفاوتی ندارد در هر حال در façade دولا به خاطر یک پوسته اضافی سپر گرمایی تشکیل می شود که تلفات گرما را کاهش می دهد و امکان بهره  برداری از انرژی خورشیدی بصورت ذخیره شده ممکن می شود.

لایه های façade عبارتند از
شیشه بیرونی: معمولاً شیشه منفرد سخت شده است. façade بیرونی می تواند کاملاً شیشه ای باشد. 
شیشه درونی: شیشه دو لایه عایق شده ( شیشه های خورشیدی، می تواند مورد استفاده قرار گیرد ) می باشد ممکن است این لایه کاملاً شیشه ای نباشد.
حفره هوای بین دو شیشه: می تواند کاملاً طبیعی یا مکانیکی تهویه شود. پهنای کاواک ( حفره ) بین cm‌ 20 تا m‌m 2 متغیر است. پهنای کاواک زمانی که façade بعنوان نگه دارنده است اثرگذار می باشد. پنجره های داخلی توسط کاربر می تواند باز شود این روش ممکن است اجازه تهویه طبیعی بدهد. تنظیم اتوماتیک سایه خورشید می تواند بطور یکپارچه در داخل کاواک انجام گیرد. در مفهوم عملکرد façade و نوع شیشه رادیاتورهای گرما می تواند در کنار façade نصب شود.

طبقه بندی Double skin façade
رایج ترین روش طبقه بندی بر اساس نوع هندسه کاواک می باشد:
Multi storey D.s.f : در این روش ستون های عمودی یا افقی بین لایه ها وجود ندارد. در تهویه کاواک جریان هوا از طریق سوراخ های نزدیک زمین و پشت بام ساختمان انجام می گیرد.
Corridor façade : بخش های افقی برای اکوستیک، حفاظت در مقابل آتش یا برای تهویه ساخته شده است.
Box window type: در این مورد قسمت های افقی و عمودی façade را به Boxهای کوچکتر و مستقل تقسیم می کند.
Shaft Box type: یک سری عناصر در façade قرار می گیرند. این عناصر از طریق رشته های عمودی که در façade قرار دارند به هم وصل شده تاثیر یک طیف گسترده را حتمی می کنند.

مزایا 
1- هزینه های پائین ساخت که بوسیله مقایسه با سایر پروژه ها می توان دریافت. 
2- عایق صوتی: به نظر بعضی از محققان عایق صدا یکی از دلایل مهم برای استفاده از Double skin façade میباشد.
3- کاهش سطح صدای داخلی (نوع Double skin façade و تعداد بازشوها برای عایق صوتی بودن با توجه به آلودگی داخلی و خارجی دارای اهمیت است.)
4- عایق گرمایی
5- یستم تهویه در طول شب
6- ذخیره انرژی:
7- کاهش تأثیر فشار باد
8- طراحی شفاف
9- تهویه طبیعی
10- گریز از آتش

معایب طرح Double skin façade
1- هزینه های ساخت بالا در مقایسه با façade های معمولی ( متداول )
2- کاهش فضای مفید قابل استفاده 
3- هزینه های مازاد نگهداری 
4- مشکلات جوش
5- افزایش گرمای سازه

نماهای شیشه ای
امروزه استفاده از نماهای کاملاً شیشه ای در بین معماران و طراحان اروپایی بسیار رایج شده است. در اقلیم های مختلف ساختمان های کاملاً شیشه ای نیاز به ابزاری (پرده) جهت سایه اندازی دارند.
ابزارهای سایه انداز بیرونی بسیار مؤثرتر از ابزار سایه انداز درونی هستند. اگرچه ابزارهای سایه انداز بیرونی به خاطر هزینه و مسائل مکانیکی و دلایل اکوستیکی زیاد مرسوم نیستند به همین دلیل از ابزار سایه اندازی که در داخل پوسته در یک کاواک تهویه شده قرار می گیرد، استفاده می شود. در دهه هفتاد ایده پنجره های اقلیمی توسعه پیدا کرد. بیشترین پیشرفت اخیر مربوط به ایده façade Double skin می باشد .

پیش بینی عملکرد Double skin façade کار ساده ای نیست.

درجه حرارت و جریان هوا نتیجه فرآیند تغییرات آنی دما و جریان سیال و روان

هوا می باشد. این فرآیندها به هندسه، فیزیک حرارتی، ترکیب گوناگون انواع

آیرودینامیکی ساختار

Double skin façade

و نیز درجه حرارت فضای داخل، دمای محیط،

سرعت باد، مسیر باد، جذب و

عبور اشعه تابشی خورشید و زاویه

آن بستگی دارد.

بطور عموم پوسته هوشمند بعنوان یک

ضد گرمایی در جلوی ساختمان عمل

می کند و این موضوع سه تأثیر

گرمایی برای ساختمان دارد:

1- در اکثر اوقات روز درجه حرارت هوا در داخل پوسته هوشمند از دمای محیط بیشتر خواهد شد. رسانش پایین گرمای از دست رفته و رسانش بالای گرمای بدست آمده در تابستان بستگی به دمای محیط و سطوح تابش اشعه خورشید دارد.

2- لایه شیشه ای اضافی پوسته هوشمند مقدار تابش اشعه آفتاب به پوسته داخلی را کاهش می دهد. بنابراین بازتابش اشعه خورشید به ساختمان به خاطر عبور از شیشه کاهش می یابد.

3- پوسته هوشمند امکان قرار گرفتن پرده در داخل پوسته را فرآهم می آورد. بنابراین بار اشعه تابشی از پنجره کاهش می یابد. اینکه کدامیک از این سه مورد در یک زمان مخصوص مهم تر است بستگی به خصوصیات و عملکرد سازه و دینامیک پیچیده گرمایی بین نما، دماها، جریان هوا در پوسته هوشمند و فضای بیرونی دارد.

· طراحی معماری

برای اشخاص شاغل در ساختمان سازی بررسی توانایی کنترل موقعیت خود از لحاظ ( روشنایی، درجه حرارت و شرایط آب و هوایی ) بسیار ضروری و مهم است. صاحبان ساختمان ها اهدافی مثل خدمات و سرویس بلندمدت برای زندگی، مزایای تکنیکی و علمی، ارزش های مازاد خوب و توسعه فضاهایی را برای کار در شرایط محیطی مورد نظر ترجیح می دهند. مالکین، سرمایه گذاری در نماهای دو جداره را با ارزش می دانند. نمای دو جدار ( پوسته هوشمند) قسمتی از انتخاب ها و تصمیمات پیچیده و مؤثر در یک طراحی عمومی است که نیازهای عملی را برآورده می کند.

نمای هوشمند یک روند حرکتی معماری اروپایی است برای:

اهداف اکوستیکی برای یک نمای شیشه ای که منجر به افزایش شفافیت می شود.
یک نیاز عملی برای فضای درونی 
توسعه اکوستیک در ساختمانهایی که در محل های شلوغ و آلوده واقع شده اند.
کاهش مصرف انرژی در ساعات کاری ساختمان
اگرچه پوسته هوشمند ایده جدیدی است. با این وجود تمایل زیادی از طرف معماران و مهندسان برای استفاده از آن نشان داده شده است.
تحقیقات کلی بر روی این مسائل متمرکز است:

طراحی و معماری پوسته

نمای کاملاً شیشه ای

استفاده بهتر از محیط پیرامون

توسعه نیمرخ اطراف ساختمان (توسعه نمای بیرونی ساختمان)

آرامش گرمایی (آسایش گرمایی)

امکان استفاده از انرژی خورشیدی در تمام مدت سال

جلوگیری از گرم شدن ساختمان

تنظیم دمای داخل ساختمان در طول زمستان و تابستان

آسایش مصرفی:

توسعه آسایش بصری مانند اجتناب از روشنایی خیره کننده و زننده

استفاده از تهویه طبیعی به جای تهویه مکانیکی 

مصارف انرژی

- کاهش نیاز به گرما در طول زمستان 
- کاهش نیاز به سرما در طول تابستان 
- حداکثر کاهش وسایل گرمازا و سرمازا
- استفاده از نور طبیعی به جای نور مصنوعی تا آنجا که ممکن باشد. 
- تنظیم دمای داخلی ساختمان در طول تابستان و زمستان (دمای مطلوب داخلی در طول تابستان و زمستان)

کاربرد پوشانه های ETFE در ساخت پوسته های اقلیمی و هوشمند

نویسندگان: مهندس محمدرضا مجاهدی (1)
مهندس الهام سرکرده ئی (2) 




 

ETFE covers for making intelligent continental layers 

چکیده 
 

امروزه فویل های ETFE، در کنار مصالحی نظیر شیشه، پلی کربنات و اکریلیک و ... ازجمله مصالح مورد استفاده در پوشش های ساختمانی هستند که معمولاً هم در نما و هم در نورگیرهای سقفی استفاده می گردند. کیفیت ویژه ی این مصالح ساختمانی نظیر شفافیت زیاد، مقاومت عالی در برابر آلودگی های محیطی و خاصیت ضد چسبندگی، مقاومت بالا در برابر تابش فرابنفش و عمر مفید طولانی، سبکی و بی خطر بودن، امکان تنظیم شفافیت و جلوه ی بصری پوسته و ... آن را به یکی از کم رقیب ترین مصالح جهت ساخت پوسته های اقلیمی و هوشمند تبدیل کرده است. این مقاله ضمن معرفی این ماده، مهم ترین خواص و ویژگی آن را با ذکر مصادیق مختلف مورد بررسی قرار می دهد. 

تصویر 1: باغ وحش برگر(Berger) در آرنهایم (Arnheim) هلند (1982): یکی از اولین نمونه های کاربردETFE درجهان

کلید واژه ها: فویل ETFE، شفافیت، سبکی، دوام، قابلیت تنظیم.

مقدمه 
 

بیش از بیست و پنج سال است که فویل ها برای مسقف کردن سازه ها مورد استفاده قرار گرفته اند. این فن آوری مبتکرانه در آغاز برای پوشش استخرهای شنا و ساختمان های باغ وحش استفاده شد (تصویر 1). امروزه این سیستم ابتکاری که در آن شفافیت و وزنِ سبک با ویژگی های عایق کاری بسیار عالی و طول عمر زیاد ترکیب شده و در توسعه ی معماری، پیشگام است توسط معماران مشهوری نظیر نیکولاس گریمشاو، مایکل هاپکینز، نورمن فاستر، آلسوپ و ... استفاده می شود. درحال حاضر، فویل ها به عنوان راه حل استاندارد مسقف کردن فضاهای محصور اداری، نورگیرهای سقفی کارخانه ها و ... و به طور کلی ساخت پوسته های ساختمانی متناسب با اهداف عملکردی و زیبایی شناسانه بنا، در حال استفاده اند. 

جدول 1: ویژگی های سازه ای فویل های ETFE
 

ضخامت (میکرون)	وزن   )	مقاومت کششی    (DIN 53455)	کرنش کششی (درصد) L/T	مقاومت گسیختگی (N)  L/T
50	5/87	56/64	450/450	450/450
80	140	54/58	600/500	550/450
100	175	57/58	600/550	440/430
150	5/262	57/58	650/600	420/450
200	350	52/52	600/600	430/430
250	5/437	40 > /40 >	300 > /300 >	300 > /300 >

معرفی ماده و خواص آن 
 

فویل ETFE، کوپلیمری از اتیلن و تترافلوئور اتیلن، یک پلاستیک بی نهایت پایدار است که در برابر هر نوع بارگذاری و عامل محیطی نظیر اشعه ی ماورای بنفش، آلودگی هوا، فضولات پرندگان و ... مقاومت می کند و ترکیبات فیزیکی و شیمیایی آن در طول زمان تغییر نمی کند. 
نقطه ی ذوب آن حدود 250 تا 270 درجه ی سانتی گراد، چگالی اش بین 73/1 تا 77/1 گرم بر سانتی متر مکعب و در ضخامت های مختلف از 50 تا 250 میکرومتر ساخته می شود. 

فویل های ETFE بسیار شفاف اند و گذردهی نور آن ها بین 90 تا 95 درصد است. این شفافیت در بیش تر طیف الکترومغنایس اتفاق می افتد و شامل طیف فرابفنش (UV) هم می شود که برای رشد گیاهان و فتوسنتز ضروری است. 
این ماده خویشاوندی نزدیکی با تفلون دارد و خاصیت نچسب بودن آن ها به کی میزان است. رسوباتی مانند کثیفی، گرد و خاک و ذرات خرد به سطح این ماده نمی چسبند و توسط باران شسته می شوند، لذا در زمره ی مواد خود شست و شو (self cleaning) محسوب می شوند. 

به دلیل مقاومت عالی آن در برابر تابش فرابنفش (UV)، طول عمر متوسط آن به بیش از سی سال می رسد. 
غشاهای ETFE، مصالحی تقریباً ایزوتروپیک هستند که دارای خواص نسبتاً یکسان در جهات مختلف اند در جدول 1 خلاصه ای از ویزگی های سازه ای این ماده در دو جهت طولی (L or Longitudinal) و عرضی (T or Transversal) آورده شده است. 

سیستم پوشانه ی ETFE: 
 

طرح کلی سیستم پوشانه ی ETFE شامل دو لایه یا بیش تر از فیلم های ETFE می شود که لبه های آن ها جوش حرارتی داده می شود تا به شکل یک قطعه ی بالشتکی که قابل باد شدن است درآیند. (تصاویر 2 و 3) 
برای ساخت یک بالشتک حداقل دو فویل مورد نیاز است. لایه های بیش تر ویژگی های عایق کاری را بهبود می بخشند، گرچه در مقابل، شفافیت غشا را تقلیل می دهند. سپس این فویل ها به یک نیم رخ آلومینیومی اکستروژن شده پیرامونی محکم می شوند که خود نیز قاعدتاً به یک نوع سازه زیرین پیچ شده است این سازه می تواند چوب چند لایه، فولاد، آلومینیوم، یا سیستم های کابلی باشد. (تصاویر 4 و 5) 

ویژگی های بالشتک های ETFE : 
 

به طور قطع ویژگی های بالشتک ETFE مربوط به خواص فویل های سازنده ی آن است که به طور اجمالی ذکر شد. اما چون این ماده معمولاً در پوسته های ساختمانی به صورت بالشتک های باد شده ی چند لایه به کار می رود، در ادامه مهم ترین ویژگی های این سیستم پوشانه بیش تر تشریح می شود. 

امکان تنظیم شفافیت پوسته 
 

ساختمان چند لایه ی بالشتک ها به طراح فرصت های بی شماری می دهد تا مقدار سایه اندازی پوسته ی بنا را کنترل و شفافیت بصری آن را مدیریت نماید. این ویژگی، توسعه ی محیط هایی با مصرف کم انرژی و مهندسی طبیعی را ممکن ساخته است. 
استفاده از روکش های انتخاب کننده (selective coating) بر روی فویل های کارآیی آن را در شرایط گوناگون افزایش می دهد. روش های کنترل انکسار نور در طول موج های 300 تا 800 نانومتر نیز در وضوح بصری پوشانه نقش مهمی دارد و امروزه دستیابی به وضوح (clarity) کامل تقریباً میسر است (تصویر 6) 
بر روی بالشتک های ETFE می توان الگوهای گرافیکی از پلیمرهای فلوئور نیمه شفاف یا مات را چاپ کرد. با استفاده از این بالشتک ها، طیف وسیعی از سایه اندازی قابل وصول است در عین حال که شفافیت بصری پوسته نیز حفظ می شود، فویل ETFE می تواند با یک ته رنگ نیمه شفاف تولید شود. با تغییر دادن تعداد و نوع لایه ها، چگالی و رنگ آن ها، خواص گذردهی نور را می توان به طور نامحدود تغییر داد. رنگ های استاندارد موجود عبارت اند از سفید، آبی، زرد، قرمز و سبز. (تصویر 7) 

کنترل انرژی خورشیدی و پوسته های متغیر 
 

ساختمان چند لایه بالشتک ها می تواند برای ایجاد پوسته های اقلیمی که محیط خود را حس می کنند و درجه عایق بودن خود و گذردهی نور خورشید را در صورت نیاز تغییر می دهند، به کار گرفته شود. 
با چاپ کردن طرح های گرافیکی دارای همپوشانی بر روی لایه های متعدد و یکی کردن بالشتک ها با سیستم های پنوماتیک پیچیده، می توان طرح های گرافیکی مختلف را همراه با هم و جدا از هم حرکت داد. با این روش می توان هم مقدار جذب انرژی خورشیدی نفوذ کرده در بنا و هم سیمای بصری پوسته را تغییر داد. این پدیده را نه تنها می توان برای کنترل مقدار انتقال نور خورشید از میان پوسته به خدمت گرفت، بلکه می توان برای تغییر تعداد محفظه های هوا در درون یک بالشتک نیز مورد استفاده قرار داد و به وسیله ی آن مقدار U برای بالشتک تغییر داده شود. 

این خواص منحصر به فرد طراحان را قادر می سازد تا ساختمان هایی خلق کنند که کارآیی انرژی و صرفه جویی اقتصادی دارند و نسبت به تغییرات شرایط محیطی عکس العمل بصری دارند. 
به طور کلی به منظور مقاومت در برابر گرمای بیش از حد از طریق تشعشع مستقیم خورشید چندین امکان وجود دارد تا از درجه حرارت نامناسب در فضای داخل اجتناب گردد. در مورد تشعشع مستقیم بسیار شدید خورشید سه راه حل ممکن وجود دارد: (تصاویر 8 تا 13) 
1- سایه اندازی بیرونی پوسته؛ 
2- سایه اندازی درونی پوسته؛ و 
3- کنترل پویا و متغیر به کمک پُر و خالی کردن باد محفظه های مختلف. 

جدول 2: مقدار U برای بالشتک های چند لایه ETFE
 

تعداد فویل ها	مقدار U ، بر حسب
2	94/2
3	96/1
4	47/1
5	18/1

عایق کاری، تهویه 
 

بالشتک های ETFE از 2 تا 5 لایه ی فویل ساخته می شوند. چون هر لایه ی فویل یک لایه ی هوا را محصور می کند، مقدار U برای پوسته بسیار پاین است و می تواند متناسب با نوع کاربرد، بهینه سازی شود. (جدول 2) به منظور افزایش کیفیت بالای عایق کاری پوسته می توان از روکش های انتخاب گر نیز استفاده کرد. 
علاوه بر پایین بودن استثنایی مقدار U، اتلاف گرما در اثر تراوش (infiltration) نیز در درون سیستم به صفر کاهش می یابد، به طوری که بالشتک ها یک حصار محافظ دارای فشار تنظیم شده را در پیرامون ساختمان شکل می دهند. 
علاوه بر کنترل مقدار U و جذب انرژی خورشیدی، می توان بازشوهای تهویه در پوسته ی بنا نیز تعبیه کرد. پوشانه ی ETFE در میان فن آوری های ساختمانی منحصر به فرد است، چرا که انعطاف پذیری بالا آن را قادر می سازد تا تهویه ی های بسیار بزرگ تر و سازه های متحرکی ساخت که با فن آوری های معمول پیشین، امکان آن نبود. (تصویر 14) 

دوام، سازگاری با محیط زیست و پایداری 
 

فویل ETFE از آلودگی جوی و اشعه UV متاثر نمی شود. این ماده در طی زمان سخت نمی شود، زرد نمی گردد و تنزل کیفی پیدا نمی کند. این ویژگی ها استفاده از آن را برای بناهای نیازمند عمر طولانی و هزینه نگهداری کم، نظیر بیمارستان ها، ایستگاه های راه آهن، مراکز تفریحی و مراکز گیاه شناسی ایده آل می سازد. همچنین، قابلیت آن در شست و شوی خود در اثر برخورد باران، هزینه های دوره ی بهره برداری را بسیار کاهش می دهد.
فویل ETFE هم کارآیی انرژی دارد و هم از فن آوری دوستدار محیط زیست برخوردار است. این ماده به صورت خام تحت معاهده مونترال پذیرفته می شود و از مشتقات پتروشیمی نیست. تولیدآن یک فرآیند پایه ی آبی بسته است و در تهیه ی آن از هیچ حلالی استفاده نمی گردد. 
این مصالح 100 درصد قابل بازیافت است و بسیاری از اعضای سیستم از مواد قابل بازیافت ساخته می شوند؛ به مجرد خرابی محصول، فویل ها به شرکت سازنده بازگردانده می شوند تا بازیافت شوند. فلوریت که از مواد اولیه ی سازنده ی غشاهای ETFE می باشد، یک عنصر رایج است که در سراسر جهان یافت می شود. این محصول بسیار سبک وزن است (وزن سیستم تقریباً 2 کیلوگرم بر مترمربع است) و برای حمل و نقل این سیستم نسبت به ساختمان مشابهی از جنس شیشه یک دهم انرژی مورد نیاز است. مقطع پیچیده اکستروژن ها محیط محافظت شده ای را برای واشرها و درزگیرها فراهم می کند تا از هر گونه خرابی عادی و یا نیاز به نگهداری حفظ شوند. 
بنابراین پوشانه ی ETFE یک فن آوری با صرفه ی انرژی بسیار بالاست؛ هم به دلیل عملکرد محیطی اش یعنی عایق قوی بودن و کنترل بهینه ی انرژی خورشیدی، و هم انرژی نهفته ی پایین آن (کم تر از یک درصد فن آوری های رایج).

ویژگی های سازه ای 
 

بالشتک های ETFE را می توان در اندازه های بزرگ ساخت و می توانند دهانه های بسیار بزرگ تری را نسبت به فن آوری های پوشانه ای مرسوم پوشاند. این ویژگی برای طراحان فرصتی را فراهم می کند تا طرح پوشانه را با سازه ی اولیه یکپارچه نمایند و زیبایی سادگی و ظرافت را به نمایش گذارند. (تصویر 15) 
سختی ذاتی این مصالح، مقاومت بالا در برابر پارگی و قابلیت سخت شدن ورای دامنه ی ازدیاد طول آن (جدول 1). به این معناست که این سیستم می تواند به طور طبیعی با خیزهای بسیار بزرگ در سازه تکیه گاهی سرو کار داشته باشد. این امر، ساخت سازه های سبک وزن منحصر به فرد نظیر توری های کابلی تک محوره و ژئودزیک های بزرگ مقیاس را ممکن می سازد. (تصویر 14) 
با توجه به این که تنظیم فشار بالشتک ها با باد صورت می گیرد، نیروهای ایجاد شده در بالشتک ها توسط تورم (باد شدن) و بارهای خارجی نظیر باد و برف باید توسط سازه اولیه تحمل شوند. بارهایی که تحمیل می شوند تابع دهانه ی بالشتک ها و میزان بالا آمدگی آن ها هستند. 
به دلیل ویژگی های فیزیکی فویل ها، محاسبات مهندسی آن ها کاملاً با محاسبات مهندسی استاندارد تفاوت دارد. کشسانی بالای آن در محدوده ی الاستیک و پلاستیک تعیین نقطه گسیختگی فویل و ضرایب ایمنی مورد نیاز که باید دخیل شوند را مشکل می سازد. داده های مصالح ثابت نیست. اما بستگی به نوع بارگذاری و چگونگی اعمال بارها بر محصول دارد. 

آتش 
 

این ماده در موسسات گوناگون اروپایی، آزمایشات گسترده ای را پشت سر گذاشته است و دارای خاصیت منحصر به فرد «تهویه ی خودکار» موادحاصل از احتراق به بیرون می باشد. در شرایط آتش سوزی، هر گاز داغی که در دمای بالای حدود 200 درجه سانتی گراد به بالشتک ها برخورد می کند، فویل را گرم می کند. از آن جایی که فویل تحت کرنش ناشی از تورم است، در اثر زبانه های آتش خراب، و به عقب جمع می شود و به طور موثری آتش را به هوای آزاد بیرون می دهد. هر یک از تکه های فویل که هنوز باقی است، توسط زبانه های آتش به سمت بالا رانده می شود و از آنجا که ذرات ماده مورد استفاده در سقف بسیار کوچک ا ند، کسی چکه های ETFE مذاب را که به زمین می افتند حس نمی کند. (تصویر 16) 
این ویژگی تهویه ی خودکار، از انباشت گازهای بسیار گرم در زیر ساختمان سقف و در نتیجه از امکان جرقه و انفجار و یا واژگونی فاجعه بار سازه اصلی جلوگیری می کند. 
این سیستم را می توان با سیستم مدیریت ساختمان به کار انداخت و به حس گرهای گرما، دود، باد و باران مرتبط کرد. از سبکی و انعطاف پذیری ETFE می توان بهره ی بیش تری گرفت و بازشوهای بسیار بزرگ تری در سقف طراحی کرد تا دهلیزها و فضاهای بازِِ محصور (آتریوم ها) بتوانند در شرایط آتش سوزی تهویه ی بهتری را انجام دهند. 
نقطه ی ذوب ETFE تقریباً 275 درجه ی سانتی گراد است، گرچه در زیر این درجه حرارت نیز نرم می شود. وجود فلوئورین در ساختار ETFE، این ماده را خود خاموش شونده کرده است. 

آزادی فرم و امکان ایجاد جلوه های بصری 
 

این محصول اساساً با هر شکلی خود را تطبیق می دهد و می تواند برای پوشش شکل هایی که در فضا می پیچیند نیز به کار می رود. (تصویر 17) 
بالشتک های ETFE امکانات زیبایی را همراه با سیستم نورپردازی پیش روی طراحان قرار می دهند. (تصویر 18)
در طرح مرکز ملی بازی های آبی در پکن، معماران پروژه از ویژگی شکلی بالشتک های ETFE در ایجاد ساختمانی با سیمای حباب گون بهره گرفته اند. (تصویر 19) 

جمع بندی 
 

سیستم پوشانه ی ETFE، فرصت های بی مانندی را در مسیر توسعه ی پوسته ی اقلیمی برای طراحان فراهم می کند. این سیستم تشکیل شده است از بالشتک های بادی که توسط پروفیل های اکستروژن شده آلومینیومی، مهار می شود و به وسیله ی یک سازه ی سبک وزن نگه داشته می شوند. این بالشتک ها به منظور عایق شدن و تأمین مقاومت در برابر باد با فشار کم هوا باد می شوند. 

این بالشتک ها از کوپولیمر اتیلن تترافلوئور اتیلن اصلاح شده ETFE و بین دو تا پنج لایه ساخته می شوند. این مصالح منحصر به فرد که در اصل برای صنعت فضانوردی ایجاد گردید، در برابر تابش فرابنفش یا آلودگی جوی تنزل کیفی پیدا نمی کند. این بالشتک ها به دلیل این که بسیار با دوام هستند می توانند به عنوان بخشی از پوسته های ساختمانی دائمی مورد استفاده قرار گیرند. به علاوه، به دلیل سطح بسیار نرم و خاصیت ضد چسبندگی این بالشتک ها، پوسته ی بنا با برخورد باران، خودش تمیز می شود. فویل ETFE، گذردهی استثنایی نور را با عایق کاری بسیار عالی ترکیب می کند. این لایه ها می توانند درجات مختلفی از سایه اندازی را ایجاد کنند و طراح را قادر می سازند تا عملکرد محیطی و زیبایی شناسانه ی پوسته ی ساختمان را بهینه نماید. حتا می توان سیستم های پوشانه ای ایجاد کرد که در برابر تابش خورشید عکس العمل نشان دهند و میزان گذردهی نور و عایق بودن خود را در طول روز تغییر دهند. 
از طریق تحلیل بار و الگوسازی پیچیده می توان این بالشتک ها را به هر شکل و اندازه ای در محاسبات مهندسی منظور نمود. انعطاف پذیری ذاتی ETFE، به طراحان این امکان را می دهد تا سازه هایی با سبکی و ظرافت نامتعارف خلق نمایند. 
این خواص پوشانه ی ETFE، همراه با میزان بسیار کم انرژی نهفته و ویژگی های محیطی برجسته ی آن، تحقق پوسته های واقعاً اقلیمی – طبیعی را ممکن می سازد.