Η Επίδραση των Υλικών Νανοτεχνολογίας στον Αρχιτεκτονικό Σχεδιασμό
Creators: name: Παρθενοπούλου, Νικολέτα Κ.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2017
Subjects: subject: Αρχιτεκτονικός σχεδιασμός
subject: Υλικά νανοτεχνολογίας
subject: Νανοτεχνολογία
subject: Δομικά υλικά
subject: Architectural design
subject: Nanotechnology materials
subject: Nanotechnology
subject: FOS: Nanotechnology
subject: Construction materials

description: Τα υλικά επηρεάζουν τον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό από την απαρχή του ανθρώπινου πολιτισμού και της αρχιτεκτονικής έκφρασης. Η χρήση της προηγμένης τεχνολογίας έχει προσφέρει ένα ευρύ φάσμα δυνατοτήτων στην εφαρμογή του αρχιτεκτονικού σχεδιασμού και την υλοποίηση των αρχιτεκτονημάτων. Παράλληλα η Νανοτεχνολογία, ένας νέος ανερχόμενος και πολλά υποσχόμενος τομέας τεχνολογίας, έχει αναβαθμίσει πολλούς βιομηχανικούς τομείς. Επιπρόσθετα, παρέχει νέα, καινοτόμα και επαναστατικά υλικά που μπορούν να αλλάξουν το σχεδιασμό και την απόδοση των κτιρίων. Μέσα σε αυτό το κλίμα διαμορφώθηκαν τα βασικά ερωτήματα που κινητοποίησαν το ενδιαφέρον για την έναρξη της παρούσας έρευνας. Αυτά είναι: «Τι είναι η νανοτεχνολογία και ποια είναι τα υλικά νανοτεχνολογίας που διαθέτουν και προσφέρουν καινοτόμες ιδιότητες;» και «Πως αυτά τα νέα υλικά επιδρούν στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό;». Στην παρούσα διατριβή, η έρευνα ξεκινά με μια σύντομη ιστορική αναφορά στην εξέλιξη των υλικών - της κατασκευαστικής τεχνολογίας και της επιρροής τους στο σχεδιασμό. Στη συνέχεια, γίνεται μια επισκόπηση των πρόσφατων εξελίξεων της Νανοτεχνολογίας και των υλικών της, και παρουσιάζονται οι ενδιαφέρουσες δυνατότητες των υλικών αυτών που δίνουν ζωή στο εννοιολογικό πλαίσιο της σύγχρονης αρχιτεκτονικής. Επιπρόσθετα, δίνονται παραδείγματα εφαρμογής τους σε κατασκευές, είτε σε πειραματικό στάδιο είτε πραγματικές. Τονίζονται τα πλεονεκτήματα των υλικών νανοτεχνολογίας στην κατασκευή των κτιρίων. Με τις ιδιότητές τους οι εξωτερικές επιφάνειες μπορούν να αντιδράσουν και να προσαρμοστούν στο περιβάλλον, διαθέτοντας τις ιδιότητες της αυτο-συναρμολόγησης, αυτο-ίασης και αυτο-επιδιόρθωσης. Συνδυάζοντας τις καινοτόμες νέες δυνατότητες, η ευελιξία και η δυναμική μορφών και αισθητικής, η προσαρμογή στις εξωτερικές και εσωτερικές απαιτήσεις, η προστασία της ποιότητας των συνθηκών διαβίωσης και ο κατά περίπτωση έλεγχος του μικροκλίματος είναι τώρα λειτουργίες εφικτές. Τα υλικά νανοτεχνολογίας, όπως είναι οι νανοσωλήνες άνθρακα, οι νανοΐνες, τα νανοσωματίδια κλπ, δίνουν νέες ιδιότητες στις δομικές μορφές και τη φέρουσα ικανότητά τους. Οι τρισδιάστατες δομές υιοθετούν μηχανισμούς από τη φύση και μιμούνται τους ζωντανούς οργανισμούς. Οι σύγχρονες απαιτήσεις που έχει ο σημερινός άνθρωπος – χρήστης από τα κτίρια μπορούν να ικανοποιηθούν με τα σύγχρονα υλικά, τα οποία εξασφαλίζουν την προστασία των κτιρίων από τις παθήσεις και τις επιπτώσεις των καταπονήσεων, επεκτείνουν τον κύκλο ζωής των κτιρίων και εξασφαλίζουν ενεργειακή αυτονομία, βιωσιμότητα και ενεργειακή απόδοση. Μελετώντας τη χρήση των υλικών νανοτεχνολογίας στον τομέα της αρχιτεκτονικής, καθώς και τις υπάρχουσες εφαρμογές της νανοτεχνολογίας, η διατριβή αυτή οδηγείται στη διατύπωση της υπόθεσης της σχέσης επιρροής των νανοϋλικών στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό, και στην υποστήριξή της στη συνέχεια μέσω της σαφούς και ασαφούς γνώσης, αλλά και μέσω πειραματικών εφαρμογών. Η έρευνα καταλήγει με την απόδειξη του μεγάλου βαθμού επίδρασης που έχουν τα υλικά νανοτεχνολογίας στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό και την ανάδειξη των καινοτόμων προοπτικών τους στην αρχιτεκτονική επιστήμη, ανοίγοντας το δρόμο για περαιτέρω έρευνα.
description: Materials have been affecting architectural design since the beginning of human civilization and architectural expression. The use of advanced technology has provided a wide range of possibilities in implementing architectural design. Nanotechnology has already revolutionized many industrial fields. Furthermore provides new, innovative and revolutionary materials that can alter design and performance of buildings. This has led to the launch of Nanoarchitecture, where nanotechnology integration concerns not only the use of nanomaterials and manipulation techniques but also the reconsideration of forms and design methods – it is feasible to create ultra-high performance buildings.In the current dissertation, throughout a brief historical reference to the evolution of materials and building technology and their effect on architectural design, and an overview of recent developments in Nanotechnology and Nanomaterials, the interesting features of these materials, that give life to the conceptual framework of modern architecture, and examples of their experimental or real applications in the construction field are presented. External surfaces can react and adapt to the environment, featuring the qualities of self-assembly, self-healing and self-repair. Combining all the latter possibilities, flexibility and dynamics of forms and aesthetics, adaptation in external and internal requirements, protection of quality in living conditions and ad hoc control of microclimate are now feasible. Structures adopt mechanisms from nature and mimic living organisms. Nanotechnology materials, i.e. carbon nanotubes, nanofibers, nanoscale truss etc, give new qualities in structural forms and their carrying capacity. Throughout research in existing and potential applications of nanotechnology and use of smart materials in architecture, this study demonstrates the level of influence of nanomaterials on architectural design and leads the way in proposing future research, especially in potential combinations that can lead to an innovative intelligent system of an outer “epidermis”, that can function as a structural feature of both main and secondary purpose. Contemporary requirements that the modern man has nowadays from buildings, can be met with the use of modern materials, which ensure the protection of buildings from stress, weather and degradation, extend the life cycle of buildings and assure energy independence, sustainability and energy efficiency. Researching on existing and potential applications of nanotechnology and the use of smart materials in architecture, this study formulates and supports the hypothesis of the level of influence that nanomaterials have on architectural design, through clear and fuzzy knowledge, but also through experimental applications, and opens such prospects for future research, particularly regarding the potential combinations that could lead to developing innovative and intelligent building skins of high performance and functionality.