نمای تهویه ای در ساخت ویلا

در راستای طراحی ویلای پایدار، عملکرد حرارتی و تهویه ای نمای ویلا به عنوان پوسته در برگیرنده فضاهای داخلی، بسیار حائز اهمیت است.

سیستم نمای تهویه ای، کاراترین تکنولوژی پوشش نمای خارجی است، برای حل مشکلات مربوط به انتقال رطوبت و حرارت. در عین حال، این سیستم عایق حرارتی و آگوستیکی نیز به شمار می آید. مزیت این سیستم به سیستم های دیگر اجرای نما، صرفه جویی قابل ملاحظه در مصرف انرژی و ارتقای شرایط آسایشی داخلی می باشد.

نمای تهویه ای یک روش ساختاری است که جداسازی فیزیکی بین رویه نما و دیوارهای داخلی، در آن صورت می گیرد. این جداسازی، یک حفره باز ایجاد می کند که تبادل هوای بین دیوار و پوشش بیرونی را مقدور می سازد. این نما با نام نمای دو پوسته نیز خوانده می شود. هوای ما بین دو پوسته به صورت طبیعی یا مکانیکی تهویه می شود. در حالت تهویه طبیعی، نما دارای پانل هایی با درزهای باریکی می باشد. طراحی و اجرای این نما می تواند به صورت هوشمند نیز صورت گیرد.

 مزایای اجرای نمای تهویه شونده در ویلا :

– صرفه جویی در مصرف انرژی

– ایجاد عایق صوتی و حرارتی

– عملکرد مناسب در برابر تجمع رطوبت و جلوگیری از ورود آب به داخل بنا

– آسانی نصب و جایگزینی قطعات

– دوام و نگهداری آسان

به طور کلی این نما دارای دو جز است: المان های ساختاری که مقاومت عرضی و عمودی را در برابر باد و دیگر فشارها ایجاد می کنند و المان های پوششی نما که مقاومت هوایی، حرارتی و آگوستیک و ضد حریق ایجاد می کنند. متریال نما ممکن است با یکدیگر ترکیب شوند تا ویژگی های زیبایی شناسی بنا را ارتقا دهند.

در این سیستم اجرای نما، نصب مصالح به صورت خشک صورت می گیرد. پوشش به صورت ورق های آلومینیوم، کامپوزیت، سرامیک پرسلانی، چوب، کلینکر، فایبرسمنت و شیشه امکان پذیر است.

نماهای تهویه ای می توانند به صورت درز دار- با فاصله بسیار اندک بین قطعات پوششی- اجرا شوند و یا بدون درز. هر کدام از آنها دارای مزیت ها و معایبی هستند.

در نوع درز دار، عملکرد تهویه ای نما افزایش می یابد اما این نوع نما، عایق حرارتی و صوتی ضعیف تری نسبت به بدون درز است.

تهویه در نوع بدون درز، کمتر صورت می گیرد اما عایق صوتی و حرارتی بسیار مطلوبی است.

نحوه عملکرد دیوار تهویه ای:

اجرای دیوار تهویه ای با عملکرد طبیعی منجر به اختلاف دما بین رویه پانل های پوشاننده و حفره هوایی بین آن و ساختار ویلا می شود که این اختلاف دما به نوبه خود، در چگالی هوا تفاوت ایجاد می کند تا طبق اثر دودکش، هوای گرم در داخل این حفره به بالا صعود کند. جریان هوا، گرما را از میان خروجی ها در ارتفاعی بالاتر به بیرون می راند و باعث خشک شدن باقیمانده رطوبت تجمع یافته در این حفره می شود.

عملکرد حرارتی این نما بدین گونه است:

درتابستان و هوای گرم : کاهش در مقدار گرمایی که ساختمان جذب می کند، به واسطه انعکاس جزئی تابش خورشیدی به وسیله نمای بیرونی و تهویه هوای طبیعی حفره بین دو پوسته.

در زمستان و هوای سرد : دیوارهای تهویه شده، گرم باقی می مانند که منجر به وابستگی کمتر بنا به سیستم های گرمایشی مکانیکی می شود. تحقیقات نشان می دهد که سیستم های نماهای تهویه ای به آسانی می توانند تا 30 درصد باعث صرفه جویی در مصرف انرژی شوند. با استفاده از عایق حرارتی و صوتی با ضخامت اندک در فاصله بین دو پوسته، راندمان صدا بندی و حفظ آسایش دمایی بنا افزایش می یابد.

مکانیسم اثر دودکش در نمای تهویه ای:

اثر دودکش با صعود هوا و گازهای داغ از یک داکت به وجود می آید که نتیجه اختلاف چگالی آنها با هوا و گازهای احاطه کننده آنها می باشد. این اثر بیشتر در تابستان رخ می دهد. در حالیکه در زمستان، نمای تهویه ای، ثبات حرارتی ایجاد کرده و مانند یک باتری گرمایی عمل می کند. بدین رو گرمای داخلی پایداری را حفظ می کند.

موقعیت جغرافیایی، شرایط اقلیمی، ساختار و متریال پوششی بر راندمان اثر دودکش تاثیر می گذارند.

انواع پوشش های نمای تهویه ای:

متریال متنوعی برای نمای ویلا در سیستم تهویه ای یا دو پوسته مورد استفاده قرار می گیرد که روی پروفیل های نصب شده، قرار می گیرند.

-سرامیک: انواع مختلفی مانند تایل های سفالی و پرسلانی. نوع پرسلانی دارای مقاومت بیشتری می باشد.

-سنگ: سنگ مرمر، سنگ لوح، گرانیت، تراورتن و..

-متریال متالیک: ورق های آلومینیوم، روی

-متریال کامپوزیت: انواع پلیمرها، پلاستیک ها و چوب های کامپوزیت

-شیشه از نوع سکوریت و پیرکس

-چوب از نوع ترموود و مهندسی شده

بررسی یک نمونه نمای تهویه ای:

این نمای تهویه ای به عنوان یک راه حل ساختاری، از یک پوشش دوبل تشکیل شده است که به وسیله یک سازه نگهدارنده از یکدیگر فاصله گرفته اند تا یک محفظه هوایی برای تهویه به وجود آورند. این نحوه اجرا، اثر دودکش  به وجود می آورد که جریانات هوایی همرفتی را فعال می کند و عملکرد عایق حرارتی و صوتی بنا را بهبود بخشیده و راندمان انرژی آن را افزایش می دهند.

در این بنا بسته به ماهیت و روش تولید، تایل های پرسلانی با ضخامت 3.5 میلیمتر برای پوشش نما، انتخاب ایده آلی بوده است. این تایل ها در برابر هوا زدگی مقاوم هستند و همچنین با ثبات و سبک می باشند. از همین رو الزامات سازه ای پشتیبان را کاهش می دهند و نیاز به نگهداری اندکی دارند. وزن این سرامیک ها، یک سوم پرسلان های سنتی می باشد و ابعاد بزرگی تا 3.6 متر مربع را پوشش می دهند و نیاز به اتصالات کمتری دارند.

اجزای تشکیل دهنده این نمای تهویه ای از داخل به خارج عبارتند از:

-سازه پشتیبان که ساختار نما را حمایت می کند. این سازه عموما  پروفیل آلومینیومی با مقاطع خاص برای نگهداری قطعات پوششی می باشد.

-عایق حرارتی که تبادل دمایی بین داخل و خارج را به حداقل می رساند و همچنین صدا بندی مطلوبی را نیز به وجود می آورد.

-قطعات اتصالی که قطعات پوششی نما را به سازه پشتیبان متصل می کنند. در این جا از کلیپس های ثابت و مخفی استفاده شده است. اگرچه سیستم های کارا و زیبای دیگری نیز برای فیکس کردن قطعات وجود دارند، مانند چسب های شیمیایی مخصوص.

-قطعات پوششی از جنس سرامیک پرسلانی. این نوع پوشش نما جذب آبی در حدود 0.1 درصد دارد و در برابر نفوذ رطوبت، آب باران و یخ زدگی مقاوم است و همچنین غیر قابل احتراق است. برای تقویت این ویژگی ها، استفاده از پوششی از اکسید تیتانیوم در آن امکان پذیر است. این پوشش به نما، ویژگی ضد باکتریایی و خود تمیز شوندگی می دهد، به لطف اکسیداسیون ذرات عالی نماهای کثیف.

نصب افقی قطعات پوششی

نصب عمودی قطعات پوششی

اجرای ویلا با نمای تهویه ای :

این طراحی ویلا در khandala –هند صورت گرفته است و برای نمای آن از سیستم دو پوسته یا تهویه ای استفاده شده است. ساخت ویلا از سال 2014 شروع و در سال 2017 به اتمام رسید.

طراحان به دنبال سیستمی بودند که بتواند با شرایط سخت آب و هوایی این منطقه، مقابله کند. باران های شدید و مقدار رطوبت زیاد در هوا شاخصه اصلی این منطقه می باشد.

متریال به کار رفته برای ساخت ویلا عبارتند از : بتن، آلومینیوم، شیشه و سنگ. پوشش نهایی نما از سنگ است و به صورت پوسته دوم اجرا شده است.

این ناحیه شاهد تابستان های بسیارگرم است و از آنجاییکه سیستم نما از آلومینیوم تشکیل شده است، مسئله خوردگی در آن، مشکل ساز نیست.

همچنین در سیستم نمای ویلا از هیچ درزگیری استفاده نشده است و بنابراین با مسائل و مشکلات نگهداری کمتری مواجه است.

سیستم تهویه ای در نمای ویلا، یک عایق حرارتی ایجاد می کند. سنگ با ماهیت مستحکم خود، با ضخامت 20 میلیمتر به کار رفته و نصب آن روی سازه پشتیبان به صورت بی نقص و در شرایط مطلوبی صورت گرفته است.

اجرای نمای دو پوسته یک فاصله هوایی درحدود چند سانتیمتر بین سطوح داخلی و خارجی ایجاد می کند که جریان آزاد هوا را مقدور می سازد. در فصل زمستان این حفره هوایی بین پوشش نهایی و دیوار خارجی ساختمان، منجر به هدر رفت کمتر گرمای فضای داخلی ویلا می شود و مانند یک جدا ساز عمل می کند.

از طرف دیگر در فصل تابستان، این حفره باعث می شود که هوا به طور مداوم در گردش باشد، بدین رو از تجمع هوای گرم جلوگیری می شود. هوای گرم از بالای این پوشش نما خارج می شود و به وسیله هوای خنک تر جایگزین می شود. این سیستم همچنین یک عایق صوت آگوستیک عالی است که صداهای بیرونی را تا حدود 20 درصد کاهش می دهد.