نقش فناوری نانو در معماری

 

نقش فناوری نانو در معماری

فناوری نانو وساختمان سازی

تکنولوژی نانو موقعیت‌های خوب و جالب مدرنی را دربخش ساختمان و معماری فراهم کرده است.

 فناوری نانو با ایجاد کردن مصالح ساختمانی با دوام بالا، عمر زیاد و بسیار سبک نقش به سزایی در این صنعت ایفا  کرده است. متریال‌های عایق جدید به وسیله نانو تکنولوژی در حال حاضر در بازار موجود است که در عمر سازه بسیار تاثیرگذار است.

این فناوری مرمت و بازسازی حرارتی سازه‌هایی را که عایق معمولی در آنها شدنی نیست را ممکن می‌سازد. عایق حارتی توسط فناوری نانو این قابلیت را دارد که به بهبود بهره وری انرژی کمک کند و از اتلاف انرژی بیهوده ممانعت کند. طیف گسترده ای از روش ها برای مرمت سطوح نیز توسط آن در دسترس است، از جمله شیشه، سنگ تراشی، چوب یا فلز. هدف استفاده از این تکنولوزی بهبود عملکرد و افزایش طول عمر مواد ودر نهایت عمر سازه است.

تکنولوژی نانو با ایجاد چنین مواد و متریال‌هایی نوید حفظ منابع ، به عنوان مثال آب ، انرژی و مواد پاک کننده را می‌دهد.

تحقیقات فراوانی در این زمینه انجام شده است و به طور فزاینده در مورد تحولات جدید گزارش‌هایی داده شده است. در واقعیت “محصولات نانو” در صنعت ساختمان و در کل معماری همچنان نقش فرعی را ایفا می‌کنند. امروزه ورود چنین تکنولوژی‌های مفیدی برای ورود به بازار و کمک به تجارت ساختمان سازی مشکلات فراوانی دارند.

یکی از علت‌های اساسی این امر قیمت بالای این مواد است. امروزه، نانومواد و در نتیجه محصولات نانو تکنولوژی هنوز به دلیل فناوری تولید که نیاز دارد، به طور قابل ملاحظه ای گرانتر از جایگزین‌های معمولی هستند.

 مصالح ساختمانی و متریال‌های کاربرده شده در معماری عموماً در موارد زیادی مورد استفاده قرار می گیرند. تفاوت در قیمت‌های کوچک زمان در نظر گرفتن مبلغ کل می تواند هزینه‌های کلی را به اندازه قابل توجهی افزایش دهد. به علاوه، در شروع باید عملکرد فنی محصولات جدید دیده شود.

تجربه طولانی مدت و عملی با تولیدات نانو تکنولوژی هنوز در دست نیست و ما اطلاعات کمی در مورد عمر محصولات نانو داریم. به همین دلیل، صنعت ساختمان و معماریدر حال حاضر ترجیح می دهد به محصولات فعلی و مورد استفاده معمول اتکا کند. وضعیت اطلاعاتی ما درباره کاربردها و محصولات تکنولوژی نانو و همچنین عملکرد آنها در صنعت معماری بسیار اندک است.

طبق نظرسنجی های انجام گرفته در سال 2009 در مقوله ساخت و ساز اروپا این گونه نشان داده که اکثر پاسخ دهندگان از با محصولات  این تکنولوژی کار می کنند یا کاملا اطلاع ندارند. این مورد تا اندازه ای نشان دهنده این است که اجباری در استفاده از نانو وجود ندارد.غالبا، برای کاربران مشخص نیست که آیا یک محصول از نوع نانو واقعا شامل نانومواد است؟ چه نانوموادی می تواند در آن به کار رفته باشد؟  تا چه میزان از این مواد در محصول گفته شده به کار رفته است؟

این‌ها سوالاتی است که در مورد این تکنولوژی جدید برای کاربران پیش می‌آید.

تمامی محصولاتی که دارای عبارت نانو هستند در واقع  شامل این مواد نیستند. اصولا، اصطلاح “نانو” صرفاً به ساختارهایی در محدوده اندازه نانو اشاره می‌کند. اندازه منافذ یک متریال خاص، یا اندازه سازه‌هایی که هنگام سفت شدن یک ملات ایجاد می‌شود.

به کارگیری نام “نانو” در محصولات و تبلیغات در سال‌های گذشته در حال کاهش بوده است. چون اطلاعات مرتبط با خطرات احتمالی زیست محیطی یا بهداشتی نانومواد، به خصوص به وسیله رسانه‌ها، منجر به احتیاط بیشتری در هنگام خرید شده است.

زمینه های کاربرد و محصولات

محصولات و متریال‌های نانو در صنعت ساختمان سازی و معماری در حال حاضر در چهار بخش متمرکز شده است.

• مصالح ساختمانی مرتبط با سیمان
• محصولات کاهش صدا و عایق حرارتی یا تنظیم دما
• پوشش‌های سطحی برای بهبود بخشیدن به عملکرد سازه
• متریال‌های مرتبط با حفاظت در برابر آتش

لیستی از محصولات ساختمانی و نظافتی را که با عنوان “نانو” یا از اثرات نانوفناوری تهیه شده است. این لیست شامل اطلاعاتی در مورد اینکه آیا می توان خواص محصول را به افزودن نانوذرات یا نانوساختارها نسبت داد، است. این لیست شامل 63 محصول و مواد از مصالح ساختمانی مرتبط با سیمان (ملات ، سیمان ، کاشی های سقف) ، رنگ‌ها ، لاک‌ها و سایر محصولات طراحی شده برای پوشش سطوح 3 است.

1. مصالح ساختمانی با سیمان

• بتن فوق العاده بالا

بتن نوعی سنگ مصنوعی است که از سیمان، مصالح سنگدانه ای همچون (ماسه، شن) و آب ساخته شده است. سالانه بیش از ده میلیارد تن بتن در کل دنیا تولید می‌شود که از لحاظ حجم، بزرگترین کومو تولید شده به وسیله بشریت در دنیا است. پل رودخانه کاسل، ساخته شده از بتن فوق العاده بالا

• ملات تعمیر بتن

اثرات خارجی، برای نمونه هوای شور، مرطوب، هوای یخبندان، باد و باران عوامل موثر خرابی بتن است. همچنین  بالارفتن سن سازه و بارهای سنگین، خرد شدن، وجود ترک و پوسته پوسته شدن سطح، سبب ایجاد صدمه به بتن می‌شود. این اتفاقات هزینه سنگینی را بر صنعت ساختمان وارد می‌کند.

ملات‌های از نوع مرمت، که بر اساس فناوری نانو است، با ویژگی های فنی بهبود یافته مانند چگالی بیشتر، خمش کششی و مقاومت فشاری و همچنین مقاومت در برابر سرما تعیین می‌شوند. این کونه ملات‌ها در به حداقل رساندن آسیب به بتن کمک شایانی می‌کنند. به علاوه،  وزن کم این ملات و کارکرد ساده از مزایای اصلی این محصول است. سازندگان چنین ملات های تعمیری تأکید دارند که خواص بهبود یافته محصولات آنها نتیجه افزودن نانوذرات نیست. درک دقیق هیدراتاسیون سیمان به منظور بهبود کیفیت و تراکم نانوساختارها در خمیر سیمان مورد توجه است.

• محصولات و روکش‌های بتنی فعال

دی اکسید تیتانیوم در مقیاس نانو زیر تأثیر نور یو وی و رطوبت واکنش های شیمیایی را سرعت می‌بخشد. این مورد موجب ایجاد رادیکال‌های اکسیژن می شود که مواد آلی را تفکیک می‌کند. این روند را که فوتوکاتالیز می‌گویند، در صنعت ساختمان و معماری برای ایجاد مصالح ساختمانی “خود پاکسازی” و تجزیه آلاینده های هوا به کار می‌رود. در ظاهر، ساختمان‌ها نمای اولیه خود را برای زمانی طولانی تر حفظ می کنند. کلیسای جوبیلی در شهر رم  نمونه ای  است که از این نوع روکش بتن استفاده کرده است.

تصفیه شدن هوا یک مورد دیگز از استفاده محصولات بتونی فعال با فتوکاتالیستی است. در شهرهای بسیار بزرگ، سطح بالای اکسیدهای نیتروژن در نتیجه تردد زیاد وسایل نقلیه یک مشکل بزرگ است. محصولات بتنی مانند سقف و سنگ فرش برای بهبود کیفیت هوا با تبدیل O2 از هوای اطراف به نیترات طراحی شده است. در اینجا کاهش 40 تا 80 درصدی اکسید نیتروژن با استفاده از این محصول به ثبت رسیده است.

• تثبیت زمین در راهسازی

در جهت حفاظت از جاده در برابر یخ زدگی، بستر جاده باید به طرز صحیحی آماده و پوشش شود. پراکندگی‌های جدید پلیمری دی اکسید سیلیکون در مقیاس نانو وقتی با سیمان ترکیب می‌شوند، موجب دوام جاده‌ها می‌شوند. نانوذرات SiO2 مانند بتن فوق العاده بالا، فضاهای بین ذرات بتن را پر می کنند و یک ماتریس بتنی مخصوصاً یکنواخت و متراکم به وجود می‌آورد.

2. عایق حرارتی و کاهش سر و صدا ، تنظیم دما

از مهمترین چالش‌ها در زمینه ساخت و ساز، نوسازی و عایق سازی حرارتی ساختمان‌های مسکونی و سازه‌های صنعتی موجود است. در سالهای گذشته، مصرف و اتلاف انرژی در حال افزایش است.  به همین دلیل باید  اقداماتی در زمینه کاهش اتلاف و مصرف انرژی انجام شود.

ابتکاراتی در ارتباط با فناوری نانو در صنعت معماری و ساختمان سازی در  زمینه عایق حرارتی به وجود آمده است که بسیار مفید واقع شده است. تعدادی از این محصولات  با تکنولوژی نانو را مختصر توضیح می‌دهیم.

• آ. آئروژل

ایروژل یک ماده بسیار سبک است که این قابلیت را دارد که از سیلیس تولید شود. ژل در یک فرایند خاص خشک می‌شود و یک نوع فوم جامد بالای 95 درصد از هوا تشکیل شده را  به دست می آورد. آئروژل می‌تواند در بین دو شیشه پنجره پر شود. چنین شیشه ای با این قابلیت ورود اشعه مادون قرمز و همچنین سر و صدا را مسدود می‌کند.

• پانل‌های عایق خلاء

هسته این گونه پانل ویژه شامل سیلیس در مقیاس نانو، گرافیت یا کاربید سیلیکون در خلاء می‌باشد. این پانل‌های عایق توسط یک ورقه لمینت مخصوص متراکم و پایدار از مواد مصنوعی و آلومینیوم احاطه شده است. چنین پانل‌های عایق را می توان در داخل و خارج از ساختمان به کار برد. برای نمونه برای دیوارها، سقف‌ها و تراس‌ها. این پانل‌های عایق خلا نسبتاً حساس هستند زیرا صدمات مکانیکی قادر است خلاء را از بین ببرد. به علاوه، هزینه های این نوع پانل‌ها در حال حاضر هنوز بسیار گران  است.

• ذخیره سازی دما در داخل و خارج

در فصل گرما، هوای گرم را می‌توان در اتاق زیر شیروانی یا ساختمان‌هایی که با استفاده از فناوری سبک ساخته شده اند، مشاهده کرد. برای مقابله با این اتفاق از گچ کاری، آجر، بتن یا پانل های سفالی ترکیب شده می‌توان استفاده کرد.در این فرایند، پارافین با قطر در مقیاس میکرو یا نانومتر در یک پوشش پایدار از شیشه پلاستیکی قرار گرفته است. زمانی که موم در دماهای بالاتر ذوب می‌شود، گرما را از محیط خارج می کند. وقتی هوا خنکتر می‌شود، موم دوباره جامد می‌شود و این انرژی گرمایی را آزاد می کند.

• پنجره های الکتروکرومیک با پوشش نانو

پنجره های الکتروکرومیک شامل دو شیشه با پوشش رسانای الکتریکی و شفاف است. به کارگیری یک جریان الکتریکی کوچک این پوشش نانو ساختار را به رنگ آبی در می آورد و عبور نور خورشید از پنجره چند لایه را به حداقل می‌رساند. نور و گرمای ورودی به اتاق را می‌توان به صورت جداگانه با چنین شیشه‌های الکتروکرومیک کنترل کرد. برخلاف شیشه‌های معمولی پنجره‌های الکتروکرومیک، منبع تغذیه دائمی لازم نیست.

3. پوشش های سطحی

در صنعت معماری، تعداد زیادی از محصولات که مبتنی بر تکنولوژی نانو وجود دارد که می‌توانند سطوح مختلف را عملکردی. تمرکز بر پوشش‌های سطحی شامل رنگ نما، شیشه‌های پنجره، کاشی‌های سقف، پوشش های “ضد گرافیتی” یا “ضد اثر انگشت” است.

4. حفاظت در برابر آتش

شیشه های مقاوم در برابر آتش شامل دو شیشه شیشه ای با پرشدگی از مقیاس نانو است که در صورت آتش سوزی کف می‌کند. آنها دارای مزیت اضافی بسیار سبک و لاغر هستند. علاوه بر کاربردها در ساختمانها، از این شیشه ها برای پنجره ها و پنجره های کشتی نیز به کار برده می‌شود. با استفاده از فناوری نانو موادی تولید می‌شود که در برابر آتش مقاوم هستند.

مزایا و تهدیدهای زیست محیطی

مزیت‌های زیست محیطی محصولات ساختمانی دربردارنده نانومواد یا محصولات مبتنی بر تکنولوژی نانو به خصوص در بخش‎‌های صرفه جویی در انرژی و حفاظت از منابع مورد انتظار است. مواد عایق جدید این قابلیت را دارد به کاهش تقاضای انرژی برای گرمایش و سرمایش ساختمان‌های مسکونی و فضاهای اداری کمک کند. نانو روکش‌های با خاصیت نانو طول عمر مواد را بالا می‌برد و یا در نتیجه کاهش تقاضا برای انرژی، آب و مواد پاک کننده کمک کنند.

از آنجا که “محصولات نانو ساختمانی” در حال حاضر فقط نقش فرعی در بازار ایفا می کنند ، به نظر می رسد تهدید زیست محیطی فعلی از طریق نانومواد کم است. پسماندها و فاضلاب منابع اصلی بالقوه ورودی به محیط زیست را نشان می دهند. در مورد محصولات با ساختار نانواین می‌تواند ریختن آوار ساختمان با نانومواد یا دفع نامناسب رنگ یا لاک از طریق سیستم فاضلاب را نام برد.

سخن پایانی

طبق تحقیقاتی که انجام شده است، تلاشهای زیادی برای بهبود خواص مواد و معرفی محصولات جدید مبتنی بر فناوری نانو انجام گرفته است  که قابلیت استفاده در صنعت ساختمان را دارد. این برخلاف رفتارهای مرسوم صنعت ساختمان است به طوری که در واقع، “محصولات نانو ساختمانی” هنوز نقش بسیار فرعی در این تجارت دارند. قبول این تکنولوژی زمان شدنی است که چنین محصولاتی در روند رقابتی حضور داشته باشند. مشخص نمودن تهدیدات زیست محیطی و بهداشتی نانومواد در شرایط واقعی نیازمند مطالعات بیشتری است.

مزیت استفاده از برند ورتینا در صنعت معماری:

تیم مبنا با برند تجاری ورتینا کادری متخصص در امر دکوراسیون داخلی و اجرای فعالیت های عمرانی سازه  میباشد.

• سبک شناسی و ایجاد هویت ساختمانی و مشاوره توسط تیم فنی و مهندسی.
• طراحی و ارائه پلان های معماری متناسب با سبک مورد نیاز.
• آنالیز کیفی و ریالی و اصلاح طرح متناسب با بوجه پروژه.
• زمانبندی و اولویت بندی اقدامات اجرایی برای تحقق دوره پروژه ازجمله نوسازی و بازسازی و تخریب.
• تامین تجهیزات و بررسی کیفی مصالح و تجهیزات.
• اجرای طرح توسط تیم متخصص و متعهد.
• ارائه تضمین کیفی و خدمات سالانه.
• به کارگیری دیوارهای پیش ساخته و سبک  و نقاشی ساختمان و پتینه کاری و سقف ساختمان
• طراحی داخلی (طراحی دفتر کار،طراحی اتاق کودک و…).

ممنونیم که این مقاله را مطالعه فرمودید. امیدواریم که توانسته باشیم مثمر ثمر باشیم.

ما در اینجاییم تا شما راحت زندگی کنید. ما باور داریم یک سرپناه برای شما آخر رضایت نیست و خلق رضایت هنر ما است.

شما اگر میخواهید ملکی را بفروش برسانید. اگر میخواهید در یک ملک سکونت کنید. هر تغییری را برای بهبودی و ایجاد حس خوب را برای خود رقم بزنی نیاز دارید یک متخصص را درکنار خود داشته باشید.

اگر افتخار دادید و مارا بعنوان یک متخصص انتخاب کردین، از شما درخواست میکنیم که به ما اعتماد کنید.

شماره تماس: 09-88288307-021