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

 

معماری سبز(معماری پایدار)

معماری سبز

معماری سبز یا معماری پایدار یکی از گرایش ها ورویکردهای نوین معماری است که در سال های اخیر مورد توجه عده زیادی از طراحان و معماران معاصر جهان قرار گرفته است. این معماری بر خاسته از مفاهیم توسعه پایدار میباشد که در پی سازگاری وهماهنگی با محیط زیست یکی از نیازهای اساسی بشر در جهان صنعتی کنونی است.

دلایل شکل گیری :

معماری سبز برخاسته از معماری پایدار و توسعه پایدار می باشد،که این نیز ناشی از نیاز انسان امروز در مقابل پیامدهای سوء جهان صنعتی ومصرفی عصر حاضر است.معماری و فن آوری میتوانند در تعامل تنگاتنگ با یکدیگر باشند.معماری”های تک” با منطق خشک تولید کلان واستفاده بی مهابا از تکنولوژی و تلفیق با کارکردگرائی شدید،منجربه محیط های خنثی و بی مصرف شد.حساسیت در برابر چنین وضعیتی روابط گسترده تر از جمله ساخت مکان،مصرف انرژی،شهر سازی و آگاهی زیست محیطی را بوجود آورد. بطوریکه امروزه اکوتک(تلفیق طبیعت با تکنولوژی)را در مقابل های تک قرار داده است.

کلیات و اهداف در معماری سبز:

الگوهای نادرست رفتاری محیط طبیعی را ویران می کند.در حالیکه ما برای دوره طولانی بقاء،طی نسل های آتی به آن وابسته ایم.طراحی سبز عملی است برای حل مشکلات که طی آن منابع طبیعی قبل،بعد و طی پروسه تولید و ساخت به کمترین حد آسیب می بیند.به علاوه درحفظ مصالح مفید بوده و قابل بازگشت به چرخه طبیعت باشند.

موضوعات مطرح در معماری سبز:

1.صرفه جوئی در انرژی
2.مسائل جهانی زیست محیطی
3.بهینه کردن پروسه تولید مصالح
4.بهره گیری از اصول معماری محلی
5.استفاده از فضای سبز برای کمک به حفاظت محیط زیست

Roof Garden و مزایای طراحی آن در بنا:

 

  1. باعث لطافت و تازگي هوا،مخصوصا در مناطق گرمسيری می شود.
  2. پوشش گياهی روی بام مانند يك عايق عمل می كند و بطور جدی در كاهش هزينه های مربوط يه وسايل گرمازا وسرمازایی منزل موثر است.

مثلا در يك روز گرم كه دماي هوا ۹۰  درجه فارنهایت است ، دماي يك سقف سياه رنگ (مثل آسفالت يا قير ) به f۱۹۰  می رسد . در حالی كه در همين شرايط دمای يك بام پوشيده شده با گياه تنها   f ۹۵است.

3. باغ بام تا حد زيادي از ريزش سقف بر اثر سيلاب و بارانهاي شديد جلوگيری می كند. چرا كه پوشش گياهی روی بام مانند اسفنج عمل كرده و آب را جذب می كند.

4. پوشش گياهی روی بام عايق صوتی بسيار خوبی است. مخصوصا در مناطق پرترافيك، حوالی ريل راه آهن و خطوط پرواز و همچنين مكان هايی كه در طبقات فوقانی نياز به سكوت و آرامش است … مثل كتابخانه و بيمارستان.

residence antilia در هند:

 

ساخت و ساز شروع شده است،با وجود مخالفت هائی از طرف کسانی که می گویند این طرح برای شهری که 65 درصد از ساکنان آن در ناحیه های فقیر نشین و پر جمعیت زندگی می کنند زیاد است.ساختمان ممکن است به خاطر گیج کنندگی،عجیب بودن و سبز بودن معماری آن موفق تلقی شود.

هتل سونگ جيانگ:

 

 

طراحی این بنا همچون آفرینشی دلنشین، معماری پویا را با طبیعت جاندار تلفیق کرده تا خیال پا به عرصه ی جهان واقع گذارد. طرح پیشنهادی ارائه شده توسط شرکت اتکینز می باشد و آن را می توان زیر شاخه ای از سبک های ارگانیک و اکوتک نامید. طرح مذکور ترکیبی فوق العاده جذاب و ناگسستنی را با محیط پیرامون خود برقرار کرده، ساختمان و سایت آن با هم ادغام شده،به گونه ای که ساختمان با عناصر کاملاً مدرن خود با طبیعت پیرامون ترکیب و شکلی واحد به خود گرفته. طرح تا حد زیادی کامل و بی نقص ارائه شده است. هتل در منطقه ی سونگ جیانگ قرار گرفته که یکی از مناطق گردشگری مهم چین به شمار می رود.

انتشار مطالب با ذکر منبع بلامانع می باشد.

گردآوری: الهام قوپرانلو

 

طراحی خانه اکولوژیک ،مسابقه دانشجویی دانشگاه آکسفورد

 طراحی خانه اکولوژیک ،مسابقه دانشجویی دانشگاه آکسفورد

  • مسابقه طراحی خانه اکولوژیک ،دانشگاه آكسفورد

علی سوداگران،برنده رتبه چهارم                 

تأسيسات:حسين چيذری

مدلسازی سه بعدی:سينا عبدالهی

گرافيك:اشكان شفاعتی

مساحت:1800 مترمربع

زير بنا:200 مترمربع

موضوع مسابقه طراحی خانه ای با سه اتاق خواب به مساحت تقريبی 180 مترمربع براي خانواده ای 4 نفره در شهر محل زندگي شركت كنندگان در مسابقه است،كه می بايست در تابستان و زمستان،بدون اتكا به سوختهای فسيلی،زندگی راحتی برای ساكنانش فراهم كند.اين مسابقه دانشجويی از طرف دانشگاه آكسفورد،با همكاری در ماه اوت 2004 برگزار شد و طرح علی سوداگران از ايران در اين مسابقه به مقام چهارم دست يافت.

روند طراحی خانه اکولوژیک

  • روند طراحی
  1.  انتخاب حجمی متراكم برای كم كردن اتلاف انرژی.
  2.  كشيدگی فرم شرق به غرب،برای دريافت بيشترين نور جنوب و كم كردن سطوح شرقی و غربی.
  3.  لايه بندی فضا برای قراردادن فضاهای اوليه در جنوب  و فضاهای ثانويه در شمال.
  4.  استفاده از شيب زمين برای فرو رفتن در خاك و كشيدن خاك شمالی سايت روی پشت بام.
  5.  قرارگيری فضای گلخانه ای در جنوب برای استفاده از انر‍ژی خورشيدی در زمستان.
  6.  استفاده ازبادخان برای تهويه داخلی.
  7.  شكل گيری حجمی در شرق برای تعريف ورودی و گاراژ.
  8.  قرار گيری پانل های فتوولتائيك و سايه بان فصلی (اين پوسته از گياهان رونده روی داربست شكل گرفته است كه به عنوان سايه بانی هوشمند در فصول مختلف عمل مي كند.)

ساختار اصلی خانه را ديوارهای باربر آجری تشكيل می دهد كه از لحاظ اقتصادی و زيست محيطی به طور نسبی مناسب است و رايج ترين مصالح بومی را تشكيل می دهد و برای ساخت به تكنولوژی پايينی احتياج دارد.ديوارهای خارجی به ضخامت 40 سانتی متر با يك لايه 10 سانتی متری عايق شده اند. پنجره ها از شيشه دو جداره 6 ميلی متری با قاب چوبی ساخته شده اند.برای محوطه سازی از سنگ های ضايعاتی كارخانه های سنگبری استفاده شده است.سايبان اصلی از تيرهای چوبی،كه قبلاً به عنوان تيرهای تلفن در شهر استفاده می شد،ساخته شده اند. تمام لوله های فاضلاب،توالتها و دستشويی ها و مينی دوش از جنس سفال يا چيني است. براي طراحی داخلی ساختمان از موكت و كليه محصولات مصنوعی و آلوده كننده پرهيز شده است و از مواد طبيعی، كه انرژی كمی برای توليد و بازيافت نياز دارند، استفاده شده است .

نمای جنوبی خانه اکولوژیک

  • مديريت انرژی

100 مترمربع پانل فتوولتائيك انرژی مورد نياز اين ساختمان را با توليد درمجموع 10 كيلو وات برق تأمين می كنند.اين صفحات،كه روی داربست چوبی قراردارند،در دو زاويه صفر درجه براي تابستان و 45 درجه برای زمستان قابل تنظيم اند كه علاوه بر توليد برق،برای سايه اندازی روی سقف در فصول گرم استفاده می شوند.

آبگرمكن های خورشيدی با ظرفيت 200 ليتر،آب گرم مصرفی را تأمين مي كنند و كلكتورهای آن با زاويه 45 درجه رو به جنوب روی پشت بام قرار گرفته اند .

  • مديريت آب
  1.  بهينه كردن مصرف آب: در اين خانه از دوش هایی با فشار مضاعف هوا در حمام استفاده شده است.اندازه دوش ها و لوله های ورودی آب به دوش ها بهينه است.برای سرويسهای بهداشتی از فلاش تانك دوكاره استفاده شده است .
  2. ذخيره سازی: يك تانكر75 مترمكعبی برای ذخيره آب باران زير ساختمان درنظر گرفته شده كه تأمين كننده آب گياهان داخل منزل و فلاش تانك هاست .
  3. بازيافت: آب توالت ها و فلاش تانك ها بعد از گذراندن از صافی هايی ،‌ برای آبياری گياهان استفاده می شود .
  • سيستم گرمايشی

از دو فضای گلخانه ای در جنوب ساختمان در زمستان به عنوان منبع ذخيره گرما استفاده می شود. تابش آفتاب به ديوارها و خاك گياهان دمای فضای گلخانه ای را بالا می برد.

فضاهای شمالی از طريق سقف شيشه ای راهرو روشن می شوند و تابش خورشيد به ديوارهای شمالی باعث بالا رفتن دمای ديواره مي شود. بدنه ها مانند يك ديوار ترومپ انرژی خورشيد را تا شب در خود ذخيره مي كنند.دو بستر سنگی در زير اتاق گرمای اضافی خورشيدی را در كف ذخيره می كنند تا شب يا روزهای ابری از آن استفاده شود.

مقطع سیستم گرمایشی خانه اکولوژیک

  • سيستم سرمايشی

علاوه بر سايبان فصلی و سقف سبز،‌ كه به خنك كردن ساختمان بسيار كمك مي كنند، سيستم كمكی ديگری نيز برای فصول گرم درنظر گرفته شده است. استفاده از سرمای خاك، با استفاده از يك لوله آلومينيومی به قطر 20 سانتی متر و به طول 30 متر و در عمق 4 متری سطح زمين امكان پذير مي شود. يك باد خور به عمق 4 متر هوا را به سطح زمين می فرستد و بعد از گذر از كانال، دمای آن از 38 درجه به 27 درجه سانتی گراد كاهش می يابد.براي اين كار، از يك فن كمك گرفته شده كه با انرژی خورشيدی كار می كند.فن هوای سرد شده را به داخل اتاق می كشد و هوای گرم زير سقف را يك بادخان خارج می كند.

منابع مورد استفاده در نگارش این مطلب:

  1. مجله معمار – شماره 47
  2. مجله معمار – شماره 29

 

انتشار مطالب با ذکر منبع بلامانع می باشد.

گردآوری: الهام قوپرانلو

 

حرکت به سوی معماری پایدار در طراحی مکعب آبی شگفت انگیز

حرکت به سوی معماری پایداردر طراحی مکعب آبی شگفت انگیز

طراحی با توجه به اقلیم و انرژی های طبیعی
یکی از نیازها و خواسته های اصلی ورزش های آبی تامین انرژی گرمایشی است. فضای میانی بین این حباب ها و پوشش های ETFE آن، فضایی همانند گلخانه را بوجود آورده است.(ماده شفافی به نام ETFE برای پوشاندن سازه تشکیل دهنده مکعب آبی از داخل و خارج  استفاده شده است. ETFE مخفف اتیل تترافلوئورواتیلن،یکی از مشتقات فلوئور است.در مجموع،برای پوشش داخلی و خارجی ساختمان حدود 100 هزار متر مربع ETFE استفاده شده است.)(برای توضیحات کامل مراجعه شود .http://ghooparanloogallery.com/مکعب-آبی-شگفت‌انگیز)
این فضاهای گلخانه ای و دستگاه های تاسیساتی که مخصوص آن طراحی شده اند، کمک می کنند تا انرژی گرمایشی مورد نیاز برای آب استخرها و فضای مکعب به خوبی تامین شود. این تدبیر باعث صرفه جویی ۳۰٪ در انرژی شده است.

نکته دوم،تامین آب استخرها می باشد،با توجه به کمبود آب در منطقه شمال چین و استفاده فراوان از این مجموعه، دربام و در بین حباب ها شیارهایی طراحی شده است که ضمن جمع آوری باران بازیافت ۸۰٪ از آب باران را جهت استفاده در مجموعه بر عهده گرفته است.

پوسته حبابی،انرژی نور خورشید را جذب می‌کند و هوا و آب استادیوم را گرم می‌کند. هر حباب، فیلتری دارد که میزان پراکنده شدن گرما را تنظیم میکند. جنس این حباب‌ها از یک ماده موسوم به ETFE است. حتی آب بارانی که روی سقف این ورزشگاه جمع می شود بعد از تصفیه در تامین آب ورزشگاه استفاده می شود.

این طرح، از بین طرح های ارائه شده از 10 کشور، که اغلب معماران بزرگ و مطرح بین المللی طراحی کرده بودند ، به مرحله دوم راه یافت و در آنجا توانست بر دو طرح دیگر یکی از چین و دیگری از آمریکا کار رافائل وینولی پیروز شود. هزینه اجرای طرح بالغ بر 100 میلیون دلار است که قسمتی از آن را چینی های ساکن در خارج از کشور تامین می کنند. پروژه زیر بنایی بالغ بر 70 هزار مترمربع و 6 هزار صندلی ثابت دارد ولی برحسب مورد قابلیت جا دادن 11 هزار صندلی موقتی اضافه هم دارد و در مجموع می تواند 17 هزار نفر را در خود جای بدهد.ابعاد مکعب آبی 177 در 177 متر و ارتفاع آن 31 متر است.ضخامت دیوار های پیرامون آن در حدود 6/3 متر و ضخامت سقف آن 2/7 متر است.

علاوه بر سیستم سازه ای منحصر به فرد به کار رفته در پروژه از جنبه های متعدد دیگر نیز پروژه نوآوری دارد. از جمله می توان به پوشش به کار رفته در سطح خارجی و عملکرد آن ،مسئله آتش سوزی و نحوه برخورد با عواقب آن ،استفتده بهینه از انرژی خورشیدی در ساختمان و نیز چگونگی استفاده از آب و بازیافت آب مصرفی اشاره کرد. گفتنی است که اجرای پروژه مکعب آبی از ماه دسامبر سال 2003 میلادی شروع شده است.

سازه تشکیل دهنده مکعب آبی بسیار پیچیده است و با آرایش فضایی بغرنج است که امکان استفاده از روش های معمول برای مدل سازی و طراحی وجود ندارد.آنچه بر پیچیدگی مدل سازی و طراحی آن می افزاید،لزوم استفاده از روش های بهینه سازی برای به حداقل رساندن وزن اجزاست.دلیل این امر،اثر تعیین کننده وزن اجزای سازه در طراحی دهانه های بزرگ و نیز اثر آن در مقدار نیروی زلزله اعمال شده به سازه است.

در مکعب آبی حدود 22 هزار جزء سازه ای (به شکل میله) و 12 هزار گره(محل تلاقی اعضا) وجود دارد.برای درک عظمت سازه مورد استفاده ذکر این نکته جالب است که اگر تمام اجزای سازه ای تشکیل دهنده مکعب آبی به دنبال هم قرار بگیرند طولی بیشتر از 90 کیلومتر خواهد شد.

ETFE دارای خواص شگفت انگیزی است: دوام آن حدود 20 سال است ،بسیار سبک است ، عایق است و نور را براحتی از خود عبور می دهد.وزن یک پانل ساخته شده از ETFE حدود یک درصد پانل مشابه از جنس شیشه است.این ماده پلاستیکی بسیار محکم است و قابلیت مصرف مجدد دارد.در مقایسه با شیشه ،قابلیت عبور ماوراءبنفش (UV) از آن بیشتر است و با هر بارش باران خود به خود تمیز می شود

حرکت به سوی معماری پایدار، توجه به اقلیم و انرژی:

یکی از نیازها و خواسته های اصلی ورزش های آبی تامین انرژی گرمایشی است. فضای میانی بین این حباب ها و پوشش های ETFE آن، فضایی همانند گلخانه را بوجود آورده است.

این فضاهای گلخانه ای و دستگاه های تاسیساتی که مخصوص آن طراحی شده اند، کمک می کنند تا انرژی گرمایشی مورد نیاز برای آب استخرها و فضای مکعب به خوبی تامین شود. این تدبیر باعث صرفه جویی ۳۰٪ در انرژی شده است.

نکته دوم، تامین آب استخرها می باشد، با توجه به کمبود آب در منطقه شمال چین و استفاده فراوان از این مجموعه، در بام و در بین حباب ها شیارهایی طراحی شده است که ضمن جمع آوری باران بازیافت ۸۰٪ از آب باران را جهت استفاده در مجموعه بر عهده گرفته است.

اتيل تترا فلوئور اتيلن (ETFE) كه فلوئور پليمري با ويژگيهاي كششي مناسب است، براي كاربرد در اين پروژه، راه حل خوبي است. به علاوه، مقاوم و سبك وزن است (وزني معادل يك درصد همان ابعاد شيشه دارد) و شفافيتي بالا براي عبور اشعه مـاوراءبنـفش دارد؛ETFE در مقـابل نور خـورشيد فـرسايش نمي يابد و خاصيت عايقي بهتري نسبت به شيشه داراست. همچنين قابل بازيافت بوده و نيز مقاومتي معادل چهارصد برابر وزن خود دارد.
گرچه در برابر ايجاد سوراخهاي سطحي حساس است، اما به سادگي با استفاده از نوارهاي ETFE مي توان آن را تعمـير نمود.

علاوه بر سیستم سازه ای منحصر به فرد به کار رفته در پروژه از جنبه های متعدد دیگر نیز پروژه نوآوری دارد. از جمله می توان به پوشش به کار رفته در سطح خارجی و عملکرد آن ،مسئله آتش سوزی و نحوه برخورد با عواقب آن ،استفتده بهینه از انرژی خورشیدی در ساختمان و نیز چگونگی استفاده از آب و بازیافت آب مصرفی اشاره کرد. گفتنی است که اجرای پروژه مکعب آبی از ماه دسامبر سال 2003 میلادی شروع شده است.

سازه تشکیل دهنده مکعب آبی بسیار پیچیده است و با آرایش فضایی بغرنج است که امکان استفاده از روش های معمول برای مدل سلزی و طراحی وجود ندارد.انچه بر پیچیدگی مدل سلزی و طراحی آن می افزاید،لزوم استفاده از روش های بهینه سازی برای به حد اقل رساندن وزن اجزاست.دلیل این امر، اثر تعیین کننده وزن اجزای سازه در طراحی دهانه های بزرگ و نیز اثر آن در مقدار نیروی زلزله اعمال شده به سازه است

                               

در مکعب آبی حدود 22 هزار جزء سازه ای (به شکل میله) و 12 هزار گره(محل تلاقی اعضا) وجود دارد.برای درک عظمت سازه مورد استفاده ذکر این نکته جالب است که اگر تمام اجزای سازه ای تشکیل دهنده مکعب آبی به دنبال هم قرار بگیرند طولی بیشتر از 90 کیلومتر خواهد شد.

از ماده شفافی به نام ETFE برای پوشاندن سازه تشکیل دهنده مکعب آبی از داخل و خارج  استفاده شده است. ETFE مخفف اتیل تترافلوئورواتیلن،یکی از مشتقات فلوئور است.در مجموع،برای پوشش داخلی و خارجی ساختمان حدود 100 هزار متر مربع ETFE استفاده شده است.

ETFE دارای خواص شگفت انگیزی است: دوام آن حدود 20 سال است ،بسیار سبک است ، عایق است و نور را براحتی از خود عبور می دهد.وزن یک پانل ساخته شده از ETFE حدود یک درصد پانل مشابه از جنس شیشه است.این ماده پلاستیکی بسیار محکم است و قابلیت مصرف مجدد دارد.در مقایسه با شیشه ،قابلیت عبور ماوراءبنفش (UV) از آن بیشتر است و با هر بارش باران خود به خود تمیز می شود.

انتشار مطالب با ذکر منبع بلامانع می باشد.

گردآوری: الهام قوپرانلو

مکعب آبی شگفت‌انگیز

مکعب آبی شگفت‌انگیز

مکعب آبی شگفت‌انگیز

استادیوم ورزش‌های آبی پکن که برای المپیک 2008 آماده شده بود،معماری شگفت‌انگیزی دارد. به خاطر نمای حبابی و شفاف، این استادیوم لقب مکعب آبی گرفته است. این ورزشگاه طوری طراحی شده که در مصرف انرژی کارا باشد، پوسته حبابی، انرژی نور خورشید را جذب می‌کند و هوا و آب استادیوم را گرم می‌کند.در جولای ۲۰۰۳ شرکت معماری آروپ (ARUP) و شرکت مهندسین سازه چین و موسسه طراحی (CSCEC Shenzhen)جایزه مسابقه بین المللی طراحی مرکز ملی ورزشهای آبی المپیک ۲۰۰۸ پکن را از آن خود کردند .هر حباب، فیلتری دارد که میزان پراکنده شدن گرما را تنظیم می‌کند. جنس این حباب‌ها از یک ماده شبیه تفلون موسوم به ETFE است. بنابراین این ورزشگاه سازه‌ای «سبز» و سازگار با محیط زیست محسوب می‌شود.

طراحی رستورانی در خارج از حجم حبابی شکل باعث شده تا این مکعب آبی شگفت‌انگیز بعد از مسابقات المپیک پکن نیز به عنوان یکی از مناطق تفریحی شهر پکن مورد استفاده قرار گیرد، همچنین طراحی مکعب آبی شگفت‌انگیز در چهار محور اصلی که شامل: اقتصادی بودن، مسائل اجتماعی،محیطی و منابع طبیعی قدم برداشته است.

Weaire و Phelan ایده اولیه طرح که از کف های صابون می باشد از استادان فیزیک،که سعی بر مطالعه چیدمان حباب های کف صابون در یک نظم بی انتها را داشته اند گرفته شده است.

این مطالعه در سال ۱۹۹۳ و برای پاسخ به سوال کلوین در اواخر قرن ۱۸ مبنی بر نظم حاکم بر چیدمان کف های صابون بوده است.    

                              

طراحی سازه ای مکعب آبی شگفت‌انگیز بر اساس الگوی پیشنهادی این دو دانشمند پایه ریزی شده است،مسئله اصلی این بود که این اشکال نامنظم چگونه در یک ساختار منظم همانند یک مکعب جای خواهند گرفت و یک سطح صاف و هموار را به وجود خواهد آورد.ساختار پیشنهادی آنها از ترکیب ۸ حباب جداگانه با ۲ شکل متفاوت بود، به عنوان ساده تر تمامی حباب ها از دو حباب اولیه ساخته شده است که با دوران و چرخش، یک دسته ۸ تایی را بوجود می آورد. این دو حباب اولیه شامل یک ۱۲ وجهی و یک ۱۴ وجهی می باشد، این ۱۲ وجهی از سطوح پنج ضلعی تشکیل شده  و ۱۴ وجهی ها از سطوح شش ضلعی.
در کل با قرار گرفتن ۶ تا از ۱۲ وجهی ها و ۲ عدد از ۱۴ وجهی ها به یک مدول خواهیم رسید،با تکرار آن می توان به مکعبی با سطوح صاف و هندسه ای منظم دست یافت.

شکل گیری و طراحی سازه:
به طور خلاصه مشخصات عمومی سازه عبارتند از:
*ابعاد کلی طرح: ۱۷۷*۱۷۷*۳۱ متر
*ضخامت دیوارها: ۳.۶ متر (از جنس سازه های فضا کار)
*ضخامت سقف: ۷.۲ متر (از جنس سازه های فضا کار)
*فولاد مصرفی: ۶۵۰۰ تن
*طراحی برای ۲۲ هزار تیر سازه ای برای ۱۹۰ حالت مختلف بارگذاری
*۱۲ هزار گره خرپایی (پیوند)
*تعریف بار گذاری برای یک میلیون سطح مختلف

قابل ذکر است که شرکت auto desk برای نیاز این پروژه دستور section را در نرم افزار CAD خود طراحی کرد. این دستور قابلیت ترسیم برش از احجام سه بعدی را به ما می دهد.
شکل گیری این نوع سازه فضاکار در سه بخش تعریف شده است:
۱.قاب سطح بیرونی 

۲.قاب سطح خارجی
۳.ساختار حبابی میانی که در حد فاصل دو قاب ذکر شده قرار می گیرد.
در کل سازه میانی و قاب های به کار رفته همان ترکیب حباب ها هستند، ولی به دلیل اینکه در جداره های بیرونی و درونی،به شکل سطح مسطح طراحی شده اند. در طراحی سازه نیز به سه بخش جدا تقسیم شده اند.

در کل سازه میانی و قاب های به کار رفته همان ترکیب حباب ها هستند، ولی به دلیل اینکه در جداره های بیرونی و درونی به شکل سطح مسطح طراحی شده اند. در طراحی سازه نیز به سه بخش جدا تقسیم شده اند.مسئله مهم در طراحی سازه مکعب آب، تغییر اندازه ها بر اثر انقباض و انبساط زیاد، به دلیل طول دهانه ها و ابعاد زیاد ساختمان و سازه بوده است. دیگر اینکه سازه بسیار مقاوم بنا قادر به حفظ شکل خود بر اثر وزن زیاد خود سازه باشد.

  1. روکش مکعب ها
  2. پوشش ETFE انتخاب شد تا هم به سازه های فضاکار روح بخشد و هم شکل و ظاهر آن را هر چه بیشتر به حباب ها و مکعب های آب شبیه کند.
  3. تک تک حباب ها در  پوششی از ETFE قرار می گیرند، سپس هوا به صورت یکباره در محل در داخل آن پمپاژ می شود، این عمل برای هر ۱۰ سال یک بار تکرار می شود.
  4. یکی از نواقص بزرگ این نوع پوشش های ETFE احتراق پذیر بودن آنها است که در هنگام آتش سوزی خود را جمع می کنند.

اتيل تترا فلوئور اتيلن (ETFE) كه فلوئور پليمري با ويژگيهاي كششي مناسب است، براي كاربرد در اين پروژه، راه حل خوبي است. به علاوه، مقاوم و سبك وزن است (وزني معادل يك درصد همان ابعاد شيشه دارد) و شفافيتي بالا براي عبور اشعه مـاوراءبنـفش دارد؛ETFE در مقـابل نور خـورشيد فـرسايش نمي يابد و خاصيت عايقي بهتري نسبت به شيشه داراست. همچنين قابل بازيافت بوده و نيز مقاومتي معادل چهارصد برابر وزن خود دارد.
گرچه در برابر ايجاد سوراخهاي سطحي حساس است، اما به سادگي با استفاده از نوارهاي ETFE مي توان آن را تعمـيرنمود.

انتشار مطالب با ذکر منبع بلامانع می باشد.

گردآوری: الهام قوپرانلو