مصالح هوشمند را بشناسید

در دنیای مدرن امروز ساختمان ها و نحوه زندگی در آن ها تغییر کرده است. با بروز تکنولوژی و نوآوری های اخیر روش ساخت مصالح به شیوه های جدید انجام می شود و کارایی و کیفیت آن ها بالا رفته است.

به گزارش پایگاه خبری تاسیسات نیوز، ساختمان های مدرن به گونه ای ساخته می شوند که نسبت به پیرامون خود واکنش نشان می دهند و به دلیل استفاده از مصالح و متریال های هوشمند در ساخت آن ها با شرایط محیطی تطبیق پیدا می کنند.

در واقع می توان گفت این ساختمان ها رفتاری اکولوژیک داشته و با محیط سازگار هستند. زندگی در چنین مکان هایی آسایش و راحتی را برای ساکنین به ارمغان می آورد و از نظر اقتصادی هزینه های ناچیزی در بر خواهد داشت.

هر چند تهیه مصالح هوشمند و ساخت یک خانه در مراحل اولیه هزینه بردار است اما در طولانی مدت به علت کاهش مصرف انرژی، هزینه های قبوض نیز پایین می آیند.

در حال حاضر صنعت ساختمان سازی تحت تاثیر نوآوری ها و ایده پردازی های جدید قرار گرفته و طیف وسیعی از مصالح ساختمانی با کارایی، مقاومت و طول عمر بالا به بازار عرضه و در اختیار مصرف کنندگان قرار می گیرد.

مهندسین و معماران ساختمانی با استفاده از این مصالح می توانند ساختمانی مقاوم، سازگار با محیط زیست و مقرون بصرفه ساخته و به جای روش های قدیمی، روش های نوین و مصالح هوشمند را برای ساخت و ساز انتخاب نمایند.

مصالح هوشمند به متریال هایی گفته می شود که در صورت قرار گرفتن در معرض تغییرات فیزیکی و شیمیایی قادر یه تغییر ویژگی های خود هستند.

در واقع خاصیت تغییرپذیری یکی از مزایای بارز این مصالح است که باعث شده افراد زیادی نسبت به آن ها تمایل پیدا کنند.

مصالح هوشمند قادر به درک تغییرات زیست محیطی و پردازش آن ها هستند و در برابر این رویدادها از خود واکنش نشان می دهند.

ویژگی هایی نظیر تغییرپذیری و تطبیق با پیرامون این امکان را برای مصالح هوشمند فراهم کرده تا بتوانند رنگ، شکل ظاهری و خواص خود را در واکنش به تاثیرات محیطی تغییر دهند و با آن ها سازگار شوند. تغییراتی که در این نوع مصالح اتفاق می افتند قابل برگشت و تکرارپذیر هستند، از این رو انعطاف پذیری را می توان از دیگر مزایای مصالح هوشمند برشمرد.

از جمله محرک هایی که بر عملکرد این مصالح اثرگذار هستند نور خورشید، تغییرات دمایی، میدان های مغناطیسی، اختلاف فشار، ترکیب های شیمیایی و میدان الکتریکی می باشند که هر کدام منجر به واکنشی متفاوت می گردند.

مصالح ذخیره کننده انرژی

همانطور که از نام این مصالح پیداست، آنها قادر به ذخیره انرژی هستند. مصالح ذخیره کننده انرژی به روش های مختلف عمل می کنند و از قابلیت برگشت پذیری برخوردار می باشند. برای مثال انرژی را به شکل گرما، نور و الکتریسیته ذخیره می سازند.

این مصالح به مصالح تغییر حالت دهنده در معماری و ساختمان سازی معروف هستند و می توان از آن ها برای کاربردهای مختلف استفاده نمود.

یکی از کاربردهای مصالح ذخیره کننده انرژی استفاده از آن ها به عنوان واسطه تنظیم دما است بدین صورت که با ذخیره کردن سرما یا گرما در نهان خود قادر به تنظیم دمای مکان مورد نظر هستند. علاوه بر آن می توانند از حالت جامد به مایع و برعکس تغییر حالت دهند.

آن ها با پیروی از خاصیت بلوری شدن شکل خود را تغییر داده و انرژی گرمایی ذخیره شده در درجه حرارت های بالا را آزاد می نمایند و به جامد تبدیل می شوند. برعکس هنگام تبدیل شدن به مایع، حرارت خود را حتی با ورود انرژی گرمایی ثابت نگه می دارند.

مصالح منعکس کننده نور (کروموژنیک)

مصالح کروموژنیک به مصالحی گفته می شود که در برابر محرک هایی نظیر نور، دما، میدان الکتریکی و تزریق یون برانگیخته می شوند و نور تولید می کنند. در واقع مولکول های آن ها انرژی جذب شده را به صورت اشعه الکترومغناطیسی مرئی ساطع می نمایند.

میزان تغییر این مصالح از انعکاس جزئی نور تا پخش کامل آن اتفاق می افتد. از جمله مصالح هوشمند ساتع کننده نور می توان به مصالح فتوکرومیک، الکتروکرومیک، هالوکرومیک و ترموکرومیک اشاره نمود.

مصالح واکنش دهنده به دما

این مصالح به صورت برگشت پذیر در برابر تغییرات دمایی اطراف خود واکنش نشان می دهند. گاهی برخی از مصالح به واسطه پوسته بیرونی، دمای درون خود را با دمای محیط تطبیق می دهند و برخی دیگر با استفاده از یک میدان الکتریکی گرمایش خود را به صورت فعال از طریق تماس بروز می دهند.

از جمله کاربردهای این مصالح استفاده از ان ها در سیستم های تهویه ساختمان است. برای مثال برخی از این سیستم ها در دماهای مشخص با باز و بسته شدن منجر به تهویه هوای اتاق می شوند، برخی دیگر در نمای ساختمان برای تهویه استفاده می شوند.

مصالح تغییر رنگ دهنده

مصالح تغییر رنگ دهنده به مصالحی گفته می شود که در برابر محرک های مختلف دچار تغییر رنگ می شوند. عملکرد این مصالح به صورت بازگشت پذیر است و پس از تغییر رنگ می توانند دو مرتبه به رنگ اولیه خود بازگردند.

بیشتر این مصالح وقتی در معرض نور قرار می گیرند رنگ خود را تغییر می دهند. از جمله این مصالح می توان به محصولات الکتروکرومیک ، فتوکرومیک و ترموکرومیک اشاره نمود. این مصالح هوشمند جایگاه ویژه ای در پوشش نمای ساختمان و معماری به خود اختصاص داده اند و از نظر زیبایی شناسی کاربرد فراوانی دارند.

مصالح تغییر دهنده مواد درونی

این مصالح هم در دکوراسیون داخلی و هم در نمای خارجی ساختمان مورد استفاده قرار می گیرند. مواد و مصالحی که قادر به تغییر مواد درونی خود هستند تحت تاثیر فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی، مواد درونی خود را به شکل جامد، مایع و گاز به شکل مولکول آزاد می کنند.

این مصالح اگر در برابر آب، گاز، بخار آب و … قرار گیرند دچار تغییر حجم می شوند. مصالح خود تمیز شونده که به عنوان پوشش نمای ساختمان استفاده می شوند جزء این نوع مصالح هوشمند هستند و خود به خود آلودگی را از سطح خود پاک می کنند.

از مصالح هوشمند با قابلیت تغییر مواد درونی برای ضد آب کردن نما، تمیز نمودن آن، افزایش کیفیت هوا در ساختمان، رفع آلودگی ها و جذب صوت استفاده می گردد.