معماری و ساخت
معماری و ساخت : با افزایش جمعیت جهان، نیاز به ساختمانهای جدید روز به روز بیشتر می شود. از نظر یکی از متخصصان برجسته معماری در اروپا، تنها راه برای پاسخگویی به این تقاضای روز افزون، روی آوردن به معماری پایدار و ساخت و ساز هوشمند است.
مت رامسگارد تومسن، متخصص معماری از مرکز معماری و فناوری اطلاعات از مرکز سلطنتی هنرهای زیبا در دانمارک می‌گوید: «فکر می‌کنم در معماری و ساخت و ساز نکته خوب این است که هرکس به نوعی رابطه‌ای با معماری و ساخت و ساز دارد. هر کس در خانه‌ای زندگی می‌کند و بدن ما محیطی را در که آن هستیم حس می‌کند. همه می‌دانیم که برخی ساختمانها مطلوب‌تر از دیگر ساختمان‌هاست. ساختمانهای هست که شرایط زندگی در آن می‌توانست خیلی بهتر باشد. و فکر می‌کنم همه درک می‌کنند که اوضاع را باید تغییر داد و خانه‌سازی انبوه دهه‌های هفتاد و هشتاد باید کنار گذاشته شود. اما موضوعی که ما با آن سر و کار داریم مستقیماً مسئله‌ای اجتماعی نیست بلکه بیشتر به موادی که برای ساخت‌وساز به‌کار می‌رود مربوط می‌شود».
وی در ادامه می‌گوید: «مثلاً بتون را در نظر بگیرید. بتون را هم دوست دارند هم از آن متنفرند. خیلی‌ها بتون را دوست دارند زیرا با آن می‌توان این ساختمانهای عظیم و شگفت‌انگیز را ساخت که به شما امکان می‌دهد شهر را جور دیگری ببینید. اما از بتون متنفریم چون ماده‌ای است که در ساخت‌وساز خانه‌های دولتی برای قشر فقیر به کار می‌رود و ما در آن فقر می‌بینیم. بنابراین چطور می‌توانیم کاری کنیم که بتون به شکلی تداوم‌پذیر به‌کار برود در عین حال راه را برای ابراز دیدگاه‌های جدید و شکل‌های جدید برای خانه باز کنیم».
سفر به فراسوی مرزهای طراحی معماری با فناوریهای نوین
هواپیماهای بدون سرنشین، واقعیت مجازی، روبات، لیزر، هوش مصنوعی و چاپگر و اسکنر سه بعدی، چگونه می توان این فناوری‌ها را در طراحی ساختمانهای آینده به کار برد؟ معماران و مهندسان اروپایی با همکاری یکدیگر فناوریهای را ابداع کرده‌اند که افقهای جدیدی را پیش روی طراحی معماری گشوده است. مرکز سلطنتی هنرهای زیبا در دانمارک میزبان نمایشگاهی بود که در آن محققان اروپایی طرح موسوم به INNOCHAIN نتیجه تازه‌ترین تحقیقات و آزمایشهایشان را در ترکیب فناوریهای نوین و معماری به نمایش گذاشتند.
☆ نمونه هایی ارائه شده در این نمایشگاه که با عنوان «فناوری در معماری و طراحی» در کپنهاگ برگزار شد، از موادی مانند خاک رس، رشته بتون یا شیشه ساخته شده بودند.
سازه سبک و انعطاف‌پذیر و چندمنظوره
یکی از نمونه‌های نوآورانه که در این نمایشگاه ارائه شد، اسکلت ساختمانی بود که از کربن و الیاف شیشه‌ای ساخته شده و با آن می‌توان ساختارهای هندسی پیچیده، انعطاف پذیر و چند منظوره ایجاد کرد.
جیمز سولی مهندس سازه از دانشگاه اشتوتگارت می‌گوید: «از این مواد کوچک و باریک خیلی کارها بر می‌آید. اگر بخواهم با عدد و رقم بگویم، میزان استحکام این اسکلت پنج برابر اسکلتهای معمولی است که از فولاد ساخته شده. در حالیکه وزنش پنج برابر سبکتر است».
استفاده از مواد کشسان در نمای ساختمان برای ذخیره و تولید انرژی
محققان دیگر در این نمایشگاه از موادی کشسان در اسکلت ساختمان استفاده کردند که در نمای ساختمان به کار می‌رود. این مواد دارای قابلیت تغییر شکل برای تولید و ذخیره انرژی است. در نتیجه مانند یک پوسته روباتیک برای ذخیره انرژی در ساختمانهای سازگار با محیط زیست عمل می‌کند.
سامان سافاریان، طراح معماری از دانشگاه اشتوتگارت به خبرنگار یورونیوز می‌گوید: «مثل خط‌کش فلزی انعطاف پذیر است. وقتی آن را جمع کنید انرژی داخل آن ذخیره می شود و زمانیکه آن را باز می‌کنید به شکل اولیه اش برمی‌گردد. در نتیجه در این سیستم، انرژی تنها در یک جهت مصرف می‌شود. در حالیکه در بستن یا باز کردن سیستمهای ساخته شده از مواد سفت و سخت و غیر انعطاف پذیر به انرژی نیاز دارد. اما در این سیستم قابلیت ذخیره جریان انرژی در یک جهت و استفاده مجدد از آن وجود دارد».
فناوری اسکنر سه‌بعدی برای طراحی سازه
آيا برای ایجاد فضاهای معماری جدید می‌توان از چوب صنعتی چند لایه در سازه ساختمان استفاده کرد؟ امنیت این سازه در چه حد است؟ محققان در نمایشگاه «فناوری در معماری و طراحی» از تکنیکهای ضبط حرکت و فناوری اسکنر سه بعدی برای بررسی سازه‌های با هندسه و ریخت شناسی جدید استفاده کرده بودند.
تام اسویلانس، معمار از مرکز معماری و فناوری اطلاعات می‌گوید: «با چوب‌های چند لایه می‌توان ساختمانهای بسیار پیچیده، بزرگ و بسیار مستحکم ساخت. مشکل این است که این یک ماده زنده با رفتارهای مخصوص خود است : هنگامی که آن را خم کنید، بلافاصله شکلش تغییر می‌کند و گاهی هم در جهت مخالف پیچ می‌خورد. ما باید این رفتار چوب چند لایه را کنترل کنیم. زیرا نمی‌توانیم دقیقا همان چیزی را که می‌خواهیم بسازیم در نتیجه استفاده از چوب چند لایه بسیار دشوار و گران است. استفاده از اسکنر سه بعدی به ما کمک می‌کند تا از نزدیک رفتار این ماده را ببینیم».
این نمایشگاه در کپنهاگ محصول یک پروژه تحقیقاتی اروپایی است که هدفش ترکیب شبیه سازی کامپیوتری با مهندسی و طراحی معماری برای مواجه با چالشهایی است که ساخت و ساز در آینده با آن روبرو خواهد شد: چالش ساختن ساختمانهای بیشتر در معماری پایدار.
مت رامسگارد تومسن، معمار و مسئول طرحINNOCHAIN می‌گوید: «ساختن ساختمانهای هوشمندتر با منابع کمتر به معنای بهینه سازی مواد است. باید در استفاده از مواد هوشمندانه تر عمل می کنیم تا ساختمانهای سبکتری بسازیم. ساختمان سبکتر به این معنا نیست که از مواد کمتری در آن استفاده کنیم؛ بلکه به معنای حمل ونقل کمتر و ساختمانهایی است که تاثیر کمتری روی آلودگی محیط زیست دارند. این پارادیمها برای آینده معماری اهمیت دارد».
☆ محققان می گویند بسیاری از این ایده های خلاقانه را می توان طی پنج سال آینده در ساخت و ساز به کار برد.
بررسی روابط متقابل بین روبات ها و گیاهان برای ساخت فضاهای معماری
فرض کنید در خانه ای زندگی می کنید که به جای آجر و بتون با سازه هایی از تعامل بین گیاهان و روباتها و با کمک حسگرها، ال ای دی و کامپیوتر ساخته شده است.ساخت چنین خانه ای ۴۰ سال زمان نیاز دارد. اما زیست شناسان، متخصصین علوم رایانه، و محققان علوم روباتیک به همراه معماران اروپایی مشغول کار و تحقیق بر روی این ساختار هستند.
محققان طرحی در اروپا می خواهند بدانند چگونه روباتها و گیاهان می توانند با یکدیگر برای ساختارهای معماری با هم همکاری کنند. همزیستی مکانیسمهای ترکیبی، چشم اندازی در آینده است و محققان باید اصولش را بشناسند.
مصطفی وهابی، متخصص علوم رایانه از دانشگاه لوبک می گوید : «گیاهان به سمت نور آبی جذب می شوند. هر روبات کوچک شش ال ای دی دارد که با تولید نور آبی گیاهان را به سمت خود جذب می کند و باعث می شود که گیاه در جهتی خاص رشد کند. روبات همچنین می تواند تشخیص بدهد که گیاهان به آن نزدیک شده است، در این صورت با روبات های دیگر تماس برقرار می کند تا آن روبات هم با به انتشار نور آیی رنگ می کند گیاه را به سوی دیگری بکشاند».
طراحی ساختارهای خودسامان و خودروینده
پژوهشگران می خواهند بدانند تحت چه شرایطی روبات ها و گیاهان می توانند طوری همکاری کنند که ساختارهای خودسامان و خودروینده شکل بگیرد و مردم بتوانند درون این ساختارها زندگی کنند. نکته اصلی این است که روبات ها یاد بگیرند به طور مستقل موجب رویش ساختار شوند.
محمد دیوباند صورتی متخصص علم رایانه از دانشگاه لوبک آلمان در این باره می گوید: «اینجا سعی ما بر این است تا به نگاه به گیاهان طبیعی ببینیم چطور می توانیم همان رفتار را تکرار بکنیم و همانطور که گیاهان به سمت نور حرکت می کنند و رشد می کنند، روباتها هم باهم خودسامانی بشوند و به سمت نور یک ساختار را بسازند.
تبدیل ساختار ترکیبی روبات و گیاه به فضای معماری
در کپنهاگ معماران به دنبال راهی هستند تا ساختار ترکیبیِ گیاه و روبات را تبدیل به فضایی برای زندگی کنند، و تا کنون به ایده هایی هم رسیده اند.
این تحقیقات چگونه می تواند فضاهای جدید معماری پدید آورد؟
فیل آیرس معمار از مرکز معماری و فناوری دانمارک در پاسخ می گوید: «مشغول بررسی سیستم های بافته (در هم بافته) هستیم. این روش باعث تداوم و پیوستگی فرایند ساخت می شود. می شود درهم بافتگی را ادامه داد یا اینکه رشته های درهم بافته را از هم باز و جدا کرد. می توان دو ساختار را به هم متصل کرد. می توانیم با تعدادی ستون کار را شروع کنیم و بعد این ستون ها به هم وصل شوند و سقف را بسازند».
معماران پیش بینی می کنند که این سازه ها را می توان با روشهای مقرون به صرفه ساخت. در نتیجه مشغول بررسی این نکته هستند که چگونه می توان با مواد مختلف الگوهای مختلف را خودبخود به وجود آورد.
استیگ آنتون نیلوسن از دانشگاه علوم ارتباطات در کپمنهاگ می گوید: «یک فیبر با ۳۲ رشته فیبر شیشه ای ساخته شده است. برای اینکه ببینید چه خواص دینامیکی دارد، باید دید که چقدر می توان شکل آن را تغییر داد و حتی می توان آن را کاملا جمع کرد و به صورت شیئی تخت (مسطح) در آورد.
دانشمندان می گویند طی ۲۰ الی ۳۰ سال آینده ساخت باغ های شهری اتوماتیک و فضاهای زندگی بر اساس این ساختارهای گیاهی ربات به واقعیت تبدیل شود.
نقش معماری در طراحی و ساخت بناهای مقاوم در برابر زلزله
از آنجا که ایران یکی از مناطق زلزله‌خیز در جهان می‌باشد ودراین رابطه نیز تجربه‌های بسیار دردناکی را تجربه کرده است، توجه به زلزله می‌بایست یکی از اهداف اصلی متخصصین در امر ساخت و ساز باشد. در کشور ایران در نتیجة همگامی علومی مانند زلزله‌شناسی، مهندسی سازه، مهندسی ژئوتکنیک با هدف بهبود عملکرد سازه‌ها در برابر زلزله و در نتیجه افزایش دوام و ایمنی آنها، در آیین نامه طراحی ساختمانها در برابر زلزله ( استاندارد ۲۸۰۰ )، صورت پذیرفته است. همچنین مراکز تحقیقاتی کشور، با چند دهه سابقة پژوهشی و اطلاعات جدید مهندسی در زمینه‌های مختلف، مهندسی سازه وزلزله، زلزله‌شناسی و در اختیار داشتن شبکه شتابنگاری ، لرزه‌نگاری و آزمایشگاههای مجهز سازه، مصالح ساختمانی، بتن و ژئوتکنیک، تا کنون توانسته است داده‌های لازم را برای طراحی ساختمانها در برابر زلزله و مقاوم سازی آنها ایجاد کرده و در اختیار جامعة مهندسی قرار دهد . با تدوین ضوابط و مقررات مهمی چون « آیین نامة طراحی ساختمانها در برابر زلزله » و « آیین نامة حداقل بار وارده بر ساختمانها و ابنیة فنی » گامهای با ارزشی در کشور برای بهبود وضعیت ساخت و ساز تا به امروز برداشته شده است، لیکن کافی به نظر نمی‌رسد.
چنانچه علوم مذکور، حلقه‌های مرتبط یک زنجیره برای ساخت ساز مقاوم در برابر زلزله در کشورباشند، می‌توان اظهار داشت که یکی از دلایل عدم کارآیی و موفقیت در این زمینة و تکرار فجایع یکسان در دوره‌های مختلف، مربوط به گسستگی این زنجیره می‌باشد. از آنجا که جای خالی معماران در این زنجیره احساس می‌گردد، شاید با تعیین نقش مهندسان معمار در این فرآیند بتوان گامی در جهت تحقق یک زنجیرة پیوسته برداشت. عدم تقسیم کار و ارتباط صحیح میان مهندسان معمار، مهندسان سازه، کارفرمایان، سازندگان و دیگر متخصصان در امر ساخت و ساز نیز یکی دیگر از معضلات می‌باشد. به نظر می رسد عدم هماهنگی و تبادل اطلاعات و آموزش صحیح و درست متخصصان در دانشگاهها و ارگانهای آموزشی ـ پژوهشی و اجرایی نیز از مهمترین علل ناکار آمدی در تمامی امور بالاخص امور تخصصی در کشور باشد. و عدم صلاحیت متخصصان، در زمینة مبانی نظری و در زمینة اجرا نیز از دیگر دست‌آوردهای آن می‌باشد. با آنکه دانشگاهها در امر تربیت و تعلیم و ارتقاء دانش، نقشی بسیار کلیدی دارند نمی‌توان نقش آزمون و تعیین صلاحیت مهندسان را در ارتقاء کیفی صنعت ساختمان و فضاهای تخصصی مرتبط نادیده گرفت.
از سیاست‌های نادرست در عرصة مسائل مربوط به زلزله، می‌توان به عدم توجه به پیشگیری از وقوع خسارت به جای درمان و جبران خسارت بعد از وقوع بلایا و حوادث غیرمترقبه می‌باشد. سیاستگزاران به کمک رسانه‌های گروهی بطور دایم به هشدار خطرات وارده در اثر زلزله می‌پردازند، غافل از آنکه تنها هشدار کافی نیست بلکه اندیشیدن به راه‌حلهای مبارزه با این خطرات و مهمتر از آن مهیا نمودن ضمانت‌های اجرایی برای تحقق این راه‌حلها می‌بایست در رأس این سیاست‌ها قرار گیرد. از طرف دیگر، مطالعه و گردآوری گزارش راجع به زلزله‌های رخ داده کافی نبوده، بلکه تجزیه و تحلیل گزارشات و استفاده از مطالعات برای جلوگیری از بروز مشکلات مشابه، مهم وضروری می‌باشد.
بررسی مناطق زلزله زده دستاوردهای بسیاری برای متخصصان در بر خواهند داشت. متخصصان امر ساخت و ساز می‌باید از این مناطق بازدید نموده و برداشتها و گزارشات خود را سریعاً آماده سازند. بعد از وقوع زلزله تیمهای امداد، کمک رسانی و متخصصان ( عمدتاً مهندسین زلزله و سازه، نه معماری ) به منطقه اعزام می‌گردند و سپس گزارشاتی تهیه و ارائه می‌گردد. سالهاست که گزارشات در قالب مجلدات بسیارتهیه گردیده، اما استفاده مفیدی از آن جهت ارتقاء سطح دانش مهندسان نشده و راه‌حلهای عملی برای جلوگیری از خطر زلزله از آن استنتاج نشده است. عدم حضور معماران در این فعالیتها و بازدیدها، زنجیره مذکور را همچنان گسسته باقی نگه داشته است. چنانچه بازدیدها و گزارشات و در انتها تحقیقاتی از سوی مهندسین معمار نیر در زمینه زلزله صورت پذیرد، کاملاً جدا از دیگر متخصصین همچون مهندسان سازه بوده و نشستها و تبادل اطلاعات میان این گروه‌ها صورت نمی‌پذیرد. بدین ترتیب اقدامات صورت گرفته به ارائه راه‌حلهای کلی و جامع و در نتیجه کامل کردن زنجیره ناگسسته ساخت و ساز مقاوم دربرابر زلزله نمی‌انجامد.
از آنجا که ایالت کالیفرنیا یکی از بزرگترین مناطق زلزله‌خیز دنیا بوده و مهمتر از آن کانون توجهات و مطالعاتی است که در زمینه زلزله در ایالات متحده آمریکا صورت پذیرفته است، با اشاره به نقش معماران در طراحی و ساخت بنای مقاوم در برابر زلزله در کالیفرنیا و الگوهای مطرح شده در آن ایالت شاید بتوان گامی در جهت رفع نقصانهای موجود در ایران برداشت.
☆ در ایالت کالیفرنیا کمیته‌ای تشکیل یافته که به نقش معماران در تعدیل خطرات زلزله می‌پردازد. این کمیته مسائل تخصصی‌ای را در دستور کار خویش قرار داده که عبارتند از:
▪ تعیین روشهایی که بوسیله آن معماران می‌توانند مقاومت ساختمان را در برابر زلزله افزایش دهند.
▪ برقراری ارتباط میان معماران و مهندسین سازه که موجب ارتقاء و رشد طراحی بر اساس اصول مقاوم در برابر زلزله خواهد شد.
▪ توجه به ارتباط میان طراحان، کارفرمایان، سازندگان، توسعه دهندگان و دیگر گروههایی که در ارتقاء ایمنی ساختمان در برابر زلزله نقش دارند.
▪ تعیین نیازهای تحصیلی با توجه به نکات و هشدارهای موجود و اجرای ساختمان در مناطق زلزله‌خیز.
چهار عنوانی که دستورالعمل این کمیته واقع شده نشان دهنده نقش مهم و جایگاه حساس معماران در فرآیند ساخت و ساز می‌باشد. آموزش معماران در باب مسایل زلزله و به روز نگاه داشتن معلومات و اطلاعات متخصصین صاحب نظران معماری خود باعث ارتقاء کیفیت ساخت و ساز خواهد شد. زمانیکه جایگاه معماران و دیگر متخصصین و گروههای کاری در فرآیند ساخت و ساز مشخص گردد و دانش آنان به هنگام گشته و ضمانت تحقق آن دانش نیز حضور داشته باشد، می‌توان شاهد کیفیت ساخت و ساز بود.
در زمینه طرح و ساخت مقاوم در برابر زلزله، در ایران مشکلات بسیار زیادی وجود دارد.اگر چه ریشه تمامی این مشکلات را نمی‌توان کمبود در مهارت مهندسان معمار و سازه دانست، اما باید به این مسئله معترف بود که فارغ‌التحصیلان مهندسی معماری و سازه دانشگاه های ایران از معلومات و مهارتهای کافی برای طراحی و ساخت ساختمانهای مقاوم در برابر زلزله برخوردار نمی‌باشند.
شاید بتوان نقاط ضعف موجود را بدینگونه عنوان داشت:
▪ عدم آگاهی و تسلط کافی مهندسان معمار به مسائل زلزله و در نتیجه طراحی و ساخت بناهایی با مقاومت بسیار ضعیف در برابر آن
▪ عدم تسلط و اعتقاد کافی مهندسان سازه در زمینة الزامات فضایی و فرمی بکارگرفته در طراحی معماری و در نتیجه عدم هماهنگی و همکاری لازم و مناسب میان مهندسان معمار و مهندسان سازه در طراحی و ساخت بناهای مقاوم در برابر زلزله.
عدم توجه به ارتباط میان معماران و مهندسین سازه به عنوان طراح با کارفرمایان، سازندگان و دیگر گروههایی که در ارتقاء ایمنی ساختمان در برابر زلزله نقش بسزایی دارند.
☆ غیر از موارد بالا مشکلات دیگری نیز به چشم می‌خورد، از آنجا که بررسی موارد زیر در محدوده این بحث نمی‌گنجد تنها به چند نمونه از این موارد اشاره می‌گردد:
▪ عملکرد نادرست سازمانهای مسئول مانند شهرداریها.
▪ عدم جلوگیری از خلافهایی که سازندگان و کارفرمایان در حین اجرای ساختمان انجام می‌دهند.
▪ اجرای ساختمان به روشهای غیر اصولی و عدم کنترل مناسب بر فرآیند ساخت و ساز.
▪ سطح نازل کیفیت مصالح ساختمانی.
▪ وجود قوانین نادرست و گمراه کننده در زمینة طراحی؛
▪ فرآیند نادرست تهیه نقشه‌های اجرایی و عدم کنترل بر کیفیت نتایج مندرج در نقشه‌ها از سوی شهرداریها.
در کالیفرنیا مهارتهایی که می‌بایست توسط معماران جهت یادگیری اصول طراحی مقاوم در برابر زلزله کسب گردد به نحوه عملکرد معماران در حوزه مورد مطالعات زلزله بر می‌گردد.
نقش معماران در این حوزه را می‌توان به سه دسته تقسین نمود:
▪ نقش معماران به عنوان عضوهای کلیدی در تیمهای طراحی جهت ارتقاء مقاومت و ایمنی ساختمان در برابر زلزله؛
▪ راهبری تیمهای تخصصی جهت ارتقاء سطح علمی و دانش متخصصان علوم ساختمانی در زمینة زلزله
▪ نقش معماران در عملیات بازسازی بعد از زلزله
با عنایت به مشکلاتی که در ایران در زمینه طراحی و اجرا وجود دارد.
می‌توان علاوه بر سه مورد مطرح شده به مهارتهای دیگری نیز اشاره کرد که معماران می‌باید کسب نمایند:
▪ کسب مهارتهای لازم در جهت طراحی مقاوم در برابر زلزله و تصمیم گیریهای هماهنگ با مهندسین سازه چه در مرحلة ایده و چه در مراحل تکمیل طرح.
▪ کسب مهارتهای لازم در زمینة اجرای ساختمان ( همانطور که مستحضرید معماران به عنوان مهندس ناظر در ایران فعالیت گسترده‌ای دارند و عدم نظارت دقیق بر اجرای صحیح، مقاومت ساختمان را به میزان زیادی کاهش می‌دهد.
▪ کسب مهارتهای لازم در زمینة طراحی و اجرای اجزاء غیر سازهای با توجه به دانش مقاوم سازی در برابر زلزله.
با آنکه ایران از زلزله خیزترین مناطق دنیا محسوب می‌گردد، یکی از مهمترین و بزرگترین مشکلات در طراحی و ساخت مقاوم در برابر زلزله عدم آشنایی معماران با مسئله زلزله و طراحی بر اساس آن می‌باشد. عدم فعالیت در کارهای گروهی و هماهنگی با مهندسین سازه و ژئوتکنیک و نیز سازندگان و در رأس همه کارفرمایان، از دیگر معضلات موجود در ایران است.
کلام آخر
ساخت و ساز پایدار مدیریت یک محیط پاک و سالم بر اساس بهره برداری موثر از منابع طبیعی و اصول اکولوژیکی است. به طوری که هدف از طراحی ساختمانهای پایدار کاهش آسیب آن ها بر روی محیط و منابع انرژی و طبیعت است. بدنبال رشد بی رویه جمعیت و توسعه شهرها و بنابر نیاز به ساخت و سازهای بیشتر در زمینه ی معماری، انسان ناگزیر به استفاده بی رویه از انرژیها و منابع طبیعی گردید.
