مقدمة
الهدف الأساسي للهيكل هو دعم الأحمال الحية. يمكن أن يكون الحمل الميت للمبنى كافياً في الغالبية العظمى من الظروف. كما تحدد نسبة الحمل الميت إلى الحمل الحي للهيكل مدى إضاءة الهيكل. بالتالي كلما قلت هذه النسبة ، أصبح الهيكل أخف. العمارة خفيفة الوزن لها هياكل أقل تعقيدًا. نظرًا لاختلاف توافر المواد حسب المنطقة ، تختلف قوانين ومبادئ التصميم خفيف الوزن من موقع إلى آخر.
الجسر المعلق ذو الكابلات المشدودة أخف بكثير من الجمالون ، والجمالون أخف بكثير من جسر العارضة الصندوقية الخرسانية. يمكن للاختلافات في درجات الحرارة وأحمال الرياح الشديدة والثلوج أن تعرقل الإنشاءات خفيفة الوزن ، على الرغم من أنها يمكن أن تصمد أمام الزلازل. كثيرًا ما ترتبط هذه الإنشاءات بارتفاع تكاليف العمالة والاستخدام العشوائي للموارد الطبيعية. إلى جانب البناء المعماري الخفيف الوزن ، يجب على المرء أيضًا فحص الأنواع المختلفة من عناصر الهندسة المعمارية خفيفة الوزن التي يمكن إعادة استخدامها أو إصلاحها أو حتى إعادة تدويرها في بعض أو كل أجزاء المشروع.
من وجهة نظر بيئية واجتماعية وثقافية ، تعتبر الإنشاءات الخفيفة مفيدة لمجتمعنا. يضمن التصميم الخفيف الوزن تقليل النفايات. من الممكن تفكيك وإعادة تدوير هذه الهياكل. تتطلب هذه الهياكل إنتاجًا وتجميعًا معقدًا ، مما يؤدي إلى زيادة فرص العمل. تساعد الهياكل المعمارية خفيفة الوزن على إنشاء بيئة معمارية لموقع معين. علاوة على ذلك ، تتمتع الإنشاءات خفيفة الوزن بوزن بصري أقل من الهياكل الكبيرة الضخمة ، مما يؤدي إلى إصدار أحكام أكثر جاذبية.
مكونات معمارية خفيفة الوزن
تشتمل البنية خفيفة الوزن على الكابلات والأغشية والأغلفة والهياكل المطوية ، فضلاً عن الأقبية والقباب المدعمة والأقواس وأنظمة الجمالون. يمكننا صنع أغشية إما من الزجاج المطلي بـ PTFE أو من المنسوجات المصنوعة من البوليستر المطلي بـ PVC. تعتبر الأسطح الطويلة للملاعب وهياكل المعارض وهياكل المداخل ومظلات حماية البيئة ومراكز التسوق المغطاة جميعها تطبيقات ممكنة لهذه الهياكل. بغض النظر عن شكل أو حجم الهياكل ، فإن الهياكل خفيفة الوزن تنقل الأحمال بنجاح.
عادة ما يكون الوزن الذاتي للهياكل منخفضًا جدًا. نتج عن هذه الهياكل مزيج من تقنية البناء المتطورة ومواد البناء خفيفة الوزن وعالية القوة. يتم الضغط على الأسطح مسبقًا للحصول على تصميمات منحنية مزدوجة أو تصميمات فريدة أخرى. تتطلب هذه أنماط قطع فريدة واهتمامًا دقيقًا بالتفاصيل أثناء إنشاء الهيكل. لديهم كاريزما حديثة ومظهر مبهج.
مواد خفيفة الوزن
يُزعم أن الجرافين هو أحد أقوى المواد في العالم. اكتشف الباحثون أن الجرافين ثلاثي الأبعاد أقوى من الجرافين ثنائي الأبعاد. كما ابتكروا طريقة لتحويل الجرافين ثنائي الأبعاد إلى جرافين ثلاثي الأبعاد عن طريق إنشاء مادة جديدة بخصائص تشبه الإسفنج. إنه أقوى بعشر مرات من الفولاذ وبكثافة فولاذية تبلغ 5٪. الميكراتيس المعدني هو أخف مادة هيكلية على الكرة الأرضية ، بكثافة 0.9 جرام لكل سنتيمتر مكعب. إنه مصنوع من أنابيب النيكل الفوسفور ويستخدم في الغالب في صناعات السيارات والطيران.
Carbyne هو نوع جديد من الكربون تم اكتشافه في عام 2016. تم الإبلاغ عن هذه المادة لتكون أكثر متانة من الجرافين. هذه المادة أقوى بمرتين من الأنابيب النانوية الكربونية وهي الأقوى بين جميع المواد. يجب أن تكون المواد الأخف وزنا. إنه أقل كثافة من الستايروفوم ، ويزن 180 جرامًا لكل متر مكعب ، ويأتي بأشكال وأحجام متنوعة.
بناء منزل خفيف الوزن
بالمقارنة مع طرق البناء النموذجية ، يستخدم بناء المنزل خفيف الوزن مجموعة متنوعة من التقنيات. جودة المنزل مضمونة وهو مبني ليتوافق مع قواعد كود البناء. نهج فريد لتشييد المباني هو العمارة خفيفة الوزن. يمكننا تخصيص المواد من مجموعة متنوعة من المواد مثل الألياف والمعادن والبوليمرات ورقاقات الخشب وجزيئات الطين. من خلال تجنب القوالب والأطر ، يمكن للهيكل أن يتكيف مع المواقف المختلفة بمفرده. تساعد مبادئ الفيزياء المتعلقة بخفة الهيكل في تحديد بعض قرارات التصميم.
تعتبر ظروف الأرصاد الجوية للموقع ، بالإضافة إلى قوى الجاذبية ، جزءًا من سياق الموقع.
المرحلة الأولية في تحديد الهيكل هي تحديد تركيبة المادة. نأخذ في الاعتبار الصوتيات والظروف المناخية وتهديدات الحرائق والاهتزازات وعوامل أخرى عند بناء منزل بهندسة معمارية خفيفة الوزن بالإضافة إلى الأحمال الحية وأحمال الرياح وضغط الجاذبية. أثناء بناء هذه المنازل ، يبقى استهلاك الطاقة عند الحد الأدنى. هذه المفاهيم يمكن أن تؤدي إلى حلول تصميم جديدة. يمكننا تحديد مقاومة الاهتزاز من خلال صلابة المواد والاتصال بينها.
على عكس الافتراض الشائع ، يسير العزل الصوتي والكتلة المرئية جنبًا إلى جنب عندما يتعلق الأمر بمنع الصوت من المرور. على الرغم من نجاح هذه الطريقة ، إلا أن حظر الهياكل التي تنقل الأصوات يعد طريقة أكثر فاعلية. تهوية وعزل المناطق مهمان للراحة الحرارية في هذه المنازل. عند اختيار المواد ، يجب أن يكون استهلاك الطاقة ، ونقل الحرارة ، والرطوبة ، وعوامل أخرى مصدر القلق الرئيسي. تركز مواد مثل الزجاج أو البلاستيك على ضوء الشمس في الاتجاهات المرغوبة من قبل المصمم والمستخدم.
قد يتم إنتاج بعض عناصر الهيكل بكميات كبيرة. عند مقارنتها بالهندسة المعمارية الضخمة النموذجية ، فإن عملية البناء الكاملة للهندسة المعمارية خفيفة الوزن تتطلب جهودًا أقل. قد نتجنب قوالب لأشكال معينة للسماح للمواد بالتشكل تلقائيًا حسب سياق وظروف الموقع الطبيعي. حيثما أمكن ، يشجع الخبراء تكامل المواد في جميع الأوقات. على سبيل المثال ، لتجنب استخدام الإطارات المزدوجة لبناء الجدران ، يمكننا دمج الإطارات لبناء الجدار.
مزايا العمارة خفيفة الوزن
يقلل استخدام هذه الهندسة المعمارية من تكلفة نقل المواد. نتيجة لذلك ، زادت سرعة البناء. ينتج عن هذه العمارة هياكل أكثر ملاءمة وقابلية للتكيف للاستخدام. الغرف في هذا النوع من الهندسة المعمارية عبارة عن كائنات خفيفة الوزن غير معقدة يمكن شراؤها جاهزة في متجر بدلاً من بنائها من الصفر.
أخيرًا، الميزة الأساسية للهندسة المعمارية خفيفة الوزن هي تعدد استخدامات الهيكل من حيث المنفعة. لا يتطلب الأمر سوى القليل من الجهد لتبديل الأماكن والغرف ، وليس هناك حاجة لاستخدام مساحة معينة لمهمة معينة. يسهل فتح الأسقف والواجهات على الأشخاص إجراء التحسينات بأنفسهم. هناك خدمات يمكننا تغييرها بسهولة مثل إمدادات المياه والصرف الصحي والكهرباء وما إلى ذلك.
اقرأ المزيد على INJ Architects:
طريقة تحليل الموقع والتصميم المعماري قبل البدء في تصميم المشروع المعماري