كيف تتحرك الواجهات التي تعمل بالرياح بشكل سلبي دون أي طاقة

لا محركات. لا مستشعرات. لا وحدة تحكم. ومع ذلك، فإنه يتحرك طوال اليوم.

A واجهة حركية تعمل بالرياح يتكون من آلاف الألواح الصغيرة خفيفة الوزن المعلقة من مفصلات، وكل عاصفة ودوامة وتغير في الضغط يمر عبر المبنى يرفع بعضها ويترك البعض الآخر يسقط، لذلك يتموج السطح بأكمله مثل الماء أو حقل من العشب، متتبعًا الحركة غير المرئية للهواء عبر المبنى في الوقت الحقيقي.

يبدو الأمر سهلاً للغاية. لكن الهندسة التي تقف وراءه دقيقة.

أهم النقاط

• تستخدم الجدران الحركية السلبية ألواحًا صغيرة مفصلية تتأرجح مع تغير ضغط الرياح

• تحدد كتلة اللوحة، واحتكاك المفصلة، ​​وموضع المحور مدى سهولة حركة الألواح.

• تحد الموانع من حركة السير، وتمنع انقلاب الألواح، وتقلل الضوضاء.

• يجب تصميم الإطار الداعم لتحمل كامل حمل الرياح، لأن الألواح لا يمكن سحبها.

كيف يعمل نظام الجدار الحركي السلبي

المبدأ قديم. علم، جرس رياح، ورقة شجر.

تتدلى كل لوحة من محور على طول حافتها العلوية. لا يكون تدفق الرياح عبر الواجهة ثابتًا أبدًا، وتؤدي الاختلافات الطفيفة في الضغط بين الجزء الأمامي والخلفي لكل لوحة إلى دفعها للخارج أو سحبها للداخل، فتتأرجح، ثم تعيدها الجاذبية إلى وضعها الأصلي.

تُحدث آلاف الألواح التي تقوم بذلك في لحظات مختلفة قليلاً موجات. هذا هو التأثير البصري.

لا يحتاج نظام الجدار الحركي السلبي إلا إلى ثلاثة أشياء ليعمل. ألواح خفيفة، ومحاور منخفضة الاحتكاك، وإطار لتعليقها منه.

ما الذي يجعل الألواح تتحرك بسهولة

كتلة اللوحة

تستجيب الألواح الأخف وزناً للرياح الخفيفة. ويُعد الألمنيوم الرقيق الخيار المعتاد، لأنه يجمع بين الوزن الخفيف والصلابة الكافية للحفاظ على استوائه والمتانة الكافية لتحمل سنوات من الحركة.

تتحرك الألواح الأثقل وزناً بشكل أقل وفي وقت لاحق. كما أنها تضع حملاً أكبر على المفصلات.

احتكاك المفصلة

كل قدر من الاحتكاك يزيد من سرعة الرياح اللازمة لبدء الحركة. تسمح المحاور المتأرجحة بحرية المصنوعة من مواد منخفضة الاحتكاك للألواح بالتفاعل مع النسائم الخفيفة جدًا، بينما تُبقي المحاور اللاصقة الجدار ثابتًا في الأيام الهادئة.

العزيمة هي العدو هنا. محاور منخفضة الاحتكاك تقاوم الأوساخ يحافظ على التأثير لسنوات بدلاً من أشهر.

موضع المحور وشكل اللوحة

يؤثر موضع محور الدوران على اللوحة على طريقة تأرجحها. فوجود محور الدوران عند الحافة العلوية مباشرةً يُعطي حركة طويلة تشبه حركة البندول، بينما يؤدي وجود محور الدوران في موضع أدنى قليلاً إلى تقصير التأرجح وتغيير سرعة عودة اللوحة.

شكل الألواح مهم أيضاً. فالألواح المربعة والمستديرة والسداسية والمعينية تلتقط الرياح وتعكس الضوء بشكل مختلف.

يؤدي الضوء نفس القدر من العمل الذي تؤديه الرياح

تعكس لوحة متحركة رقعة مختلفة من السماء مع كل حركة.

من هنا يأتي البريق. بفضل اللمسة النهائية العاكسة أو شبه العاكسة، تومض كل لوحة متأرجحة بين السماء والأرض والمباني المجاورة، لذا فإن حتى الحركات الصغيرة تخلق تأثيرًا بصريًا قويًا من الشارع، وفي الأيام المشمسة يبدو الجدار وكأنه يتلألأ دون أي حركة واضحة على الإطلاق.

تمنح اللمسات النهائية غير اللامعة تموجات أكثر نعومة وملمسًا. ويمكن استخدام اللمسات النهائية الملونة على وجه واحد أو كليهما.

التوقفات والحدود والضوضاء

تتصرف الألواح غير المحدودة بشكل غير طبيعي. فهي تنقلب وتتشابك وتصدر أصواتاً مزعجة.

تُحدِّد المصدات مدى تأرجح كل لوحة، بحيث لا تلتف حول مفصلها أو تصطدم باللوحة التي تعلوها في حالة الرياح القوية. وتُقلِّل المصدات الناعمة أو تفاصيل المصدات المصممة بعناية من ضوضاء اصطدام اللوحات بحدودها، وهو أمر مهم في الأحياء السكنية والشوارع الهادئة.

غالباً ما تكون الضوضاء أول شكوى. وهي أيضاً من أسهل المشاكل التي يمكن التخلص منها بالتصميم، ولهذا السبب نتعامل في برانس مع نقطة التوقف كعنصر نموذجي وليس مجرد خط على الرسم.

يتحمل الإطار كامل حمولة الرياح

يمكن للواجهات النشطة أن تنكمش أثناء العواصف، بينما لا يمكن للواجهات السلبية ذلك.

وهذا يعني أنه يجب تصميم الهيكل الداعم خلف ألواح الواجهة الديناميكية للرياح لتحمل حمل الرياح التصميمي الكامل من ASCE 7 أو EN 1991-1-4 أو الكود المحلي، مع وضع الألواح في أسوأ حالاتها، ويجب أن تتحمل المفصلات والتركيبات التي تحمل كل لوحة هبات رياح أقوى بكثير من النسيم اللطيف الذي يخلق التأثير البصري.

تُستخدم شبكات الكابلات، وشبكات القضبان، والإطارات المصنوعة من الألومنيوم. ويتطلب كل منها نفس الفحوصات الهيكلية التي تخضع لها الواجهات التقليدية.

أمثلة على المقاييس

تعمل الجدران السلبية على نطاق واسع جداً.

تتميز مواقف السيارات في مبنى الركاب المحلي بمطار بريسبان بواجهة متحركة من تصميم الفنان نيد كان، بالتعاون مع شركتي هاسل ويو إيه بي، وتتكون من حوالي 118 ألف لوحة ألومنيوم معلقة تمتد على مساحة تقارب 5000 متر مربع موزعة على ثمانية طوابق. وتُغطى تطبيقات مماثلة، حيث يسمح الجدار بمرور الهواء، في دليلنا الخاص بـ شاشات تنفس لمواقف السيارات .

أين تندرج الأنظمة السلبية

يُعدّ قطاع التجزئة خياراً طبيعياً. جذب المتسوقين بالضوء المتحرك يُعد هذا سببًا قويًا لاختيار جدار متحرك لواجهة مركز تجاري أو متجر.

ما لا تستطيع الأنظمة السلبية فعله

لا يمكن السيطرة عليهم. هذه هي طبيعة العمل.

الجدار السلبي لا يُغلق تلقائيًا عند التعرض لأشعة الشمس بعد الظهر، ولا يُفتح عند الحاجة لدخول ضوء النهار في الشتاء. يتحرك مع حركة الرياح، ويبقى ثابتًا عندما يكون الجو ساكنًا. إذا كان الهدف هو التحكم الدقيق في التظليل، فمن الضروري استخدام نظام فعال.

الجدران غير المتحركة تتعرض للتلف أيضاً. فالمفصلات والمحاور تشهد ملايين الحركات الصغيرة على مدار عمرها الافتراضي.

تحديد واجهة حركية تعمل بالرياح

• مادة اللوحة، وسماكتها، وحجمها، وشكلها، وتشطيبها على كل وجه

• نوع المحور، والمادة، وعمر التصميم في دورات الحركة

• توقف عن تحديد تفاصيل حركة اللوحة، مع التحكم في الضوضاء

• إطار داعم مصمم لتحمل أحمال الرياح الكاملة وفقًا للكود المعمول به

• تم فحص المثبتات والمفصلات للتأكد من تحملها لأحمال الرياح العاتية في أسوأ وضعية للوحة

• الحماية من التآكل وعزل المعادن المختلفة عند المفصلات

• إمكانية الوصول لفحص واستبدال الألواح الفردية

• يتم توفير ألواح ومحاور احتياطية للاستبدال في المستقبل

تقوم شركة PRANCE بتصنيع الألواح السلبية من الألومنيوم، والمطلية بمادة PVDF أو تشطيب سطح مؤكسد يعتمد ذلك على مدى انعكاس التصميم المطلوب. هل ما زلت مترددًا بين الحركة السلبية والحركة الآلية؟ ابدأ بـ كيفية تصنيف الواجهات الحركية في دليلنا الرئيسي.

خاتمة

تحوّل الواجهات السلبية الطقس إلى حركة مجانية.

حافظ على خفة وزن الألواح، وسلاسة حركة المحاور، وهدوء نقاط التوقف، ثم صمم الإطار ليتحمل أقسى العواصف، وسيظل الجدار يتحرك لسنوات. أرسل لنا بيانات الارتفاع وسرعة الرياح في الموقع. طلب دراسة للواجهات السلبية .

الأسئلة الشائعة

1. كيف تتحرك الواجهة الحركية التي تعمل بالرياح بدون طاقة؟

تستجيب الألواح المفصلية الصغيرة لتغيرات ضغط الرياح على وجهيها الأمامي والخلفي. تدفعها هبات الرياح إلى الخارج أو إلى الداخل، ثم تعيدها الجاذبية، مما يخلق تأثيرًا متموجًا عبر الجدار.

2. هل تحتاج الجدران الحركية السلبية إلى صيانة؟

نعم، ولكن أقل من الأنظمة الآلية. تتآكل المفصلات والمحاور بمرور الوقت ويجب فحصها، وقد تحتاج الألواح أو المحاور إلى الاستبدال بعد سنوات عديدة من الحركة.

3. هل الألواح التي تعمل بالرياح تصدر ضوضاء؟

قد يحدث ذلك إذا كانت تفاصيل نقاط التوقف رديئة. تعمل المصدات الناعمة والتصميم الهندسي الجيد لنقاط التوقف على تقليل صوت الألواح عند وصولها إلى أقصى مدى لتأرجحها.

4. هل يمكن قفل الألواح السلبية أثناء العواصف؟

بشكل عام لا. تم تصميم الأنظمة السلبية لتستمر في الحركة، لذلك يجب تصميم الإطار والمفصلات والتثبيتات لتحمل حمل الرياح التصميمي الكامل مع وجود الألواح في أسوأ وضع لها.

5. ما هي سرعة الرياح اللازمة لتحريك الألواح؟

يعتمد ذلك على وزن اللوح، واحتكاك المفصلات، وموضع المحور. تستجيب الألواح الخفيفة ذات المحاور منخفضة الاحتكاك للنسيم العليل، بينما تحتاج الألواح الأثقل إلى رياح أقوى.