المواد الذكية:
02-12-2012, 05:45 PM
المواد الذكية:
• هي مواد معالجة هندسيا تشعر وتتأثر بالظروف المناخية المحيطة .
• لها خواص يمكن ان تتغير وتتعدل بشكل مسيطر عليها بـمحفزات خارجية.
• هذه المحفزات تتضمن الضوء, الحرارة , الرطوبة, قوة ميكانيكية وأيضًا المجالات الكهربية والمغناطيسية .
• كل التغيرات والتعديلات لهذه المواد قابلة للعكس حيث ينتهي التغير وتعود المادة الي حالتها الطبيعية بمجرد ان تنتهي المحفزات التي تأثر عليه.
• أنواع هذه المواد:
o مواد تتأثر بالطاقة الحرارية (( thermo-responsive materials.
o مواد تتأثر بالطاقة الضوئية(light-responsive materials) .
o (Stimulus (force) - responsive materials).
المواد التي تتأثر بالحرارة (thermo-responsive materials) :
• هي مواد تتغير نتيجة تغير في الحرارة.
• تنقسم الي :
o Thermo-chromic.
o Thermo-tropic.
o Shape memory.
Thermo-chromic materials:
• هي مدى تتغير الوانها نتيجة لتغير درجة الحرارة.
• عندما تمتص المدى الطاقة الحرارية يتغر التكوين الجزئي للمادة ويترتب على ذلك تغير الانعكاس الضوئي للمادة وبالتالي يتغير لون المادة بشكل مؤقت .
• هناك عديد من مركبات الthermo-chromic ولكن اكثرهم شيوعا هم:
o Thermo-chromic liquid crystals.
o Leucodyes
تطبيقات مادة thermo-chromic المعمارية:
نوافذ : (thermo-chromic windows) thermo-chromic
• نتيجة لتغيردرجة الحرارة المحيطة للمبنى تتغير ألوان شرائح ال thermo-chromic تكوينها الداوعي وبالتالي تغير الوانها الى درجة أكثر عتمة وبالتالي تحجب كثير من الأشعة تحت البنفسجيةوتقليل الانتقال الحراري داخل الفراغ.
• توفر أكثر من 30% من الطاقة عن انظمة النوافذ الطبيعية.
مثل على نوافذ الthermo-chromic:
دهانات (thermo-chromic paints) thermo-chromic:
• هي دهانات تغير الوانها اعتمادا على درجة الحرارة الخارجية .
• بناءا على كثير من الدراسات التي قامت بها جامعة أثينا أن تطبيق هذه الدهانات يوفر بيئة مريحة حراريا موفرة لاستهلاك الطاقة .
مثل على thermo-chromic paints
Thermo-tropic materials:
• نتيجة لتغيرفي درجة الحرارة تغير المادة من خصائصها مثل الاتصال الحراري, النفاذية,التمدد الحجمي , القدرة على الذوبان.
• عندما تتعرض مواد الthermo-tropics للحرارة تغير من تركيبها الجزيئية وبالتالي التغير المؤقت في الخصائص.
• بالرغم من تشابه التركيبة الجزيئية لمواد الthermo-tropic لكن وجود كثير من الانظمة مثل السقف ,عناصر الوجهات , النوافذ.....إلخ.
التطبيقات المعمارية لمواد thermo-tropic:
نوافذ (thermo-tropic windows) thermo-tropic:
• تعد من أشهَر النوافذ الذكية واكثرهم استخداما حاليا ذلك لأن مستوى الرؤية من هذة النوافذ يعتمد مباشرةعلى تغيرالمناخ الخارج.
• عندما تزيد درجة حرارة المادة عن حد معيَّن تصبح طبقة الthermo-tropic أبيض حليبي وتعكس نسبة كبيرة من الحدث الواقع عليها .
• بالتالي في فترة الشتاءتسمح هذة النوافذ بمرور كمية كبيرة من الضوء والحرارة ألا المبنى.
مثل على نوافذ الthermo-tropic
Shape memory materials:
• هي مواد تتغير طبيعتها من مدى صلبة الى مادة مرنا عندما تتعرض لطاقة حرارية, وعندما يزول المحفز الحراري تعود المادة اللى طبيعتها الصلبة.
• ينقسم اللى قسمان رئيسين لكل منهم خصائص في تغير المرونة :
o Shape memory alloys.
o Shape memory polymers.
• أن تطبيقات هذة المادة يشمل كثير من القطاعات في الحياة حيث خفت وزن المادة ومرونة استخدمها حتى امكانية تبديل المحركات بها مما يوفر كثير من الطاقة ويقلل من التلوث الناتج عن هذة الأجهزة.
تطبيقات المعمارية لمواد shape memory :
نظام تهوية ذاتي الاستيعاب: self-accommodating ventilation systems
• يستخدم هذا النظام shape memory alloys SMA .
• حيث اختلاف في درجة الحرارة في الداخل أو الخارج يفعل shape memory alloys لتشغيل كوة التهوية.
Deployable structure
• قامت شركة cornerstone research group inc.بتطوير نظام انشائي باستخدام shape memory composites حيث تمكنها من اعادة تشكيل والتحكم فيخصائص المادة لاي شكل أو وظيفة مطلوبة.
• ساعدت خفت المادة ومرونة تشكيلهاوقدرتها في تغير حجمها من توفير كم هائل من الطاقة المستخدمة لنقل ووضع النظام الانشاي في شكله النهائي.
المواد التي تتأثر بالضوء (light-responsive materials) :
• هي مواد تتغير خصائصها بشكل مؤقت نتيجة للاختلاف فالطاقة الضوئية.
• تنقسم اللى:
o Photo-chromic
o Photo-voltaic
o Photo-luminescent
Photo-chromic materials:
• هي مواد تغير قدرتها على الانعكاس الألوان عندما تتعرض للضوء. بناءا على نسبة امتصاصها للاشعة فوق البنفسجية.
• عندما تتعرض المادة لنسبة من الاشعه فوق البنفسجية يتغير التكوين الجزيئي للمادة مما ينتج عنه تغير القدرة على الانعكاس ,وعندما ينتهي التعرض للضوء تستعيد المادة طبيعتها الشفافة
• تستطيع هذة المادة أيضًا تغير الوانها عندما تختلط بلون أساسي .
• تستخدم غالبا في النوافذ والدهانات في المبني لكن ليست شائعة فلاستخدام حيث هذه المادة تفقد استقرارها وتضعف قدرتها فيتغير الوانها فيدرجة قال حرارة المرتفعة.
Photo-voltaic:
• هي مواد لديها القدرة على توليد طاقة كهربائية من الطاقة الضوئية التي تتعرض اليها المادة .
• تمتص photo-voltaic materialsالأشعة تحت فوق البنفسجية .حيث تقوم الفوتنات بفصل الالكترونات عن الذرة تحريكها دخل المدى وبالتالي تتولد الطاقة الكهربية.
• هناك نوعا من تكنولوجيا photo-voltaic:
o Crystalline materials
o Thin film materials
• تستخدم الphoto-voltaic استخدمت عدة في العمارة مثل غشاء للنوافذ,تغطية للسقف إلخ…
Photo-luminescent:
• هي مواد لديها قدرة امتصاص للأشعة الضوئية وتحولها الى ضوء مرئي.
تستخدم في المباني بشكل مبسط حيث علامات الخروج ودليل الطوارئ عالحوائط إلخ… حيث عدم احتياجها للطاقة أو الصيانة .
Stimuli (force) - responsive materials
• هي مواد تتغير نتيجة تعرضها الى محفزات خارجية مثل الكهرباء,قوة مكانيكية ,طاقة حركية.
• تنقسم اللى
o Electro-chromatic
o Electro-strictive
o Piezo-electric
Electro-chromatic
• هي مواد لديها القدرة على تغير شفافيتها عن تعرضها اللى تيار كهربي, وتعود الل حالتها الاصلية عند توقف هذا التيار.
• تستخدم غالبا في العمارة الخضراء في النوافذ حيث قدرتها الهائلة في توفير الطاقة واعطاء الراحة الحرارية نتيجة قدرتها على تغير شفافيتها.
Electro-strictive
• هي مواد لديها القدرة على تغير حجمها نتيجة تعرضها الى تيار كهربي .
• وايضا لديها القدرة لتوليد طاقة كهربية عند استطالتها وشدها.
• تستخدم المادة فالمجالت التي تحتاج ضبط للاهتزازات لكن لاتستخدم بكثرة نتيجة تعرضها للتشوه عند استطالتها.
Piezo-electric
• هي مواد تولد طاقة نتيجة تعرضها إلى ضغط مكانيكي .
• هي تشبه مواد .electro-strictive
• لا تستخدم معماريا نتيجة تشوها عند تعرضها الي الضغط الميكانيكي المطلوب لتوليد الطاقة.
• هي مواد معالجة هندسيا تشعر وتتأثر بالظروف المناخية المحيطة .
• لها خواص يمكن ان تتغير وتتعدل بشكل مسيطر عليها بـمحفزات خارجية.
• هذه المحفزات تتضمن الضوء, الحرارة , الرطوبة, قوة ميكانيكية وأيضًا المجالات الكهربية والمغناطيسية .
• كل التغيرات والتعديلات لهذه المواد قابلة للعكس حيث ينتهي التغير وتعود المادة الي حالتها الطبيعية بمجرد ان تنتهي المحفزات التي تأثر عليه.
• أنواع هذه المواد:
o مواد تتأثر بالطاقة الحرارية (( thermo-responsive materials.
o مواد تتأثر بالطاقة الضوئية(light-responsive materials) .
o (Stimulus (force) - responsive materials).
المواد التي تتأثر بالحرارة (thermo-responsive materials) :
• هي مواد تتغير نتيجة تغير في الحرارة.
• تنقسم الي :
o Thermo-chromic.
o Thermo-tropic.
o Shape memory.
Thermo-chromic materials:
• هي مدى تتغير الوانها نتيجة لتغير درجة الحرارة.
• عندما تمتص المدى الطاقة الحرارية يتغر التكوين الجزئي للمادة ويترتب على ذلك تغير الانعكاس الضوئي للمادة وبالتالي يتغير لون المادة بشكل مؤقت .
• هناك عديد من مركبات الthermo-chromic ولكن اكثرهم شيوعا هم:
o Thermo-chromic liquid crystals.
o Leucodyes
تطبيقات مادة thermo-chromic المعمارية:
نوافذ : (thermo-chromic windows) thermo-chromic
• نتيجة لتغيردرجة الحرارة المحيطة للمبنى تتغير ألوان شرائح ال thermo-chromic تكوينها الداوعي وبالتالي تغير الوانها الى درجة أكثر عتمة وبالتالي تحجب كثير من الأشعة تحت البنفسجيةوتقليل الانتقال الحراري داخل الفراغ.
• توفر أكثر من 30% من الطاقة عن انظمة النوافذ الطبيعية.
مثل على نوافذ الthermo-chromic:
دهانات (thermo-chromic paints) thermo-chromic:
• هي دهانات تغير الوانها اعتمادا على درجة الحرارة الخارجية .
• بناءا على كثير من الدراسات التي قامت بها جامعة أثينا أن تطبيق هذه الدهانات يوفر بيئة مريحة حراريا موفرة لاستهلاك الطاقة .
مثل على thermo-chromic paints
Thermo-tropic materials:
• نتيجة لتغيرفي درجة الحرارة تغير المادة من خصائصها مثل الاتصال الحراري, النفاذية,التمدد الحجمي , القدرة على الذوبان.
• عندما تتعرض مواد الthermo-tropics للحرارة تغير من تركيبها الجزيئية وبالتالي التغير المؤقت في الخصائص.
• بالرغم من تشابه التركيبة الجزيئية لمواد الthermo-tropic لكن وجود كثير من الانظمة مثل السقف ,عناصر الوجهات , النوافذ.....إلخ.
التطبيقات المعمارية لمواد thermo-tropic:
نوافذ (thermo-tropic windows) thermo-tropic:
• تعد من أشهَر النوافذ الذكية واكثرهم استخداما حاليا ذلك لأن مستوى الرؤية من هذة النوافذ يعتمد مباشرةعلى تغيرالمناخ الخارج.
• عندما تزيد درجة حرارة المادة عن حد معيَّن تصبح طبقة الthermo-tropic أبيض حليبي وتعكس نسبة كبيرة من الحدث الواقع عليها .
• بالتالي في فترة الشتاءتسمح هذة النوافذ بمرور كمية كبيرة من الضوء والحرارة ألا المبنى.
مثل على نوافذ الthermo-tropic
Shape memory materials:
• هي مواد تتغير طبيعتها من مدى صلبة الى مادة مرنا عندما تتعرض لطاقة حرارية, وعندما يزول المحفز الحراري تعود المادة اللى طبيعتها الصلبة.
• ينقسم اللى قسمان رئيسين لكل منهم خصائص في تغير المرونة :
o Shape memory alloys.
o Shape memory polymers.
• أن تطبيقات هذة المادة يشمل كثير من القطاعات في الحياة حيث خفت وزن المادة ومرونة استخدمها حتى امكانية تبديل المحركات بها مما يوفر كثير من الطاقة ويقلل من التلوث الناتج عن هذة الأجهزة.
تطبيقات المعمارية لمواد shape memory :
نظام تهوية ذاتي الاستيعاب: self-accommodating ventilation systems
• يستخدم هذا النظام shape memory alloys SMA .
• حيث اختلاف في درجة الحرارة في الداخل أو الخارج يفعل shape memory alloys لتشغيل كوة التهوية.
Deployable structure
• قامت شركة cornerstone research group inc.بتطوير نظام انشائي باستخدام shape memory composites حيث تمكنها من اعادة تشكيل والتحكم فيخصائص المادة لاي شكل أو وظيفة مطلوبة.
• ساعدت خفت المادة ومرونة تشكيلهاوقدرتها في تغير حجمها من توفير كم هائل من الطاقة المستخدمة لنقل ووضع النظام الانشاي في شكله النهائي.
المواد التي تتأثر بالضوء (light-responsive materials) :
• هي مواد تتغير خصائصها بشكل مؤقت نتيجة للاختلاف فالطاقة الضوئية.
• تنقسم اللى:
o Photo-chromic
o Photo-voltaic
o Photo-luminescent
Photo-chromic materials:
• هي مواد تغير قدرتها على الانعكاس الألوان عندما تتعرض للضوء. بناءا على نسبة امتصاصها للاشعة فوق البنفسجية.
• عندما تتعرض المادة لنسبة من الاشعه فوق البنفسجية يتغير التكوين الجزيئي للمادة مما ينتج عنه تغير القدرة على الانعكاس ,وعندما ينتهي التعرض للضوء تستعيد المادة طبيعتها الشفافة
• تستطيع هذة المادة أيضًا تغير الوانها عندما تختلط بلون أساسي .
• تستخدم غالبا في النوافذ والدهانات في المبني لكن ليست شائعة فلاستخدام حيث هذه المادة تفقد استقرارها وتضعف قدرتها فيتغير الوانها فيدرجة قال حرارة المرتفعة.
Photo-voltaic:
• هي مواد لديها القدرة على توليد طاقة كهربائية من الطاقة الضوئية التي تتعرض اليها المادة .
• تمتص photo-voltaic materialsالأشعة تحت فوق البنفسجية .حيث تقوم الفوتنات بفصل الالكترونات عن الذرة تحريكها دخل المدى وبالتالي تتولد الطاقة الكهربية.
• هناك نوعا من تكنولوجيا photo-voltaic:
o Crystalline materials
o Thin film materials
• تستخدم الphoto-voltaic استخدمت عدة في العمارة مثل غشاء للنوافذ,تغطية للسقف إلخ…
Photo-luminescent:
• هي مواد لديها قدرة امتصاص للأشعة الضوئية وتحولها الى ضوء مرئي.
تستخدم في المباني بشكل مبسط حيث علامات الخروج ودليل الطوارئ عالحوائط إلخ… حيث عدم احتياجها للطاقة أو الصيانة .
Stimuli (force) - responsive materials
• هي مواد تتغير نتيجة تعرضها الى محفزات خارجية مثل الكهرباء,قوة مكانيكية ,طاقة حركية.
• تنقسم اللى
o Electro-chromatic
o Electro-strictive
o Piezo-electric
Electro-chromatic
• هي مواد لديها القدرة على تغير شفافيتها عن تعرضها اللى تيار كهربي, وتعود الل حالتها الاصلية عند توقف هذا التيار.
• تستخدم غالبا في العمارة الخضراء في النوافذ حيث قدرتها الهائلة في توفير الطاقة واعطاء الراحة الحرارية نتيجة قدرتها على تغير شفافيتها.
Electro-strictive
• هي مواد لديها القدرة على تغير حجمها نتيجة تعرضها الى تيار كهربي .
• وايضا لديها القدرة لتوليد طاقة كهربية عند استطالتها وشدها.
• تستخدم المادة فالمجالت التي تحتاج ضبط للاهتزازات لكن لاتستخدم بكثرة نتيجة تعرضها للتشوه عند استطالتها.
Piezo-electric
• هي مواد تولد طاقة نتيجة تعرضها إلى ضغط مكانيكي .
• هي تشبه مواد .electro-strictive
• لا تستخدم معماريا نتيجة تشوها عند تعرضها الي الضغط الميكانيكي المطلوب لتوليد الطاقة.
قيل الدنيا خمس (فرح ، حزن ، نجاح ، حب ، ذكرى) رزقك الله الأولى ، وأبعد
عنك الثانية ، وتسعى للثالثه ، ولكم مني الرابعة ، وتدوم بيننا الخامسة
