تبلیغات
تازه های عمران و معماری - مصالح نرم سازه های سخت
شنبه 11 تیر 1390

مصالح نرم سازه های سخت

   نوشته شده توسط: علیزاده    نوع مطلب :معاری ،

سابقه استفاده از كاغذ در معماری ژاپن بسیار دیرینه است. با توجه به شدت زلزله خیز بودن این منطقه جغرافیایی، همواره، از گذشته دور، طراحی ساختمان ها به گونه ای كه متحمل كمترین خسارت ها در اثر زلزله های شدید شوند، به عنوان هدف اولیه طراحی معماری مطرح بوده است

تا ۳ قرن پیش از این نقش معماری اغلب به ساختن بناهای یاد بود و ماندگار برای قشر خاصی از جامعه

تا ۳ قرن پیش از این نقش معماری اغلب به ساختن بناهای یاد بود و ماندگار برای قشر خاصی از جامعه محدود می شد. گروهی كه اغلب از افراد با نفوذ و دولتمردان بودند و یاگروه های مذهبی و طبقه مرفه جامعه كه بیشتر به دنبال فضایی برای گذراندن اوقات تفریح و خوشگذرانی خویش بودند.
با آغاز قرن نوزدهم میلادی و شكل گیری انقلاب صنعتی، تحولات اساسی تقاضای جامعه پدید آمد؛ نیاز به سكونت گاه هایی برای همه طبقه های جامعه خصوصاً طبقه متوسط در جوامع مطرح شد. فضاهایی برای زیستن، كه هم از نظر كمی پاسخگوی تقاضای مطرح شده باشد و هم از نظر كیفی بدین ترتیب حرفه معماری بیش از پیش به متن جامعه راه یافت و نوعی «معماری اجتماعی و مردمی» شكل گرفت.
در این میان، با ساخت و سازهای گسترده و دخل و تصرف بیشتر در روند طبیعت، مسأله آلودگی محیط زیست روز به روز بیشتر در رأس دغدغه های بشر قرار گرفت و معماران را برآن داشت كه راه حل هایی برای كاهش آسیب وارده به محیط زیست و اكوسیستم كره زمین پیدا كنند. امروزه بحث «معماری پایدار» یا «معماری سبز» جزو مهم ترین مباحث مطرح شده در طراحی معماری است و معماران بسیاری با این عناوین مشغول به فعالیت هستند.
یكی از راه های پاسخگویی به نیاز جامعه برای تأمین مسكن كافی و مناسب، اقتصادی و زیبا، استفاده از مصالح جدید ساختمانی است. به كارگیری موادی قابل بازگشت به چرخه طبیعت، در دسترس همگان و مقرون به صرفه ضروری به نظر می رسد. این موارد و دلایل بسیاری دیگر معماران را برآن داشت كه از «كاغذ» به عنوان عناصر اصلی تشكیل دهنده ساختمانها بهره گیرند.شاید تصور این مسأله دشوار باشد كه با كاغذ و مقواهای دور ریختنی بتوان بناهایی باشكوه و استوار ساخت. اما در دودهه اخیر این روش نوین معماری به طور جدی مطرح شده و توانسته است به خوبی از منظرفنی و اجتماعی نقش خود را اثبات كند.
● تاریخچه
سابقه استفاده از كاغذ در معماری ژاپن بسیار دیرینه است. با توجه به شدت زلزله خیز بودن این منطقه جغرافیایی، همواره، از گذشته دور، طراحی ساختمان ها به گونه ای كه متحمل كمترین خسارت ها در اثر زلزله های شدید شوند، به عنوان هدف اولیه طراحی معماری مطرح بوده است. یكی از بهترین روش ها برای كاهش میزان تخریب بناها در مقابل زلزله، سبك كردن ساختمان و استفاده از مصالحی با وزن پائین است. در معماری از چوب، كاغذ و مصالحی از این قبیل استفاده می شود.
معماران سنتی ژاپن از صفحه های كاغذی كه به «شوجی» معروف اند به عنوان عنصر جدا كننده فضاهای مختلف معماری بهره می گیرند. صفحه های كاغذی علاوه بر تأمین سبكی ساختمان و ایفای نقش جدا كنندگی فضاها، قابلیت های تزئینی بسیاری را در اختیار طراحان قرار می دهند. اما آنچه اكنون در این مقاله بدان می پردازیم بسیار فرا تر از موارد استفاده كاغذ در معماری سنتی ژاپن است. امروزه از كاغذ به عنوان اصلی ترین عنصر سازه بنا استفاده می شود به گونه ای كه فرم خاصی از كاغذ توانسته جایگزین فولاد، بتن و مصالح بنایی شود.
بسیار پیش آمده است كه هسته مقوایی میانی دستمال های توالت و یا كاغذ های فكس و پلات را دور بیندازیم اما مطمئناً هیچ گاه تصور نكرده ایم كه این مواد می توانند، به عنوان عنصری سازه ای در شكل گیری بناهایی استوار مطرح شوند.
● استوانه های مقوایی
استوانه های مقوایی (Card board Tube)، از كاغذ های بازیافت شده به ظاهر دور ریختنی تهیه می شوند. بسیار ارزان هستند و در كارخانه هایی مخصوص در سازوكاری نه چندان پیچیده تولید می شوند. كارخانه ها این قابلیت را دارند كه استوانه هایی كاغذی (Paper Tubes) در ابعاد مختلف با طول، قطر و ضخامت های متنوع تولید كنند. استوانه های تولید شده در این كارخانه ها شكننده نیستند و با افزودن تركیبات شیمیایی خواص مختلفی از قبیل ضد آب، ضد آتش، ضد موریانه و ... پیدا می كنند و می توانند كاربری های متنوع و خاصی را داشته باشند. امروزه با اعمال محاسبات دقیق برروی این مواد و انجام آزمایش های استاندارد فنی به خوبی می توانیم از این مواد به عنوان عنصر سازه ای در معماری ساختمان ها استفاده كنیم.
● مزایای استفاده از كاغذ در معماری
كاغذ، ماده ایست كه در طبیعت به دست می آید و به آسانی به چرخه طبیعت باز گشته و به عنوان دوست آكوسیستم محسوب می شود. استوانه های كاغذی از زباله های كاغذی بازیافت شده تهیه می شود، موادی كه بلااستفاده و دور ریختنی هستند و به دلیل خاصیت بازگشت به چرخه طبیعت، معماری با استوانه های كاغذی، زباله صنعتی بر جای نمی گذارد.
چوب یكی از مصالح ساختمانی است كه خواص شیمیایی و فیزیكی مناسب آن موجب شده یكی از پر طرفدارترین عناصر ساختمانی محسوب شود. بافت زیبا و تنوع گونه های مختلف چوب امكانات بسیاری را در اختیار طراحان قرار می دهد، هرچند از نظر فنی، در مراحل پیچیده ای لازم است تا چوب موجود در طبیعت به عنصری ساختمانی تبدیل شود.
استوانه های مقوایی بافت و رنگ مشابه چوب دارند و همان امكانات بصری چوب را دارا هستند. بدون آن كه مشكلات مربوط به استفاده از چوب و آماده كردن آن در پروسه صنعتی را داشته باشند. امروزه در بسیاری از نقاط، به دلیل كاهش ذخایر تولید چوب كه همان جنگل ها هستند چوب به ماده ای كمیاب و بسیار گران قیمت تبدیل شده است. در صورت ادامه روند روبه رشد تخریب جنگل ها و استفاده از چوب در مصارف متفاوت صنعتی، ساختمانی و غیره بشر بی شك با بحرانی زیست محیطی مواجه می شود كه این مسأله لزوم پرداختن به موادی به عنوان جایگزین چوب را به طور جدی مورد توجه قرار داده است. با كنترل خواص فیزیكی و شیمیایی استوانه های كاغذی می توان از این مواد به عنوان «فرم نوینی از چوب تكامل یافته» در مصارف مختلف بهره گرفت.
استفاده از مصالح سبك و پائین آوردن وزن ساختمان مهم ترین راه های كاهش اثرات زلزله است. استوانه های كاغذی بسیار سبك هستند و در مواردی وزنی به مراتب كمتر از چوب دارند و شاید بتوان از آنها به عنوان یكی از سبك ترین مصالح ساختمانی یاد كرد كه این مسأله از مزایای قابل توجه این ماده است.
● معماری پایدار
نخستین بار معماری ژاپنی به نام «شیگروبن» از استوانه های مقوایی در سازه ساختمان استفاده كرد. وی متولد سال ۱۹۵۷ میلادی در توكیو است. معماری را در مدرسه معماری كالیفرنیای جنوبی فرا گرفت، سپس به مدرسه معماری انجمن كوپر در آمریكا رفت، جایی كه بزرگترین درسهای معماری خود را از جان هیداك (یكی از معماران گروه پنج معماری نیویورك) فرا گرفت و در سال ۱۹۸۴ میلادی فارغ التحصیل شد.
وی پس از بازگشت به ژاپن در سال ۱۹۸۵ میلادی دفتر معماری خود را تأسیس كرد و در ابتدا، با توجه به شرایط اقتصادی دهه ۱۹۸۰ ژاپن، كار خود را با پذیرفتن طراحی پروژه هایی معمولی آغاز كرد. كارهای اولیه او شامل پروژه های مسكونی در توكیو و اطراف آن بود. یكی از نخستین پروژه های وی، طراحی موزه امیلیو آمابز است. وی در این طرح از نوعی پارچه استفاده می كند كه دور لوله های مقوایی پیچیده شده بود. او می گوید، ایده اولیه به كارگیری استوانه های مقوایی در معماری پس از اتمام این پروژه در ذهن او نقش بست، آنگاه كه دفتر او مملو از این استوانه های مقوایی شده بود و او از دور ریختن این مواد كاغذی اكراه داشت.
پروژه بعدی وی در سال ۱۹۸۶ میلادی، طراحی نمایشگاه الوار التو (معمار معروف فنلاندی كه از چوب در معماری خود بسیار استفاده می كند)، در توكیو بود. از آنجایی كه وی به دنبال القای حال و هوای پروژه های آلتو در طراحی نمایشگاه بود و در عین حال طراحی نمایشگاه با چوب بسیار گران تمام می شد به فكر استفاده از این استوانه های مقوایی افتاد كه ظاهری شبیه چوب دارند. این نخستین گام او در بهره گیری از استوانه های مقوایی در معماری بود.
● پروژه های اجرا شده با استوانه كاغذی
▪ ۱۹۸۹میلادی آلاچیق كاغذی، ناگویا، ژاپن:
متشكل از ۴۸ ستون مقوایی و یك پلان دایره وار است. این ستون ها كه به وسیله پارافین ضد آب شده بودند، با تركیبی چسبناك به یكدیگر پیوسته شدند و در قسمت فوقانی به وسیله یك حلقه فشاری چوبی استحكام بنا حفظ شد. سقف این بنا نوعی سقف چادری از پارچه مخصوص است.
▪ ۱۹۹۰میلادی، سالن و دروازه شرقی اوداوارا، كاناگاوا، ژاپن:
به مناسبت پنجاهمین سالگرد تأسیس شهرداری شهر اوداوارا، طراحی یك سالن چند منظوره و موقت در دستور كار قرار گرفت. از آنجا كه هنوز اجازه رسمی برای استفاده از لوله مقوایی به عنوان سازه از جانب دولت ژاپن صادر نشده بود، تركیبی از فولاد و كاغذ طراحی شد به طوری كه دیواری از ستون های مقوایی فضای داخل را شكل می داد و برای تأمین مقاومت سازه ای بنا از ستونهای فولادی استفاده شده بود. بنا از۳۳۰ استوانه مقوایی تشكیل شده است كه فضای میان آنها با وینیل شفاف پرشده بود. به گونه ای كه نور طبیعی را به داخل بنا هدایت كند.

▪ پروژه های اجرا شده با استوانه كاغذی
▪ ۱۹۸۹میلادی آلاچیق كاغذی، ناگویا، ژاپن
متشكل از ۴۸ ستون مقوایی و یك پلان دایره وار است. این ستون ها كه به وسیله پارافین ضد آب شده بودند، با تركیبی چسبناك به یكدیگر پیوسته شدند و در قسمت فوقانی به وسیله یك حلقه فشاری چوبی استحكام بنا حفظ شد. سقف این بنا نوعی سقف چادری از پارچه مخصوص است.
▪ ۱۹۹۰میلادی، سالن و دروازه شرقی اوداوارا، كاناگاوا، ژاپن
به مناسبت پنجاهمین سالگرد تأسیس شهرداری شهر اوداوارا، طراحی یك سالن چند منظوره و موقت در دستور كار قرار گرفت. از آنجا كه هنوز اجازه رسمی برای استفاده از لوله مقوایی به عنوان سازه از جانب دولت ژاپن صادر نشده بود، بنا به صورت تركیبی از فولاد و كاغذ طراحی می شد به طوری كه دیواری از ستون های مقوایی فضای داخل را شكل می دهد و برای تأمین مقاومت سازه ای بنا از ستونهای فولادی استفاده شد. بنا از۳۳۰ استوانه مقوایی تشكیل شده است كه فضای میان آنها با وینیل شفاف پرشده بود. به گونه ای كه نور طبیعی را به داخل بنا هدایت كند.
▪ ۱۹۹۱میلادی. كتابخانه یك شاعر، كاناگاوا، ژاپن
ایده طراحی این پروژه ایجاد گنجینه ای از جنس كاغذ برای كتاب های كاغذی بود. دیوارهای بنا در قسمت داخلی از قفسه های چهارطبقه از جنس استوانه های مقوایی تشكیل شدند كه ضد آب شده و در قسمت بیرونی دارای پرداخت بودند. و هم چنین سقف بنا با شبكه ای از خرپاهای مقوایی ساخته شده بود.
▪ ۱۹۹۴میلادی. استودیو وگالری طراحی میاك، توكیو، ژاپن
با توجه به قوانین محلی برای طراحی این بنا، دیوار خارجی به صورت مقاوم در برابر آتش در نظر گرفته شد. با تغییر نور روز، فضای داخلی به صورت منشور متنوعی از سایه های راه راه و متحرك، انیمیشن طبیعی را به نمایش می گذارد.
▪ ۱۹۹۵میلادی خانه كاغذی، یاماناشی، ژاپن
این پروژه نخستین بنای دائمی است كه با كسب اجازه رسمی از جانب دولت ژاپن طراحی شد. دیواری S شكل متشكل از ۱۱۰ استوانه مقوایی، فضای داخل و خارج بنا را از هم جدا می كند. در این بنا نوعی تداوم فضایی میان فضای داخلی و تراس بیرونی مورد نظر بوده است. فضای داخلی بدون مبلمان یا جزئیات طراحی شده و یك استوانه مقوایی با قطر ۱/۲متر فضای سرویس بهداشتی را تعریف می كند.
▪ ۱۹۹۵میلادی خانه های موقت كاغذی و كلیسای كاغذی برای زلزله زدگان، ژاپن
پی این اقامتگاه های موقت را صندوق های خالی شیشه های نوشیدنی كه از كیسه های شن پر شده اند تشكیل می دهد. دیوار ها از استوانه های مقوایی ساخته شده اند و سقف نوعی سقف چادری است. فضای میان ستون های مقوایی از اسفنج ضد آب با نوعی چسب به صورت فشرده پر شده است. مزیت این مصالح در ارزان بودن آن و قابلیت نصب و جمع آوری راحت است.
همچنین بنا را موادی شكل داده اند كه كاملاً قابل بازیافت هستند و زباله ای بر جای نمی گذارند.
پروژه دیگر كلیسایی كاغذی است كه برای زلزله زدگانی كه عبادتگاه خود را از دست داده بودند طراحی شد. ۵۸ استوانه مقوایی در چیدمان بیضی وار پلان بنا را شكل می دهد. این استوانه ها در قسمت مقابل ورودی با فاصله كمی از یكدیگر قرار گرفته اند و محراب در قسمت مقابل با فاصله گرفتن از یكدیگر فضای ورودی را تعریف می كند.
سقف بنا از پارچه ای با روكش تفلون تشكیل شده است. این كلیسا كه در ابتدا به عنوان بنایی موقت طراحی شد بنا بر درخواست ساكنان شهر تا سال ۲۰۰۵ میلادی در محل باقی ماند و سپس به مكانی در تایوان منتقل شد.
▪ ۱۹۹۸میلادی گنبد كاغذی، گیفو، ژاپن
یك طاق بزرگ با ارتفاع ۸ متر طراحی شد و از آنجا كه استوانه های كاغذی خم نمی شوند طول قوس به بخش های ۹*۱/۸متر تقسیم شد كه هر بخش به وسیله یك پنل چوبی پر شد. در مركز هر پنل چوبی نورگیری مدور تعبیه شد تا نور طبیعی را در داخل هدایت كند. استوانه های مقوایی به كار رفته در این پروژه ضد آب هستند.
▪ ۱۹۹۹میلادی. پناهگاهی فوری كاغذی، رواندا
در درگیری و جنگ داخلی در كشور رواندا بیش از دو میلیون نفر بی خانمان شدند. دفتر نماینده عالی سازمان ملل در امور پناهندگان به طور معمول اقامتگاه های موقتی از صفحات پلاستیكی و تیرهای آلومینیومی برای آسیب دیدگان حادثه تعبیه كرد. اما پناهندگان رواندایی، تیرهای آلومینیومی را می فروختند و با قطع درختان اقامتگاه ها را بنا می كردند. در این زمان نیاز به مصالحی جایگزین برای آلومینیوم مطرح شد. اقامتگاه هایی از استوانه های مقوایی طراحی شدند كه با مواد شیمیایی خاص ضد موریانه شده بودند. این خانه ها بسیار ارزان بود و از موادی تهیه شده اند كه به راحتی در محل در دسترس بودند. لذا هزینه های حمل ونقل نیز كاهش یافت.
▪ ۲۰۰۰میلادی. خانه های موقت كاغذی برای زلزله زدگان، تركیه
در مقایسه با خانه هایی كه برای زلزله زدگان ژاپنی ساخته شده بودند این خانه ها ابعاد بزرگ تری داشتند، چرا كه میانگین اعضای یك خانواده در تركیه بیش از ژاپن است، همچنین با توجه به شرایط اقلیمی تركیه عایق كاری بیشتری در نظر گرفته شد. داخل استوانه های مقوایی از خرده های كاغذ باطله پر شد و در سقف از تركیبات فایبرگلاس استفاده شد.
▪ ۲۰۰۰میلادی. طاق كاغذی در موزه هنرهای مدرن؛ نیویورك
هدف پروژه، طراحی یك بنای موقت مدرن بود. به جای طراحی یك بنای مجزا شبیه یك خانه تصمیم گرفته شد كه طاقی ساخته شود كه با باغ مجسمه در ارتباط باشد. این بنا، یك نمونه كاملاً خالص كاغذی بود كه از خرپاهایی از جنس استوانه های مقوایی تشكیل شده بود. سایه دلپذیر ایجاد شده به وسیله طاق و تضاد زیبای بنا با بافت سخت و خشك شهر و محیط پیرامون به خاطره ای به یادماندنی از موزه تبدیل شد.
▪ ۲۰۰۰میلادی. غرفه ژاپن در نمایشگاه Expo ۲۰۰۰ ، هانوور، آلمان
ایده اصلی طراحی، خلق سازه ای بود كه كمترین زباله صنعتی ممكن را پس از برچیده شدن به جای گذارد و تمام مصالح مصرفی در ساخت آن قابل بازیافت و استفاده مجدد باشد.
همچنین در ساخت آن از ساده ترین تكنولوژی استفاده شود. تونل قوسی با طول ۷۳/۸متر، عرض ۲۵ متر و ارتفاع ۱۵/۹متر طراحی شد و برای تأمین مقاومت بنا با توجه به طول زیاد آن سازه به صورت یك توده سه بعدی از خطوط منحنی با جهات و ارتفاع متغیر در نظر گرفته شد.
برای پوسته خارجی گزینه های مختلف مانند PVC مطرح شد اما از آنجا كه استفاده از مصالح قابل بازیافت در دستور كار قرار داشت استفاده از پوسته PVC ممكن نبود. به طور تصادفی یك كیف ضد آب كه برای ارسال مرسولات پستی از آن استفاده می شد در محوطه كارگاه پیدا شد و در تماس با كارخانه تولید كننده آن قرار بر این شد كه پوسته خارجی بنا را كارخانه سازنده كیف تولید كند. برای پی بنا نیز از جعبه های فلزی پر شده از شن و ماسه استفاده كردند تا پس از برچیده شدن بنا بدون برجا گذاشتن هیچ زباله ای بنا جمع آوری شود.
▪ ۲۰۰۱میلادی، خانه های موقت زلزله زدگان، هند
در ساخت این خانه ها به جای پی های تشكیل شده از صندوق های پر از كیسه شن از زباله های ساختمانی استفاده كردند كه در محل بیشتر در دسترس بود. برای سقف بنا نیز از حصیر بافته شده از نی بامبو و تیرهایی از جنس بامبو استفاده شد. همچنین برای عایق كاری سقف از برزنت شفاف بین دو حصیر استفاده كردند. برای ایجاد امكان تهویه- با توجه به شرایط اقلیمی منطقه- سنتوری مشبكی برای بنا در نظر گرفته شد. بدین ترتیب امكان آشپزی در داخل بنا فراهم آمد تا به دفع پشه ها نیز كمك كند.
▪ ۲۰۰۴میلادی. استودیوی موقت كاغذی، پاریس، فرانسه
یك فضای نیم استوانه ای با طول ۳۴/۵متر و عرض ۴/۴متر پوشیده شده از غشای ضد آب و یا سازه ای از استوانه های مقوایی ضد آب و ضد آتش طراحی شد. فضا به وسیله قفسه بندی های بلند به بخش های مختلف با كار بری های متنوع تقسیم شد كه به صورت خطی در امتداد یكدیگر قرار گرفتند شامل سالن پذیرش، اتاق كنفرانس، فضای كار ، محل استراحت و كارگاه تعمیر.
▪ ۲۰۰۵میلادی. موزه و نمایشگاه «خانه قایق»، فرانسه
خانه قایقی متشكل از پوششی مناسب برای یك قایق قدیمی است كه درمعرض دید عمومی قرار گرفته است. خانه قایق به همراه موزه ای كه در نزدیكی آن برای برگزاری نمایشگاه ها و فعالیت های مرتبط آموزشی طراحی شده است، در یك منطقه روستایی و در كنار استخری بزرگ بنا شده است.