انرژی در ساختمان های آینده
در دنیای پیشرفته امروز صنعت ساختمان ، سرمایه گذاری کلان و درازمدتی بوده و می بایست این صنعت را با کمک تکنولوژی و فناوری های روز جهان از کهنگی دورنگه داشت . از آنجا که ساختمان ها سرمایه های عظیم و بلند مدتی را به خود اختصاص می دهند باید به موازات رشد تجارت و سرمایه گذاری نو شوند. درعین حال، هزینه یک ساختمان تنها هزینه طراحی و ساخت نبوده بلکه هزینه نگهداری و استفاده از آن را نیز شامل می شود . امروزه بسیاری از ساختمانها با کاربردهای مختلف برای اهداف عملکردی خود کارکرد درستی ندارند تا بتوانند بیشترین بازدهی ممکن را برای استفاده کنندگان آن فراهم سازند. این ساختمانها فاقد امکانات لازم برای مدیریت انرژی می باشند و نمی توانند پاسخگوی تحولات محیط ، و نیازهای جدید باشند .
امروزه از فناوری های مختلف به منظور ایجاد آسایش و امنیت بیشتر و صرفه جویی در هزینه ها بخصوص در مصرف منابع انرژی بهره می برند. به طور مثال در فناوری اطلاعات با توسعه سیستم هایی که بتواند تغییرات و شرایط محیطی داخل ساختمان را اندازه گیری کرده و تخمین بزند و سپس در مقابل آن بتواند واکنش نشان دهد توانسته اند تا مصارف انرژی را تحت کنترل قرار دهند .

نانوتکنولوژی در ساختمان
ساختمان های آینده باید بتوانند با بکارگیری فناوری های نوین و ایجاد محیطی سالمتر، میزان بازدهی را بالاتر برده، امنیت را افزایش داده و از هدر رفتن انرژی جلوگیری نمایند . با وجود مشکلات موجود در حوزه شهرسازی و معماری (افزایش هزینه های ساخت و ساز ، آلوده شدن شهرها و . . .) و تاثیر گذاری مستقیم آن در ساختمانها ، لزوم توجه هرچه بیشتر به فناوریهای جدید و نقش آنها در بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان الزامیست . نانوتکنولوژی نوید بخش پیشرفت های چشمگیری در زمینه تبدیل و ذخیره انرژی خورشیدی ، مبدل های ترموالکتریک، با تری ها ، پیل های سوختی بسیار کارامد می باشد. کنترل نانو ساختارها و ترکیب و ساخت مواد جدید برای دستیابی به شیوه های مدرن مورد استفاه در ساختمان ، امیدهای بسیاری را برای مدیریت انرژی در ساختمان بخصوص برای ساختمانها و شهرهای آینده نوید می دهد . فعالیت های نانو تکنولوژی در سطح دنیا به شدت در حال گسترش است و نانو تکنولوژی دارای جنبه های بسیار مهم فرا رشته ای شده است که هماهنگی آنها بدون وجود یک برنامه استراتژیک تحقیق و توسعه دشوار است .
امکان تهیه مصالح ساختمانی مناسب به منظور کنترل انرژی در ساختمان توسط این فناوری امکان پذیر شده است .
با توجه به خصوصیاتی که این فناوری در اختیار قرار داده می توان با ساخت مصالح جدید انتظارات زیر را برآورده ساخت :
– محدود کردن انتقال حرارت در حد مقادیر مجاز
– آب بندی و نم بندی های مورد نیاز
– ایجاد دوام بیشتر در برابر اثر عوامل محیطی و اقلیمی
– پایداری کافی در برابر آتش (عایق کاری حرارتی و گرمابندی قسمت های مختلف پوسته
خارجی)به همراه ایستائی و مقاومت در برابر تنش های وارده
– در صورت عایق کاری حرارتی (گرمابندی) عناصر ساختمان ، تامین و حفظ شرایط آسایش
حرارتی فضاهای کنترل شده براحتی و همراه با صرفه جوئی در مصرف انرژی انجام گردد.
– کاهش ضخامت لایه هایی که مقاومت حرارتی یک پوسته را تشکیل می دهند.
اینها بخشی از عواملی هستند که در کاهش مصرف انرژی در ساختمان بطور مستقیم و غیر مستقیم نقش دارند.(راهنمای مبحث ۱۹ – مقررات ملی ساختمان)
دیگر پتانسیل های کاربردی این مواد بطورعام و خاص نیز در مواد و مصالح ساختمانی توسط انستیتو شورای تحقیقات ملی برای تحقیق در مورد برخی مصالح ساختمانی(از جمله سیمان و شیشه) مورد بررسی قرار گرفته است :
– دوام و استحکام فوق العاده
– سختی بسیار بالا
– شیشه تقویت شده (تقویت استحکام بدون مزاحمت در انتقال نور)
– استحکام بیشتر در ساخت پل های معلق
– امکان طراحی طاقها و پلهای با دهنه های بزرگتر

نانو معماری ، معماری منعطف و سازگار با محیط
معماری ارگانیک که توسط فرانک لوید رایت به عنوان سازگاری ساختار ساختمان ها بر اساس قرارگیری در طبیعت تعریف شده ، امروز در قالب معماری پایدار و افق جدید آن، نانوتکنولوزی مورد بحث و بررسی قرار می گیرد .
رایت بر این عقیده بود که شکل معماری باید از بطن طبیعت اشیاء به وجود آید و هر شیء نیز به نوبه خود دارای یک زبان خاص برای تکلم و بیان احساس می باشد . به طور مثال تناسبات ، چیدمان و بافت آجرخانه روبی ، گستردگی بر روی افق را در یک زمین وسیع نشان می دهد . آجر پخته شده از طبیعت برآمده است و دوباره به آن باز می گردد . حال زمانی را تصور کنید که مصالح تشکیل دهنده خانه به قدری کوچک باشد که تنها با چشم مسلح دیده شود ، آنگاه تصور کنید که ارتباط بین اشکال ، انسان و محیط چگونه تغییر خواهد کرد .
از آنجا که با استفاده از دستاوردهای نانو تکنولوژی یک شیء – ساختمان – در زمان ها و مکان های مختلف می تواند رفتارهای متفاوتی از خود نشان دهد – سخت و غیر قابل انعطاف و یا نرم و سیال – تئوری های شناخت مواد به طور کلی دگرگون می شوند .
در واقع مصالح ، هویت ثابت خود را از دست می دهند و دیگر معماری تعریف محدودی در زمان و مکان نخواهد داشت .
رفتار سازه ها و ساختمان ها کاملا ً عملکردگرا و زمینه گرا می شوند. آنها قادر خواهند بود که با انواع دماها ، جریان های هوا، مصرف انرژی و دیگر شرایط اقلیمی ، زمین شناسی و … هوشمندانه وفق داده شوند . تمام این شرایط نیز توسط برنامه ریزان طراحی به صورت داده های خام به ساختمان و سازه آن داده می شود تا در صورت مواجهه با تغییر هر عامل موثر بر شرایط زندگی انسان ، در جهت رسیدن به محدوده آسایش او ، در محیط سازگار شوند .
یک ساختمان هوشمند ، ساختمانی است که خود فکر می کند و با سنجیدن نیازهایش در جهت رفع آنها گام برمی دارد . اما آیا این جواب سوال لویی کان است که پرسید : ” این ساختمان چه می خواهد باشد؟ ” . معماران معتقدند که ساختمان ها با آنها صحبت می کنند و نیازها و نقاط ضعف خود را به آنها می گویند ، ولی اگر ساختمان ها دارای هوش مصنوعی باشند ، بدون مشورت با معمار، خود را هر گونه که محیط طلب کند ، سازگار می کنند .
کرزوی – یکی از محققان نانو تکنولوژی و تاثیرات آن بر محیط زندگی انسان – پیش بینی می کند که در قرن آینده انسان ها مهمان و ساختمان ها، خود ساکنان و صاحبان اصلی خواهند بود . او معتقد است که استفاده زیادتر از این مصنوعات به طبیعت ، در آینده افزایش خواهد یافت . بناهای آینده ممکن است که هیچ شباهتی به ابنیه قرن حاضر نداشته باشند . معماری گذشته و سنتی اصولاً به دور انداخته می شوند ، زیرا که معیار های محدود کننده ی آن نقشی در ساختمان های آینده نخواهند داشت .
طبق نظر کرزوی زمان ساخت و ساز نیز در حال حاضر طولانی بوده که به مرور زمان کاهش خواهد یافت . واضح است که دستاورد نانو تکنولوژی در آینده بشریت بسیار مهم تر از سرنوشت دیگر صنایع است . تغییر و تحولات در عرصه ی معماری، در بعضی کشورها ، به خصوص کشورهای پیشرفته و در حال توسعه – به طور مثال در اکثر ساختمان هایی که در دبی ساخته می شوند – نقش پر رنگ این تکنولوژی را نشان می دهد . معماران به ندرت اخلاقیات را قبل از زیبایی و جذابیت بنایشان در نظر دارند، ولی توجه خاص به تکنولوژی که جوابگوی بسیاری از ناتوانایی های آنهاست را هرگز در دفتر طراحی جا نخواهند گذاشت . با وجود این اگر هدف معماری فقط خلق اشکال بدیع باشد، به نظر می رسد که در آینده ای نه چندان دور ، معماری به معمار احتیاجی نخواهد داشت مدرک بی واسطه و مستدل برخورد مستقیم نانوتکنولوژی و معماری ، مصالح (تولیدات فیزیکی) هستند که عموماً کاربری های گوناگونی به ساختمان ها می بخشند . چنین مصالحی ، امکانات تازه ای را برای تکمیل و بهبود شیء معماری و اندیشیدن درباره ی شکل جدیدی از زندگی ، به وجود می آورند .
اکنون این سوال مطرح می شود که با مصالحی که توانایی تغییر و تطبیق چگالی ، شکل ، رنگ ، حجم و حالت را با محیط دارند ، نقش ثابت معماری به عنوان ماهیت فیزیکی که روابط اجتماعی را شکل می دهد، چه خواهد شد ؟ در این صورت ، زمان و مکانی که بر شیء معماری مرتبط است – یعنی تاریخ و اصالت معماری – ثابت نخواهد ماند و با تغییر محیط اطراف در هر زمان و مکانی متحول خواهد شد…
نانو ساختار ها تلاش بی وقفه طراحان و معماران برای رسیدن به فرم های جدید ، سازگار با محیط و عملکردگرا را به نتیجه می رساند و این یک رویای علمی تخیلی نیست ، زیرا علم نانو خیلی سریع تر از یک واقعیت رخ خواهد داد .