نماهای شیشه‌ای یکی از پرطرفدارترین انتخاب‌ها در معماری مدرن هستند. زیرا، نور طبیعی را وارد ساختمان می‌کنند و ظاهری زیبا و چشمگیر به آن می‌بخشند. با این حال، این نوع نما چالش‌های زیست محیطی قابل توجهی را نیز به همراه دارد. استفاده زیاد از شیشه در ساختمان‌ها می‌تواند منجر به افزایش دمای داخلی ساختمان و افزایش نیاز به سیستم‌های خنک‌کننده شود. معضل نمای شیشه ای و گرمایش جهانی مصرف انرژی را افزایش می‌دهد و درنهایت به گرم شدن کره زمین می‌انجامد. درنتیجه، معماران و مهندسان به دنبال راه‌حل‌های پایدار برای کاهش اثرات زیست محیطی نمای شیشه‌ای رفته‌اند.

مشکل نمای شیشه ای و گرمایش جهانی

کشورهای جهان اخیرا با گرم‌ترین تابستان‌های تاریخ خود روبرو هستند. این موضوع بحث‌های جدیدی را در مورد بحران آب‌وهوا و نقش صنعت طراحی و ساخت‌وساز در ارائه راه‌حل‌هایی برای کاهش تاثیر گرمای شدید در زندگی روزمره ما به راه انداخته است.
در حالی که برخی از مناطق به طور سنتی از روش‌های خنک‌کننده غیرفعال، مصالح محلی و سبک‌های معماری مناسب برای دماهای بالا استفاده می‌کنند، برخی دیگر هنوز در حال بررسی نوآوری‌های تکنولوژیکی هستند که راحتی انسان، جذابیت، زیبایی‌شناختی و بهره‌وری انرژی را در اولویت قرار دهد.
از نظر تاریخی، تاکید معماری مدرن بر سازه‌های شیشه‌ای اغلب منجر به این تصور می‌شود که این طرح‌ها فضایی ناراحت‌کننده و بیش از حد گرم را به وجود می‌آورند. با این حال، تولیدکنندگان شیشه امروزی نشان داده‌اند که اگر شیشه به‌درستی کار کند و نصب شود، کاملا همه‌کاره و کارآمد است و آسایش ساکنان را به خطر نمی‌اندازد. به طوری که مشکل نمای شیشه ای و گرمایش جهانی کاملا از میان می‌رود.

مشکل نمای شیشه ای و گرمایش جهانی در آسمان‌خراش‌های تمام شیشه‌ای

معماران و مهندسان برجسته در مورد پایداری آسمان‌خراش‌های تمام شیشه‌ای هشدار می‌دهند. آن‌ها استدلال می‌کنند که خنک کردن آن‌ها در مواجهه با شرایط اضطراری آب و هوایی بسیار دشوار و پرهزینه است. سیمون استورگیس، مشاور دولت و اداره لندن بزرگ و رئیس گروه پایداری موسسه سلطنتی معماران بریتانیا، به‌صراحت بیان کرد: «اگر در شرایط اضطراری آب و هوایی گلخانه می‌سازید، کار بسیار عجیبی می‌کنید!» او تاکید می‌کند که نمای شیشه‌ای استاندارد برای خنک شدن به انرژی قابل توجهی نیاز دارد که به انتشار کربن قابل توجهی می‌انجامد.

جذابیت ساختمان‌های شیشه‌ای

ساختمان‌های شیشه‌ای، از سازه‌های نمادین مانند شارد گرفته تا مراکز خرید و پارک‌های صنعتی، معماران و مشتریان را مجذوب خود کرده‌اند. آن‌ها مناظر خیره‌کننده، نور طبیعی فراوان و زیبایی مدرن را ارائه می‌دهند. با این حال، همان‌طور که بسیاری در طول موج گرمای رکوردشکنی اخیر بریتانیا کشف کرده‌اند، نور خورشید که فضای داخلی را روشن می‌کند، گرما را در فضاهای دربسته نیز به دام می‌اندازد و یک «اثر گلخانه‌ای» ناراحت‌کننده ایجاد می‌کند.
به طور سنتی، تهویه مطبوع راه‌حلی برای حل معضل نمای شیشه ای و گرمایش جهانی بوده است. با این حال، این رویکرد مملو از مشکلات خاص خود است. طبق گزارش آژانس بین‌المللی انرژی، حدود 40 درصد از انتشار دی‌اکسید کربن جهانی از ساخت‌وساز، گرمایش، سرمایش و تخریب ساختمان‌ها ناشی می‌شود. به طوری که مصرف انرژی برای سرمایش از سال 2000 دو برابر شده است و در حال حاضر حدود 14 درصد از کل مصرف انرژی را تشکیل می‌دهد.

مقررات دولتی برای حل نمای شیشه ای و گرمایش جهانی

شهردار نیویورک، بیل دی بلازیو اخیرا ممنوعیت ساختمان‌های تمام شیشه‌ای و ملزم ساختن سازندگان به بازسازی سازه‌های موجود برای بهبود بهره‌وری انرژی را پیشنهاد کرد. اما این ممنوعیت بعدا برای رسیدگی به استفاده بیش از حد از شیشه و فولاد معوق شد. در همین حال، صدیق خان، شهردار لندن، ابتکار عمل مشابه برای پایتخت بریتانیا را رد کرده است.
مارتین فاهی، رئیس بخش پایداری میتسوبیشی الکتریک، هشدار می‌دهد که افزایش دما سیستم‌های تهویه مطبوع را مجبور به کار سخت‌تر از همیشه می‌کند. زیرا بیشتر تجهیزات تهویه مطبوع برای حفظ دمای داخلی 7 تا 10 درجه کمتر از دمای محیط طراحی شده‌اند.

رویکردی جدید به ارزیابی انرژی

شرکت‌های ساختمانی در آینده نزدیک موظف به ارزیابی مصرف انرژی یک ساختمان در طول چرخه عمر آن می‌شوند. این امر سرمایه‌گذاران را وادار به عمل مسئولانه‌تر می‌کند. نمای شیشه مزایای خود مانند افزایش گرمای خورشیدی در هوای سردتر را دارد، اما معماران می‌توانند با پنجره‌های کوچک‌تر هم به مزایای مشابهی دست یابند. مثلا تهویه طبیعی می‌تواند بارهای کاری تهویه مطبوع را 60 تا 70 درصد کاهش دهد. با این حال، در مراکز شهری که با آلودگی هوا و صدای ترافیک مواجه هستند، این گزینه اغلب غیرعملی است.

نوآوری در فناوری شیشه

ساختمان‌های نوآورانه مانند ساختمان Edge در آمستردام شروع به استفاده از شیشه‌های تخصصی برای حل مشکل نمای شیشه ای و گرمایش جهانی کرده‌اند. این شیشه‌ها می‌توانند برای جلوگیری از ورود نور خورشید در هوای گرم یا حتی برای تولید برق، مات‌تر شوند.
این سازه‌ها حدود 70 درصد انرژی کمتری نسبت به ساختمان‌های با شیشه معمولی مصرف می‌کنند، اما نمای شیشه‌ای در همه طرف ندارد. در عوض، دارای بازشوهای کوچک‌تری در ضلع‌های جنوبی، شرقی و غربی است تا افزایش گرما را به حداقل برسانند.

چالش بازیافت شیشه

علی‌رغم این پیشرفت‌ها، پانل‌های شیشه‌ای چندلایه هنوز هم به بحران آب‌وهوا دامن می‌زنند. زیرا تولید آن‌ها گران است و بازیافت آن‌ها بسیار دشوار خواهد بود. بنابراین برای کاهش مصرف انرژی در سرمایش، اغلب با نماهای پیچیده و سه جداره مواجه می‌شوید. اما شیشه‌های دوجداره و لمینت طول عمری در حدود 40 سال دارند. این بدان معناست که شما باید هر چهار دهه یکبار نمای ساختمان خود را تعویض کنید که پایدار محسوب نمی‌شود.
همان‌طور که گفتگو در مورد معماری پایدار ادامه دارد، واضح است که حل مشکل نمای شیشه ای و گرمایش جهانی نیاز به بررسی مجدد دارد. آینده طراحی شهری باید بهره‌وری انرژی و مسئولیت زیست محیطی را در اولویت قرار دهد. همین‌طور راه را برای ساختمان‌هایی هموار کند که نه‌تنها از نظر بصری خیره‌کننده هستند، بلکه برای ساکنانشان پایدار و راحت باقی می‌مانند.

نمونه های نمای شیشه ای و گرمایش جهانی

پیشرفت‌های اخیر در تولید شیشه، طراحان را با گزینه‌های بیشتر مانند شیشه‌های دوجداره، کنترل تابش نور و شیشه‌های بازتابنده روبرو کرده است. حتی در مکان‌هایی مانند عربستان سعودی، جایی که معماری سنتی اغلب از هرگونه منافذ برای به حداقل رساندن گرما و تابش نور پرهیز می‌کرد، تکنیک‌های ابداعی شیشه‌کاری امکان ساخت آسمان‌خراش‌های آینه‌ای چشمگیر را فراهم می‌سازد.
طرح‌های متنوعی که اکنون از صفحات شیشه‌ای کاهنده تابش و عایق استفاده می‌کنند، انعطاف‌پذیری و تطبیق‌پذیری بیشتری را ارائه می‌دهند. روند پرطرفدار نمای شیشه ای و گرمایش جهانی در نمونه‌های زیر از پروژه‌های تجاری و هتلداری گرفته تا آموزشی، فرهنگی، اداری و مسکونی کاملا مشهود است.

1. ساختمان آرشیو تاریخی کلن

طراح: Waechter + Waechter Architekten
نمای ساختمان آرشیو تاریخی کلن با تغییر رنگ‌های برنزی معماری و بازی دائما در حال تغییر نور و سایه است. این امر کمک قابل توجهی به برآورده کردن بازده انرژی بالا و نیازهای حفاظتی برای اقلیم محیطی به روشی کاملا پایدار می‌کند.

2. ساختمان La Samaritaine

طراحان: SANAA + LAGNEAU Architectes + Francois Brugel Architectes Associes SRA Architectes
ساختمان La Samaritaine برای تقویت بیشتر ادغام طراحی جدید خود در بافت شهری، محیط اطراف را در نمای شیشه‌ای خود منعکس و دگرگون می‌کند. به طوری که ترکیبی ظریف از تاریخی و مدرن بودن را در سطح نمای خود ایجاد کرده است.

3. باغ گیاه‌شناسی Tropicario Bogotá

طراحان:DARP + De Arquitectura y Paisaje
باغ گیاه‌شناسی Tropicario Bogotá مشکل نمای شیشه ای و گرمایش جهانی را از طریق سیستم‌های کنترل دمای غیرفعال حل می‌کند که نیازی به سیستم‌های تهویه مکانیکی ندارند. این امر با استفاده از شیشه‌هایی با ضخامت‌ها و فیلترهای گوناگون و سیستم‌های خودکار برای باز کردن برخی مناطق به منظور کنترل دما حاصل شده است.

4. موزه انبار Boijmans Van Beuningen

طراح: MVRDV
نمای ساختمان موزه انبار Boijmans Van Beuningen از شیشه انعکاسی پوشیهده شده است تا به طور کامل با محیط اطراف خود یکپارچه شود. علیرغم اینکه اندازه بسیار بزرگ و قریب به 15000 مترمربعی دارد. این نما به محیط اطراف خود جان می‌بخشد و در عین حال روابط قوی با پارک و ساختمان‌های مجاور برقرار می‌کند.

5. مسافرخانه هیلتون گاردن در بروکلین - بوستون

طراح: CambridgeSeven
پانل‌های شیشه‌ای خراشیده در نمای مسافرخانه هیلتون گاردن در بروکلین، یک شیب بصری از بافت‌ها و انعکاس‌های اطراف ایجاد می‌کنند. امری که باعث کاهش تابش خیره‌کننده، کاهش گرمای ناخواسته و برخورد پرندگان می‌شود. یک مشکل رایج که در ساختمان‌های با نمای شیشه‌ای وجود دارد.

6. خانه شیشه‌ای

طراح: Max Núñez
خانه شیشه‌ای یک مورد عالی از حل معضل نمای شیشه ای و گرمایش جهانی است. بلوک شیشه‌ای استفاده شده، این ویژگی را دارد که سطح داخلی آن خط‌دار است. به طوری که از عبور مستقیم اشعه خورشید جلوگیری می‌کند و باعث کاهش تابش مستقیم آن روی برگ‌ها می‌شود.

7. برج اداری سنترال پارک

طراح: GROUP A
پارک سرپوشیده دوطبقه سنترال پارک توسط یک نمای شیشه‌ای احاطه شده است که پارک را مانند یک پرده مواج در بر می‌گیرد. اینجا مکانی برای گرد هم آمدن کارمندان و استراحت آن‌ها است تا جلسات تبادل نظر داشته باشند کنند یا در یک رویداد اکوسیستمی و منحصر به فرد مشرف به شهر شرکت کنند. فناوری هوشمند با نماهای هوشمند و حسگرهای نور به آب‌وهوای مطبوع داخل ساختمان و راحتی کاربران آن کمک شایانی می‌کند.

8. دفتر کاری Gare Maritime

طراحان: Neutelings Riedijk Architects + Bureau Bouwtechniek
معضل نمای شیشه ای و گرمایش جهانی در دفتر کاری Gare Maritime در خیابان پیکارد با نصب سلول‌های خورشیدی و 17000 مترمربع پنل‌های خورشیدی بر روی پشت‌بام‌ها حل شده است. ضمنا در تمام سطوح، اقدامات پایداری گسترده‌ای مانند انرژی زمین‌گرمایی و استفاده مجدد از آب باران به مرحله اجرا در آمده است.

9. برج سنت گوبین

طراح: Valode & Pistre
سازگاری شیشه SageGlass برج سنت گوبین یک راه‌حل پایدار و زیبایی‌شناختی با توجه به شرایط خارجی است که نیاز به کرکره یا پرده را برطرف می‌کند. این نما برای عملکرد بهتر از یک الگوریتم پیشرفته پیش‌بینی نور روز با در نظر گرفتن دما، روشنایی، شلوغی ساختمان، اندازه پنجره، زمان روز، فصل، جهت ساختمان، زاویه خورشید و شرایط آسمان برای تنظیم دقیق رنگ برای شرایط بهینه استفاده می‌کند.
این امر امکان به حداقل رساندن تابش خیره‌کننده را بدون نیاز به دستگاه‌های سایه‌بان فراهم می‌آورد. در حالی که همچنان میزان نور طبیعی را بهینه می‌سازد تا نیاز به نور مصنوعی و مصرف انرژی را کاهش دهد.

10. دفتر مرکزی بلوز

طراح: Dehsar Works
دفتر مرکزی بلوز از یک نمای شیشه‌ای دوجداره برای کاهش پدیده نمای شیشه ای و گرمایش جهانی بهره می‌برد. در ضمن رابطه بهتری را بین فضای داخلی و خارجی ساختمان به وجود می‌آورد.

11. ساختمان اداری مرکاتور وان

طراح: شرکت معماری هادی تهرانی
شرکت معماری هادی تهرانی از شیشه کنترل خورشیدی عایق سه‌گانه را به دلایلی مانند عایق حرارت و صدا و به عنوان ضد آفتاب طبیعی در ساختمان اداری مرکاتور وان نصب کرد. سیستم‌های سقفی پیشرفته با نورپردازی یکپارچه قادر است تا گرمایش، تهویه مطبوع، هوای تازه و آکوستیک بهبودیافته با نرخ بازیابی حرارت بیش از 80 درصد را برای ساختمان رقم بزند.

12. ساختمان اداری Etraton

طراح: گروه معماری ARK
انتخاب پانل‌های شیشه‌ای در ساختمان اداری Etraton منوط به یک فرآیند تحقیقاتی کامل بود. به‌طوری که گروه معماری ARK بر امکانات فنی، کارایی و زیبایی‌شناسی متمرکز شد تا نتیجه‌ای خنثی، بدون رنگ و بسیار بازتابنده را به وجود آورد.

13. خانه لابری

طراح: گروه معماری Nguyen Khai و همکاران
چهار غار شیشه‌ای خانه لابری همیشه مملو از نور طبیعی خورشید و باد است تا به همه ساکنان خود آرامش بدهد.

14. اقامتگاه پرستون هالو

طراح: گروه معماری Specht
ویژگی‌های طراحی پایدار در اقامتگاه پرستون هالو حول حذف بهره مستقیم خورشیدی سازماندهی شده است و در عین حال مناظر وسیع را نیز امکان‌پذیر می‌کند. سقف آلاچیق بزرگ و برآمدگی‌های سقف معلق به‌گونه‌ای مدل‌سازی شده‌اند که سایه‌بان کامل غیرفعال را از آفتاب خشن دالاس در تمام اوقات روز فراهم کنند. علاوه بر این، کل نمای غربی اصلا هیچ روزنه‌ای ندارد تا پدیده نمای شیشه ای و گرمایش جهانی به حداقل برسد.

15. مینی هاوس Bac Cau

طراح: vn-a
شفافیت کامل مینی هاوس Bac Cau این امکان را فراهم می‌کند تا کاملا در فضای زمانی اسکله رودخانه اطراف محو شود.

جمع بندی

نماهای شیشه‌ای با وجود زیبایی و کارایی یکی از عوامل غیرمستقیم گرمایش جهانی هستند. استفاده از فناوری‌های روز مانند پنجره‌های دوجداره با روکش‌های منعکس‌کننده حرارت می‌تواند اثرات منفی آن را تا حد زیادی کاهش دهد. طراحی هوشمند و استفاده از آفتاب‌گیر و پنل‌های خورشیدی نیز می‌تواند مصرف انرژی را بهینه کند. درنهایت نمای شیشه ای و گرمایش جهانی باعث شده تا این کار با در نظر گرفتن تعادل بین زیبایی، کارایی و تاثیرات زیست محیطی صورت گیرد. به طوری که امکان حرکت به سمت ساخت‌وساز پایدار و کاهش اثرات گرمایش زمین را ممکن کرده است.