بخشی از مقاله
بررسی تطبیقی گنبدهاي ژئودزیک در کپر مدرن
چکیده :
کپر مدرن از محکم ترین ، ساده ترین و ارزان ترین طراحی هاي معماري محسوب می گردد . کپرها اولین نوع اسکان بشر بعد از خروج غارها و قبل از ساخت روستاهاست . اولین نهاد اجتماعی در ایران که باگسترش روستاها و شکل گیري شهرها در طی 40000 سال گذشته بدون تخریب محیط زیست و رعایت تمام عوامل معماري پایدار به حیات خود تاکنون ادامه داده است.کپرهایی که در گذشته ساخته می شده به علت رعایت اصول و معیارهاي آب و هوایی اقلیمی ایران عملکرد خوبی داشته و بطور طبیعی انسان را از شرایط آب و هوایی سرد و گرم حفظ می کرده است . احیاء کپرها با حفظ ارزش هاي معماري و با مصالح جدید نه تنها به احیاء بخشی از تاریخ سرزمین ایران بلکه به احیاء اسکان موقت انسان بسیار کمک خواهد کرد . طرح کپر مدرن بر اساس طراحی واحدهایی با گنبد ژئودزیک که بر اساس گنبدهاي کپرهاي قدیمی می باشد، نمونه زنده معماري در کشور ایران است . گنبدهاي ژئودزیک استفاده شده در کپرهاي مدرن، بدلیل داشتن سازه پر بازده و قوي براي پوشاندن فضاهاي کوچک یکپارچه ي بدون ستون بسیار کارآمد و آینده نگر می باشد. این گنبدها به لحاظ فیزیکی بهترین مقاومت در مقابل نیروهاي خارجی مثل بادهاي شدید ایران را دارند. همچنین این پوشش داراي وزن کم، سادگی تولید و سرعت نصب سریع می باشد . در این مقاله سعی شده معماري پایدار کپرها که با استقامت ترین بناهاست مورد بررسی قرار گرفته و سپس با شناخت قابلیت ها اقلیمی معماري محیط بر آن و استفاده از تکنیک هاي اقلیمی و تکنولوژي جدید منطبق با معماري بومی به طراحی جدید این کپرها در جهت تأمین آسایش بیشتر براي افراد برسیم.
کلمات کلیدي : کپر مدرن، اقلیم ایران، گنبدهاي ژئودزیک، تکنیک هاي اقلیمی و تکنولوژي جدید.
.1 مقدمه
مسکن به عنوان مهمترین نیاز بشر از بدو خلقت تا کنون مطرح بوده است. انسانهاي اولیه بر حسب غریزه خود غارها را به عنوان مسکن و جان پناه در مقابل تغییرات جوي و فصلی و در امان ماندن از حملات حیوانات درنده انتخاب نمودند. بیشتر شدن جمعیت، انسان را مجبور به تفکر کرد تا بتواند مشکل مسکن خود را با استفاده از چوب درختان و سنگ ها تا حدودي بر طرف نماید. گسترش جمعیت و پراکنده شدن انسانها درموقعیت هاي جغرافیایی مختلف، ذهن انسان ها را بر آن داشت تا با توجه به موقعیت اقلیمی، منطقه مسکونی متناسب با شرایط آن منطقه بسازد. اولین نوع اسکان بشر بعد از خروج از غارها و قبل از یکجا نشینی و ساخت روستاها، کپر می باشد. در واقع اولین نهاد اجتماعی در ایران که با گسترش روستاها و شکل گیري شهرها همچنان طراحی و استفاده شده، کپر و زندگی در آن است. این شیوه اسکان بیشتر از تاریخ شهر نشینی در ایران است، زیرا ابتداي تاریخ یکجا نشینی را شکل می دهد. تاریخچه استفاده از کپر در ایران نزدیک به 40 هزار سال می رسد. استفاده از کپر با شیوه زندگی و اقتصادي دامداري که ترکیبی است از عادات و فنون گوناگون بهره برداري از امکانات طبیعی محیط زیست، بر مبناي اهلی کردن و پرورش دام شکل میگیرد.[3] مسکن اصلی عشایر ایران، که به سرعت بر پا و برچیده می گردد. در واقع استفاده از کپر بر مبناي واقعیت بوم شناختی اقتصادي و اجتماعی پیچیده و پیوسته اي است که داراي سلسله مراتب خاص خود بر اساس نظام خانواده در هسته اصلی و بعد از گسترش خانواده، دسته و تیره، طایفه و ایل بوده است. عشایر از اقوامی در ایران هستند که داشتن خانه هاي ثابت براي آنان که دامدار می باشند و براي تهیه علوفه و چراي دامهایشاندائماً در حال کوچ هستند، محدود بوده و مشکلاتی را بوجود می آورد. بنابراین این مشکلات آنها را بر آن داشت تا بتوانند با در نظر گرفتن امکانات موجود خود، کپر هایی را طراحی کنند که بصورت متحرك قابلیت جابجایی داشته باشند و در حداقل زمان ممکن آنرا بر پا نمایند و در زمان کوچ نیز براحتی آن را جمع و سپس حمل و نقل نمایند. در عین حال این کپر ها استحکام زیادي داشته و بتوانند در مقابل عوامل جوي همچون بادهاي شدید، بارش هاي همچون برف و باران و زمین لرزه ایستادگی نمایند و در زمستان و تابستان نیز مورد استفاده قرار گیرد. بنابر این عشایر توانستند با در اختیار داشتن مواد اولیه بسیار ساده مثل چوب درختان و پشم گوسفندان خود خانه اي طراحی کنند و بسازند که تمامی نیازهاي آنان را برآورده نماید.[5]
.2 آب و هواي اقلیمی ایران
ایران از نظر تقسیم بندي اقلیمی در یک منطقه خشک از جهان قرار گرفته است. در رابطه با تأثیر اقلیم بر بافت شهري، فرم ابنیه و نوع مصالح خصوصیات مشترکی در هر یک از این چهار منطقه ملاحظه میگردد. این چهار منطقه عبارتند از:
کرانه جنوبی دریاي خزر، کرانه شمالی خلیج فارس و دریاي عمان، نواحی کوهستانی و مرتفع، فلات و دشتهاي فلات.[6]
هر کدام از این چهار اقلیم داراي شرایط خاص متفاوت است که در ساختمانهاي امروزي با استفاده از تکنولوژي مدرن و تأسیسات مکانیکی سعی در مقابله با این عوامل اقلیمی شده است. ولی در گذشته که این تجهیزات وجود نداشته، ابنیه سازان سنتی بالاجبار با استفاده از وسائل، مصالح محلی با عوامل نامناسب طبیعت مقابله می کردند و جهت فراهم نمودن شرایط آسایش در جهت استفاده از عوامل اقلیمی کلیه خصوصیات اقلیمی مهم از نور خورشید، باد، باران، نوسان درجه حرارت و غیره را در نظر داشته اند. استفاده از کپر ها و آلاچیق ها بیشتر در مناطق شرقی دریاي خزر و مناطق جنوبی ایران در قسمت هاي نزدیک به بندر عباس وچابهار می باشد. افراد تنگدستی که در این نواحی زندگی می کنند، در کنار مناطقی که از نی رشد می کنند و مجاور نخلستانها در جنوب و نی زارها در شمال ایران می باشد، خانه هاي حصیري گنبدي شکل به نام کپر یا آلاچیق می سازند کهنسبتاً درصد زیادي از روستائیان این منطقه در این نوع سر پناه سکنی دارند. مصالح مورد استفاده در این کپر ها نی هاي روئیده شده در کنار آبگیرها و یا برگهاي درختان خرماست. این کپر ها در کنار آبگیرها جنبه مسکونی دارند ولی در روستا هایی که از آبگیر دور می باشند از آن به عنوان انباري و محل نگهداري دام استفاده می شود. کپر ها از لحاظ اقلیمی و اقتصادي بسیار مناسب این مناطق است زیراولاً حرارت را در خود ذخیره نمی کند و در ثانی در زیر آن سایه است و در عین حال تهویه در آن براحتی انجام می شود. سوم اینکه کپرها در مقابل بالا آمدن آب بدلیل چوبی بودن، در هنگام بارش هاي ناگهانی بهتراز دیوار گلی یا خشتی عمل می کنند، زیرا آب باعث سست شدن و تخریب تدریجی دیوار گلی و خشتی می شود و تا مدتها رطوبت در آن باقی می ماند، ولی دیوار حصیري به راحتی توسط آب خراب نمی شود و رطوبت آنفوراً خشک می شود. همچنین بدلیل زلزله خیز بودن در ایران دیوارهاي حصیري و چوبی بسیار مقاوم تر و مطمئن تر از دیوار خشتی و یا گلی است، زیرا دیوار حصیري داراي انعطاف پذیري خوبی است و از دیوار خشتی یا گلی سبک تر است.
بنابراین می توان گفت کپر ها که از ساختمانهاي سنتی ایران می باشند بر عکس اغلب ساختمانهاي موقت امروزي در ستیز با شرایط طبیعی نمی باشند، بلکه با استفاده مناسب از این شرایط در یک همزیستی و بهره وري منطقی در بطن طبیعت و همگام با شرایط زیست محیطی هستند.[4]
.3 طراحی کپر هاي قدیمی
در زندگی کوچ نشینی تقسیم وظایف روزمره به گونه اي است که مردان وظیفه نگهداري گوسفندان را در منطقه اسکان موقت برعهده میگیرند و زنان نیزآماده سازي و بر پا کردن کپر را بر عهده می گیرند. کار برپا کردن کپر ها بسیار ساده بوده و با هماهنگی گروهی براحتی انجام می شود.[5] در این منطقه زمینی انتخاب میگردد که صاف بوده و ارتفاع آن با درست کردن کاهگل به ضخامت حدود 10 سانتی متر از سطح معمولی زمین مرتفع تر می کنند تا در مواقع بارش باران یا وزش باد شدید ارتفاع مناسب داشته باشد، تا باد و باران به درون کپر نفوذ نکند. این کار همچنین از ورود جانورانی همچون مورچه و موش به درون کپر جلوگیري می کند. در مناطق تپه اي نیز موارد مشابهی همچون در نظر گرفتن مسیر آبراههایی که از بالاي تپه ها جاري می شود باید در نظر گرفت. جهت دقیق بر پا کردن نیز بسیار مهم است که هم بتوان از نور آفتاب استفاده مناسب کرد و هم از بادهاي مزاحم در امان بماند. مصالح اصلی کپر ها از نی است که به اندك زمانی بر پا و بر چیده می شوند و از اتصال چند قسمت به یکدیگر تشکیل می شود. در پایین ترین قسمت استوانه اي به شعاع 2 الی 2/5 متر که از اتصالات ضربدري چوبی تشکیل شده، دیده می شود و در قسمت بالا بوسیله دهها قطعه چوب کمانی شکل، قسمت گنبدي بسته می گردد.[5]
تصویر :(1) کپرهاي قدیمی عشایر
.4 گنبدهاي ژئودزیک
استفاده از گنبد ها روش آسان و اقتصادي جهت پوشش سطوح یکپارچه بدون ستونگذاري در داخل می باشد. اغلب طراحی این گنبد داراي مزایا و زیبایی فراوان است. گنبد ها از دیرباز در معماري ایران بکار گرفته شده اند. نقوش برجسته قصر سنا چریبو مربوط به دوران آشوري نشان می دهد که گنبد ها بصورت نوك تیز و منحنی هاي نیم کره استفاده می شده است. توسعه گنبدها در ایران در روزگاران قدیم با سنگ و به تدریج آجرکاري و مصالح سنگی بوده است. سپس در عصر مدرن ابتدا آهن براي نخستین بار براي چهار چوب اسکلتی ساختارهاي گنبدي بکار رفت و سپس بطور وسیعی از بتن ساده با فشار مقاومت خوب در بناهاي جدید براي اجراي گنبد ها استفاده گردید. اضافه کردن فلز براي مسلح کردن در برابر کشش، راهکاري جدید در مهندسی سازه بوجود آورد که منجر به ساخت گنبد هاي مدرن توسط بتن مسلح گردید. تمایل به استفاده از گنبد هاي مهار شده و پیشرفت آنها که در اروپا از جنگ جهانی دوم توسط یک مهندس آمریکایی به نام "با کمینستر فولر" در این میان بیشتر بود، به طراحی و ساخت گنبد هاي ژئودزیک که از کار آمدترین گنبد ها می باشد، منجر گشت.[1]
.4.1 طراحی و ساخت گنبد هاي ژئودزیک
شرح توسعه و پیشرفت این نوع گنبدها با ابداع کنده آن در اروپا بنام "با کمینستر فولر" در سال 1954 که یک رویداد مهم در معماري را بوجود آورد آغاز شد. ساخت ایده آل گنبد ها بر اساس یک تعداد المانهاي یکنواخت که توسط اتصالات ساده اي بهم متصل می شود و براي تمام گره ها یکسان است، اجرا می گردد. این گنبد ها به جهت فرم هندسی خاص خود از نظر سازه اي، پایداري قابل قبولی داشته و توزیع نیروها در سطح آن به تعادل رسیده و اغلب تمرکز نیرویی در سطح آن (به غیر از محل تکیه گاهها) به چشم نمی خورد. چون طول اعضاي پروفیل هاي سازنده سازه با مدولهاي بسیار کم می باشد. معمولاً در این نوع سازه ها نیاز به استفاده از پروفیل هاي قوي و سنگین نمی باشد.[1] این گنبدهامعمولاً به سه دسته اصلی گنبدهاي فولادي، گنبد هاي
آلومینیومی و گنبد هاي چوبی ساخته می شود. از طراحی این گنبد، که داراي مزایاي بسیار می باشد در پوشش هاي جدید اسکانهاي موقت به صورت مدرن در ایران استفاده میگردد.
.5 طراحی مدرن کپر ها
کپر مدرن از محکم ترین، ساده ترین و ارزانترین خانه ها محسوب میگردد. همچنین از این طراحی براي ساخت مسجد موقت، بیمارستان صحرایی، مراکز بهداشت محلی، ایستگاه هواشناسی و مخابراتی، استراحتگاه دائمی کوهنوردان، قرارگاههاي راهداري و هلال احمر، پلیس، دفتر و نگهبانی کارخانجات، اردوگاهی عشایري، پناهگاه ها، رستوران و کافه سنتی، گلخانه، ویلا و خانه هایی در مزرعه و باغ و غیره استفاده می شود. کپر هاي مدرن در هر شرایط زمینی (صاف یا تپه) قابل اجرا بوده همچنین می توان آن را بر روي آب با استفاده از کف مشبک از جنس فوم ساخت.
تصویر(:(2 ساخت گنبد ژئودزیک براي یک فضاي گلخانه اي، مشهد، ایران
.5.1 هندسه پلان
پلان این فضا یک دایره یا چند ضلعی بوده که بر روي آن فضاي گنبدي شکل هندسی متشکل از مثلث هاي بیشمار (بطور معمول 40 مثلث) ساخته می شود. فرم بندي سازه این فضا می تواند از چوب، آلومینیوم یا فولاد باشد. فرم مثلث ها بصورت پیش ساخته تهیه شده و سپس در محل پیچ می گردد تا اسکلت اصلی کپر مدرن را شکل دهد. سازه در این بنا حقیقت از کنار همگذاري دو نوع مثلث حاصل می شود، مثلث نوع اول مثلث متساوي الاضلاع و مثلث نوع دوم متساوي الساقین است. در شکل زیر ترتیب کنار هم گذاري دو نوع این مثلث ها نشان داده شده است. در حقیقت اختراع این کپر مدرن بر اساس نوع سازه و اجراي آن می باشد که ثبت اداره کل مالکیت هاي صنعتی است.[5]
