هيكل بناء على التكيف مع المناخ

قشرة المباني المتكيفة مع المناخ (CABS) هو مصطلح في هندسة المباني يصف مجموعة الواجهات والسقوف التي تتفاعل مع التنوع في بيئتها بطريقة ديناميكية. المباني التقليدية لها مظاريف بناء ثابتة ، وبالتالي لا يمكنها التصرف استجابة لظروف الطقس المتغيرة ومتطلبات القاطنين. من ناحية أخرى ، فإن قذائف المباني المتكيفة مع المناخ لديها القدرة على التغيير بمرور الوقت. تتمتع كابلات CABS ذات التصميم الجيد بعمليتين رئيسيتين: فهي تساهم في توفير الطاقة للتدفئة والتبريد والتهوية والإضاءة. وهي تحفز على التأثير الإيجابي على جودة المباني الداخلية في المباني.

فريف
لونين وآخرون. يعرف CABS على النحو التالي:

يتميز غلاف المبنى التكيفي للمناخ بالقدرة على تغيير بعض وظائفه أو ميزاته أو سلوكه بمرور الوقت بشكل متكرر وعكس ، وذلك استجابة لمتطلبات الأداء المتغيرة والظروف المتغيرة للحدود ، ويقوم بذلك بهدف تحسين الأداء الإجمالي للبناء.

خلفية
إن طرق البناء الحديثة ، والتطورات في علوم المواد ، وتوافر مكونات واجهة الحركية التي يمكن التحكم بها توفر الآن إمكانيات غنية لحلول مبتكرة للمبنى التي تستجيب بشكل أفضل للسياق البيئي ، مما يسمح للواجهة بأن “تتصرف” ككائن حي. تعتبر الطبيعة واحدة من أبرز مصادر الإلهام ل CABS. إن قابلية التكيف قابلة للانتشار بطبيعتها ، والجهود المبذولة في مجال المحاكاة الحيوية لنقل أفكار الطبيعة التي تم اختبارها في وقت معين إلى سياق المباني هي مجزية. وقد استخدم العديد من الناس طريقة عرق الناس ، وارتعاشهم ، وضبط الملابس كمجاز لتصور جلد المبنى كغشاء حي. وبالمثل ، فإن العديد من مفاهيم الـ CABS تقلد الطيفية: نمو اتجاهات النباتات أو دورانها في اتجاه محفزات بيئية معينة. تم تحويل كل من التناقض الضوئي (أي التغيير في الاستجابة للضوء) و heliotropism (أي التغيير في الاستجابة لأشعة الشمس) بشكل فعال إلى مفاهيم CABS ، مما مكن من جمع الطاقة الشمسية ورفضها في الوقت المناسب [59] و [60].

المفاهيم ذات الصلة
CABS هي تسمية واحدة فقط لمفهوم الواجهة التي يمكن وصفها بمجموعة من المصطلحات المختلفة. يمكن استخدام العديد من الاختلافات في المصطلح “adaptive” ، بما في ذلك: نشطة ومتقدمة وديناميكية وذكية وتفاعلية وحركية واستجابة وذكية وقابلة للتحويل. بالإضافة إلى ذلك ، ترتبط ارتباطا وثيقا مفاهيم الهندسة المعمارية الاستجابة ، والهندسة الحركية ، وبناء ذكي. الفارق الرئيسي مع CABS هو أن التكيف يحدث على مستوى قشرة المبنى ، في حين أن المفاهيم الأخرى تعتبر منهج بناء كامل.

أنواع التكيف
يمكن تقسيم الآليات القابلة للتكييف في CABS إلى فئتين. يعتمد السلوك التكيفي إما على تغيير في الخصائص أو السلوك على المستوى الكلي ، أو على النطاق الصغير. غالباً ما يشار إلى النوع الأول من القدرة على التكيف في قشور المباني على أنه “مغلفات حركية” ، مما يعني أن هناك نوعًا معينًا من الحركة التي يمكن ملاحظتها. عادة ما يؤدي التكيف على المقياس الكلي إلى تغييرات في تكوين قشرة المبنى عبر الأجزاء المتحركة. تختلف أنواع الحركة التي يمكن ملاحظتها اختلافًا كبيرًا ، ويتم وصفها عادةً بإحدى الطرق التالية: الطي ، الانزلاق ، التمدد ، التجعيد ، التمحور ، الدوران ، النفخ ، التفريخ ، الدوران ، الشباك ، إلخ. (مقياس دقيق) ، تؤثر التغييرات مباشرة على البنية الداخلية للمادة. هنا ، تتجلى قابلية التكيف إما من خلال التغييرات في الخصائص البصرية الحرارية أو المعتمة ، أو من خلال تبادل الطاقة من شكل إلى آخر. غالبا ما يتم تطبيق المواد الذكية مثل سبائك الذاكرة الشكل أو البوليمرات التي تستجيب لدرجات الحرارة لتحقيق هذا النوع من التكيف.

أمثلة بارزة
على الرغم من أن مفهوم CABS لا يزال جديدًا نسبيًا ، إلا أنه يمكن العثور على عدة مئات من المفاهيم في المباني في جميع أنحاء العالم. تعرض القائمة التالية نظرة عامة على أمثلة بارزة.

أمثلة بنيت
أبراج البحر ، Aedas ، أبو ظبي
معهد العالم العربي ، جان نوفيل ، باريس ، فرنسا
هيليوتروب ، رولف ديش ، فرايبورغ ، ألمانيا
Burke brise soleil – Quadracci Pavilion، Milwaukee Art Museum. سانتياغو كالاترافا، ميلووكي، ويسكنسن، الولايات المتحدة
مكتبة التلال السوري ، فرانسيس جونز مورن ثورب ، سيدني ، أستراليا
Bengt Sjostrom Theatre، Studio Gang Architects، Rockford، Illinois، United States
Kuggen المنقولة من الشمس ، Wingårdh arkitektkontor ، غوتنبرغ ، السويد
النظم الفرعية والمكونات
ضوء النهار النشط
العزل الديناميكي
مواد تغيير الطور
زجاج ذكي