مقاله راهکارهای طراحی معماری ساختمان های بلند

بخشی از مقاله

راهکارهاي طراحی معماري ساختمان هاي بلند
چکیده
استفاده از ساختمان هاي بلند از گذشته تاکنون همواره وجود داشته است ولیکن امروزه با توجه به مشکلاتی همچون کمبود مسکن، استفاده از این ساختمان ها بیش از گذشته مورد توجه می باشد. هم چنین استفاده ي مطلوب از ساختمان هاي بلند می تواند راه حلی براي تأمین نیازهاي اجتماعی، اقتصادي و سایر نیازهاي جوامع امروز باشد. از سوي دیگر طراحی این ساختمان ها به شدت بر محیط اطراف تأثیر گذاشته و در نتیجه همواره با مشکلاتی رو به رو بوده است. این مقاله با مرور متون و منابع و استفاده از اسناد در بستر مطالعات کتابخانه اي سعی در دستیابی به راهکارهایی براي طراحی معماري ساختمان هاي بلند نموده تا بدین ترتیب مشکلات به بار آمده از آن را کاهش داده و در نتیجه فضایی مناسب براي تأمین نیازهاي جوامع فراهم گردد.
واژههاي کلیدي: ساختمان هاي بلند، راهکارهاي طراحی، معیارهاي طراحی، مشکلات ساختمان هاي بلند

-1 مقدمه
ساختمان هاي بلند، نتیجه افزایش جمعیت، گسترش شهرها و توسعه شهرنشینی است. گرچه ساخت ساختمان هاي بلند با اهداف، مقاصد و عملکردهاي گوناگون، داراي سابقه اي دیرین در تمدن هاي بشري است، اما احداث بناهاي بلند با شیوه امروزي ابتدا در شهرهاي بزرگ (امریکا و اروپا) آغاز گردید و پس از گذشت چند دهه در کشورهاي در حال توسعه نیز متداول شد. امروزه به دنبال رشد جمعیت، افزایش قیمت زمین و مسائل زیست محیطی، بلند مرتبه سازي براي احتراز از گسترش افقی و تحقق توسعه عمودي شهرها، به عنوان یک راه حل، در اغلب شهرهاي بزرگ رو به رشد، مورد نظر معماران و شهرسازان می باشد.
در ایران نیز از حدود نیم قرن قبل، ساخت بناهاي بلند با شیوه امروزي آغاز شد و اولین ساختمان هاي بلند در تهران بین سالهاي 1330 -1340 ساخته شد. اجراي ساختمان بلند در ایران در ابتدا حاصل ضرورت هاي عملکردي، اجتماعی و یا ناشی از توسعه شهري نبود و این امر بیش از همه به تقلید از اتفاقات شهرهاي بزرگ جهان صورت گرفت، اما امروزه طراحی و اجراي ساختمان هاي بلند به دلیل توسعه شهر ها و بروز نیاز هاي ناشی از وجود عملکرد هاي جدید و نیز محدودیت زمین در مراکز پرجمعیت شهري، یک ضرورت محسوب می شود.[1] تردیدي وجود ندارد که امروزه حضور ساختمان هاي بلند در فضاهاي شهري، در کنار مزایا و محسناتی که در زمینه حل مسائلی از جمله مشکل کمبود زمین در بافت هاي متراکم شهري دارند، مسائل و مشکلاتی نیز به همراه دارند که این مشکلات معمولا به دلیل عدم طراحی صحیح یا اجراي مناسب این گونه ساختمان ها بوجود می آیند. لذا لزوم ارائه راه کارهایی در جهت طراحی استاندارد و بهینه ساختمان هاي بلند بیش از پیش احساس می شود.
در مقاله حاضر ابتدا به تعریف ساختمان بلند و سیر تاریخی آن در ایران و جهان پرداخته شده است و ضمن بررسی آثار، تبعات و مشکلاتی که به سبب حضور ساختمان هاي بلند ایجاد می شوند و همچنین آسیب ها و مسائلی که در مسیر ساخت و اجراي ساختمان هاي بلند وجود دارند، معیارهاي مؤثر بر طرح ساختمان هاي بلند که شامل شرایط زمانی و مکانی احداث ساختمان هاي بلند، تناسبات و فرم، کاربري و عملکرد این ساختمان ها و ارتفاع و مقیاس انسانی است به اختصار بیان گردیده است و در انتها راهکارهاي طراحی معماري بخش هاي مختلف ساختمان هاي بلند که به سه بخش راس برج، میانه و پایه ي برج تقسیم شده، ارائه شده است.
-2 تعریف ساختمان بلند
در مورد ساختمان هاي بلند نمی توان تعریف واحد و دقیقی به صورت رسمی ارائه داد که در آن اجماعی بین همه ي مراجع رسمی ملی و جهانی وجود داشته باشد. در هر یک از حوزه هاي تخصصی مرتبط با ساختمان، تعریف متفاوتی از ساختمان هاي بلند و آسمان خراش ارائه شده است. به طور مثال، از دیدگاه مهندسی سازه، ساختمانی بلند محسوب می شود که در طراحی و اجراي آن نیروهاي جانبی باد و زلزله تاثیرگذارتر از نیروهاي عمودي باشند 32) متر). اما از نقطه نظر معماري، ساختمانی بلند محسوب می شود که نسبت ارتفاع به قطر آن حداقل برابر 3/14 باشد. به عبارت دیگر ارتفاع آن حداقل برابر با پیرامون دایره ي محیط بر مقطع آن باشد. در موارد دیگري ساختمانی بلند محسوب می شود که تعداد طبقات آن حداقل 10 طبقه باشد. از دیدگاه حریق ساختمانی بلند است که طبقات بالاي آن براي ماشین هاي آتش نشانی معمولی قابل دسترس نیست. بر این اساس در ایران هر بنایی که ارتفاعش بیش از 23 متر یاشد، بلند محسوب می شود. اما از دیدگاه مسائل اجتماعی و خانواده، بنایی بلند است که نظارت بر فعالیت کودکان در محوطه و فضاي باز مشکل باشد. بر این اساس ساختمان بیش از 32 متر، بلند محسوب می شود.
در تعریف دیگري که براي ساختمان بلند ارائه گردیده، بلند بودن ساختمان بر اساس نقش، عملکرد و ماهیت ساختمان مشخص شده است. ساختمان هاي بلند در ایران بر اساس ضوابط و مقررات شوراي عالی معماري و شهرسازي ایران مصوب سال 1377، به ساختمان هاي بالاي شش طبقه گفته شده است. بر اساس بعضی از دیدگاه ها، تعریف ساختمان بلند در شهر تهران می تواند به این ترتیب باشد که اگر بنایی یکی از دو شرط زیر را داشت، به عنوان ساختمان بلند در نظر گرفته شود:
- ارتفاع بیش از دوازده طبقه، که به صورت نقطه عطف شهري قابل بررسی باشد.
- تاثیرگذاري مشهود برخط آسمان شهر
به غیر از تقسیم بندي هایی که تاکنون بیان شد، می توان ساختمان بلند را از مناظر دیگر نیز بررسی کرد. این نوع بناها داراي دو نوع کلی برج هاي مخابراتی و ساختمان هاي بلند هستند که معیار تعلق یک ساختار بلند به دسته ساختمان هاي بلند، اشغال بیش از 50 درصد ارتفاع بنا توسط طبقات قابل استفاده معرفی شده است.
در مجموع بلند بودن ساختمان، امري نسبی است و به ارتفاع ساختمان هاي مجاور نیز مربوط است. براي مثال یک ساختمان سی طبقه در بسیاري شهرهاي آمریکا مانند نیویورك ساختمانی کوتاه محسوب می شود. در حالی همان بنا در بیشتر شهرهاي اروپا و یا در ایران، بلند به حساب می آید. حتی در برخی از شهرهاي انگلستان همچون لندن، ساختمان هاي بلند مرتبه بر اساس موقعیت مکانی، تعریف متفاوتی دارند، به طور مثال ارتفاع 75 متر براي داخل شهر لندن و 30 متر براي سایر مکان ها به عنوان مرز ساختمان هاي بلند در نظر گرفته شده است.
اغلب، مفاهیم آسمانخراش و ساختمان بلند این است که در ساختمان هاي بلند لزوما در تمامی طبقات کاربري اداري، مسکونی و... وجود ندارد، اما آسمان خراش ها از تعداد قابل توجهی از طبقات با کاربري هاي مختلف تشکیل شده اند. به عبارت دیگر، آسمان خراش ها زیر مجموعه اي از ساختمان هاي بلند می باشند. در تعریف دیگري که در دهه هاي اخیر مطرح است، به ساختمان هاي بلندتر از سیصد متر، فوق بلند مرتبه گفته می شود؛ ساختمان هاي با ارتفاع بیش از 150 متر، آسمان خراش نامیده می شود و ساختمان هاي با ارتفاع کمتر را، اگر در محیط مجاور خود تفاوت عمده اي با سایر ساختمان هاي با ارتفاع کمتر را، اگر در محیط مجاور خود تفاوت عمده اي با سایر ساختمان ها از نظر ارتفاع داشته باشد، ساختمان بلند محسوب می کنند.[2]
-3 سیر تاریخی ساختمان هاي بلند
ساخت ساختمان هاي بلند از گذشته تا کنون همواره وجود داشته است. به منظور شناخت جایگاه ساختمان هاي بلند در جهان و در ایران، سیر تاریخی این ساختمان ها به شرح ذیل ارائه می گردد:

-1-3 سیر تاریخی ساختمان هاي بلند در جهان
ساخت بناهاي بلند مرتبه از ابتداي شکل گیري تمدن هاي بشري تا کنون وجود داشته است. تا قبل از قرن نوزدهم، ساختمان هاي بلند مرتبه به صورت معابد، اهرام، کلیساهاي جامع و غیره و معمولا با انگیزه هاي سیاسی یا مذهبی همواره وجود داشته اند.[2] با وقوع انقلاب صنعتی در اروپا و تحولات آن در قرون 18 و 19 بسیاري از شهرهاي موجود گسترش پیدا کردند و شهرهاي جدید ایجاد گشتند. به دنبال آن بهره گیري از ساختمان هاي بلند، یکی از راه حل هاي توسعه ي شهري بوده است. در قرن بیستم میلادي عواملی هم چون افزایش جمعیت، نیاز به اسکان بیشتر، تقاضاي مردم براي سکونت و یا کار در مراکز شهرها و ضرورت کاهش هزینه هاي ناشی از گسترش افقی شهرها، ساخت بناهاي بلند در شهرهاي بزرگ را ضروري نموده است ولیکن در بسیاري از کشورها اهداف و معیارهاي توسعه ي تجاري و اقتصادي منجر شد تا ترکیبی غیر منسجم از انواع عملکردها در مناظر شهري مشاهده گردد.[3] در نهایت شاخص هاي مفاهیم سازه اي و ذهن خلاق مهندسان در عرصه ي سازه هاي مرتفع، در قرن نوزدهم را می توان برج 300 متري ایفل در سال 1889 در پاریس دانست.[3]

-2-3 سیر تاریخی ساختمان هاي بلند در ایران
ساخت ساختمان هاي بلند در ایران از حدود نیم قرن پیش آغاز گردید و اولین ساختمان هاي بلند در تهران در حدود سال هاي 1330 -1340 ساخته شد. اگرچه این ساختمان ها در ابتدا به تقلید از شهرهاي بزرگ جهان و نه بر حسب ضرورت هاي عملکردي، اجتماعی و یا توسعه ي شهري ساخته می شد ولیکن در دهه هاي اخیر ساخت ساختمان هاي بلند براي حل مشکل مسکن مورد توجه قرار گرفته است. حل مشکل مسکن از یک سو و افزایش قیمت زمین در بعضی از مناطق و ضرورت ایجاد ساختمان هاي تجاري، اداري و بازرگانی از سوي دیگر، ساخت ساختمان هاي بلند را پیش از تدوین مقررات و ضوابط مربوطه فراهم گردانده است. در نهایت این ساختمان ها سبب بروز مشکلاتی در شهرها از جمله اشراف نسبت به ساختمان هاي کوتاه مجاور و محدود کردن دید ساختمان هاي اطراف و غیره گردیده اند. در نتیجه در شرایط کنونی تدوین معیارها و ضوابط معماري در زمینه ي احداث ساختمان هاي بلند بیش از پیش ضروري می باشد.[4]

-4 مشکلات ساختمانهاي بلند
تردیدي وجود ندارد که امروزه حضور ساختمان هاي بلند در فضاهاي شهري، در کنار مزایا و محسناتی که در زمینه حل مسائلی از جمله مشکل کمبود زمین در بافت هاي متراکم شهري دارند، مسائل و مشکلاتی نیز به همراه دارند که شاید بتوان از دو جنبه زیر به آن پرداخت:[2]
-1 آثار، تبعات و مشکلاتی که به سبب حضور ساختمان هاي بلند ایجاد خواهند شد؛ -2 آسیب ها و مسائلی که در مسیر ساخت و اجراي ساختمان هاي بلند وجود دارند.
این مشکلات معمولا به دلیل عدم طراحی صحیح یا اجراي مناسب این گونه ساختمان ها بوجود می آیند.. در ذیل به بررسی این موارد پرداخته می شود.
آثار، تبعات و مشکلاتی که به سبب حضور ساختمان هاي بلند ایجاد خواهند شد، عبارتند از:[2]
الف- آثار کالبدي
- بروز مسئله آشفتگی منظر شهري و تاثیر حضور بناهاي بلند در خط آسمان و منظر شهري؛ برج هاي منفرد داراي مفهوم منیت می باشند؛ برج هاي خوشه اي منجر به حذف مناظر شهري می شوند.
- عدم تامین فضاي سبز به نسبت تراکم بالاي جمعیتی ایجاد شده
- تاثیر بر برنامه ریزي شهري و ایجاد جامعه شهري عمودي
- محدود کردن میدان دید ساختمان هاي اطراف
- یکسانی و یکنواختی فضاهاي معماري طراحی شده در نتیجه استفاده از سازه مشترك
- نماسازي یکسان و یکنواخت در ساختمان هاي بلند در نتیجه استفاده از سازه مشترك
- ایجاد مشکلات ترافیکی در خیابان هاي اطراف ساختمان
- ایجاد دید و اشراف به ساختمان هاي مجاور
- تحت تاثیر قرار گرفتن بافت هاي تاریخی
- ایجاد محیط بسته و محدود
- مشکلات ناشی از عدم ایجاد امنیت و ایمنی در سوانح در ساختمان هاي بلند، مقابله با حوادث طبیعی و غیر طبیعی به علت وجود تراکم جمیعتی بسیار حائز اهمیت است.
ب- آثار اجتماعی و فرهنگی
- عدم رعایت مقیاس مناسب و انسانی
- مشکلات ناشی از همجواري گروه هاي مختلف سنی
- تراکم بالاي جمعیت در فضا
کاهش میزان فعالیت و تحرك با بالا رفتن تراکم؛ میزان تراکم در فضا با میزان فعالیت انسان در آن فضا رابطه معکوس دارد. تراکم بیش از حد سبب نامطلوب شدن محیط می شود.
- کاهش کیفیت روابط اجتماعی و انسانی: از مهمترین دلایل نامطلوب شدن فضاي متراکم براي انسان، کاهش و تنزل ارتباطات انسانی و ایجاد بیگانگی در فضاي روابط است.
- عدم کنترل فرد بر محیط اطراف خویش
- عدم همخوانی بلند مرتبه ها با تراکم جمعیت و خانوارها
پ- آثار اقلیمی و زیست محیطی

- جلوگیري از رسیدن نور طبیعی و هوا به زمین
- آلودگی محیط زیست به علت تراکم بالاي جمعیت در یک نقطه و کمبود امکانات
آسیب ها و مسائلی که در مسیر ساخت و اجراي ساختمان هاي بلند و جود دارند عبارتند از:[2]
الف- مسائل مدریتی
- عدم استفاده از مهندسان صاحب صلاحیت و داراي سابقه مدریتی و اجراي کافی در زمینه بلند مرتبه سازي
- عدم تعریف نمودار سازمانی و تقسیم وظایف
ب- تغییرات پی در پی مورد نظر کارفرما در ساختمان هاي بلند
-تغییر کاربري فضاها به تبع شرایط اقتصادي و اجتماعی روز
- تغییر در مصالح مصرفی بخش هاي مختلف پروژه به دایل گوناگون پ- تغییرات پی در پی مورد نظر پیمانکاران در ساختمان هاي بلند
- تغییراتی که به دلیل کم یا ناقص بودن مدارك فنی ساختمان توسط پیمانکاران پیشنهاد می شوند.
- تغییراتی که به واسطه ي پیشنهادهاي پیمانکاران در جهت بهره برداري از روش هاي خاص اجرایی در ساختمان هاي بلند حادث می شود.
-5 معیارهاي طراحی ساختمانهاي بلند
شرایط زمانی و مکانی احداث ساختمان هاي بلند، تناسبات و فرم، کاربري و عملکرد این ساختمان ها و ارتفاع و مقیاس انسانی از معیارهاي مؤثر بر طرح ساختمان هاي بلند می باشند که در ذیل به اختصار بیان می گردد:

-1-5 شرایط زمانی و مکانی
یکی از معیارهاي دخیل در ساخت ساختمان هاي بلند، شرایط زمانی و مکانی احداث این ساختمان ها می باشد. از این رو بسیاري از نظریه پردازان هم چون لوئیس مامفورد توجه به شرایط زمانی و مکانی را به منظور احداث بناهاي بلند ضروري دانسته اند و مسائل اجتماعی، فرهنگی و اقتصادي را به عنوان اصول اولیه مورد مطالعه قرار می دهند. امکان اجرا، رعایت شرایط منطقی و متعادل در طراحی و نظامات تکنیکی لازم از دیگر عوامل حائز اهمیت در ساخت ساختمان هاي بلند می باشند که باید مورد توجه قرار بگیرند. عدم توجه به این عوامل موجب بروز مشکلات و معضلات خاص در مرحله ي ساخت و حتی در مرحله ي کنترل، بهره برداري و نگهداري ساختمان می گردد.[4] به منظور روشن تر شدن موضوع، شرح دقیق تر چند نمونه از این عوامل در ذیل بیان می گردد:

زمینه ي فیزیکی طرح یکی از عوامل مؤثر بر طرح ساختمان هاي بلند می باشد که شامل اقلیم (جهت استقرار، زاویه ي تابش، بادهاي غالب و غیره)، توپوگرافی و زمین شناسی (پوشش گیاهی، ظرفیت باربري خاك و غیره)، بافت شهري موجود (کاربري، خدمات و غیره)، دسترسی ها (دسترسی به ترافیک پیاده و سواره، پارکینگ ها)، ظرفیت و محل استفرار تسهیلات موجود (فاضلاب، آب، برق و غیره) و اکولوژي (تأثیر ساختمان بر محیط زیست آن) می شود. در این میان تأثیر اقلیم با توجه به اهمیت صرفه جویی در مصرف انرژي مسئله اي اساسی است. در این زمینه به طور کلی باید جهت، شکل و اندازه ي ساختمان به گونه اي طراحی گردد که بتواند نور روز را در فضاهاي داخلی پخش نماید، تهویه ي طبیعی آن به گونه اي باشد که آفتاب زمستان را جذب کند و مانع از ورود آفتاب تابستان گردد و ورود بادها را کنترل نماید و به طور کلی باید بتواند شرایط آسایش را پدید آورد.[3]
از دیدگاه اقتصادي نیز عوامل بسیاري قابل بررسی است. به عنوان مثال شناخت سایت و بستر طرح نشان می دهد که چه جایی را باید خاك برداري و چه جایی را باید پر کرد تا کمترین مقدار خاك به نزدیک ترین محل ممکن جا به جا گردد و بدین گونه این عامل در محل استقرار ساختمان تأثیر گذار است.[3]

-2-5 تناسبات و فرم
فرم عموما به معناي نحوه ي سازماندهی و چیدمان عناصر مختلف می باشد که در نهایت ترکیب بندي و تصویري یکپارچه را ارائه می دهد.[5] فرم بناي بلند، مهم ترین عامل جهت ایجاد ارتباط منطقی بین ساختمان و بیننده می باشد و به عنوان مجموعه اي از علائم بصري بیشترین تآثیر را بر بیننده دارد. از سوي دیگر فرم ساختمان نشان دهنده ي محتواي فرهنگی، اقلیمی، اقتصادي و اجتماعی جامعه می باشد.[4] بدین ترتیب اهمیت و لزوم بررسی آن بیش از پیش آشکار می گردد.
فرم ها می توانند انواع گوناگونی داشته باشند ولیکن در ساختمان هاي بلند به دلیل ارتفاع و شاخص بودن آن ها داراي اهمیت بیشتري می باشند. هندسه، عملکرد، زیبایی، پایداري و مسائل ایمنی، عوامل مؤثر در تعیین فرم ساختمان ها و به ویژه ساختمان هاي بلند می باشند.[4] شکل (١) چند نمونه از فرم هاي متنوع ساختمان هاي بلند در نقاط مختلف جهان را نشان می دهد.