19
اکتبر

مصالح هوشمند

با وجودیکه استفاده از مصالح طبیعی در ساخت خانه از گذشته رایج بوده است، ولی این روزها انواع محصولات و فنون برای ساخت ساختمان به کار می‌روند به این ترتیب که ساختمان های مدرن به گونه ای ساخته می شوند که نسبت به پیرامون خود واکنش نشان دهند و به دلیل استفاده از مصالح هوشمند در ساخت آن ها با شرایط محیطی تطبیق پیدا می کنند. در واقع می توان گفت این ساختمان ها رفتاری اکولوژیک داشته و با محیط سازگار هستند. در حال حاضر صنعت ساختمان تحت تاثیر نوآوری ها و ایده پردازی های جدید قرار گرفته و طیف وسیعی از مصالح ساختمانی با کارایی، مقاومت و طول عمر بالا به بازار عرضه و در اختیار مصرف کنندگان قرار می گیرد. زندگی در چنین مکان هایی آسایش و راحتی را برای ساکنین به ارمغان می آورد و از نظر اقتصادی هزینه های ناچیزی در بر خواهد داشت. هر چند تهیه مصالح هوشمند و ساخت یک خانه در مراحل اولیه هزینه بردار است اما در طولانی مدت به علت کاهش مصرف انرژی، هزینه های پرداختی نیز پایین می آیند.
در تعریف مصالح هوشمند باید گفت مصالح هوشمند، مصالحی هستند که در مقابل تغییرات محیط می‌توانند مانند موجودات زنده خود را با شرایط محیطی وفق دهند. برخی از این مواد، هر نوع خدشه و خرابی در ساختار خود را پیش بینی کرده و نقایص خود را برطرف می‌سازند. یک یا چند ویژگی این مصالح مانند شکل، میزان سختی، فرکانس و رنگ آنها در یک حالت کنترل شده یا تحت اثر محرک نیروی الکتریسیته یا میدان‌های مغناطیسی به صورت قابل توجهی تغییر می‌کند. روند ،PH، خارجی مانند فشار، دما، رطوبت که بر مصالح بیولوژیکی نیز Hyper- Functional پیشرفت این مواد از مصالح سازه‌ای و عملکردی آغاز شده به سمت ساخت مصالح برتری دارند پیش می‌رود. همانطور که عنوان شد مصالح هوشمند قادر به درک تغییرات زیست محیطی و پردازش آن ها هستند و در برابر این رویدادها از خود واکنش نشان می دهند. ویژگی هایی نظیر تغییرپذیری و تطبیق با پیرامون این امکان را برای مصالح هوشمند فراهم کرده تا بتوانند رنگ، شکل ظاهری و خواص خود را در واکنش به تاثیرات محیطی تغییر دهند و با آن ها سازگار شوند. تغییراتی که در این نوع مصالح اتفاق می افتند قابل برگشت و تکرارپذیر هستند، از این رو انعطاف پذیری را می توان از دیگر مزایای مصالح هوشمند برشمرد. از جمله محرک هایی که بر عملکرد این مصالح اثرگذار هستند نور خورشید، تغییرات دمایی، میدان های مغناطیسی، اختلاف فشار، ترکیب های شیمیایی و میدان الکتریکی می باشند که هر کدام منجر به واکنشی متفاوت می گردند.
ویژگی های مصالح هوشمند
• مصالح هوشمند به متریال هایی گفته می شود که در صورت قرار گرفتن در معرض تغییرات فیزیکی و شیمیایی قادر یه تغییر ویژگی های خود هستند. در واقع خاصیت تغییرپذیری یکی از مزایای بارز این مصالح است که باعث شده افراد زیادی نسبت به آن ها تمایل پیدا کنند.
• مصالح هوشمند قادر به درک تغییرات زیست محیطی و پردازش آن ها هستند و در برابر این رویدادها از خود واکنش نشان می دهند. ویژگی هایی نظیر تغییرپذیری و تطبیق با پیرامون این امکان را برای مصالح هوشمند فراهم کرده تا بتوانند رنگ، شکل ظاهری و خواص خود را در واکنش به تاثیرات محیطی تغییر دهند و با آن ها سازگار شوند.
• تغییراتی که در این نوع مصالح اتفاق می افتند قابل برگشت و تکرارپذیر هستند، از این رو انعطاف پذیری را می توان از دیگر مزایای مصالح هوشمند برشمرد. از جمله محرک هایی که بر عملکرد این مصالح اثرگذار هستند نور خورشید، تغییرات دمایی، میدان های مغناطیسی، اختلاف فشار، ترکیب های شیمیایی و میدان الکتریکی می باشند که هر کدام منجر به واکنشی متفاوت می گردند.


بلوک کاهی؛ نمونه ایی از مصالح هوشمند

انواع مصالح هوشمند

• مصالح ذخیره کننده انرژی
– این مصالح قادر به ذخیره انرژی هستند و از قابلیت برگشت پذیری برخوردار می باشند. برای مثال انرژی را به شکل گرما، نور و الکتریسیته ذخیره می سازند .
– می توان از آن ها به عنوان واسط تنظیم دما استفاده نمود. بدین صورت که با ذخیره کردن سرما یا گرما در نهان خود قادر به تنظیم دمای مکان مورد نظر هستند.
– این مصالح به مصالح تغییر حالت دهنده در معماری و ساختمان سازی معروف هستند و می توان از آن ها برای کاربردهای مختلف استفاده نمود.
– علاوه بر آن می توانند از حالت جامد به مایع و برعکس تغییر حالت دهند. آن ها با پیروی از خاصیت بلوری شدن شکل خود را تغییر داده و انرژی گرمایی ذخیره شده در درجه حرارت های بالا را آزاد می نمایند و به جامد تبدیل می شوند. برعکس هنگام تبدیل شدن به مایع، حرارت خود را حتی با ورود انرژی گرمایی ثابت نگه می دارند.
• مصالح منعکس کننده نور( کروموژنیک)
– این مصالح در برابر محرک هایی نظیر نور، دما، میدان الکتریکی و تزریق یون برانگیخته می شوند و نور تولید می کنند. در واقع مولکول های آن ها انرژی جذب شده را به صورت اشعه الکترومغناطیسی مرئی ساطع می نمایند.
• مصالح واکنش دهنده به دما
– این مصالح به صورت برگشت پذیر در برابر تغییرات دمایی اطراف خود واکنش نشان می دهند. از جمله کاربردهای این مصالح استفاده از ان ها در سیستم های تهویه ساختمان است.
• مصالح تغییر رنگ دهنده
– این مصالح در برابر محرک های مختلف دچار تغییر رنگ می شوند. عملکرد این مصالح به صورت بازگشت پذیر است و پس از تغییر رنگ می توانند دو مرتبه به رنگ اولیه خود بازگردند. محصولات الكتروكرومیك ، فتوكرومیك و ترموكرومیك از این مصالح هستند.
– این مصالح هوشمند جایگاه ویژه ای در پوشش نمای ساختمان و معماری به خود اختصاص داده اند و از نظر زیبایی شناسی کاربرد فراوانی دارند.
• مصالح تغییر دهنده مواد درونی
– این مصالح هم در دکوراسیون داخلی و هم در نمای خارجی ساختمان مورد استفاده قرار می گیرند. مواد و مصالحی که قادر به تغییر مواد درونی خود هستند تحت تاثیر فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی، مواد درونی خود را به شکل جامد، مایع و گاز به شکل مولکول آزاد می کنند.
– این مصالح اگر در برابر آب، گاز، بخار آب و … قرار گیرند دچار تغییر حجم می شوند. مصالح خود تمیز شونده که به عنوان پوشش نمای ساختمان استفاده می شوند جزء این نوع مصالح هوشمند هستند و خود به خود آلودگی را از سطح خود پاک می کنند.
– از مصالح هوشمند با قابلیت تغییر مواد درونی برای ضد آب کردن نما، تمیز نمودن آن، افزایش کیفیت هوا در ساختمان، رفع آلودگی ها و جذب صوت استفاده می گردد.


نمونه ایی دیگر از مصالح ساختمانی هوشمند: چوب بامبو

کوتاه درمورد مصالح هوشمند ساختمانی
• معماری آینده با مصالح هوشمند ساختمانی گره خورده است.
• خاک کوبیده، بلوک کاهی، بامبو، عایق پشمی، صفحه‌های خورشیدی، پنل‌های عایق سازه‌ای، بیوکامپوزیت‌ها، روکش پوستی، سقف‌های سبز و شیشه‌های هوشمند جزو مصالح ساختمانی هوشمند هستند.
• ساختمان سبز با استفاده از مصالح هوشمند ساختمانی رویکرد معماری پایدار و معماری نوین پایدار است و مزایای زیادی از جمله کاهش مصرف انرژی و کمک به محیط زیست دارد.