این مقاله شرحی است بر همکاری مشترک LINK Arkitektur و شرکت Inform Design ( جهت مشاوره در خصوص عملکرد حرارتی، نوری و صوتی نما و ساختمان) در ساخت آتریوم های بیمارستان روانپزشکی هلسینبورگ. آتریوم های پر نوری که همزمان ریسک جذب گرمای بیش از حد را به حداقل رسانده و تجربه ی بیماران را از بودن در محیط، بهبود می بخشد.

بیمارستان روانپزشکی هلسینبورگ ، در واقع بخش الحاقی یک بیمارستان موجود است. ساختمانی فوق مدرن، انعطاف پذیر و بسیار منسجم که به خوبی با بافت شهری ترکیب شده است. پروژه، فضاهای آزمایشگاهی و کلینیک های روانپزشکی و ترک اعتیاد سرپایی را در بر می گیرد.

طرح های اولیه ی معماری بر اساس دانش گسترده ای شکل گرفت که شرکت LINK Arkitektur در خصوص پروژه های بهداشتی – درمانی کسب کرده اند؛ دانشی مشتمل بر اشراف کامل بر روش های درمانی روانشناسی و تاثیرات محیط بر بیماران. ساختمان بر ایجاد جوی پویا و در عین حال التیام بخش متمرکز است، جایی که احیاء سلامتی و شفای بیمار هم ارز با فعالیت های روزانه ی کارکنان مورد توجه قرار می گیرد.

معرفی آتریوم ها

آتریوم های بیمارستان، از آن جهت جزء فضاهای اصلی محسوب می شوند که بخش های مختلف ساختمان را به یکدیگر مرتبط می سازند، نور روز را به داخل اتاق ها منتشر می کنند و محیطی جهت تعامل میان بیماران، کارکنان و ملاقات کنندگان ایجاد می کنند. انطباق دادن هدف طراحی با شرایط واقعی، می تواند یک چالش باشد؛ در نتیجه، نوعی همکاری نزدیک میان LINK و Inform Design آغاز گردید.

همانطور که در تصویر زیر مشخص است، 8 آتریوم باز و یک آتریوم بسته جهت تحقق این اهداف به وجود آمدند.

طرح پرسش های درست و تنظیم پیش نیازهای عملکردی

در پروسه ی طراحی، استفاده از راه حل های گیرایی که بهبود عملکرد را در شرایط واقعی تضمین می کنند، ضروری است. این امر مستلزم درکی عمیق از: طرح موجود، روش های ارزیابی، مصالح در دسترس و استراتژی هایی است که عملکرد ساختمان را قویاً تحت تاثیر قرار می دهند. درک عمیق از این عوامل باعث می شود تا تنها ناهمخوانی ناچیزی بین شبیه سازی ها و شرایط واقعی به وجود آید.

سوالات کلیدی که به صورت مفصل مورد بررسی قرار گرفتند، عبارتند از:

- چگونه می توان بدون بالا رفتن ریسک جذب گرمایش بیش از حد، روشنایی طبیعی روز را افزایش داد؟

- در چه بازه های زمانی، مجاز به سایه اندازی هستیم و تاثیر آن بر دید به مناظر بیرون چگونه است؟

- تاثیر هندسه ی هر کدام از آتریوم ها بر طراحی نما و عملکرد آن، چگونه خواهد بود؟

- چگونه می توان کیفیت روشنایی داخل آتریوم ها را فراتر از انتظار کاربران افزایش داد و ادراک افراد را از فضاهای با روشنایی مطلوب بهبود بخشید؟

مرتبط ساختن هندسه ی آتریوم با تهمیدات پیشنهادی برای نما

رسیدن به ظاهری یکپارچه در طول نما، عمدتاً مستلزم استفاده از مصالح شیشه ای هم شکل ( اگر نخواهیم دقیقا همسان باشند) خواهد بود. این تمهید، علاوه بر جنبه ی بصری، کیفیتی یک دست به روشنایی می بخشد که به شدت در ایجاد حسی طبیعی در فضا ضروری است.

در بسیاری از پروژه ها این کارکرد قابل دستیابی است، به ویژه هنگامی که موقعیت نما در برابر نور خورشید در هر جبهه یکسان باشد. با این حال، زمانی که نما به واسطه ی وجود ساختمان های اطراف و یا به دلیل هندسه ی خود ساختمان در معرض سایه اندازی های شدید و یا خود - سایه اندازی است، شرایط فرق خواهد کرد. نمونه اش آتریوم های بیمارستان هلسینبورگ که به دلیل وجود نماهای مجاور هم، به شدت دچار خود - سایه اندازی است. به این ترتیب، تمامی سطوح نماها در داخل آتریوم ها، میزان تابش خورشید یکسانی را در طول روز و در کل سال، دریافت نمی کنند. در نتیجه، " یک راه حل نورگذر برای همه ی سطوح" موردی منطقی محسوب نمی شود. درک این مفهوم، تیم طراحی را با دو گزینه ی انتخابی مواجه کرد: 

الف) یا نتایج بدست آمده را نادیده بگیرند و از پنجره های سه جداره (TGU) استفاده کنند که به این ترتیب با بیشترین مقدار ریسک جذب گرمایش بیش از حد، بار سرمایش افزایش یابد و این راه حل را برای تمامی نماها بکار ببرند ( در این حالت، تامین روشنایی روز در طبقات پایین تر و نمای جبهه ی شمالی ساختمان به شکل چشمگیری ضعیف خواهد بود.) 

ب) و یا اینکه روی طراحی یک نمای دقیق و حساب شده، بر اساس میزان نور خورشیدی دریافتی توسط سطوح مختلف نما کار کنند.

واقعیت ها و امکانات موجود برای نما

طراحی غیرفعال: 3 گام جهت طراحی نمای متناسب

گام نخست: استفاده از پنجره های سه جداره (TGU) با میزان بالای گذر نور و مقدار پایین گسیل گرمای تابشی

پس از گفتگوهای مفصل با کارفرمایان پروژه، تیم طراحی تمهید پنجره های سه جداره ای که با عناصر سایه انداز ( داخل فضای خالی بین شیشه ها و رو به بیرون) ترکیب شده باشند را پیشنهاد دادند. به این ترتیب می توان نتایج زیر را بدست بیاورد:

الف) عملکرد حرارتی مناسب: می توان به ضریب تبادل حرارتی مطلوب 0.6  W/m²Kرسید.

ب) عملکرد تابشی مطلوب: زمانی که از سایبان استفاده شود ضریب بهره ی خورشیدی زیر 0.1 خواهد بود.

پ) عملکرد روشنایی خوب: با تنها 3 جداره ی نور گذر ( 2 شیشه ی کم گسیل و یک شیشه ی ساده ی شفاف) می توان گسیل نور بالایی در حدود 70 درصد داشت که به ویژه برای طبقات زیرین و نمای جبهه ی شمالی مطلوب است.

گام دوم: محدود ساختن میزان استفاده از سایبان جهت بهبود دید منظر

در این مرحله، از آنجایی که دید به مناظر اطراف بشدت ضروری است، قرار شد تا میزان استفاده از سایبان محدود شود. به این منظور، تیم طراحی به روشی احتیاج داشت تا عناصر دائمی حفاظت در برابر نور خورشید را تنها برای آن بخش هایی از نما فراهم کنند که در معرض تابش خورشید شدت یافته هستند. بنابراین، "فریت" از جنس سرامیک سفید ( به صورت پرینت شده روی سطح شیشه) و در قالب خطوط عمودی به عنوان روش کنترل نور خورشیدی توزیع شده در نقاط مشخص شیشه، معرفی گردید. با قرار دادن میزان متناسبی از فریت بر سطح نما ( بسته به مقدار نور دریافتی) استفاده از سایبان در زمان تصرف تا 15 درصد کاهش یافت.

گام سوم: چیدمان حساب شده ی فریت

ارزیابی مقدار مناسب فریت بر روی هر کدام از نماهای آتریوم ها جهت رسیدن به عملکرد مطلوب انجام گرفت. علاوه بر این، تنوع بصری نما، نظر مثبت معماران LINK را جلب کرد چراکه قرار بود هر آتریوم، بسته به هندسه ی فضا، بازگو کننده ی "داستانی متفاوت" باشد.

طراحی فعال: بهبود عملکرد فراتر از انتظارات کاربران

گام نخست: معرفی بازتابنده ها

تلفیق عناصر ثابت و بازتابنده که نگهداری آن ها راحت باشد، مورد بررسی قرار گرفت. تمرکز تیم طراحی بر تبدیل آتریوم های تاریک و کسل کننده به محیط های پر نوری بود که در آن ها، پرتوهای نور خورشید بر نماها و کف آتریوم ها بتابد و در طول روز شاهد حرکت هاشورهای نوری باشیم. بهره گیری از چنین روش های پویایی جهت بهبود عملکرد فضا، فراتر از انتظارات بیماران و ملاقات کنندگان، می تواند تاثیر مثبتی بر ادراک افراد از کیفیت طراحی ساختمان داشته باشد.

در پروسه ی طراحی، ایده ی استفاده از عناصر بازتابنده ی ثابت پیشرفت بزرگی محسوب می شد؛ چراکه برای تیم طراحی، رسیدن به تمهیداتی عملی و قابل تعمیم با هزینه های تقریباً کم، امری ضروری بود. در نتیجه، تلفیق درست عناصر بازتابنده با نمای آتریوم ها بزرگترین چالش پیش روی تیم فنی بود.

گام دوم: انتخاب نواحی ای که نور بازتابی را بر آنها بتابند

تمرکز تیم بر تبدیل آتریوم های تاریک و کسل کننده به محیط های پر نور با تابش پرتوهای نور به سطوح مطلوب بود:

- نواحی سبز ( روشن و تیره): بخش هایی که بیشترین نیاز دریافت نور را دارند.

- نواحی نارنجی: بخش هایی که بسته به ساعت و نوع استفاده از اتاق، مستعد ایجاد خیره گی هستند.

- نواحی قرمز: بازتاب نور بر این نواحی ممکن است باعث جذب گرمایش شدید محیط شده و در نتیجه می بایست از آن اجتناب شود.

- نواحی خاکستری: بخش هایی که چالش خاصی ندارند.

گام سوم: ردیابی پرتوهای بازتابی

گروه Inform Design نوعی روش ارزیابی پیشرفته برای ردیابی پرتو بکار گرفتند که در آن، جهت به حداکثر رساندن عملکرد، هر بازتابنده در هر دو حالت منفرد و به عنوان بخشی از مجموعه ی کامل بازتابنده ها ( برای سنجش اثر خود - سایه اندازی) بررسی شدند.

جهت بالا بردن میزان پرتوهای مورد نیاز دریافتی ( در نواحی سبز) و حذف پرتوهای بازتابی اصلی در نواحی قرمز، متغیرهای بهینه سازی شده شامل محل، میزان چرخش و هندسه ی بازتابنده ها ( چگونگی الحاق سپرهای بازتابی در کنار هم) شد.

چکیده ی شماتیک طراحی نما: از طراحی معماری تا ملاحظات فنی

هدف از بکارگیری آتریوم ها از منظر معماری:

• افزایش ارتباط فضاهای داخلی و خارجی
• افزایش روشنایی روز و خلق فضاهای مطلوب
• راه حل های قابل اجرا با نیاز کم مراقبت و نگهداری که همراستا با طرح معماری باشند

چالش های فنی:

• بهبود ادراک افراد از روشنایی روز و بسط دید منظر
• کاهش ریسک جذب گرمایش بیش از حد
• ایجاد محیطی بی نقص از نظر عملکرد حرارتی
• ایجاد حس امنیت
• برآورده ساختن استانداردها ( بر اساس سیستم ارزیابی ساختمان Miljöbyggnad)

منبع:

https://www.linkedin.com/pulse/helsingborgs-sjukhusomr%25C3%25A5de-harris-poirazis/