فوائد استخدام العصي المُنبَّة للضوء الطبيعي والتدفق الجوي

فهم الخدع المحظورة وتصميمها الأساسي

وقد برزت الطوب المرتجلة كمواد احتياطية في بنية حديثة مستدامة، وعلى عكس الطوب الصلبة القياسية، تحتوي هذه الوحدات على سلسلة من الثقوب أو الفتحات التي تم ترتيبها بدقة والتي تمر من خلال جسم الطوب، وهذه المثابرة ليست عشوائية؛ وهي مصممة لموازنة القوة الهيكلية مع القدرة على نقل الضوء والهواء.

(د) المبدأ الذي يستند إليه الطوب المكبوتة في تقنيات البناء في العالم القديم التي توجد في مناخات ساخنة وصعبة، حيث يستخدم البناؤ أنماطاً شبيهة بالبطن في المناطق الداخلية مع السماح بالتدفق الجوي، ويأخذ الطوب المتصدع هذا المفهوم أكثر باستخدام النماذج العلمية لتعظيم حجم الحفرة وشكلها وترتيباتها.() وتشمل أنماط التكافل القياسية الثقوب المستديرة، أو الأهداف المحددة حسب الأولوية؛

وهذه الطوبات تأتي بأبعاد مختلفة، ولكن طبيعتها النموذجية تعني أنها تدمج بلاسقة مع نظم قياسية للاختناق، وكثيرا ما تنتجها المصانع بسمك موحد يتلاءم مع أحجام الطوب المشتركة (مثلا، 190 ملم x 90 ملم x 90 ملم)، بما يكفل التوافق مع مفاصل الهاون وشبكات التعزيز، وحتى في المنطقة المتصدعة يمكن أن تتراوح بين 15 في المائة و 45 في المائة من وجه القناع المقوى.

المنافع الرئيسية للطيور المشبعة بالضوء الطبيعي والتدفق الجوي

1 - صيد النهار وادخار الطاقة

ومن أكثر المزايا إلحاحاً للطوب المبرّد قدرة هذه الطوب على توجيه ضوء الشمس الطبيعي إلى الأماكن الداخلية، وفي المباني التي توجد فيها جدران صلبة، كثيراً ما تعتمد الغرف الداخلية على الإضاءة الاصطناعية خلال ساعات النهار، ولا سيما في المناطق الأرضية أو الأماكن التي لا تتعرض فيها للنافذ مباشرة، وتعمل الطوب المزروعة على أنها مسطحات خفيفة سلبية.

وبإدماج الطوب المشبع في أكواخ الجنوب (في النصف الشمالي من الكرة الأرضية) أو في المرتفعات الشرقية الغربية، يمكن للمصممين أن يقطعوا حمولات الإضاءة النهارية بنسبة 20-40%، وفقا لدراسات محاكاة المباني، ويترجم هذا الانخفاض مباشرة إلى فواتير أقل للكهرباء وإلى بطء أقل من الكربون، بالإضافة إلى أن الخواص الحرارية للاختلالات تساعد على امتصاص الحرارة أثناء النهارية وتوليد المزيد من الليالي.

2 - الاختلاط الباسيف والجودة الجوية الداخلية

ويمكن أن تكون الطوبات المرتجلة بمثابة قنوات تهوية طبيعية، مما يتيح استمرار التبادل الجوي دون الحاجة إلى مراوح مستهلكة للطاقة أو نظم HVAC، وتخلق الفتحات مساراً للانتقال من الخارج إلى الغرف المجاورة، ويعود ذلك بالفائدة بصفة خاصة في المناخات ذات الرطوبة العالية، حيث يمكن للركود أن يحفز النمو المميت والارتطام.

كما أن البحث في البنيان المداري يبين أن المباني التي تدور فيها مظروف عصيان مشبع بالطوب يمكن أن تحقق ما يصل إلى ٨ - ١٢ تغيرا جويا في الساعة في ظروف تهوية طبيعية، بالمقارنة بأقل من ٢ كيلوغرام من مادة خام في المباني المختومة ذات الجدران الصلبة، وهذا التحسن في أسعار الصرف يساعد على تضاؤل الملوثات الداخلية مثل المركبات العضوية المتطايرة، وثاني أكسيد الكربون من الراكبين، وأجهزة الطهي.

3 - الحزم الحراري والحد من قوة التبريد

وفي ظل المناخ الدافئ، يمكن أن تستوعب جدران الماشية الصلبة الإشعاع الشمسي وتعيد إشعال الحرارة داخل البلد، مما يؤدي إلى زيادة الحرارة، وتقطع الطوبان المرتجلة هذا النقل الحر بطريقتين: أولا، يمكن للثغرات أن تقل الكتلة الصلبة المتاحة لسلوك الحرارة؛ ثانيا، تسمح التجويفات بأن يمر بعض الإشعاع الشمسي دون أن يستوعب بالكامل، بينما لا تزال تقدم دراسات عن [الحالة المغلقة]

وخلال موسم التبريد، تتحول الكتلة الطوبية إلى بطارية حرارية، وخلال النهار، يدفئ ضوء الشمس الطوب، وتشع الحرارة ببطء في الداخل في الليل، كما تتيح الفتحات الهواء الدافئ أن يعمم ويخرج من درجات الحرارة، ويخفض البقع الباردة قرب الجدران، وعندما يقترن ذلك بالعزل الداخلي، يصبح الجدار الطوب المتجمد مسرعاً ويتحكم في كل من السلاسل الحرارية.

4- النزعة الجمالية والخصوصية

فبعد الأداء، يقدم الطوب المتصدع المميزة التي تخلط بين الماشية التقليدية والتصميم الحديث، ويمكن استخدام الأنماط التي تخلقها الحفر في شكل نسيج، أو خريجين، أو حتى تمثيل الصور أو الشعارات عندما تكون مختلف ألوان الطوب أو أحجام الارتداد مدمجة، مما يجعلها مثالية بالنسبة للجدارات البارزة، وشاشات الدخول، وأجهزة فصل الحدائق التي تحتاج إلى أن تكون مرئية.

فالخصوصية هي مصدر قلق بالغ في البيئات الحضرية الكثيفة، فالطوبات الملتوية توفر حلاً يتفادى ظهور جدران صلبة مثل القلعة أو التعرض الكامل للزجاج، وتسمح الفتحات بأن تمر في الوقت نفسه بحجب خطوط واضحة من المعالم الخارجية، ويتوقف على حجم المسافات وزاوية النظر، ويمكن أن يوفر جدار ممزق إلى حد كبير من الخصوصية.

التطبيقات المعمارية للبريكات المحظورة

الواجهات الخارجية والسلاسل العنكبوتية

The most common use of perforated bricks is in exterior facades, either as the primary wall material or as a secondary screen placed a few inches from a waterproof supportive wall. In curtain wall as persemblies, perforforated bricks can be stacked in a steel or concrete frame to create ventilated rainscreen systems that protect the building from wind-driven rain while draining any moisture

وبالنسبة للمشاريع السكنية، فإن الطوب الملتوية هي مثالية للدخول، وجدران الشرف، وأبواب المرآب التي تحتاج إلى التهوية، ويمكن استخدامها أيضاً لإنشاء غرف مظلة في الهواء الطلق، مثل الصراصير والرفاندا، حيث يلقي نمط الطوب الضوء المشابه للخراط، ولكن بقدر أكبر من القابلية للدوام، وفي البيئات التجارية، ومواقف الطلاء في المطاعم، ومواقف التجزئة.

قسماً داخلياً وقسماً

وفي المباني الداخلية، تعمل الطوبات الملتوية على أنها جدران جزائية غير محملة، تفصل بين الأماكن، بينما تربطها بصريا وبصوتية، وفي مكاتب الطائرات المفتوحة، يمكن أن يحدد جدار الطوب المتصدع منطقة اجتماعات دون أن يحجب الضوء عن الوصول إلى الممر الداخلي، وفي المنازل، يمكن لهذه الجدران أن تفصل المناطق الحية والمائية مع السماح للضوء بالتدفق من جدار مصمم إلى مركز الإرسال الصوتي.

وهناك تطبيق داخلي إبداعي آخر يستخدم الطوب المبرّدة كقطعة دعم أو نوافذ للعرض، وعندما تُبنى هذه الحفر في حائط على فترات، فإنها يمكن أن تستوعب الرفوف الصغيرة أو تمرير الكابلات الكهربائية للضوء المُعدّل بالجدار، وفي الحمامات ومطبخ الطوبات المُلتوية أن تعزز التهوية لمنع تكدس القالب، شريطة أن يكون السطح مُغماًاً بمواد مُم مُحمة مُمَةًاً مُمَةًاًاًاًاًاًاًاً من المُمَّةًاًاً مُمَةًاً مُحمةً.

الجدران البرية والرسوم

Garden and boundary walls are natural candidates for perforated bricks. They allow breezes to flow through, preventing the wall from acting as a sail in high winds, and they permit small animals and beneficial insects to pass. The holes also reduce the weight of the wall, which can be a consideration on sloping sites or where foundation costs are high. For retaining walls, perforated bricks can be used with drainage aggregate behind them to manage water pressure, with the holes serving as weep holes to relieve hydrostatic pressure.

وفي مشاريع مجتمعية مثل الحدائق أو الحدائق المدرسية، يمكن أن تضاعف جدران الطوب المتصدعة كمزارع عمودية عندما تكون الحفر مليئة بالتربة والنباتات، ويضيف هذا الجدار الحي الأخضر دون أن يتسع مساحة الأرض، وتهيئ الكتلة الطوبية جذور النباتات أثناء تقلبات درجات الحرارة، وتثير الطوب المُتَرَخَر، مع زراعة الليشن والفئران في عصر خال من الحرقة، مما يخلق شعوراًاً طبيعياًاًاًاًاًاً.

اعتبارات التصميم المتعلقة بأسور البريك المبرومة

حجم الذهن، وخطته، والتوجيه

إن أداء الجدار الطوبي الممزق يتوقف بشدة على حجم الثقوب وشكلها ومواءمتها، إذ أن فتحات أكبر (20 مم أو أكثر) تتيح مزيدا من الضوء والهواء، ولكنها تقلل من الخصوصية والقوة الهيكلية، وتوفِّر فتحات أصغر (8-12 مم) خصوصية وقوة أفضل، ولكنها تنقل أقل ضوءا وجوا، كما أن النمط - سواء كانت حفرات متوائمة في الصفوف أو موزعة الرأسية - يؤثر على الحوادث الرمل الرأسي.

وينبغي أيضاً أن ينظر المحفوظات في النسبة العامة للمناطق المفتوحة، وسيختلف الجدار الذي يبلغ 30 في المائة من المساحة المفتوحة اختلافاً كبيراً عن الأداء الحراري والتهوية بنسبة 15 في المائة، كما أن أدوات المحاكاة مثل أدوات السحب () [Ladybug Tools for Rhino) يمكن أن تساعد على تحقيق مكاسب حرارية شمسية، واستقلالية ضوء النهار، ومعدلات تدفق الهواء قبل البناء.

اختيار المواد وطولها

إن الطوبات التي يُقهر بها كلاي هي الأكثر شيوعا، حيث توفر اللون الطبيعي، وترتفع القوة، وتقاوم جيداً التجويف، غير أنه في مناخات الجذور، يجب أن يكون معدل امتصاص المياه في البرك أقل من 10 في المائة لمنع التمزق، فالطوب المشبع بالزبائن هو بديل أكثر تكلفة، ولكنها أكثر ارتفاعاً وازدراءً في التكاثر (إهدارات).

وعند اختيار الطوب، يفحص دائما مواصفات الصانع للقوام المضغوط )من الناحية التقليدية ٧ إلى ١٥ إم بي أي من أجل عدم الحمل، و ١٥ إلى ٢٥ من طراز إم بيا لحمل الحمولة( وتقدير المقاومة المفجعة، وإذا تعرض الجدار لقيادة المطر، ينظر في تطبيق حركة ماء واضحة قائمة على خط الكوك، مثبتة على سطح خارجي، ولكن يضمن أيضا أن يكون الهاون الضعيف متوافقا.

النزاهة الهيكلية والقدرة على التحمل

ويمكن استخدام الطوب المشبع في جدران محمومة، ولكن يجب حساب التخفيض في المنطقة الصلبة المتقاطعة بين القطاعات، حيث أن المهندسين عادة ما يطبقون عامل تخفيض على قوة الطوب عند حساب القدرة على الجدار، أما بالنسبة للجدارات التي تمتد أطول من 3 أمتار، فإن التعزيزات التي تُفرض على الحانات الصلبة في المسافات، والمليئة بالزجاجات يمكن أن تضيف إلى الحوائط الرأسية الكبيرة والقرحة.

إدارة الحرارة والرطوبة

ويمكن أن تستفيد جدران الطوب الملتوية من العزلة، ولكن العزل يجب ألا يحجب تدفق الهواء من خلال المبررات، فعزل لوحة الصمامات على الوجه الداخلي نهج شائع، ويترك الطوب عرضة للهواء المائي من أجل الصرف والتهوية، ويفضل المناخ الساخن، وعزل الغلف المرئي خلف الطوب أن يخفض من نقل الحرارة الشعاعية.

وإدارة الحركة حاسمة لأن المثابرة يمكن أن تسمح بدخول الأمطار إلى تجويف الجدار، إذ أن تصميم الجدار بغطاء مستنفد تماماً ومهبل، بما في ذلك الوميض في القاعدة وحفر البول التي توجه أي ماء إلى الخارج، وينبغي أن تكون المنحى نفسه بحيث لا يمكن للماء أن يتجمع داخله؛ ويمكن أن يساعد ذلك النمر الحصيف الحصيف في مجرى التنظيف (عن طريق الهاون).

أفضل الممارسات في مجال التركيب

ويقتضي وضع الطوب الممزقة بعض الرعاية لإبقاء الحفر خالية من قطرات الهاون، واستخدام مزيج من الهاون المكتوم وتطبيقه بعناية على الحواف الخارجية للبريك )القصف السطحي( بدلا من تغطية السطح الكامل )اللفائف(، وهذه التقنية تترك فتحات التدفق الجوي وتخفض من استخدام المواد، أما بالنسبة للجدار الذي ستستخدم فيه الحفر في شكل طرق متحركة أخرى، فلا يمكن أن تؤدي إلى تقويض فتحات الهاون.

فعندما يبني الجدار بدروس متعددة، يربط الثقوب رأسياً لإيجاد قنوات مستمرة للتهوية، وإذا كان الجدار سيكون أيضاً بمثابة مرشح خفيف، فإنه ينظر في توجه الثقوب مقارنة بمسار الشمس، ففي واجهة جنوبية، مثلاً، قد يكون من الأفضل أن تحافظ على فتحات الهاون الأفقية لأنها تتيح مزيداً من الضوء الشمسي عندما تكون الشمس منخفضة في الشتاء وأقل عندما تكون مضبوطة في الصيف.

الاستدامة وأداة دورة الحياة

ويسهم الطوب المرتجل في الاستدامة على مستويات متعددة، وكثيرا ما يستخدم إنتاجها مواد خام أقل من الطوب الصلبة ذات الحجم لأن الثقوب تقلل من المحتوى الخرساني أو الخرساني بنسبة 15-40%، وهذا يُترجم إلى انخفاض الطاقة المجسدة وانخفاض انبعاثات الكربون أثناء التصنيع، ويستخدم العديد من شركات صناعة الطوب الآن المياه المعاد تدويرها والطاقة الشمسية في أكياسها، ويعرض بعضها معاوضات الكربون من خلال برامج متحقق منها.

وفي أثناء حياة المبنى، كثيرا ما تفوق وفورات الطاقة الناتجة عن انخفاض الإضاءة وحمولات البيوت ذات القيمة العالية التكلفة المضافة لصنع الطوب المتخصصة، ووفقا لتقييم دورة الحياة الذي أجرته مبادرة Think In Bricks ، يمكن للمباني ذات المزمار الملتوية أن تحقق تخفيضا بنسبة 15-20 في المائة في استخدام الطاقة التشغيلية على مدى فترة خمسين عاما مقارنة بالمباني ذات الطوب الصلب الملوثة.

مقارنة مع مواد البناء السلبية الأخرى

فالطوابق المرتجلة غالبا ما تقارن بقطع الطين المهبل، ووحدات الماشية الخرسانية، وشاشات المعادن الملتوية، وتتوفر فيها اللبنات المطلية أداء حراري مماثل، ولكن أقل مرونة في أنماط الحفر، وغالبا ما تكون أقل انتقالا، ويمكن أن تُعطى وحدات الكميات المزودة بنواة مكشوفة، ولكن حجمها الأكبر ونسيجها الأقرب يجعلها أقل ملاءمة للتطبيقات المتطورة.

الاتجاهات والابتكارات في المستقبل

وتتطور سوق الطوب المبتذلة مع التصميم والتصنيع الرقمي، حيث أن بعض الصانعين يقدمون الآن أنماطا للتأمل العرفي باستخدام المناشير الآلية أو المباعدات ذات الطباع 3D، مما يتيح للمهندسين المعماريين إنشاء جدران تعرض الصور أو تضفي الضوء بطرق دينامية، كما أن البحث يستكشف الطوب المستخرج من مناطق أرضية محلية (أجزاء أرضية مكتظة) مع ظهور معززة ذات قيمة ميسرة.

خاتمة

فالطوبان المرتجلة حل مثبت وشفوي لتحقيق النور الطبيعي والتدفق الجوي في المباني من جميع الأنواع، وهي تقلل استهلاك الطاقة، وتحسن الراحه الداخلية ونوعية الهواء، وتوفر الخصوصية والجمال، وتدعم ممارسات البناء المستدامة، وتتفهم معايير التصميم - نمط الحرق، والاختيار المادي، والاحتياجات الهيكلية، وإدارة النسيج - يمكن للمهندسين المعماريين والبنائيين أن يدمجوا هذه الطوب بفعالية في مشاريعهم.