מבוא: החשיבות העולה של הסגידה מתקדמת בבנינים גבוהים

בעוד מרכזים עירוניים גדלים צפופים יותר ויבשות הופכים לבקושייים, אדריכלים ומהנדסים דוחקים את גבולות הבנייה האנכית.המעטפה החיצונית – המוגדרת לעיתים קרובות על ידי מערכת החיפוי המבנית – התפתחה הרבה מעבר להגנה על מזג אוויר פשוט כיום, קלוש הוא מרכיב קריטי המשפיע על ביצועי האנרגיה, נוחות הדיירים, יושרה מבנית מבנים, ואת הזהות האיקוני של מגפת חומרים, ייצור, ואינטגרציה דיגיטלית מאפשרת מענה מהיר יותר ויותר למבני דרך מתקדמים למבני עיצוב, לשיטות גבוהות יותר, וגמישות גבוהות יותר, לשיטות מתקדמות יותר, ולחדשניות, כדי לחקור את סביבתם, וגמישות גבוהה יותר, וגמישות גבוהה יותר, כדי לחקור את סביבתם, וגמישות גבוהה יותר, כדי לשפר את סביבתם, ודינמית יותר, וחדשניות גבוהה יותר, כדי לשפר את סביבתם, כדי לשפר את סביבתם, וחדשניות גבוהה יותר, כדי לחקור את סביבתם, קריפטורית גבוהה יותר, וחדשניות גבוהה יותר, כדי לחקור את סביבתם, וחדשניות גבוהה יותר, קריפטורית גבוהה יותר, כדי לשפר את סביבתם, וחדשניות גבוהה יותר, וחדשניות גבוהה יותר, כדי לשפר את סביבתם, כדי לשפר את הגמישות גבוהה יותר, וחדשניות גבוהה יותר

מה הם מערכות קידוד סטרקטיטוריות?

מערכות חיפוי מבניות הן השכבות החיצוניות ביותר של המעטפה של הבניין.בניגוד לחוסנים דקורטיביים, קלודות מבניות נועדו לשאת עומסים - רוח, גשם, שלג ואפילו כוחות סיסמיים - תוך תרומה גם ליציבות המאוחרת של הבניין במקרים מסוימים.מערכות אלה מורכבות בדרך כלל לוחות או כפיות מאומתות קבועות לתמיכה מבניות, לעתים קרובות משלבות בנפיחות, וכוללות, ותפקודים:

  • התנגדות סביבתית: FLT:1 מגן מפני מים, דליפות אוויר, קרינת UV וגשרים תרמיים.
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ : ⁇ 1 (ב) הקטנת צריכת האנרגיה ושיפור הנוחות הפנימית.
  • (ב) ביטוי אסתטי:0 (א) ,1:1) מגדיר את האופי החזותי של מגדל באמצעות מרקם, צבע וגיאומטריה.
  • (ב) ⁇ :0) תרומה יצירתית: FLT:1 במובנים מסוימים, הדבקות פועלת כדכטרם או משתתף בהעברת עומסים מאוחרים ללב.

חומרים מסורתיים כגון לוחות precast קונקרטיים, לוחות מורכבים אלומיניום (ACP), וקירות וילונות זכוכית עדיין בשימוש נרחב, אבל התעשייה מאמצת במהירות חלופות מתקדמות כדי לעמוד בדרישות ביצועים קפדניות יותר וקיימות.

חידושים חדשים נהיגה Cladding Performance

קצב החדשנות בחיפוי מבני התגבר בשל שלושה נהגים עיקריים: הביקוש לבניינים של אנרגיה באפס הנקי, הצורך להפחית את לוחות הזמנים של הבנייה, ואת הרצון לצורות אדריכליות אקספרסיביות יותר.

1. חומרים מתקדמים

מדע החומרי סיפק מספר פריצות דרך שיאפשרו לקליד להיות בהיר יותר, חזק יותר, יציב יותר.

  • (FLT:0)Fiber-Reinforced Polymers (FRP): 1FLT: Composed of Carbon or Glass סיבים מוטבעים במטריקס פולימר, לוחות FRP מציעים יחסים יוצאי דופן במשקל-לכוח; הם קורוזון-resistant, non-conductive, וניתן לעצבם לצורות מורכבות 3D - אידיאלי עבור מערכות סימולציות FRPs, אשר שימשו כמגדלים דינמיים (Alderic) של מגדל LT2, במקום שבו שימש כמגדלים (Alderic).
  • (ה-UHPC): ⁇ 0 (UHPC): Reinforced עם סיבים קצרים של פלדה, UHPC משיגה חוזקות דחוסות מעל 150 MPa בעוד להיות הרבה יותר רזה מאשר בטון טרום-סטנטי.זה מפחית עומס מת על המבנה ומאפשר עבור סלנדר, ב- faadeçmet גיאוגרפיries.
  • (FLT:0) ביופומריים המבוססים על קומפלקסים: אנדרט 1:1 חומרי תעורר שמקורם מקורות טבעיים (למשל, קנבוס, במבוק או Mycelium) בשילוב עם ביו-resins מפותחים עבור קלפטון פחמן נמוך, בעוד עדיין ניסיוני עבור בניינים גבוהים, אבות טיפוס מוקדם להראות מבטיח בידוד ונכסים אקוסטיים.

חומרים בעלי ביצועים גבוהים אלה לא רק להפחית את העומס המבני על מסגרת הבניין, אלא גם מציעים חיי שירות ארוכים יותר עם תחזוקה מינימלית - קריטי עבור מגדלי יוקרה שבו הגישה לתיקון היא יקרה ומשבשת.

2.מודולים מודולריים ו-Prefabricated Cladding Panels

ייצור מחוץ לאתר של אסיפות קלודה הפך לפרקטיקה סטנדרטית עבור בניינים גבוהים, אבל חידושים אחרונים דוחפים את המודולריות לרמות חדשות.

  • (הופנה מהדף Wall Systems:FLT:1 גדול (לעתים 1.5 מ' × 4 מ' ומעלה) מורכבים באופן מלא במפעל עם בוהק, בידוד, גזים, ואפילו עיוורים משולבים.הם מקודמים במקום ומחוברים באופן נרחב למבנה עם מינימום על עבודה באתר.
  • (FLT:0) פאנלים פונקציונליים: Fevolveal: 1 (New "כל-in-one" לוחות להטביע תאים פוטו-וולטאיים, תאורה LED, או חומרים של שינוי שלב (PCMs) לאחסון תרמי.ה-FLT:2KEPCO PlazaFLT 3 בסיאול משתמשת לוחות המשלבים גם PV וגם סנפירים, שהופכים את הקלדה לנרטור אנרגיה פעיל.
  • (ב) ⁇ :0) , 000 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

קליטה מודולרית גם מקלה על פירוק קל יותר ומחזור בסוף החיים - שיקול מרכזי של עקרונות כלכלה מעגלית.

מערכות חכמות

חיישנים אינסטימינג וחומרים מגיבים הופכים את המעטפה הבניין ממחסום סטטי לתוך קרום הסתגלות.

  • (ב) ,0) , מהדורות של זכוכית חכמה (Electrochromic Glass:FLT:1) לוחות זכוכית חכמים יכולים לשנות tint בתגובה למתח, הפחתת רווח חום השמש וזוהר תוך שמירה על נופים.FLT:2 The Edgerea 3:3 באמסטרדם (לעתים נקרא בניין ירוק ביותר בעולם) משתמשת בגלמת אלקטרו-חרומית כדי לקצץ עומסים על ידי שימוש בגרסאות אלקטרו-או-מדומים שניתן ליישם אותם לגרסאות אלקטרו-אורקמות.
  • (ב) [ה]החומרים הדמוקראו-קוליים: [ה] 1:1 אלה באופן פסיבי להתאים את התכונות שלהם עם טמפרטורה או אור. פולימרים ממתרמיקולרית המוטבעת בלוחות קלועים יכול לשקף קרינה אינפרא אדום כאשר הטמפרטורה עולה על נקודת מבט, מתנהג כמו אינסולטורים דינמיים ב-FLT:2MITFLT 3 פיתחו צבע-alchangesomlastsomlasts אפשרות להשתמש בחזית עתידית.
  • (ה-FLT:0) הטמיעו מעקב אחר בריאות סטרקטיבית (SHM): חיישנים סיביים אופטיים בפאנלים מציפים באופן קבוע, טמפרטורה ונתוני רטט למערכת ניהול הבנייה.זה מאפשר הערכה בזמן אמת של יושרה מבנית וגילוי מוקדם של נושאים כגון חיבורים רציפים או חדירה מים - במיוחד יקר עבור מגדלי העל: LTF:2Bura 3R;
  • (הופנה מהדף נוודות חכמה) כולל גוון ממונעים אשר מתאמת על בסיס מהירות רוח, טמפרטורה ואיכות אוויר.כאשר תנאים נוחים, הם יכולים לפתוח כדי לאפשר אוורור טבעי, צמצום השימוש באנרגיה HVAC.

קליטה חכמה לא רק משפרת את הנוחות ואת יעילות האנרגיה, אלא גם מוסיפה שכבת בטיחות על ידי מעקב אחר בריאות המעטפה.

פתרונות גמישים: Sustainable Cladding Solutions

חששות סביבתיים מעצבים מחדש את בחירת החומר ואת עיצוב המערכת.

  • (FLT:0) חומרים ממוחזרים ומחוספסים: יצרניות ACP 1 מייצרות לוחות מאלומיניום ממוחזר לאחר-תעשייתי, זכוכית מוסקת, וחזירו מחדש פלסטיק.
  • (FLT:0Bio-based Insulation:FreaLT:1) צמר כבשים, צלולוז, ופאנלים מאוגדים אווירגל מספקים ערכי R גבוהים תוך לכידת פחמן. Aerogels הם מבטיחים במיוחד כי הם מציעים בידוד דק וקל משקל - אידיאלי עבור רטרוfiting מערכות מחוספסות קיימות על בניינים גבוהים.
  • (ב) [ה] [ה]] [ה]]] [ה]] [ה]] [ה]] [ה[[המאה ה']], [ה[[המאה ה-1]]], ו[[1924]]]],]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]], [[[[1924]]]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[[[1924]]]]]], [[[[1924]]]], [[[[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]
  • (FLT:0) עיצוב עבור disassembly ו Cradle-to-Cradle הסמכה: קיד 1 מפתחי מוביל עכשיו לציין מערכות cladding שניתן להפריד בקלות לתוך רכיבים הניתנים למחזור. פרויקטים רודף LEED או BREEAM זיכויים לעתים קרובות לאמץ גישה "כלכלת מעגלית", עם דרכונים חומריים וחיבורים בלתי ניתנים למחזור.

חידושים בר קיימא אלה לא רק להפחית את פחמן תפעולי (באמצעות בידוד טוב יותר ודור אנרגיה) אלא גם להפחית את פחמן מגולם באמצעות חומרי גלם ממוחזרים ומאפשר שימוש חוזר בעתיד.

המונחים: Tall Building Cladding design

הרחבת החדשנות לעיל, כמה גורמים מעשיים משפיעים על הבחירה והשילוב של מערכת חיפוי מבני.

עומסים ותנועתיים

בניינים גבוהים כפופים לעומסי רוח גדולים ולתנועות סיסמית' (המערכת המתגלת חייבת להכיל סחף בין קומות (התנועה האופקית היחסית בין רצפות) ללא סדקים או דליפות מים.מערכות מודרניות משלבות מפרקים מזחלות ויכולות תנועה דו-אקסיות.עבור מבנים על-טבעיים כמו FLT:0Jeddahdah TowerFLT:1 (במבנה), הגדלה, הוא מתוכנן לכדי ל- 2 ממטרים.

בטיחות אש

בעקבות שריפות בולטות בעלות פרופיל גבוה (למשל, מגדל גרנפיל), ביצועי אש של מערכות קלדינג נמצאת תחת פיקוח אינטנסיבי.תקנות חדשות בתחומים רבים סמכותיים למנוע חומרים בלתי-מיושבים עבור קליטה גבוהה, או השימוש במחסומים עמידים באש סביב חלונות ובמיקומים ממושכים.

ביצועים rmal

מעבר לערכים פשוטים, מערכות מגע מתקדמות מטפלות במגיפת חום בנקודות המצורפות.ה ⁇ שבורות ועמודות-נגד, עשויים מגומי-העוצמה של זכוכית או פלדה אל-חלד עם סמורים פולימרים, להפחית באופן משמעותי את אובדן החום.The FLT:0ShardFLT:1 בלונדון משתמשות בחיקים כאלה כדי להשיג מעטפה כללית של 0.8m/K2K2.

Acoustics

בסביבות עירוניות צפופות, קלדינג חייב להפחית רעש חיצוני. לוחות מפורצצים כפול עם זכוכית מלוטשת יכול להשיג דירוגים של שידור קול (STC) מעל 45. קצף תאי סגור או צמר מינרלים בתוך הצליל לחי עוד יותר.עבור מגדלי מגורים גבוהים, כגון אלה על המסלול מיליארדר של מנהטן, בדיקה אקוסטית מותאמת אישית היא שגרה.

מחקרים על Innovative Cladding in Action

כמה מגדלים שלמים מפגינים את היישום המעשי של חידושים שנדונו.

מרינה ביי סנדס, סינגפור (2010)

עוצב על ידי משה ספודי, זה מורכב שלושה-לwer תכונות חזית זכוכית מתמשכת עם סנפירים משולבים.פינים, עשויים מאלומיניום קל משקל מורכב, הם זוהים להפחית את רווח חום השמש תוך כדי מסווה של המפרץ.המערכת מפחיתה אנרגיה קירור על ידי 12% בהשוואה לקיר זכוכית קונבנציונלי.בנוסף, מבנה תת-קרקעי פלדה היה מותאם לשימוש parametric מודל למזער פסולת חומרית.

The Edge, אמסטרדם (2015)

לעתים קרובות צוטט כמבנה המשרד הירוק ביותר בעולם, The Edge משלב חזית כפולה עם זכוכית אלקטרו-כרומטית על החשיפה הדרומית והמערבית.הכוס החכמה קשורה לרשת חיישן ארצית בניין המנטרת דיקור ורמות אור יום.זה, בשילוב עם מערכת HVAC יעילה מאוד, תוצאות בהפחתה של 70% בשימוש באנרגיה בהשוואה למבנה טיפוסי של משרדים הולנדים.

One Vanderbilt, ניו יורק (2020)

המגדל הזה 427 מטר-מטר-טאל משתמש במערכת קירות מודולרית עם ממנים אלומיניום מבוזרים מותאם אישית המשלבת תאורה LED עבור אפקטים בזמן הלילה.המגה כוללת גם ביצועים גבוהים, משולש נמוך ציפוי משולש על הזכוכית כדי למקסם את האור הטבעי תוך צמצום הרווח חום השמש.

אל באאר, אבו דאבי (2012)

מגדלי התאומים האלה כוללים מערכת קידוד דינמי שנבנה מפאנלים FRP.אלמנטים הגילוח מורכבים מ-1,000 מסךים "מאשאבייה" בודדים שנפתחים וקרובים כמו מטרייה המבוססת על נתיב השמש.חומר FRP נבחר עבור עמידותו בסביבה המדברית הקשה ויכולתו לקפל לצורות קומפקטיות.הההההההמעיטות את רווח החום ב-50% ועומס הקירור ב-25%.

מגמות עתידיות ב- Structural Cladding for Tall Buildings

במבט קדימה, כמה טכנולוגיות ופילוסופיות עיצוב מתקדמות ישתנו עוד יותר כיצד אנו העורקים גורדי שחקים.

חומרים בהשראת ונוטכנולוגיה-Enhanced

חוקרים לומדים את התכונות של טונוס עצמי ואת הצבע המבני של כנפיים פרפרים לפתח משטחים cladding כי דוחה מים, עפר, ואפילו חיידקים. ננוטינגs המבוססים על דו תחמוצת טיטניום (TiO2) יכול לשבור את המזונאים האורגניים תחת אור UV, שמירה חזיתות עם פחות תחזוקה.

עיצוב Parametric ויצירתי עבור אופטימיזציה של קלדינג

ההתקדמות בעיצוב חישובי מאפשרת לאדריכלים להתאים את הגיאומטריה של חשיפה סולארית, עומסי רוח ויעילות מבנית בו זמנית. אלגוריתמים יצרניים יכולים לייצר אלפי וריאציות פאנל המפחיתות את השימוש בחומר תוך סיפוק מטרות ביצועים.

מערכות אנרגיה חדשניות

מבנים מבוססי photovoltaics (BIPV) הופכים יעילים ואסתטיים יותר.תאים חדשים של פילם דיפל-סרט PV ניתן להפליג על זכוכית או מודפס על לוחות מתכת, לספק דור אנרגיה ללא שקיפות.כמה מערכות מדבקות עכשיו משלבות תאים סולאריים שקוף (עדיין בפיתוח) שניתן להשתמש בהם עבור חלונות.

קריירת קוסמטיקה ו Kinetic Facades

חזיתות קינטית בקנה מידה מלא - שבו לוחות שלמים מסתובבים או מתקפלים - נדירים בשל עלות ותחזוקה, אבל אבטיפוס קיימים.FLT:0Kiefer Technic ShowroomFLT:1 באוסטריה יש חיפוי אופרה מלא של 112 אלמנטים בולטים.עבור בניינים גבוהים, החוקרים מציעים באמצעות סגסוגת בצורת או pumatally actuushs כדי לשפר את הפאנלים ניסיוניים של פעילות גופנית, בעוד שעדיין יכול להיות לחץ על פני השמש.

תאומים דיגיטליים ו- Life-Cycle Management

כל מערכת חיפוי מודרנית מגיעה עם תאום דיגיטלי - ייצוג וירטואלי שעוקב אחר תחזוקה, ביצועים והידרדרות.נתוני חיישן מזין חכם cladding לתוך התאומים, המאפשר לבעליים לקבוע תיקונים באופן פעיל.זה מקטין את עלויות מחזור החיים עד 30% ומרחיב את חיי השירות של המעטפה.

מסקנה: עידן חדש לבניית Envelopes

מערכות קידוד סטרקטידור התפתחו משכבות הגנה פשוטות לביצועים גבוהים, אינטליגנטיות, בר קיימא כי להגדיר את ההצלחה של עיצוב בניין גבוה.חדשנות בחומרים מתקדמים כמו FRP ו- UHPC, בשילוב עם prefabricationcationular, הסתגלות חכמה ועקרונות כלכלה מעגלית, הם גם מאפשרים גבוה יותר, בטוח יותר, יותר, אנרגיה-קווי טביעת רגל.