هوشمند سازی ساختمان

ساختمان‌ها و زندگی در آنها در طول دو دهه گذشته بسیار تغییر کرده است‌. در واقع می‌توان گفت که به جز تعداد کمی از استثناهای موجود، ساختمان‌های کنونی از آن نوع زیستگاه‌ها نیستند که به حال حاضر تعلق داشته باشند‌. با توسعه در زمینه مصا‌لح، فرآورده‌ها و روش‌های ساخت ابداعی، حرکت به سوی ساختمان‌هایی با کارایی بالاتر و صرفه اقتصادی بهتر و سازگار با محیط زیست امری ضروری می‌نماید. ما در حال حاضر در آستانه نسل بعدی ساختمان‌ها هستیم. ساختمان‌هایی با درجات متعددی‌ که کاملاً رفتار اکولوژیکی دارند و قادرند با بهره‌گیری هوشمندانه از مصالح سازگار و عملکرد (Hi-Tech) تکنولوژی جدید مناسب، در برابر تغییرات مستقیم و غیر مستقیم پیرامون خود واکنش نشان دهند و خود را با شرایط مناسب تطبیق دهند‌. این نوآوری‌ها وظایف جدیدی را برای طراحان و معماران ایجاد می‌کند که از قافله پر سرعت تکنولوژی عقب نمانده و آنها را در طرح‌های خود بکار گیرند.

مصالح هوشمند

مصالح و فرآورده‌های نوین
در حال حاضر طیف وسیعی از فرآورده‌ها و مصالح، در دسترس قرار گرفته‌اند‌ یا اینکه د‌ر حال عرضه به بازار هستند‌. برخی از آنها به طور خاص برای استفاده در زمینه معماری تولید شده و برخی نیز برای کاربردهای دیگری مثل صنعت منسوجات، اتومبیل سازی و … در نظر گرفته شده‌اند‌. اما نکته اصلی اینجاست که چگونه این مصالح نوین دردسترس معماران و طراحان قر ار گیرد‌. اگر برای معماران این امکان فراهم آید که بتوانند تمام این مصالح و فرآورده‌ها را مستقیماً یا به شکل اصلاح شده در پروژه‌های خود به کار گیرند، آنگاه سیل عظیمی از امکانات تازه و جالب برای طراحی ساختما‌ن‌ها و روش‌های ساخت را به دنبال خواهد داشت‌ . معماران خلاق می‌توانند مصالح و فرآورده‌های نوین را برای کاربردهای خاص معماری توسعه دهند و قادر خواهند بود صنعت تازه‌ای را در معماری بر پایه مصالح نوین پدید آورند.

مصالح بازیافتی
این مصالح اساساً از مواد دست دوم و زباله‌های تمیز، تهیه می‌شوند‌. برای تهیه مصالح بازیافتی، قسمت‌های ارزشمند مصالح دست دوم مورد استفاده قرار می‌گیرد ولی به هر حال فرآورده حاصله معمولاً کیفیت پایین‌تری نسبت به مصالح اصلی دارد. امروزه استفاده از مصالح بازیافتی با توجه به اصول معماری پایدار بسیار مورد توجه قرار گرفته است.‌

مصالح تجزیه پذیر زیستی
ترکیبات تشکیل دهنده این مصالح به گونه‌ای است که پس از پا‌یان عمر و مدفون شدن در زیر خاک به طور کلی توسط جانوران میکروسکوپی موجود در خاک تجزیه می‌شوند. بنابراین تهدیدی برای آلودگی محیط زیست محسوب نمی‌شوند.

‌زیست مواد
شامل پلاستیک‌ها و مصالح دیگری است که از منابع تجدیدپذیر ساخته می‌شوند‌. تحقیقی که در حال حاضر بر روی این مواد بسیار مورد توجه است، استفاده از باکتری خاصی است که مصرف می‌کند و قادر به متلاشی نمودن گاز دی اکسید کربن این پلاستیک‌هاست.

مصالح تغییر ناپذیر‌
مصالحی هستند که تاثیرات فیزیکی و شیمیایی بر آنها اثر ندارد‌. مثالی از این نوع مصالح، آلیاژ فولاد است.

مصالح هوشمند
این مصالح ‌‌مواد و فرآورده‌هایی هستند که خاصیت تغییرپذیری دارند و قادرند مشخصه‌های ظاهری‌ یا درونی خود را در پاسخ به تاثیرات فیزیکی و شیمیایی به صورت برگشت‌پذیر تغییر دهند.

مصالح هیبرید یا پیوند‌ی ‌
این مصالح با تلفیق حداقل دو ترکیب متفاوت ساخته می‌شوند. مثل تلفیق ترکیبات طبیعی و مصنوعی.

مصالح با ساختار فسیل واره
این‌ها نوعی مصالح مرکب با لایه‌های ملحق شده تدریجی هستند. این مصالح نتیجه یک تغییر پیوسته در ویژگی‌‌های مصالح است‌. مثالی از این نوع مصالح نفت خام است که از قرار گرفتن لایه‌های متعدد در طول سالیان متمادی ایجاد می‌شود.

نانو متریال (مصالح نانو‌)
مصالحی هستند که از موادی با مقیاس نانو (یک میلیاردم‌) ساخته می‌شوند و نقاط اشتراک زیادی با مصالح هوشمند دارند‌. مواد با ساختار نانو به عنوان پوشش نهایی در ساخت فرآورده‌ها به کار می‌روند. به عنوان مثال در پوشش‌های هوشمند ضد خوردگی، تصفیه کننده هوا، تمیز کننده سطوح و پوشش های زیست فعال کاربرد دارند.

مصالح هوشمند
مصالح هوشمند یک اصطلاح جدید برای مصالح و فر‌آورده‌هایی است که توانایی درک و پردازش رویدادهای محیطی را داشته و نسبت به آن واکنش مناسب نشان می‌دهند‌. به بیان دیگر این مصالح قابلیت تغییرپذیری داشته و قادرند شکل، فرم، رنگ و انرژی درونی خود را به طرز برگشت پذیر در پاسخ به تاثیرات فیزیکی‌ یا شیمیایی محیط اطراف تغییر دهند‌. اگر مصالح را به سه گروه مصالح غیر هوشمند، نیمه هوشمند و هوشمند طبقه بندی کنیم،گروه اول یعنی مصالح غیر هوشمند ویژگی خاص بالا را ندارند، نیمه هوشمندها تنها قادرند در پاسخ به تاثیرات محیطی شکل و فرم خود را برای یک بار یا مدت زمان اندکی تغییر دهند اما در مصالح هوشمند این تغییرات تکرارپذیر و قابل برگشت خواهد بود.

مصالح هوشمند تحت عنوان مصالح ‌انعطاف پذیر‌ و ‌تطبیق پذیر‌ نیز شناخته می‌شوند و این به دلیل ویژگی خاص آنها در تنظیم نمودن خود با شرایط محیطی است. متغیرهای تاثیرگذار شیمیایی و فیزیکی که در زیر معرفی شده‌اند، محرک‌هایی هستند که مصالح هوشمند در برابر آنها از خود عکس العمل نشان می‌دهند.

نور، اشعه uv، بخش فرابنفش و مرئی اشعه الکترومغناطیس
دما، تغییرات دمایی که یک سیستم فیزیکی مثل بدن انسان ایجاد می‌نماید.
فشار، اختلاف فشار ایجاد شده در یک ناحیه.
میدان الکتریکی، میدان ایجاد شده پیرامون یک بار الکتریکی.
میدان مغناطیسی، میدان ایجاد شده پیرامون یک آهن ربا یا یک بار الکتریکی متحرک.
محیط شیمیایی، حضور یک عنصر یا ترکیب شیمیایی خاص مثل آب.