هندسهای که گرما را پس میزند
راز آسمانخراش ۳۰۲ متری دبی در مهار باد و تابش سوزان خورشید
- هدف اصلی طراحی برج واصل، بهرهگیری از قدرت خنککنندگی باد برای دفع گرمای جذبشده در پرههای سرامیکی نما بوده است.
- پرههای کامپوزیت سفالی فشار بر سیستم سرمایش داخلی فضاهای پیرامونی را تا ۱۰ درصد کاهش میدهند.
- تحلیلهای خورشیدی منجر به طراحی نمای جنوب غربی به عنوان یک سپر محافظ حرارتی و گسترش آن به اطراف برج شد.
- چهار مجموعه مهاری فولادی بزرگ در بدنه برج، سختی و مقاومت لازم در برابر بارهای باد را فراهم میکنند.
- تمام سطوح خارجی ساختمان با پوشش گیاهی، سایبان و آبنما به فضاهایی قابل استفاده تبدیل شدهاند تا از اثر جزیره گرمایی جلوگیری شود.
بن ون برکل، بنیانگذار و معمار اصلی استودیو UNS، چگونگی تأثیر هندسه و ساخت برج چندمنظوره واصل در دبی را برای مقابله با چالشهایی مانند جذب گرما و بارهای سنگین باد تشریح میکند.
برخی این پرسش را مطرح کردهاند که آیا آیرودینامیک واقعاً محرک اصلی فرم معماری است. برج واصل چه تفاوتی دارد؟
بسیاری از برجهای دبی تحت تأثیر بار باد قرار دارند. در حالی که میتوان برج واصل را در مقیاس کلان به عنوان سازهای برای کاهش این بارها از طریق تعدیل جریان باد در اطراف ساختمان دید، هدف اصلی ما بیشتر در سطح خرد بود: بهرهگیری از قدرت خنککنندگی باد با هدایت آن به اطراف پرههای سرامیکی و از میان شبکههای فلزی مشبک در جوانب آنها. این کار به دفع گرمای جذبشده در سفال و بازتاب آن به جو، به جای انتقال از طریق دیوار پردهای، کمک میکند.
عملکرد ساختمان تنها محرک فرم برج نبود. همزمان با آن، مفاهیم معماری پیچش و کنتراپوستو را توسعه دادیم؛ سنتی در مجسمهسازی کلاسیک که با تعریف یک جلو، یک عقب و دو پهلو، صلبیت فرمها را به چالش میکشد تا وزن بصری فرم را جابهجا کرده و تعادلی متقابل ایجاد کند. با استفاده از تحلیلهای خورشیدی و باد، این مفاهیم را به موازات دستیابی به اهداف عملکردی خود پیش بردیم.
آیا حل چالشهای زیستمحیطی برج واصل تنها از طریق مشخصات شیشه ممکن بود؟
شیشه مشخصشده دارای پوشش بسیار بازتابندهای است که به طور قابلتوجهی جذب گرمای خورشیدی را کاهش میدهد، اما این پوشش بهتنهایی باز هم سطوح عظیمی از گرما را در اطراف محیط داخلی ساختمان تولید میکرد. ما از پرهها و هندسه برج برای کاهش چشمگیر این بارهای گرمایی استفاده کردیم.
گردشکارهای محاسباتی، گرمای تابشی بر روی یک توده ساده مستطیلی را تحلیل کرده و طراحی فرم را به محدودیتهای زیستمحیطی پیوند زدند. با درک این موضوع که نمای جنوب غربی بیشترین گرمای تابشی را دریافت میکند، تصمیم گرفتیم آن را به سپر محافظ حرارتی خورشیدی خود تبدیل کرده و این نما را به اطراف وجوه شرقی و غربی ساختمان گسترش دهیم.
این گردشکار مدلسازی نه تنها با متغیرهای کلان زیستمحیطی سازگار شد، بلکه بازخوردی آنی در مورد جزئیات خرد نما، مانند تعداد پرههای سرامیکی مورد نیاز برای سایهاندازی، درصد بازشو به دیوار پردهای بسته در ماژولها و انحرافات مرحلهای ساخت در عناصر واحدشده مسطح، به ما ارائه داد. نور روز و دید نیز از اولویتهای بالایی برخوردار بودند.
آیا استراتژی زیستمحیطی شما شامل طراحی فعال و همچنین غیرفعال بود؟
استراتژیهای زیستمحیطی غیرفعال و فعال به صورت هماهنگ عمل کردند. پرههای کامپوزیت سفالی گرمای تابشی بر روی دیوار پردهای را کاهش میدهند و به نوبه خود فشار بر سیستم سرمایش داخلی فضاهای پیرامونی را تا ۱۰ درصد کم میکنند. این امر با روشنایی LED فعال، پردههای خودکار و شیشههای بازتابنده همراه شده است.
زاویه پرهها و انحراف آنها از حالت عمودی چگونه به عملکرد ساختمان کمک میکند؟
زاویه پرهها از متغیرهایی مانند میزان انسداد خورشید در ساعات مختلف روز، محدودیتهای ساخت و زیباییشناسی استخراج شد. مطالعات اولیه خورشیدی بر روی نماهای جنوب شرقی و جنوب غربی، زوایای انسداد عمودی و افقی را در ظهر و اواخر بعدازظهر سودمند تشخیص دادند. بنابراین، برای تأکید بر عمودی بودن برج، تصمیم گرفتیم قابلیت سایهاندازی خورشیدی هر دو را در یک حرکت مورب واحد ادغام کنیم.
جهت شیب این مورب عمدتاً برای محافظت در برابر آفتاب بعدازظهر به جای صبح جهتگیری شد. زاویه مورب ۱۲.۸ درجه از در نظر گرفتن رأس گوشه یک ارتفاع طبقه معمولی ۴ متری و عرض ماژول نمای ۰.۹ متری برای تطبیق با محدودیتهای شیشهکاری به دست آمد.
در دبی، تغییرات فصلی تأثیر کمتری بر ساختمانها نسبت به نوسان روزانه خورشید دارد. ما تحلیل خورشیدی یک فرم مستطیلی پایه را انجام دادیم و نماهای رو به جنوب شرقی و جنوب غربی را به عنوان دریافتکننده قویترین تابش خورشیدی شناسایی کردیم.
با آگاهی از اینکه این نماها باید مانند سپر حرارتی برج ما عمل کنند – شبیه به سطح زیرین یک فضاپیمای بازگشتی به جو – فرم را شکل دادیم و آنها را بیشتر به اطراف برج کشیدیم تا محافظت ایجاد شود. این امر شکلگیری نمایی را که در خط آسمان میبینید، ایجاد کرد. پرههای سرامیکی به افزودههای خرد ثانویهای تبدیل شدند که محافظت حرارتی را فراهم میکنند. پرههای سمت شمال شرقی و شمال غربی به عنوان سپرهایی در برابر طلوع و غروب خورشید عمل میکنند.
بر اساس گفتههای مهندس مشاور ورنر سوبک، نسبتهای سختی چارچوب سازهای به کاهش بارهای باد کمک کرده است. میتوانید در این مورد بیشتر توضیح دهید؟
مجموعههای مهاری فولادی بزرگی در چهار ناحیه در سراسر ساختمان وجود دارد. اینها به هسته مرکزی متصل شده و سختی و مقاومت در برابر بارهای فعال و مرده برج را فراهم میکنند. یکی در بالای یکچهارم پایینی، دو تا در بخش میانی و یکی در سطح بالا قرار دارد.
موقعیت آنها بر روی نما مشهود است، زیرا خرپاهای فولادی به ارتفاع طبقه به طبقه ۶ متر نیاز دارند که متمایز از ارتفاع معمولی ۴ متری ما است. ما همچنین از این نواحی برای سرویسهای تأسیسات مکانیکی، الکتریکی و لولهکشی استفاده کردیم. قاب سازهای با در نظر گرفتن تناژ و هزینهها و با نسبتهای سختی طراحی شد که عملکرد برج واصل را تحت بارگذاری باد بهینه میکرد.
میتوانید طراحی جزئی پرهها را شرح دهید؟
پرهها واحدهای جعبهای کشیده پیشساخته کامپوزیتی هستند که ارتفاع آنها از ۲ تا ۶ متر متغیر است. اینها شامل کاشیهای سفالی توخالی اکسترود شده هستند که به صورت مکانیکی به یک سازه کامپوزیت فولادی و آلومینیومی متصل شدهاند. اینها به براکتهایی درون سیستم نمای مدولار متصل میشوند که برای تسهیل تنظیم دقیق مهندسی شدهاند و این امکان را فراهم میکند که هندسه نما برای دستیابی به ظاهر و عملکرد مطلوب کالیبره شود.
لعاب سرامیکی سفال با دست برای ایجاد یک جلوه صدفی خاص ساخته شده است که به دلیل مقاومت در برابر سایش بصری و توانایی مقابله با اقلیم محلی و ذرات معلق انتخاب شده است. سفال لعابدار مادهای ایدهآل بود زیرا گرما را به جای جذب کردن، بازتاب میدهد. ما به جزئیات اتصال کاشیهای سفالی درون مجموعه پرهها توجه کردیم تا اطمینان حاصل کنیم که در صورت آسیب دیدن، دارای تکنیکها و مکانیزمهای نصب هستند که آنها را پیش از تعمیر به طور ایمن در جای خود نگه دارد.
ساخت پوسته خارجی چگونه منطقیسازی و تسریع شد؟
نماها از عناصر مدولار پیشساخته تشکیل شدهاند که ساختوساز را تسریع کردند. مدلسازی محاسباتی به منطقیسازی ابعاد مدولار نمای واحدشده کمک کرد، در حالی که هدف طراحی هندسی را نیز دنبال میکرد.
منطقیسازی بیشتر، تعداد انواع پرهها و همچنین محل قرارگیری و جهتگیری آنها را برای محافظت حرارتی بهینه محدود کرد. ما انواع اجزای نما را در اطراف نواحی هندسی پیچیده بخش میانی برج با استفاده از طراحی محاسباتی بهینهسازی کردیم. اگرچه برای ساخت نما از داربست استفاده شد، برج واصل دارای یک واحد نگهداری ساختمان اختصاصی است که در جانپناه برای تعمیرات و تمیزکاری تعبیه شده است.
حجمسازی و نمای برج واصل چگونه با پیکربندی فضاهای داخلی مختلف ارتباط دارد و استفاده انعطافپذیر از آنها را تسهیل میکند؟
نما با دیدها و عملکردهای برنامهای در سراسر برج، از جمله طبقات مورد استفاده برای تأسیسات، لابیهای آسمانی و فضاهای مختلف غذایی و نوشیدنی و غیره سازگار میشود. همچنین در امتداد بلوارهای بالکن عمودی دو سیستم نمای مجزا تطبیق مییابد.
با توجه به ویژگیهای برنامهای گستردهتر برج واصل، بسیاری از ساختمانهای دبی ناخواسته به اثر جزیره گرمایی شهری دامن میزنند، اما ما این مسئله را با قابل استفاده و دارای عملکرد برنامهای کردن تمام سطوح فضای خارجی درون سایت و بر روی حجمهای ساختمان کاهش دادیم.
این امر مستلزم پوشش گیاهی و محوطهسازی بیشتر، پالت مصالح نفوذپذیر، سایبانهای سایهانداز و آبنماها بود. به عنوان مثال، فضای خالی بین سکوی برج و سازه پارکینگ سطح پایین، یک باغ واحه سرسبز و محل پیادهشدن VIP با خودرو است، بالای عرشه پارکینگ بخشی از اسپا و عرشه استخر سلامت و تندرستی است و تاج برج یک فضای باز غذا و نوشیدنی است که در پشت جانپناه سایهاندازی شده است.
در هر طبقه در امتداد بلوارهای عمودی که نماها را تقسیم میکنند، بالکنهایی وجود دارد، همچنین بالکنهایی برای آپارتمانهای مسکونی در یکچهارم بالایی برج. تمرکز ما بر پایداری و استانداردهای WELL مانع از تبدیل شدن برج واصل به یک جزیره گرمایی شهری دیگر شد.
ترجمه و تنظیم: صما
