. . . G N I D A O L

.

پرشیا پروژه

پرشیا پروژه

بهترین سایت طراحی پروژه

اشتراک گذاری

دیوارهای هوشمند ، بتن شفاف , ساخت دیوارهای بتنی شفاف با قابلیت تغییر رنگ

دیوارهای هوشمند، ساخت دیوارهای بتنی شفاف با قابلیت تغییر رنگ


چکیده


امروزه از بتن به عنوان یکی از عناصر مهم سازه ای یاد می شود، با توجه به پیشرفتهای تکنولوژی قرن 21 این ماده نیز ساخت و ساز طراحی را دگرگون کرده و به کمک معماران آمده است، بتنی تولید شده که قابلیت تغییر رنگ داشته و فضای معماری را به فضایی متنوع تبدیل ساخته است، این مقاله سعی دارد نحوه ساخت این بتن خاص و تاثیر آن را در فضای معماری و طرحهای معماران مورد بررسی قرار دهد. مقاله این فرض را پیش میکشد که استفاده از بتن شفاف رنگی در طرحهای معماری باعث میشود که نور و رنگ به فضاهای معماری وارد شود و علوه بر صرفه جویی در مصرف انرژی، فضایی دلنشین و مفرح را وارد بستر معماری کند. هدف اصلی این است که استفاده از نور خورشید به عنوان یک منبع نور برای کاهش مصرف برق است همچنین استفاده از فیبر نوری احساس تنش سازه ای را کم کرده و این بتن زیباشناختی را رارد معماری ساختمان میکند.

دیوارهای هوشمند بتنی ، ساخت دیوارهای بتنی شفاف با قابلیت تغییر رنگ . بتن شفاف

واژه های کلیدی: بتن شفاف، رنگ، فیبر نوری، زیباشناختی معماری، صرفه جویی در مصرف انرژی.

١- مقدمه


در چند دهه پیش شهرهای ما شهرهای سرد و بیروح، خشن و بتن به عنوان معماری فضا، فضاهایی را بدون ایجاد احساس رضایت برای ساکنان به وجود آورده بود و معماری در خدمت سازه بود، فضاها، فضاهای سنگین بوده و و اغلب نور فقط از طریق دریچه کوچک وارد فضا شده. با پیشرفت های علم و تکنولوژی، بتن پیشرفت های قابل ملاحظه ای کرده، این پیشرفت ها نه تنها این ماده را بهبود بخشیده بلکه از نظر زیباشناسی مادهای را ساخته که در بهبود وضعیت اقلیمی ما نقش بسزایی خواهد داشت.
در سال ٢٠٠١ مفهوم بتن شفاف برای اولین بار توسط معمار مجارستانی Aron Losonzi معرفی شده و اولین بلوک بتن شفاف با موفقیت با مخلوط کردن فیبر شیشه ای در سال ٢٠٠٣ ساخته شد و به نام تجاری Litracorn معروف گردید.
سوال اولیه پژوهش این است که این بتن شفاف رنگی از چه ترکیباتی ساخته شده است . و همچنین این سوال مطرح میشود که چگونه این بتن پیشرفته میتواند فضای معماری را معمارانه تر کرده و روح و رنگ را وارد فضای معماری کند.
مقاله این فرض را پیش میکشد که بتواند با استفاده از این تکنولوژی روح را وارد فضای معماری کرده و معماری ارگانیک با توجه به پیشرفتهای تکنولوژی امروزی ایجاد کند. ضرورت این پژوهش این است که استفاده بهینه از این نوع بتن در معماری امروز علوه بر حضور جوش و خروش و هیجان به فضای معماری و به وجود آوردن فضایی مفرح و صرفه جویی در بتن در مصرف انرژی نیز صرفه جویی کرده.

٢- مواد استفاده شده برای بتن شفاف رنگی


دو مواد اولیه مورد استفاده در ساخت بتن شفاف، یکی از حوزه ساختوساز و دیگر از حوزه سنجش وجود دارد. بتن یکی از مهمترین مواد مهندسی با مزایای استفاده ار مواد اولیه غنی، کم هزینه و فرآیند تولید ساده است و دیگری فیبر نوری جهت هدایت انتقال نور مواد مصنوعی و نور آفتاب، طراحی بدون نور، گرما، فرآیند نور الکتریکی و فوتوشیمیایی و عکس اثر الستیک است که میتواند مورد استفاده قرار گیرد

دیوارهای هوشمند بتنی ، ساخت دیوارهای بتنی شفاف با قابلیت تغییر رنگ . بتن سبک
بتن سبک

بلوک های پیش ساخته حدود ۴ درصد از الیاف شیشهای تشکیل شده، شیشه و بتن یک ماده همگن به وجود آورده، فیبر نوری شیشه یا پلستیکی که به صورت تارهای نازک مویی است طراحی شده که نور در طول آن حمل شده و انتقال دهنده نور می باشد. بتن شفاف از ریزدانه بتن و پارچه شفاف تشکیل شده است که از لایه های ریخته گری در قالب پیشساخته تولید می شود (2000,511,Chung) .
این بتن با نفوذ نور از طریق فیبر نوری از مصرف بیرویه انرژی جلوگیری کرده و فیبر نوری نور، سایه و حتی رنگ را از طریق دیوار ضخیم عبور میدهد. با توجه به اندازه کوچک الیاف آنها را با بتن مخلوط کرده و این مواد مانندشیشه در بتن مخلوط شده و ماده همگن ایجاد میکند. فیبرهای نوری باعث آن میشود که نور از هر دو سمت قابلیت عبور داشته باشد، از آنجایی که موقعیت آنها موازی است، نور در سمت روشنتر بدون تغییر به سمت تیره تر می رسدو فرم جالبتر این پدیده آن است که صفحه نمایش سطحی از سایه ها را در سمت دیگر خلق کرده و رنگ نور نیز یکسان باقی میماند (2000,511,Chung) .

٣- عملکرد فیبرهای نوری


فیبرهای نوری نور را در امتداد محور خود توسط فرآیند بازتاب انتقال میدهند.
هسته: مرکز شیشه ای نازک از فیبر که از آن نور عبور میکند.
روکش فلزی: مواد نوری بیرونی اطراف هستند که منعکس کننده نور به داخل می باشند، برای بازتاب در هسته ضریب شکست هسته باید بیشتر از روکش فلزی باشد.
پوشش: پوشش پلستیکی که فیبر را از آسیب محافظت میکند.
در پنل بتن شفاف مواد درون هسته مانند آکریلیک نور را به طور مداوم به داخل ساختمان انتقال میدهند. Ansari,2007,879

دیوارهای هوشمند بتنی ، ساخت دیوارهای بتنی شفاف با قابلیت تغییر رنگ

نور منعکس شده در پنل بتن

٣-١- انواع فیبرهای نوری:


١- چندحالته فیبر درجهت بندی شاخص
٢- چند حالته فیبر گام اول
٣- تک حالته الیاف گام اول
فیبر چندحالته میتواند صدها حالت نور را در یک زمان انتشار دهد در حالی که الیاف تک حالته تنها توانایی انتشار یک حالت را دارا میباشد. از آنجایی که الیاف تک حالته نور را در یک مسیر تعریف شده انتشار می دهند در آنها اثر پراکندگی وجهی وجود ندارد، الیاف اجازه می دهند که نور در پهنای یک فیبر حرکت کنند از سوی دیگر الیاف چند حالته دارای اثرات بزرگ پراکندگی وجهی با توجه به حالتهای نور انجام میدهند.(2005,5855,Kalymnios)

۴- فرآیند تولید


مخلوط بتن از ترکیبات همگن ساخته شده رشته های فیبر نوری ۴درصد حجم بتن را شامل می شود این الیاف به طور موازی انتقال نور بین دو سطح بتن را انجام می دهند. ضخامت فیبرهای نور بین ٢ میکرون تا ٢ میلیمتر با توجه به شرایط خاص انتقال نور متغییر می باشد. شرط مهم برای موفقیت این فیبر های نوری انتقال نور بین دو سطح بتن است در غیر این صورت ناتوان عمل خواهد کرد برای رسیدن به این هدف با استفاده از قالب های طولنی که با یک لیه نازک از بتن پرشده , قبل از لیه هایی از رشته های فیبر نوری بتن اضافه می شود تا زمانی که قالب کامل شود. بلوک ساختمانی شامل مواد و ریخته گری تعبیه شده و الیاف انتقال نور در مواد ریختگری از اولین سطح جانبی از بلوک های ساختمان به سطح جانبی دوم مخالف مرتب شده اند .)2003,863,Zhou (

۵- تغییرات رنگ بافت


نور از lucem (بلوک بتنی رنگی) به خوبی منتقل می شود فیبرهای نور وظیفه روشن کردن را به عهده دارند، بتن به طور معمول مخلوطی از شن و ماسه و سیمان و سنگدانه ها و دانه های بزرگتر در بافت lucem بتن انتقال نور را تا حد زیادی تحت تاثیر شکل ظاهری محصول قرار می دهید. نور تنها از طریق بتن درخشان نمیشود همراه با الیاف شفاف ساختار بتن مسئول است ظاهر بیرونی lucem را نورانی کند تولید lucem بتن انتقال نور همیشه بر اساس سیمان سفید بوده و می تواند در رنگ های سفید و خاکستری و آنتراسیت با رنگ رنگدانه اکسید آهن ساخته شود.
Lucem بتن انتقال نور در سه رنگ که آزمایش شده در دسترس است و دارای دوام بلند مدت بوده. مصالح lucem علاوه بر سیمان سفید رنگی و 50 در صد شن و ماسه، شامل ulmer سفید ٣ میلیمتر، calcilith خاکستری ٣ میلیمتر و alcilith آنتراسیت ٣ میلیمتر میباشد

– تغییرات رنگ بافت

۵- نمونه کاربردی


در ساختمان جدید دانشگاه RWTH آخن، اولین تعامل انتقال نور از یک نما در سراسر جهان تحقق یافت. ١٣١ پنل مانند صفحه نمایش بزرگ کار میکنند و از طریق برنامه آیفون کنترل شده و اجازه میدهند نور سناریوی رویایی خود را نمایش دهد.
بتن و نور به عنوان یک جفت متریال که مکمل یکدیگر هستند در معماری به لوکوربوزیه و تادائو آندو الهام بخش بودهاند، این ترکیب فوقالعاده امروزه به صورت دهانههای نور درون بتن شکل گرفته است و باعث به وجود آمدن فضایی رویایی در شب میشود.
ماده تولید شده توسط شرکت lucem متشکل از شن ، ماسه و سنگ مرمر که در یک ماتریس سیمان قرار گرفته، فیبرهای نوری در این ماده هدایتگر نور بوده که در بتن تعبیه شده، لامپ های استفاده شده به عنوان منبع نور مصنوعی به پانل های نما متصل شدهاند. نشانه ها در طول روز به عنوان یک نما با سنگ طبیعی عمل میکنند. در فضای تهویه مناسب بین عناصر صفحه پرده و حمایت از پانل های دیواری با استفاده از چراغ با سه تراشه RGB رنگ، هر پانل میتواند به طور مستقل کنترل و روشن شود، فنآوری DMX در این نما استفاده شده که میتواند در مجموع بیش از ١١ میلیون رنگ را تولید کند که قابلیت نمایش تک رنگ در تمام سطوح، حروف ، آرم با افزایش تاریکی و یا شدت نور را دارا میباشد.

در این پروژه صرفه جویی در بتن تا 80 درصد و 50 درصد صرفه جویی درco2 نسبت ساخت وساز بتن مسلح معمولی یک عامل مهم برای رسیدن به معماری همساز با اقلیم خواهد بود. این متریال به نما شخصیت داده و بر خلف بنر، پوستر، چراغ که در جای دیگر نما الحاق میشود در اینجا با نما یکی شده و با شروع غروب خورشید ظاهر میشود. نما ترکیبی است ازHVAC و فوتوولتاییک، حفاظت از آبو هوای آینده و استفاده از عایق حرارتی نمایی بسیار سبک که در ارتباط کامل با محیط است را ایجاد کرده است.

پانل های بتنی خودتغییر

۶-مزایا و معایب

٧-نتیجه گیری


ماده سنتی بتن را می توان با اضافه کردن فیبر نوری و یا الیاف شیشه ای در بتن توسعه داد. نسبت حجم فیبر بتن بسته به نسبت انتقال نور دارد، بتنی که با وجود الیاف فیبر نوری قابل انتقال را نداشته باشد به نام looses معروف است این بتن دارای خاصیت زیبا شناختی بوده و موجب زیباتر ساختن نمای ساختمان شده . این نوع جدید از بتن مفهوم صرفه جویی و کار برد انرژی سبز را وارد معماری می کند .

مراجع
[1] D.D.L. Chung. Cement reinforced with short carbon fibers: a multifunctional material. Composites: Part B.31:511-526, 2000.
[2] F. Ansari. Practical Implementation of Optical Fiber Sensors in Civil Structural Health Monitoring. Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 18(8):879-889, 2007.
[3] Kalymnios, D. Plastic Optical Fibers (POF) in sensing – current status and prospects. 17th International Conference on Optical Fiber Sensors SPIE, 5855, 2005.
[4] Z. Zhou, J.P. Ou, and B. Wang. Smart FRP-OFGB Bars and Their Application in Reinforced Concrete Beams. Proceedings of the First International Conference on Structural Health Monitoring and Intelligent Structure, Japan: 861~866, 2003.
[5] http:..www.lucem.de.articles.concrete.17991-transparent-concrete-
[6] www.litracon.hu.

مطالب مرتبط

نظرات کاربران

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

تماس با ما

پرشیا پروژه فعالیت خود را در سال 98 آغاز کرد و با جمع کردن تیمی متخصص در زمینه و رشته های مختلف آماده خدمت رسانی به شما همکاران گرامی میباشد

خبر نامه سایت

با عضویت در خبرنامه پرشیا پروژه از آخرین مطالب و محصولات با خبر شوید

.
کلیه حقوق برای سایت پرشیا پروژه محفوظ است.