مقایسه مزایا و معایب انواع نماهای ساختمان

نمای ساختمان یکی از اجزای بسیار مهم ساختمان است. برخی از عملکردهای نما و عوامل مؤثر در نما سازی در زیر به طور خلاصه بیان شده است:

۱٫    نما و حفاظت
ابتدایی¬ترین و حتی از لحاظ قدمت اولین وظیفه¬ای که نما عهده¬دار گردید، وظیفه حفاظت بود. انسان¬ها برای حفاظت از عوامل جوی و اقلیمی، برای خود فضایی را به نام خانه ایجاد کردند. عدم وجود منفذ در ساختمان گرچه جلوی باد، باران، گرما و سرما را می¬گرفت، ولی ساختمان را از نور و تهویه لازم محروم می-کرد. هرچه نیاز به این مواهب زیادتر شد نیاز به ایجاد روزنه در دیواره ساختمان افزایش یافتو در نتیجه نیاز به پوسته دیگری به نام نما جهت حفاظت بیشتر، به وجود آمد (پاکزاد، ۱۳۸۶).
نمای ساختمان به عنوان یک محافظ باید مشخصه های فنی زیر را داشته باشد:

۱-۱- عایق بودن نسبت به سرما، گرما
مصالح مختلف ساختمانی ضریب انتقال حرارت و ظرفیت گرمایی ویژه مختلفی دارند و در نتیجه عملکرد حرارتی متفاوتی خواهند داشت. یک سیستم نمای موفق، نمایی است که زیبایی و بهره-وری انرژی را باهم داشته باشد. داشتن نمایی که عملکرد حرارتی خوبی داشته باشد مستقیماً مصرف انرژی را تحت تأثیر قرار می¬دهد لذا در نمای ساختمان، استفاده از مصالحی که ضریب انتقال حرارتی کمتری دارند، باید مورد توجه قرار گیرد.

۱-۲-    عایق بودن نسبت به صوت
نمای ساختمان می¬تواند بعنوان یک عایق صوتی ایده‌ال و مناسب عمل کند. توجه به این ویژگی به خصوص برای ساختمان¬هایی که در شهرهای بزرگ صنعتی و تجاری و یا در کنار مسیر گذراصلی واقع شده¬اند از اهمییت ویژه¬ای برخوردار می¬باشد.
۱-۳- مقاومت در برابر زلزله
۱-۴- مقاومت در برابر ضربه
۱-۵- مقاومت در برابر یخ زدگی
۱-۶- مقاومت در برابر آتش سوزی
۱-۷- مقاومت در برابر ریزش
۱-۸- انعطاف پذیر بودن در اجرای نما
۱-۹- سبک بودن
۱-۱۰-    قابل اجرا بودن در ساختمانهای مرتفع
۲٫    نما به عنوان رابط
نمای ساختمان باید به شکلی طراحی شود که علی¬رغم حفاظت محیط داخل از بیرون، ارتباط فضای بیرون را با محیط داخل ساختمان به خوبی برقرار کند. مثلاً امکان تابش نور به داخل و یا امکان استفاده از چشم-انداز بیرون وجود داشته باشد (پاکزاد، ۱۳۸۶).

۳٫    نما به عنوان یک معرف
همان¬طور که که لباس فرد، معرف شخصیت وی می¬باشد، خانه نیز به مانند لباس دوم میبایست معرف شخصیت و مقام اجتماعی مالک خود باشد. در معماری غرب نما دارای حالت نمایش است، بدین صورت که در همان وهله اول کسی را که پشت آن زندگی می¬کند، نشان می¬دهد. در واقع نما معرف شخصیت خانوادگی و طبقه اجتماعی صاحبخانه است (پاکزاد، ۱۳۸۶). نما علاوه بر معرفی شخصیت مالک، معرف موقعیت مکانی ملک و نوع کاربری ساختمان نیز می¬باشد.

۴٫    نما ی هر ساختمان به عنوان عنصری از نمای مجموعه شهری
ما در فضای شهری با یک ساختمان روبرو نیستیم، در واقع هر ساختمان جزئی از فضای شهری محسوب می¬شود که زشتی آن بر فضاهای عمومی تأثیر گذار است و زیبایی آن منوط به هماهنگی با سایر عناصر آن مکان است. ساختمان یک موجود منزوی و خود بسنده نیست که بتواند تمام توجه طراح و مالک را به خود جلب کند ، بلکه می¬بایست با حفظ شخصیت و اعتبار خود، عنصری از یک جامعه وحدت یافته باشد (پاکزاد، ۱۳۸۶) .

۵٫    زیبایی نما
نما صورت ظاهر و منظره خارجی هر ساختمان است و پوششی مخفی و به دور از انتظار عموم نیست. نما همواره مورد توجه عموم قرار می¬گیرد، لذا زیبایی جزء جدایی ناپذیر هر نما می¬باشد همچنین زیبایی و چگونگی نما معرف هنر و کیفیت کار مهندس معمار و طراح ساختمان نیز می¬باشد.

۶٫    نمای ساختمان و شرایط محیطی
نمای هر واحد مسکونی بسته به شرایط محیطی از جمله آب و هوا، باد و طوفان، زلزله و میزان آلاینده-های هوا در مناطق مختلف، متفاوت می¬باشند. مصالحی که در نماهای شهرهای بزرگ و صنعتی که آلایند¬گی بالا دارند، به کار می¬رود در مقایسه با مصالح کاربردی برای نمای شهرهای کوچک که هوای پاک دارند متفاوت است همچنین نمای ساختمان در مناطق سردسیر به لحاظ میزان مقاومت در برابر یخزدگی یا عایق بودن نسبت به سرما و گرما با نمای قابل کاربرد در مناطق گرمسیر متفاوت می¬باشد.

۷٫    قیمت تمام شده نما
یکی از شاخصه¬های بسیار مهم در انتخاب نما، قیمت تمام شده نما است. هرچه قیمت نما افزایش یابد، قدرت خرید کاهش یافته و دایره مصرف¬کنندگان آن نما محدودتر خواهد شد.

۸٫    سرعت اجرای نما
با توجه به اینکه طولانی شدن در بهره¬برداری از هر پروژه ساختمانی می¬تواند عامل افزایش هزینه¬ها و افت ارزش پول شود، لذا سرعت در اجرای نما بسیار مؤثر خواهد بود.

در زیر ویژگی¬های برخی از انواع نما هایی که اخیراً به کار می¬روند به طور خلاصه بیان شده است.
نماهای تماماً شیشه
نماهای تماماً شیشه از دوران معماری مدرن به عنوان پوشش ساختمان¬ها به کار می¬رفتند. هدف از اجرای نمای تماماً شیشه عبار تند از (رضایی حریری و فیاض،۱۳۸۲):

• کاهش بار مرده ساختمان ¬های بلند

• سرعت بخشیدن به اجرا

• تأمین دید یکپارچه از مناظر بیرون برای ساکنین داخل

• ایجاد احساس سبکی و ظرافت در ساختمان از دید یک ناظر شهری

• نمایش زندگی درون ساختمان از بیرون به دنبال روشن و خاموش شدن چراغ¬های داخلی در طول شبانه روز

نماهای تماماً شیشه به علت ضخامت کم و مقاومت حرارتی اندک، مشکلات فراوانی را برای ساکنین فراهم می¬آورند. این مشکلات عبارتند از:
۱٫    افزایش بیش از حد دمای داخلی ساختمان در فصول گرم و معتدل سال
نماهای تماماً شیشه در صورتی¬که سایبان خارجی مناسب برای آنها پیش¬بینی نشده باشد، در اوقات گرم و معتدل سال به علت تابش آفتاب به فضای داخل، سبب افزایش بیش از حد دمای داخل می-شوند.
۲٫    احساس عدم آسایش حرارتی در فصول سرد سال
دمای سطح نمای شیشه¬ای به علت مقاومت حرارتی کم، در فصول سرد سال نزدیک به دمای محیط خارج بوده و بدن افراد مستقر در نزدیکی نما از طریق تشعشع با نما تبادل حرارت کرده و ساکنین احساس عدم آسایش حرارتی خواهند نمود.
۳٫    مصرف زیاد انرژی و آلودگی هوا
در نماهای شیشه¬ای در اثر تبادل حرارت از طریق جابجایی بین هوای گرم داخل اتاق و سطح سرد شیشه، دمای داخل کاهش یافته و برای حفظ دما در حد آسایش، نیاز به مصرف زیاد انرژی خواهد بود. اگرچه انواع گوناگون شیشه¬هایی ساخته شده¬اند که جاذب حرارت بوده و از ورود تابش خورشید به داخل جلوگیری می¬کنند، و یا شیشه¬های دو جداره¬ای وجود دارند که مقاومت هدایت حرارتی بهتری نسبت به شیشه¬های یک جداره دارند، اما با این حال هنوز هم نماهای شیشه¬ای نسبت به سایر مصالح ساختمانی دارای ضریب هدایت حرارتی زیاد بوده و باعث اتلاف حرارت زیاد می¬شوند. اتلاف حرارتی بسیار زیاد و مصرف زیاد انرژی جهت تأمین گرمایش و سرمایش در نماهای شیشه¬ای لاجرم باعث آلودگی بیشتر هوا می¬گردد.

مقایسه نماهای آجر، شیشه یک جداره و شیشه دو جداره با یکدیگر از نظر ویژگی-های حرارتی
در یک آزمایش به منظور مقایسه نمای آجری، شیشه یک جداره و شیشه دو جداره با یکدیگر از نظر ویژگی¬های حرارتی دمای خارج ساختمان برای هر سه نما صفر و دمای داخل در حد ۲۰ درجه حفظ شد. اختلاف دما بین سطح داخلی و خارجی ومقایسه ضریب انتقال حرارت برای هر کدام از نماهای شیشه یک¬جداره، شیشه دو جداره و دیوار آجری ۲۲ سانتی¬متری در شکل ۱ نشان داده شده است. هرچه ضریب هدایت حرارت کاهش یابد اختلاف دمای بین دو سطح افزایش مییابد ( شکل ۲). بنابراین اگر برای گرم کردن فضای داخل، انرژی مصرف نشود، دمای سطح داخلی برای شیشه یک جداره ۴/.، برای شیشه دو جداره ۳/۹ و برای دیوار آجری ۷/۱۲ خواهد بود. به این ترتیب مشاهده می¬شود که شیشه دو جداره علی¬رغم داشتن وضعیت حرارتی بهتر نسبت به یک شیشه یک جداره از نظر تأمین شرایط حرارتی فضای داخل نسببت به نمای آجری مناسب نیست (رضایی حریری و فیاض، ۱۳۸۲).

شکل ۱- مقایسه ضریب هدایت حرارتی(W/m2k)و نوسان دما (°C)در شیشه یک جداره، دو جداره و دیوار آجری (رضایی حریری و فیاض،۱۳۸۲).

شکل۲- رابطه معکوس ضریب انتقال حرارت و اختلاف دما بین دو سطح در دیوار آجری، شیشه دو جداره و شیشه یک جداره(رضایی حریری و فیاض،۱۳۸۲).

نمای کامپوزیتی:
کامپوزیت¬ها یک کلاس منحصر به فرد از مواد هستند که از ترکیب دو یا چند ماده جداگانه تشکیل شده اند که ماده حاصل نسبت به هر کدام از اجزای تشکیل دهنده استحکام و دوام بیشتری دارد. امروزه از کامپوزیت¬ها برای نمای بیرونی ساختمان استفاده می¬شود. ورق های کامپوزیت متشکل از دو لایه آلومینیوم و یک هسته از جنس پلاستیک یا یک ماده معدنی پرکننده می¬باشند کهدر بین این دو لایه قرار می گیرد. از آنجا که نمی توان ماده‌ای یافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، باید بهدنبال چاره‌ای دیگر بود. کلید این مشکل، استفاده از کامپوزیتها است. خواص کامپوزیتها در مجموع از هرکدام از اجزای تشکیل دهنده¬ی آنها بهتر است و اجزایمختلف، کارایی یکدیگر را بهبود می‌بخشند و این یکی از مزیت¬های کامپوزیتها محسوب می¬شود، از مزایای دیگر کامپوزیتها می¬توان سبک بودن، سهولت در مونتاژ، تعمیر و نگهداری را نام برد با این وجود کامپوزیتها از نظر انعطاف¬پذیری در اجرا، در سطح ضعیفی عمل می¬کنند.

نمای بایرامیکس:
بایرامیکس یک سیستم پوشاننده تزیینی است که برای نماهای داخلی و خارجی استفاده می¬شود. این محصول می¬تواند بر روی دیوارهای رنگ شده، سنگ، سیمان، چوب، مقوای نازک، پلاستیک، فلز و شیشه به کار رود. بایرامیکس که امروزه به عنوان نمای تزئینی داخل و خارج ساختمان به کار می¬رود برای اولین بار در سال ۱۹۹۳ میلادی توسط یک گروه در ترکیه تولید و به دنیا عرضه شد. محصول حاضر به صورت ملات بوده و متشکل از مخلوط دانه های گرانیتی و مرمر سرامیزه با تنوع رنگ فراوان و دانه بندی های متعدد، رزین های طبیعی و مصنوعی و سایر افزودنی ها می باشد. بایرامیکس بعد از اجرا و خشک شدن، نمای سنگ تزئینی به خود می گیرد. این نما روی سطوح چرب، غبار آلود، ناهموار، مرطوب و همچنین مواقعی که هوا طوفانی و دارای گرد و غبار می باشد قابل اجرا نیست.مزایای کاربرد بایرامیکس عبارتند از:

• تنوع رنگ

• کاربرد آسان

• نگهداری و تعمیر آسان

• انعطاف¬پذیری

• قابلیت شست و شو با آب

• بایرامیکس به راحتی می¬تواند ناهمواری¬های حاصل از گچ¬کاری را بپوشاند.

نمای بایرامیکس علی¬رغم مزایایی که دارد مورد استقبال جامعه مهندسین و پیمانکاران ساخت و ساز قرار نگرفته است چرا که این نما با بافت فرهنگی و سلیقه¬های ایرانی همخوانی ندارد و جلوه و زیبایی خود را ظرف مدت کوتاهی از دست می¬دهد.
نمای سنگ
دو گروه از سنگ¬های طبیعی که در نمای ساختمان به کار می¬روند سنگ¬های آهکی و سنگ¬های آذرین هستند.سنگ¬های آهکی معمولاً به دلیل وجود رگه¬هایی که در آنها دیده می¬شود استحکام چندانی ندارند. و مشکل سنگ¬های آذرین معمولاً جذب آب پایین و عدم چسبندگی با بدنه ساختمان است.نمای ساختمان به دلیل قرار گرفتن در معرض شرایط جوی (باران، یخبندان، آفتاب و آلاینده ها) از اهمیت خاصی برخوردار است. سنگ نما باید ویژگیهای خاصی داشته باشد تا بتواند در برابر این عوامل دوام بیاورد. بنابراین سنگی که جهت نما استفاده می¬شود باید شرایط زیر را داشته باشد:
۱٫    متناسب باآب و هوای منطقه باشد
سنگ باید متناسب با شرایط اقلیمی انتخاب گردد مثلاً در مناطق سرد و مرطوب، سنگ  باید دارای تخلخل بسیار کم باشد وگرنه ممکن است بر اثر یخبندان متلاشی شود یا در مکانهایی که امکان وزش طوفان شن وجود دارد، سنگ در معرض سایش بوده و باید مقاومت به سایش بالا داشته باشد.
۲٫    قابلیت صیقل خوردن و برش را داشته باشد.
۳٫    مقاومتهای کششی و خمشی نسبتا خوبی را دارا باشد.
۴٫    ترکیبات کانی شناسی آن باید در نظر گرفته شود
کانیهای مضر (کانیهای آهن) در برابر آب و هوا اکسیده شده و در نتیجه فرسودگی زودرس را به وجود می آورند. وجود ناخالصی به صورت مجتمع در یک نقطه و یا یک امتداد، نقطه ضعف بوده و می¬تواند باعث تخریب سنگ شود .
۵٫    سنگ انتخابی باید چسبندگی خوبی را با ملات داشته باشد (دارای جذب آب مناسب باشد.)
۶٫    رنگ آن با ثبات باشد و در برابر بخارها و گازها و پرتو آفتاب پایدار باشد.

نمای سرامیک
با توجه به قیمت بالای سنگ و باری که سنگ به ساختمان تحمیل می کند، جهت نمای ساختمان در بعضی کشورهااستفاده از سرامیک رواج قابل ملاحظه ایی پیدا کرده است. نمایسرامیک مشکل وزن را تا حدود یک چهارم وزن سنگ حل کرده است ولی مشکل پیوستگی سرامیک و نما بجز در موارد اندکی حل نشده است و با استفاده از روشهای نصب سعی در حل مشکل پیوستگی اجزای نما وجود دارد. این نماها با توجه بهطراحی قابل کنترل می توانند زیبایی خاص خود را به  بیننده تقدیم کنند. از جمله معایب نماهای سرامیکی عایق نبودن آن به سرما و گرما و صدا می¬باشد همچنین نماهای سرامیکی به دلیل بازتاب شدید نور در مکان¬های شلوغ به کار نمی¬روند.
نمای آجر
یکی دیگر از انواع نماها، نماهای آجری هستند که شامل آجرهای رسی و آجرهای شیلی می¬شوند. نماهای آجر علاوه بر زیبایی، تنوع و ثبات رنگ، به دلیل ضریب انتقال حرارت پایین آجر، نقش یک عایق حرارتی و برودتی را برای ساختمان ایفا می کنند و درنتیجه از هدر رفتن انرژی توسط سیستم گرمایشی و سرمایشی ساختمان جلوگیری می¬کنند. نماهای آجر بر حسب جنس و رنگ خود باعث دفع و انعکاس گرما در فصل تابستان و جذب انرژی خورشیدی و گرم شدن ساختمان در فصل زمستان می¬شوند.
نمای خشک:
درسیستم نمای خشک برای اتصال آجرها به یکدیگر از ملات استفاده نمی¬شود. برای اتصال آجرهای مخصوصی که در این سیستم به کار می¬روند از تجهیزات فلزی مانند ریل استفاده می¬شود.
مزایای سیستم نمای خشک با آجر عبار تند از:
۱٫    عدم نیاز به کارگر حرفه¬ای جهت نصب
در سیستم نمای خشک نصب آجر و ریل¬ها تنها به صورت مکانیکی است بنابراین اجرای این سیستم نیاز به کارگر حرفه¬ای ندارد.
۲٫    سرعت اجرای بالا
در نمای خشک به دلیل استفاده از چهارجوب ¬های فلزی که خود قالب و الگوی اجرای نما محسوب می¬شوند و نیز به دلیل امکان آماده¬سازی نما در طبقه همکف و عدم استفاده از داربست، سرعت اجرای نما به طور چشمگیری افزایش می¬یابد.
۳٫    عدم ایجاد ضایعات ساختمانی و سرو صدا
سیستم نمای خشک بدون برداشتن سطح دیوار موجود، مستقیماً بر روی دیوار قابل اجرا بوده وبنابراین اجرای این سیستم بدون ایجاد ضایعات و زباله¬های ساختمانی معمول و همچنین بدون ایجاد سرو صدامی¬باشد.
۴٫    کاهش اتلاف انرژی
درسیستم نمای خشک ابتدا یک عایق حرارتی به طور مستقل با اتصال مکانیکی یا چسب به بدنه ساختمان محکم می¬شود سپس چهارچوب یا اسکلت نگه¬دارنده که از جنس چوب، فولاد یا آلومینیوم می¬باشد به ساختمان متصل شده تا نمای خشک با رعایت فاصله از عایق حرارتی بر روی چهارچوب نگه¬دارنده قرار گیرد. فضای خالی که بین نما و عایق قرار دارد خود بهترین عایق حرارتی می¬باشد لذا این سیستم نقش بسزایی در کاهش اتلاف انرژی دارد.
۵٫    آسانی اجرا برای ساختمان¬های مرتفع
اجرای این سیستم به دلیل عدم استفاده از ملات، درقسمت¬های مرتفع ساختمان بسیار سریعتر و آسان¬تر از سایر نماها مانند نمای آجر می¬باشد همچنین در این سیستم دسترسی برای مراقبت¬های دوره¬ای به خصوص در ساختمان¬های مرتفع وجود دارد ولی این سیستم برای خانه¬های مسکونی کم ارتفاع، پر هزینه است و معمولاً مورد استفاده قرار نمی¬گیرد.
با توجه به مطالب گفته شده، مقایسه ضرایب هدایت حرارتی برخی ازمصالحی که در ساخت نما به کار می-روند (جدول ۱)و همچنین با استناد به پرسش نامه ای که توسط برخی از نماکاران و صاحب نظران دراین مورد پر شده است و  نماهای بالا را از نظر ویژگی¬هایی شامل سرعت اجرا، قیمت تمام شده به ازای هر متر مربع، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر یخ زدگی،مقاومت در برابر آتش¬سوزی، مقاومت در برابر زلزله و ریزش، انعطاف پذیر بودن در اجرا، قابلیت اجرا در ارتفاعات بالا، عایق بودن نسبت به سرما و گرما، عایق بودن نسبت به صدا، سبک بودن و کاهش وزن ساختمان، همخوانی باهنر معماری ایرانی و مقاومت در برابر آلاینده¬های موجود در هوا مورد مقایسه قرار داده¬اندمی¬توان نتیجه گرفت که در مجموع آجر ساخته شده از سنگ سیل و سنگ معدن مصالحی است که برای کاربرد در نما نسبت به سایر مصالح می¬تواند در اولویت باشد.
جدول ۱- مقایسه ضریب هدایت حرارتی برخی از مصالحی که در ساخت نما به کار می¬روند

منابع:
۱٫    پاکزاد ،ج. ۱۳۸۲٫ پدیدار شناسی نمای ساختمان¬های مسکونی و سیر تکوینی توقعات از آن. مجله هنرهای زیبا. جلد شماره¬ی جهاردهم.
۲٫    رضایی حریری، م و فیاض، ر. تأثیر نماهای شیشه¬ای دو جداره بر شرایط حرارتی داخل ساختمان. مجله هنرهای زیبا. جلد شماره¬ی ششم.