گل تفتان،معماری با عناصر چهار گانه طبيعت،نادر خلیلی و روش گل تفتان

معماری با عناصر چهار گانه طبيعت،نادر خلیلی و روش گل تفتان

انسان مدرن پس از سالها دويدن و به جلو رفتن در معماری و استفاده از انواع و اقسام مصالح گوناگون صنعتی به معماری اصیل كه همان معماری عناصر چهار گانه طبيعت است،در حال بازگشتن است و اين بار بناهای خاكی معاصر چه از نظر زيبايی شناختی و چه از نظر اقتصادی کامل می باشد،به طوری كه حتی شركتهايی كه با تكنيك های صحيح معماری و طراحی خاكی آشنايی ندارند،از نظر زیبایی شناختی  سعی می كنند كه يك خانه معمولی بتنی را طوری بسازندكه شبيه يك معماری خاكی بنظر برسد.

خاك يكی از با صرفه ترين مصالح در جهان مي باشد.تقريبا 33% از جمعيت جهان بسته به ميزان در دسترس بودن خاك و قابليت استفاده از آن در خانه های گلی زندگی می كنند. از خاك به 3 روش استفاده می شود:

  1. در تهيه مصالح ساختمانی مثل آجر و بلوكهای سيمانی.
  2.  پاشيدن خاك به داخل قالب و بر هم فشردن آن و تبديل شدن به ديوار های يكپارچه قوی عمليات پرس در مراحل مختلف معروف به L.H.F.T.
  3.  استفاده از خاك در تركيب با مواد ديگر مثل تركه های چوبی و اندود های متناوب.

معماری خاكی با روش اجرای سنتی دارای لبه ها ی نرم و ديواره های ضخيم است،كه در تقابل با گرايش های معماری معاصر قرار می گيرد،كه به دنبال فضای يك گروه توده كمتری است.

 

دلايلی كه باعث استفاده از خاك می شود: خاك حاصل از عمليات ساختمانی،در حين اجرای ويژه در تهيه ملات و …استفاده می شود، اين خود صرفه جويی است.به علاوه خاك محيط زيست را آلوده نمی سازد و نياز به مقادير زيادی انرژی برای توليد نداردو هم اينكه نياز به شرايط خاصی برای نگهداری پس از اجرا ندارد. خاك پس از تخريب بنا بدون ايجاد مشكلات زيست محيطی به طبيعت باز می گردد و جذب زمين می شود،از آن گذشته چينه های گلی (ديوارهای گلی) عايق های خوبی هستند كه باعث كاهش مصرف در سرمايش و گرمايش می گردد. با توجه به اين موارد در كشورهای مختلف درصد استفاده از اين ماده همراه با تخفيفات  موجود بر آن،به طور مثال وزارت مسكن فرانسه در سال 1986 از معمارانی چون جوردا و پرودين برای طراحی خط مشی تازه ای دعوت به عمل می آورد،كه تكنيك ها و تستهای معماری مدرن و خاكی را تعليق كرده و آن ها را به يك واحد منسجم تبديل می كند كه نتيجه اين كار بنا های مستحكم با خاك كوبيده،ديواره های خاكی با قابهای چوبی معماری آجری و خاكی و نيز برج های 5 طبقه خاكی بود كه با قاطعيت در محيط ايستادند.

ساختمانهای خاکی معاصر به نوعی با معماری بومی کشورهای در حال توسعه آمیخته است. معماران مدرنی همچون جوردا،پرودین،مایک رینولدز،نادر خلیلی،رابرت وینت و گلن مرکات نیز این ماده را به عنوان مناسبترین ماده ساختمانی پذیرفته و آن را در پروژه های معاصر خود بکار می برند و به این ماده معنای دیگری داده اند. جالب توجه است که در آمریکای شمالی و استرالیا نیز، استفاده از خاک به عنوان یک ماده صنعتی برای ساختمان سازی پذیرفته شده است.

در کالیفرنیا،نادر خلیلی،یک معمار ایرانی الاصل، معماری سرامیکی کشورش را به این ایالت زلزله خیز انتقال داده است.او گنبدهایی از خاک می سازد و بعد آنها را می پزد بطوریکه اجزای آنها مانندسرامیک با یکدیگر ترکیب می شوند.

ثابت شده است که این ساختمانها ضد زلزله هستند و دولت از آنها برای پناهگاه هااستفاده می کند.حتی Nasa درحال اجرای پروژه هایی است که بتواند این تکنیک را در کره ماه اجرا کند. آنها قصد دارند گنبدهایی از جنس خاک ماه بسازند و این سازه را با انرژی خورشیدی گداخته کنند،که نتیجه کار یک راه حل بسیار مقرون به صرفه و ابتکاری برای سایتی است که مواد ساختمانی را نمی توان به آنجا منتقل کرد .

نادر خليلي اين سازه های گنبدی را از خشتهای پخته شده ساخته است كه حاصل كار يك محصول يكپارچه است. اين تكنيك به نام گل تفتان معروف است.اين كلمه يك واژه  ايرانی است،كه به معماری سراميكی ايرانی معنی می بخشد.لازم به ذكر است اين گونه بناها در دو زلزله كه در سال 1992 در كاليفرنيا به صورت متوالی اتفاق افتاد كمترين صدمه را ديدند.

پروفسور نادرخليلی يك مهندس معمار ايرانی است.طرح های ابتكاری وی برای ساخت سازه های مسكونی ماه و مريخ موردتوجه پژوهشگران ناسا قرار گرفته است. وی از بيست سال پيش در زمينه طراحی و احداث واحدهای مسكونی در كره ماه و مريخ فعاليت دارد. او طرح هايی پيشنهادكرده كه نمونه هايي از آن در مناطق بيابانی آمريكا نيز ساخته شده است.

طرح خليلي در سال 83 برنده جايزه معتبر معماری بنياد آغاخان شد و طرح پيشنهادی او برای ساخت و ساز در كره ماه با استفاده از عناصر اربعه آب،خاك و آتش سبب شد تا اين معمار ايرانی به عنوان يكی از 7 فرد طراح برتر ناسا با عنوان «عجايب هفت گانه عصر حاضر » انتخاب شود.

نظرنادر خليلی پايه گذار تكنيك خاك و آتش در تبيين شرايط خاص ماه و مريخ و ويژگی های معماری در اين محيط:مهمترين تفاوت ماه و مريخ با نواحی كويری زمين اين  است كه در آنجا نه تنها آب كه حتي آتش نيز وجود ندارد. طرح پيشنهادی وی برای ساختمان سازی در كرات ديگر كه از معماری سنتی مناطق كويری ايران الهام گرفته شده از الگوهای ابرخشت و سازه های خشتیگل تفتان (Geltaftan) پيروی می كند كه برای احداث ساختمان های مستحكم در مناطق كويری زمين پيشنهاد كرده است.اين نوع بنا ها را تا سه طبقه نيز می توان ساخت. 

 

روش «گل تفتان» روشی است كه در آن خانه های خشتی و گلی طاق و گنبد دار كه ميليون ها نمونه از آن در ايران وجود دارند، از داخل به وسيله آتش گداخته می شوند. خليلی از چند سال پيش از اين روش ابداعی در موسسه خود(موسسه هنر و معماري خاك كاليفرنيا) استفاده می كند،كه خانه های ساخته شده به اين روش به «خانه های سراميكی» مشهورند.خليلی درباره منبع تامين آتش مورد نياز برای ساخت اين سازه ها در ماه و مريخ ميگويد:برای تامين حرارت مورد نياز می توان نور خورشيد را از طريق ذره بين هايی در محل های مورد نظر متمركز كرد.از آنجا كه خاك آن مناطق ماهيت شيشه ای دارد، ديواره گنبدهای ساخته شده بسيار زودتر از زمين ذوب می شوند. روش ديگر كه حتی نيازی به ساخت خشت های گلی ندارد،استفاده از ابرخشت است. در اين سيستم كه حاصل ۲۳ سال تحقيق و تجربه برای ابداع ساده ترين و سريع ترين و ارزان ترين روش احداث بناست به جای خشت های گلی از كيسه هايی كه حدود ۳۰ متر طول و ۴۰ سانتی متر عرض دارند، استفاده می شود و البته مصالح استاندارد هستند،كيسه در محل پرشده و بعد كوبيده می گردد تا كاملا فشرده شود. بدون نياز به پی، لايه های كيسه را روی هم قرار داده و بين آنها يك يا دو يا سه رديف سيم خاردار قرار می دهيم، به همان درازا، و به همين شكل ديوار بالا می رود. در حالت گنبدی، كيسه های فتيله ای شكل را به صورت مداوم و حلقوی ادامه می دهيم به ترتيبی كه رفته رفته دواير كوچك تر می شوند و درست مثل قديم گنيد های تخم مرغی ساخته می شوند. در حقيقت كيسه شن و سيم خاردار كه مصالحی جنگی و مصالح اصلی اين روش نيز هستند در اكثر جا ها وجود دارند، برای زمان صلح استفاده می شوند.

اين كيسه ها كه داخل آنها با خاك پر می شود به صورت لايه لايه بر روي يكديگر قرار می گيرند و به وسيله رديف هايی از سيم خاردار كه به صورت كمربندی هايی آنها را در بر مي گيرد به يكديگر متصل می شوند. به اين ترتيب، گنبدی تخم مرغی ساخته می شود كه بيش از ۹۰ درصد آن از مصالح محلی است. مصالح خشتی و گنبدی در برابر فشار، مقاومت زيادی دارند و در مقابل رانش يا تنش است كه فرو می ريزند و در اين سيستم، سيم خاردار ها در لايه های مختلف، عمل مقاوم سازی را در برابر كشش ايجاد می كنند، حتی بسيار بيشتر از آرماتور در بتون و به هر شكلی كه بتوانيم سيم خاردار را شكل دهيم، اين بنا ها هم می توانند به همان فرم،شكل بگيرند و البته درشكل های هندسی كامل.گل تفتان مقاومت قابل توجهی دارد.

يك طاق، در اصل يك صفحه دو منحنی است و اين يعنی مقاوم ترين فرمی كه در طبيعت وجود دارد. با توجه به سنگينی و مشكلات انتقال سيم های خاردار به فضا می توان در ساخت و تثبيت اين سازه های گنبدی از كيسه های چسبان ويژه استفاده كرد.با توجه به اين كه در ماه و مريخ با پديده هايی نظير زلزله يا توفان شديد مواجه نيستيم،اين سازه ها با روش  گل تفتان از استحكام و پايداری بسيار خوبی برخوردارند، البته اين ساختمان های تخم مرغی به دليل ساختار و شكل خاصشان، سازه هايی اصولا مقاومند و روش گل تفتان بر مقاومت آن می افزاید، كه می توانند به عنوان بناهای پايدار درمقابل زلزله به كار روند.

مزيت ديگر اين طرح ها كه از معماری مناطق كويری ايران اقتباس شده، توجه به عنصر سايه می باشد،كه با توجه به آفتاب داغ مريخ از اهميت فوق العاده ای برخوردار است. مهمترين ويژگی اين طرح استفاده از حداقل مصالح در آنهاست كه به دليل هزينه های بسيار سنگين انتقال هر كيلوگرم بار به فضا مولفه ای بسيار تعيين كننده است.

 

انتشار مطالب با ذکر منبع بلامانع می باشد.

گردآوری: الهام قوپرانلو

 

شالوده های شمعی

شمع ها اعضايی از جنس فولاد،بتن،بتن مسلح و چوب می باشند که در صورت مناسب نبودن ظرفيت باربری زمين برای استفاده ازشالوده های سطحی،ازآنها برای ساخت شالوده های عميق (شالوده های شمعی)استفاده مي شود. مخارج احداث شالوده های شمعی خيلی بيشترازشالوده های سطحی است.عليرغم مخارج بيشتر، درعمل موارد متعددی وجود دارد که برای ايمنی ساختمان درمقابل نشست و عوامل ديگر،ازشالوده های شمعی استفاده می شود. در زير بعضی از شرايطی که استفاده از شالوده های شمعی را ايجاب می نمايند، شرح داده می شود.

1.وقتی که لايه يا لايه های فوقانی خاک دارای قابليت فشردگی زياد و يا خيلی ضعيف باشند، به طوری که نتوان از شالوده سطحی برای توزيع بار ساختمان استفاده کرد، شالوده های شمعي براي انتقال بار به لايه های تحتانی محکم تر و يا سنگ بستر مورد استفاده قرار می گيرند. اين موضوع در شکل 1- الف نشان داده شده است.

وقتی که بستر سنگی و يا لايه محکمتر تحتانی در عمق معقولی از سطح زمين قرار نداشته باشد، از شمع برای انتقال تدريجی بار استفاده می شود. در اين حالت مطابق شکل 1-ب، بيشتر مقاومت شمع از طريق نيروی اصطکاک بين سطح تماس شمع و خاک (مقاومت جلدی) تامين می شود.

2.مطابق شکل 1-پ اگر شمعها تحت تاثير نيروی افقی قرار گيرند، در حالی که هنوز قابليت حمل بارهايی قائم را دارا هستند، مي توانند به وسيله خمش، نيروهای افقی را حمل نمايند. اين وضعيت اغلب در شالوده سازه های حايل خاک که وظيفه آنها مقاومت در مقابل فشار جانبی خاک است و يا ساختمان های بلند که تحت تاثير نيروهای باد يا زلزله قرار دارند، پيش مي آيد.

3.در خيلی از موارد، در منطقه مورد نظر برای احداث ساختمان با خاک قابل تورم و يا فروريزشی (رمنده) روبرو مي شويم. اين لايه ها ممکن است دارای عمق قابل توجهی باشند. خاکهای قابل تورم در اثر افزايش يا کاهش ميزان رطوبت، تورم و يا کاهش حجم پيدا مي کنند. فشار تورم چنين خاکهايي ممکن است به طرز قابل توجهی زياد باشد. اگر در چنين خاکهايی از شالوده های سطحی استفاده شود، ساختمان ممکن است با صدمات جدي روبرو شود. دراين حالت شالوده های شمعی که از لايه قابل تورم عبورکرده و وارد لايه پايدار شده اند، می توانند مورد توجه قرار گيرند (شکل 1- ت)

خاک هايی نظير ماسه بادی دارای طبيعت فروريزشی (رمندگی) هستند. وقتی که چنين خاکهايی تحت افزايش رطوبت قرار گيرند، اسکلت خاک مي تواند دچار شکست گردد. يک کاهش ناگهاني در نسبت تخلخل خاک، باعث نشست زياد سازه ايی مي شود که توسط شالوده سطحی حمل مي شود. در چنين حالاتی، شالوده شمعی که از لايه سست عبور کرده و وارد لايه پايدار زيرآن شده، می تواند به عنوان راه حل مسئله مورد توجه قرار گيرد.

4.شالوده بعضی از سازه ها، نظير خطوط انتقال برق، اسکله ها، شالوده های گسترده در زير آب زيرزمينی، تحت تاثير نيروی برکنش قرار دارند. در بعضی مواقع برای مقابله با نيروهای برکنش از شالوده های شمعی استفاده می شود.

5.به خاطر وجود مسئله آب شستگی و فرسايش در محل پايه های پل، اين پايه ها اغلب در روی شالوده های شمعی احداث می شوند.

اگرچه در گذشته تحقيقات متعددی به صورت نظری و عملی براي پيش بيني رفتار و ظرفيت باربری شالوده های شمعی در خاک های چسبنده و دانه ای انجام شده است، ليکن مکانيسم کار هنوز به طور کامل فهميده نشده و ممکن است هيچوقت هم فهميده نشود. به علت ناشناخته ها و عدم قطعيت های موجود در هنگام کار با بعضی از شرايط تحت الارضی، می توان طراحی شالوده های شمعی را يک هنر مهندسی در نظر گرفت تا علم مهندسی.

انتشار مطالب با ذکر منبع بلامانع می باشد.

گردآوری: الهام قوپرانلو