نما چیست؟ مهندس نما کیست و چه وضایفی دارد؟
در این مقاله به موضوع مهندسی نما چیست؟ معرفی کامل + وظایف و دوره های مهندسی نما در دنیا به طور کامل پرداخته ایم و در این مسیر از بخشی از سخنرانی مهندس احمد سلطانی در زمینه مهندسی نما و تعاریف نما استفاده شده است.
این سخنرانی در سمینار مهندسی نما با محوریت کرتین وال که به همت شرکت ایستاوین برگزار شد ایراد شده است.
مهندسی نما چیست؟
مهندسی نما (Facade Engineering) به طور کل به طراحی و تحلیل سازه‌ای و عملکردی نمای ساختمان‌ها اشاره دارد. نمای ساختمان یکی از مهم‌ترین جنبه‌های معماری است که نه تنها بر ظاهر و زیبایی ساختمان تأثیر می‌گذارد، بلکه نقش‌های عملکردی نیز دارد، مانند عایق‌بندی حرارتی و صوتی، مقاومت در برابر باد و آب، و تهویه طبیعی.
مهندسی نما شامل انتخاب مواد مناسب، طراحی سازه‌های نگهدارنده نما، و تحلیل تأثیرات زیست‌محیطی است. این تخصص با معماری و مهندسی سازه ارتباط تنگاتنگی دارد و به بررسی رفتار نما در شرایط مختلف جوی، تغییرات دما، و فشارهای محیطی میپردازد.
مهندسی نما مجموعه ای از هنر، علم و تکنیک حل مشکلات زیبایی، محیطی و سازه ای نمای ساختمان ها برای رسیدن به پوشش ارزشمند و پایدار است. این ساختمان ها و ابنیه می توانند در موقعیت پیش از ساخت یا در حین ساخت و یا ساخته شده، قرار داشته باشند.
(البته ساختمان میتواند پس از ساخت باشد و تعویض پوسته انجام شود که محدوده کاری بسیار مهم و همراه با مسائل ریز و فنی خودش است که حیطه فعالیت مهندسی نما را گسترده تر میکند.)
مهندس نما کیست؟
مهندس نما (Facade Engineer) متخصصی است که در طراحی، تحلیل، و اجرای نمای ساختمان‌ها تخصص دارد. این فرد به صورت تخصصی در حوزه مهندسی نما فعالیت میکند و مسئولیت دارد تا از عملکرد صحیح و بهینه نمای ساختمان از نظر سازه‌ای، زیبایی‌شناختی، انرژی و محیط زیست اطمینان حاصل کند.
بک گراند اصلی مهندسین نما ساختمان است اما حیطه های بیشتری را در بر میگیرد. مهندسی نما یک کار به تمام معنا صنعتی است که به حیطه ی ساخت و تولید کاملا مرتبط میشود و باید مهندسین نما این پیشینه را در حیطه ی صنعت و زیبایی بیش از سایر مهندسین داشته باشند. زیرا که آنچه از ساختمان در وهله ی اول دیده میشود نمای ساختمان است بنا بر این از نظر زیبایی با مهندسین معمار تقریبا میتواند برابری کند یا حتی چیزی بیش از آنها به همراه داشته باشد.
- طراحی نما: مهندس نما طراحی‌های معماری را بررسی کرده و آنها را به راه‌حل‌های عملی تبدیل میکند که از نظر فنی امکان‌پذیر و قابل اجرا باشند.
- تحلیل سازه‌ای: او مسئول تحلیل نیروها و بارهای وارد بر نما مانند باد، برف و وزن خود سازه است و اطمینان حاصل میکند که نما توان تحمل این بارها را داشته باشد.
- انتخاب مواد: مهندس نما مواد مناسب برای ساخت نما را انتخاب میکند تا از نظر زیبایی، دوام و کارایی مناسب باشند.
- عایق‌بندی و ایمنی: اطمینان از اینکه نما دارای عایق‌بندی حرارتی و صوتی مناسب باشد و در برابر نفوذ آب و آتش مقاوم باشد.
- مدیریت پروژه: او با دیگر متخصصان و تیم‌های پروژه همکاری میکند تا مراحل طراحی تا اجرای نما به درستی پیش برود.
- پایداری و محیط زیست: مهندس نما به استفاده از مواد و طراحی‌های پایدار و سازگار با محیط زیست توجه دارد تا اثرات منفی ساخت و ساز را به حداقل برساند.
مهارت‌ها و دانش مورد نیا مهندس نما چیست؟
- دانش فنی: آشنایی با مفاهیم سازه‌ای، مهندسی مواد، و تکنیک‌های ساخت و ساز.
- خلاقیت: توانایی ترکیب جنبه‌های زیبایی‌شناختی و فنی در طراحی نما.
- مهارت‌های ارتباطی: همکاری موثر با معماران، مهندسان سازه، و پیمانکاران.
- دانش محیط زیستی: آگاهی از اصول پایداری و روش‌های کاهش مصرف انرژی در نما.
اهمیت وجود مهندس نما در تیم طراحی و ساخت در چیست؟
همانطور که در مفاهیم فوق بیان شد، میتوان گفت که مهندس نما نقشی کلیدی در اطمینان از اینکه یک ساختمان نه تنها زیبا و چشم‌نواز، بلکه عملکردی و پایدار نیز باشد، ایفا میکند.
از روز اول فردی به نام مهندس نما باید در تیم طراحی باشد زیرا در غیر این صورت, در حین کار کردن به مشکلات بزرگی برخورد خواهیم کرد. برای مثال: بدون مهندس نما, میزان عقب نشینی سازه ی ساختمان و پیشروی نما به بیرون از ساختمان محاسبه نمیشود. همیشه عددی به صورت تجربی داده میشود و ساختمان هایی که کنار خیابان هستند و از محدوده ی بر و کف شهرداری ممکن است تجاوز کنند جریمه و یا حتی تخریب میشوند. این مسائل از فواید حضور یک مهندس نما در تیم معماری است.
وظایف و مسئولیت‌های مهندس نما در یک پروژه چیست؟
- اقلیم و آب و هوا (Weather tightness):
مطلب اولی که مهندس نما به آن میپردازد اقلیم و آب و هوا است زیرا در خط مقدم مسائل مرتبط به آب و هوا و آسایش ساختمان پوسته ی ساختمان است. در واقع ساختمان چیزی است که در داخل پوسته قرار گرفته است. - رفتار سازه ای (Structural behavior):
ساختار سازه ای دارد که رفتار های ویژه خودش را داراست و میتواند با دانش مهندسی عمران بررسی بشود, اما رفتار های ویژه ی خودش را هم دارد که در همان حیطه ی دانش, با توجهات ویژه ی مربوط به سازه ی نما میباشد. - تعاملات با سازه اصلی (Interaction with the primary structure):
باید یادمان باشد که نما یک سازه ی خود ایستا نیست. سازه ای الحاقی است و باید بار خودش را و نیروی خودش را کاملا در کوتاه ترین فاصله به سازه اصلی منتقل کند. اگر سازه اصلی پایدار و ایستا باشد نما هم به طبع آن ایستا است. (یعنی قرار نیست ساختمان خراب بشود و نمای ساختمان سر جای خود باقی بماند.) - دریافت و هدر رفت حرارتی از نما (Thermal gains and losses through the façade):
پوسته صرفا هدر دهنده نیست بلکه میتواند دریافت کننده نیز باشد که از مباحث نوینی است که در ادامه در بحث نما و انرژی و میزان مصرف سوخت به آن خواهیم پرداخت. - آسایش حرارتی ساکنین و بهره‌وری انرژی (Occupant comfort and energy efficiency):
در کشور های مختلف درباره‌ی این مطلب بحث زیادی میشود اما در ایران این مسئله حائز اهمیت کمی است. بازه ی حرارتی اگر چند درجه بالا یا پایین تر بیاید میتواند مصرف انرژی را میزان زیادی کاهش یا افزایش دهد, این میزان در مجموع میتواند به اقتصاد کشور بسیار ضربه بزند یا بسیار کمک کند. برای مثال در فرانسه طی سالها این بازه را بزرگتر کرده اند یعنی اگر طبق بعضی از تعاریف ۲۰ تا ۲۵ درجه بوده, این بازه به ۱۸ تا ۲۸ درجه رسیده که در فصول گرم ۲۸ درجه دمای آسایش است و کمترین دما ۱۸ درجه است. - سایه اندازی (Shading):
این مطلب آنقدر حائز اهمیت است که میتواند بار بسیاری از قسمت های دیگر را از نظر آسایش حرارتی به دوش بکشد. - میعان (Condensation):
به بخش میعان تقریبا هیچ توجهی نمیشود. در جامعه مهندسی حتی در ساختمان هایی در سطح ملی این مطلب را مغفول میبینیم. - تهویه (Ventilation):
شاید اینجا گفته شود که تهویه بر عهده ی مهندسین تاسیسات است؛ اما تهویه حقیقتا به این دلیل که از جداره‌ی ساختمان میتواند انجام شود جزو وضایف یک مهندس نما است که برای آن راهکاری در نظر بگیرد و این امکان را فراهم کند که بتوانیم از جایی تهویه را انجام بدهیم و بسیار حائز اهمیت است. - ماندگاری (Durability):
از نظر دوام نما, پایداری (که تنها به معنی پایداری سازه ای نیست) مفهومی بسیار فلسفی و بزرگ است که همه مهندسان در قسمت های مختلف با آن درگیر هستند. یک پروتکل جهانی است که باید به توسعه پایدار درست یافت و این پایداری در قسمت ساختمان و نما تعریف مشخصی دارد که جزو وضایف مهندسین نما است. - بهره‌وری از نور طبیعی (Natural light admittance)
- حریق (Fire behavior of the building envelope):
آتش سوزی که هر روز ما شاهد بوجود آمدن مسائلی با تکیه بر نما هستیم که صرفا مربوط به ایران نیست و در کشور پیشرفته ای مانند انگلستان در سال ۲۰۱۷ در برج گرنفل آتش سوزی رخ داد که گسترش آتش از ناحیه نما بود و نما باعث شد که ساختمان کاملا در حریق فرو برود و کشته های زیادی نیز بر جای گذاشت. در ایران نیز مرتبا مسائلی مربوط به آتش سوزی که از طریق نما گسترش پیدا میکند میشنویم که بسیار مهم است. - آکوستیک (Acoustic performance):
اینهم از نکاتی است که در کار مهندسی هیچ اثری از آن در کشور نمیبینیم و تعاریف نسبی و وصفی هستند. آکوستیک یا آسایشی که باید از نظر صوتی داشته باشیم شامل تعاریف علمی و اندازه گیری های بسیار دقیقی است. آیا شما با ساختمانی مواجه شده اید که بگویند به طور مشخص مثلا ما به ۳۵ دسیبل کاهش صوت نیاز داریم و این پوسته ی نما اندازه ی مشخصی را از نظر صوتی ارائه میدهد؟احتمالا خیر. صرفا به صورت وصفی میگوییم این پنجره یا این نما خیلی خوب است کاهش صوت میدهد یا خیلی بد صدا را انتقال میدهد است.
اما دانش این کار در دنیا و در ایران وجود دارد و مهندسین باید بخواهند که این دانش را به حیطه عمل وارد نمایند؛ الاالخصوص در مورد پوسته ساختمان. زیرا مسیر آلودگی های صوتی از پوسته ی ساختمان به داخل است. گرچه از داخل به داخل نیز مسائل زیادی در مورد آکوستیک داریم که بعضی به مهندسی نما مرتبط هستند اما آلودگی صوتی بیرونی بسیار بسیار مهم است و نیاز به بررسی کاملا علمی و دقیق با استفاده از اعداد دقیق دارد. - ایمنی و امکان سرویس شدن و نظافت (Safety and serviceability)
- امنیت (Security):
این دو موضوع متفاوتند. امنیت به معنای جلوگیری از سرقت و غیره است. - نگهداری و قابلیت ساخت (Maintenance and buildability):
این مورد از مواردی است که ممکن است فکر کنیم بر عهده یک فرد دیگر است و ما نیستیم که باید این امکان و قابلیت را فراهم کنیم. برای مثال شست و شوی نما. معمولا تصورمیشود فردی خواهد آمد و نما خود به خود تمیز خواهد شد یا اینکه اصلا کثیف نمیشود! برای مثال در جنوب کشور حجم آلودگی ریز گرد ها مشکلی اساسی است و در تهران دوده ها. در اکثر شهر های بزرگ این مشکلات وجود دارند.
نما چیست؟
نما (Facade) در معماری به بخش خارجی و قابل مشاهده ساختمان اطلاق میشود که از بیرون قابل مشاهده است.
نما به عنوان “چهره” ساختمان، نقشی حیاتی در شکل‌دهی به هویت بصری و زیبایی‌شناختی آن دارد. این بخش نه تنها از نظر زیبایی‌شناسی اهمیت دارد، بلکه عملکردهای عملی متعددی نیز دارد که به کارایی و دوام ساختمان کمک میکند.
ویژگی‌ها و عملکردهای نما:
زیبایی‌شناسی: نما نخستین بخشی از ساختمان است که دیده میشود، بنابراین طراحی آن باید جذاب و متناسب با محیط اطراف باشد. استفاده از رنگ‌ها، مواد، و اشکال مختلف میتواند به خلق ظاهری منحصر به فرد کمک کند.
حفاظت: نما به عنوان لایه محافظ ساختمان عمل میکند و از ورود عوامل محیطی مانند باد، باران، برف، و نور خورشید به داخل جلوگیری میکند.
عایق‌بندی: نما میتواند به عنوان یک عایق حرارتی و صوتی عمل کند و موجب کاهش مصرف انرژی و بهبود راحتی داخلی شود.
تهویه و نور طبیعی: برخی نماها به گونه‌ای طراحی میشوند که تهویه طبیعی و نور خورشید را به داخل ساختمان هدایت کنند. این ویژگی‌ها میتوانند به کاهش نیاز به سیستم‌های تهویه و روشنایی مصنوعی کمک کنند.
پایداری محیطی: در طراحی نماهای مدرن، اغلب به استفاده از مواد پایدار و سازگار با محیط زیست و همچنین کاهش اثرات کربنی ساختمان توجه میشود.
هویت بخشی: نما میتواند به ساختمان شخصیت و هویت ببخشد و آن را از دیگر ساختمان‌ها متمایز کند. طراحی نما با توجه به فرهنگ و تاریخ یک منطقه میتواند به حفظ هویت محلی نیز کمک کند.
انواع نما
- نماهای شیشه‌ای: که از شیشه‌های بزرگ و قاب‌های فلزی تشکیل میشوند و معمولاً در ساختمان‌های مدرن و بلند استفاده میشوند.
- نماهای سنگی: که از سنگ‌های طبیعی مانند گرانیت و مرمر ساخته میشوند و به ساختمان حالتی کلاسیک و ماندگار می‌بخشند.
- نماهای فلزی: که شامل استفاده از فلزاتی مانند آلومینیوم یا فولاد است و به ساختمان ظاهری صنعتی و مدرن میدهد.
- نماهای آجری یا سفالی: که بیشتر در ساختمان‌های مسکونی و با سبک‌های سنتی و کلاسیک دیده میشود
به طور خلاصه، نما نه تنها ظاهر خارجی ساختمان را شکل میدهد، بلکه نقش‌های عملکردی متعددی نیز ایفا میکند که به بهبود عملکرد کلی ساختمان کمک میکند.
پوسته ی بیرونی ساختمان و هر آنچه ساختمان را در بر می گیرد که اصطلاحاً به آن Building envelope گفته می شود و در 2 وجه زیر قابل بررسی است:
- نمای خارجی
- نمای داخلی
نما جزء لاینفکی از کل یک طرح است و نباید یک جزء جداگانه تلقی شود. نما یک جزء تفکیک شده از کل پروسه طراحی نیست. به عبارت دیگر نما همزمان با کلیه اجزاء خلق می شود مانند تشکیل یک نوزاد که در ابتدا کلیه اجزاء را در خود دارد.
دوره های علمی مهندسی نما در سراسر دنیا
دوره های مهندسی نما در سطوح مختلف هستند.
دوره لیسانس موسسه DAAD آلمان است که Façade Engineering را در لیسانس ارائه میدهد.
همچنین دوره فوق لیسانس و دکتری که دانشگاه West London با مدیر گروه ایرانی آقای دکتر بهادری تدریس میشود و علاقه مندان میتوانند با سرچ دوره های بیشتری را پیدا کنند.
مصالح نوین نما
مصالح در دست یک مهندس معمار با تجربه, خوش ذوق و خلاق میتواند تبدیل به یک پوشش پایدار و ارزشمند بشود.
مصالح نوین نما که عموما با اجراء به طریقه خشک استفاده میگردند:
- سنگ (طبیعی، مصنوعی)
- سرامیک پرسلان
- آلومینیوم (اکسترود، ورق, Solid)
- کامپوزیت (ACP)
- شیشه (تک جداره، دوجداره)
- تراکوتا
- سمنت بورد و فایبر سمنت بورد
- GFRC
- ترمو وود
- HPL
- فلزات (آهن، مس، تیتانیوم، استیل کروم+آهنی)
انتخاب سیستم ها
تعویض هوا در سیستم Fix
Natural Ventilator
در ساختمان های بلند مرتبه ما اجازه استفاده از بازشو نداریم. زیرا آنقدر فشار باد و مکش زیاد است که ممکن است مشکلات و خطرات عدیده ای را ایجاد کند. راه حل این است که برای تهویه طبیعی هوا از ونتیلیتور (Ventilator) ها استفاده کنیم. ونتیلیتور های طبیعی با فشار طبیعی هوا جابجا میشوند و قابل کنترل توسط دست هستند و قسمت های موتورایز را مهندس طباطبایی صحبت خواهند کرد.
