الواجهة المزدوجة هي نظام ذكي يجمع بين طبقتين من غلاف المبني بينهما ممر فرعي من الهواء يتراوح من (15- 200سم) في معظم الأحيان، وقد يكون مقسم إلى أجزاء أو غير مقسم وغالباً ما تستخدم أدوات التظليل الشمسية بين جزئي الغلاف، والذي بدوره يخلق فرصاً لتعظيم ضوء النهار وتحسين أداء الطاقة.
يوضح شكل (1) دور الواجهات المزدوجة في التكيف مع التغيرات المناخية للفصول الأربعة.
 |
| شكل (1) نظام الواجهات المزدوجة كنظام ذكي مع أختلاف فصول السنة |
ففي فصل الصيف تعمل الواجهة المزدوجة على التقليل من اكتساب الحرارة من الشمس مما يساعد على تخفيف الحمل الحراري ضد الغلاف الداخلي عن طريق تجويف التهوية بين الطبقتين، أما في فصل الشتاء فتعمل الواجهة المزدوجة كمنطقة عازلة بين المبنى والبيئة الخارجية وتقلل من فقدان الحرارة وتحسن من قيمة معامل انتقال الحرارة. كما في شكل (1).
قد استخدمت آليات التحكم الذكي في معظم المباني لتنظيم قبول الهواء في التجويف تلقائياً، أو إغلاقه لإنشاء منطقة عازلة للحرارة .
ويحمل نظام الواجهات المزدوجة في طياته العديد من التصنيفات, وقد تم الجمع بين أهم هذه التصنيفات والتي تدعم نقطة البحث, من خلال المخطط الموضح بشكل (2).
 |
| شكل (2) تصنيفات DFS تبعاً للأنواعه الرئيسية ونوع التهوية المتبعة وأنظمة حركة الهواء داخل التجويف |
1. الأنواع الرئيسية للواجهات المزدوجة
تتضمن دراسة تصنيف الواجهات المزدوجة تبعاً للمخطط السابق والتي تعتمد على تقسيمات الواجهة الزجاجية, والتي تم تصنيفها إلى خمسة أنواع نفصلها فيما يلي:
1.1. الواجهات الصندوقية Box Façade
في هذا النوع يتم تقسيم الواجهة إلى عدة تقسيمات أفقية ورأسية على شكل صناديق صغيرة منفصلة عن بعضها البعض, وتحتوي على فتحات لسهولة تمرير الهواء النقي. كما هو موضح بشكل (3).
 |
| شكل (3) نظام الواجهات المزدوجة الصندوقية Box Façade |
يعتبر مبنى One River Terrace هو أول مبنى سكني في نيويورك يحقق تصنيف LEED بلاتينيوم، ويُغلَف المبنى بواجهة زجاجية مزدوجة DSF من نوع النافذة الصندوقية، والتي تشتمل على تجويف من 5أجزاء مع زجاج خارجي مفرد معزز للحرارة ووحدة زجاجية مطلية بعازل أقل من الداخل.
توفر ستارة الهواء الخارجية حاجزًا حراريًا يمكن أن يختلف بإختلاف فصول السنة, وفتحات تشغيل قابلة للتشغيل، بالإضافة لستائر التحكم الشمسي الموجودة بداخل تجويف DSF التي يمكن تشغيلها يدوياً من داخل المسكن.
2.1. واجهة الهياكل الصندوقية Shaft Box Facade
تعتمد فكرتها على الإستفادة من فروق الضغط وديناميكية حركة الهواء, حيث يتحرك الهواء في عمود رأسي يصل عادة إلى عدة أدوار تحت ضغط وسرعة مرتفعة إضافة إلى الفرق في درجات الحرارة، ليسحب الهواء من داخل الفراغ بنظرية الضغط السالب، وتعتمد تهوية الفراغات على التهوية العرضية.
 |
| شكل (5) نظام واجهات الهياكل الصندوقيه Shaft Box Facade |
يوجد في هذا النوع من الواجهات مجموعة من عناصر النافذة الصندوقية التى تقع في الواجهة, وتتصل بواسطة أعمدة رأسية توجد بالواجهة، حيث تتضمن هذه الأعمدة تأثير المدخنة Stack Effect، كما يوضح شكل (5).
ومن أمثلة المباني التي تعمل بنظام واجهات الهياكل الصندوقية Shaft Box Façade مبنى ARAG Tower، الطبقة الداخلية من تلك الهياكل من الزجاج العازل للحرارة Thermally broken، أما الطبقة الخارجية فمن الزجاج المفرد وتتيح التهوية الطبيعية مع الفتحات الكهروميكانيكية، وبينهما ممر 60 سم موضوع بداخله أجهزة الحماية من أشعة الشمس.
 |
| شكل (6) مبنى ARAG Tower كمثال لنظام واجهات الهياكل الصندوقية Shaft Box Façade |
3.1. واجهة ممر الهواء Corridor Facade
في هذا النوع من الواجهات يكون الفراغ المتوسط بين الواجهة الخارجية والداخلية مقسم أفقياً في مستوى الدور، ويمكن أن تضاف تقسيمات رأسية عند الحاجة لأسباب العزل الصوتي أوالحماية من الحريق أو في حالة الحاجة لوضع فتحات للتهوية الميكانيكية.
.jpg "نظام الواجهات المزدوجة (ممر الهواء Corridor Facade)") |
| شكل (7) نظام الواجهات المزدوجة (ممر الهواء Corridor Facade) |
وتوضع فتحات دخول الهواء وخروجه في الممرات قطرياً، لكى يمنع ذلك الهواء المستخدم من أحد الأدوار أن يدخل الدور الأعلى منه مباشرة. كما يوضح شكل (7).
من المباني الحاصلة على excellent من نظام BREEAM ويتميز بكفاءة الطاقة وضوء النهار والتهوية الطبيعية مبنى مركز Manchester Civil Justice, حيث يعتمد على نظام ممر الهواء في التهوية.
 |
| شكل (8) مبنى Manchester Civil Justice Centre كمثال لنظام ممر الهواء Corridor Facade |
4.1. الواجهة متعددة الطوابق Multi Story Facade
تعتمد فكرة هذه الواجهات على وجود فراغ هوائي غير مقسم بين الغلاف الخارجي والداخلي, ويتم عمل فتحات تهوية كبيرة في أسفل وأعلى الواجهة تسمح للهواء بالدخول والخروج بين طبقتي الواجهة،كما بشكل (9).
 |
| شكل (9) نظام الواجهات المزدوجة متعدد الطوابق Multi Story Façade |
يعتبر مبنى 2331 EUR CENTER بروما من أمثلة المباني المتبعة لنظام الواجهة المزدوجة متعدد الطوابق, كألية للتهوية الطبيعية كما يوضح الشكل (10).
 |
| شكل (10) مبنى 2331 EUR CENTER كمثال لنظام المتعددة الطوابق Multi Story Facade |
5.1. الواجهة ذات شرائح التهوية Louvers Facade
تتكون هذه الواجهة من شرائح دوارة شفافة تعمل بمحرك, فعند إغلاق هذه الشرائح تعمل كواجهة مغلقة, أما في حالة فتحها فتسمح الشرائح بزيادة التهوية من خلال الغلاف الهوائي بين طبقات الغلاف Air Cavity .كما يوضح شكل (11).
 |
| شكل (11) مبنى 2331 EUR CENTER كمثال لنظام المتعددة الطوابق Multi Store Facade |
وقد حصل مبنى المكتبة العامة في كامبرج على LEED فضي في عام 2012، لما يتميز به من معالجات توفر أقصى قدر من الشفافية ليصبح المبنى جزءًا من الحديقة مع مراعاة بيئتة. كما يوضح شكل (12).
 |
| شكل (12) مبنى Cambridge Public Library كمثال لنظام الواجهة ذات شرائح التهوية |
2. أنواع الواجهات المزدوجة تبعاً لحركة الهواء
وتعتمد الواجهات المزدوجة DSF في تدفق الهواء بداخلها concept Airflow من وإلى الفراغات على ثلاثة أنظمة تختلف إختلافًا كبيرًا فيما يتعلق بطريقة التهوية وقدرتها على تقليل إجمالي إستهلاك الطاقة وحركة الهواء خلالها؛ والتي تشمل: نظام Buffer System ونظام Extract-Air System ونظام Twin-Face System، كما يوضح الشكل (13).
 |
| شكل (13) أنظمة الواجهات المزدوجة تبعاً لحركة وتدفق الهواء بداخلها Concept Airflow |
1.2. نظام التجويف العازل Buffer System
يعتمد هذا النظام على مبدأ الفصل بين داخل المبنى وخارجه حيث يعمل التجويف كعازل يمنع إنتقال الحرارة بينهما, مع إمكانية التخلص من الحرارة المحبوسة بداخله في فصل الصيف من خلال تأثير المدخنة Stack effect.
يوضح المثال التالي بشكل (14) مبنى جامعة Loyola بشيكاغو, الحاصل على LEED فضي حيث يعتمد على نظام Buffer في توفير العزل الحراري خلال أشهر الشتاء البارد, ويوجد بداخل تجويف الواجهة المزدوجة ستائر أفقية رباعية من جهة الخارج للتخفيف من وهج الشمس عند الحاجة.
 |
| شكل (14) مبنى Loyola
University Chicago يوضح فكرة عمل Buffer System |
2.2. نظام استخراج الهواء Extracted System
يعتمد هذا النظام على الاستفادة من الحرارة المحصورة داخل التجويف عن طريق إعادة استخدامها في أنظمة التدفئة والتهوية والتكييف HVAC ليعمل التجويف بمثابة عادم للهواء، وبالتالي فإن الفراغ المتواجد بين طبقات الزجاج يعتبر جزءاً من نظام تكييف الهواء للمبنى.
ويتم إمتصاص الهواء من داخل التجويف بإستخدام مراوح وبالتالي يقوم بتهدئة الطبقة الداخلية للزجاج بينما تقلل الطبقة الخارجية العازلة من فقدان الحرارة. كما يوضح المثال بشكل (15) .
 |
| شكل (15) مبنى Bürogebäude Felbermayr, Salzburg, Austria يوضح فكرة عمل Extracted System |
3.2. نظام الوجه المزدوج Twin Face System
يعتمد هذا النظام على مضاعفة طبقات الزجاج الداخلي لتكون من الزجاج المزدوج بينما تكون الطبقة الخارجية من الزجاج المفرد, كما أنه يعتمد على نوافذ قابلة للتشغيل الخارجي والداخلي والتي تسمح للتهوية الطبيعية بالإنتشار داخل التجويف ومنه إلى داخل المبنى. ويوضح شكل (16) مثالاً على هذا النظام.
 |
| شكل (16) مبنى The CCBR building in University of Toronto, Canada يوضح فكرة Twin Face System |
مما سبق نستنتج أن التهوية الطبيعية تتم بشكل جيد في الواجهة المزدوجة، حيث يؤدي الزجاج الخارجي إلى خلق طبقة من الهواء بجوار الجدار الخارجي للمبنى الذي لا يتأثر عادةً بسرعة الرياح.
حيث أن التجويف الموجود بين طبقتي الواجهة يعمل كمنطقة عازلة مع استخدام النوافذ القابلة للتشغيل في الزجاج الخارجي مما يدعم التهوية الطبيعية. كما أن أنظمة التظليل التي يتم دمجها داخل التجويف تدعم الاستجابة لحركة الشمس, لتعمل تلقائياً أو تحت سيطرة المستخدم, وبشكل عام فإن الواجهة المزدوجة تدمج الكثير من إستراتيجيات التصميم السلبية مثل ضوء النهار ، وكسب الحرارة الشمسية والعزل.
 في معظم الأحيان، وقد يكون مقسم …){kind=link}
تعليقات
إرسال تعليق