بخشی از مقاله
چکیده
دریافت این نکته که بخش عمدهای از محصولات معماری مدرنِ رایج، در دورهی زیست خود از اصول پایداری پیروی نمیکنند، مسئلهی دشواری نیست. گرچه راهبردهای موجود در صنعت ساختوساز در صدد دستیابی به بهرهوری بیشتر در استفاده از مصالح و انرژی بوده و هستند، اما مطمئنا با کسب درکی روشن از روندهای موجود در طبیعت و آثار متقابل این روندها و نیازهای انسانی، طراحان قادر خواهند بود بناهایی را ایجاد کنندکه در طرح خود، دلنشین، کارآمد، سازنده و دارای محیطی پویا و زنده باشند. این مقاله در صدد است ادبیات طراحی بایومیمتیک در حوزهی ساختوساز، مصالح و طراحی را بررسی کند.
بایومیمتیک چکیدهای از طراحیهای پاسخگوی نیازهای انسانی در طبیعت و دانشی میانرشتهای است؛ که به طور اخص به مسئلهی ویژگی-های نوین کشف شده یا ایجاد شده در مصالح و سازههای مختلف در پی سازماندهی آنها با سلسله مراتبی جدید می پردازد. بایومیمتیک ایدههای مختلفی را در زمینههایی مثل: پاسخگویی به شرایط محیطی - در مقیاس نانو و مقیاسهای بزرگ - ، هوش یکپارچه - ایجاد حس در مصالح و تشخیص فاکتورهای محیطی توسط آنها - ، معماری و افزودن کاربردها و ویژگیهای نوین به مصالح و سازهها ارائه میکند. مثالهای زیادی در علم زیستشناسی وجود دارد که نشان میدهد، عکسالعملهایی که گیاهان و بدن حیوانات به تغییر دما، رطوبت و سایر تغییرات در محیط فیزیکی پیرامونِ خود نشان میدهند بر اساس اصول سادهی فیزیکی است.
بهکارگیریِ راهحلهای طراحی که از این اصول بهرهبرداری نماید، میتواند منبع الهامی برای طراحان جهت ایجاد سازههای جدید باشد. این نوشتار مثالهای مشخصی از پایداری در طبیعت را بررسی کرده و فواید و ارزشهایی را که راهحلهای مختلف به کارگرفته شده در طبیعت به گونههای مختلف زیستی ارائه کرده است، تحلیل میکند. با انجام این امر میتوان چگونگی بهکارگیری اصول طراحی حاکم بر طبیعت را در عرصهی ساختوساز پایدار دریافت و ارزش بهکار بستن صحیح این اصول در ساخت یک ساختمان پایدار را درک کرد.
واژههای کلیدی: پایداری، بایومیمتیک، ساختوساز پایدار، جهان طبیعت، تکنولوژی ساخت، طراحی اکولوژیک
-1 مقدمه:
به طور معمول، زیستشناسان و فنشناسان- یا به بیان دیگر تکنولوژیست1های- ساختمان در دنیاهایی متفاوت از هم زندگی می-کنند و تعامل چندانی با یکدیگر ندارند. پژوهشگران علمی - که زیست شناسان نیز در زمرهی این گروه قرار میگیرند - در پی جمعآوری اطلاعات و اثبات فرضیهها هستند؛ حال آنکه تکنولوژیستها از طریق طراحیهای خود به نوآوری و پیش بردن امور می-پردازند. در نتیجه، این مسئله که طراحان و سازندگان محیط مصنوع با تقلید از طبیعت میتوانند مزایایی زیادی فراتر از یک ماجراجویی علمیِ صرف به دست آورند هنوز برای این طراحان ملموس نیست. با درک روند ساخت محیط مصنوع و درگیر شدن با آن-نه تنها در زمینهی استفاده از مصالح و بهکارگیری مکانیسمها، بلکه در زمینه ریسک و خطرپذیری - میتوان از طبیعت الهامگرفت.
جهان طبیعت میتواند انبوهی از اطلاعات در زمینهی چگونگی دستیابی به پایداری در اختیار ما قرار دهد. استفاده طبیعت از انرژی بسیار موثرتر و با بهرهوری بیشتر نسبت به بهرهگیری ما از انرژی صورت میگیرد؛ همچنین طبیعت قادر به تولید مصالح و سازههایی بسیار دلنشینتر از آنچه بشریت تا کنون در صنعت بدان دست یافته است، میباشد. ویلیام مکدان2 این سوال را مطرح میکنند که: "چرا نمیتوان ساختمانها را مانند درخت طراحی کرد؟" - مکدان - 13-6 :2003 او معتقد است که مدل درخت می-تواند دورنمایی بسیار هیجانانگیز و وسوسهبرانگیز برای یک ساختمان باشد. ساختمانی که اکسیژن تولید میکند،دیاکسیدکربن موجود در جو را میگیرد، آب را تصفیه میکند، خاک میسازد، انرژی خورشیدی را جذب میکند، خرد اقلیم مخصوص خود را ایجاد کرده و با تغییر فصل تغییر رنگ میدهد.
مکدان همچنین از درسهایی میگوید که طی دورهی کوتاهی که با بادیهنشینان عرب در اردن زندگی کرده، آموخته است: آنها -بادیهنشینان- لایههای متعددی از لباسهای سیاه را در دمای بالای 40 درجه سانتیگراد صحرا می پوشند و از این طریق خود را از اشعهی ماوراءبنفش خورشید حفاظت میکنند؛ علاوه بر این با این کار رطوبت بدن خود را حفظ کرده و جریانات همرفت هوایی در اطراف بدن خود را افزایش میدهند. یک بادیهنشین با روزی یک لیتر آب به زندگی خود ادامه میدهد حالآنکه دیگر انسانها برای زندهماندن به مقادیر به مراتب بیشتری آب نیاز دارند. همچنین چادرهای آنها به صورت بسیار نفوذپذیر و متخلخلی از موی بز بافته شده،که باعث میشود پاسخگوی شرایط محیط باشد. با گرم شدن چادر، منفذهای موجود در آن منبسط شده و هوای تازه و خنک را به داخل راه میدهند. هنگام باران، بافت موی بز باد میکند و منافذ بسته میشود. هیو آلدرسی ویلیامز3 در کتاب خود با عنوان » زومورفیک« 4 بیان میکند:
"جذابیت بایومیمتیک برای معمار آن است که بهکارگیری آن باعث پیوند عمیقتر بین فرم و عملکرد میشود - از این دیدگاه، معماری بایومیمتیک زیرشاخهای از مدرنیسم 1 به شمار میرود - ؛ همچنین ابزارها و شیوههای جدیدی ارائه میکند که با استفاده از آنها، ساختمانها می توانند با کاربران خود ارتباط مناسبتر و راضیکنندهتری -نسبت به سیستمهای مکانیکی مورد استفاده در ابنیه موجود- برقرار کرده و به خواستهها و نیازهای آنان پاسخ بهتری دهند."به نظر جورج ژرونیمیدس استاد دانشگاه ردینگ2 ، معماران به آن دلیل به این عرصه - بایومیمتیک- کشیده شدهاند که "- ما انسانها و طبیعت-همه جزو بیولوِژی3 یکسانی هستیم"؛ تمایل به ساختوساز به گونهای نزدیکتر و هماهنگ با طبیعت بیشتر گرایشی غریضی و بیولوژیکی است و به هیچ وجه از روی احساس و منطق نیست! - ژرونیمیدس - 34-33 :2000
با این وجود موانع بسیاری در درک موضوع از منظر طراحی ساختمان، سازه و مکانیزمها وجود دارد. موانعی از قبیل: برآورده کردن الزامات آییننامهای موجود؛ طبیعت خطی عناصر و مصالح سازهای که امروزه مورد استفاده قرار میگیرند مانند تیرآهن و میلگرد و روند رایج صنعت ساختمان که شامل تولید عناصر به صورت مجزا و سپس مونتاژ کردن این عناصر مجزا در کنار هم است. - کلمنتسکروم - 18-12 :2004بایومیمتیک از دیگر سو به جستجوی ایدهها در طبیعت پرداخته و این ایدهها را در راستای حل مشکلات مختلف به کار می-بندد. بایومیمتیک به دنبال یافتن راهحلهایی در طبیعت، برای مسائل و مشکلات پیچیدهای است که یک تکنولوژیست ساختمان برای الهام بیشتر به دنبال آنها میگردد.
بایومیمتیک نقطه اتصال سه نظام و ساختار مختلف است و برای درک آن نیاز به دانش و اطلاعات در این سه زمینه، یعنی بیولوژی، بیوفیزیک و علم مصالحاست. مسلماً برقراری گفتمان بین این رشتهها و ذهنهای خلاقی که در آنها فعالیت میکنند میتواند منجر به شکلگیری و گشایش افقهای جدیدی در این حوزه شود.بیولوژی از آغاز حیات بر روی زمین در حال حل مشکلات و مسائل مهندسی موجودات زنده بوده است. طراحی و عمکرد گیاهان و جانوران به طور تدریجی و در طی میلیونها سال پیشرفت کرده و به نقطهی کنونی رسیده است. مسلماً این دورههای زمانی طولانی، با سرعت فزایندهی توسعه و پیشرفت دانش مهندسیِ امروز همخوانی ندارد اما نادیده گرفتن دستآوردهایی که طبیعت در زمینهی مهندسی در این مدت به دست آورده نیز کاری منطقی به نظر نمیرسد.
زمانبندیها ممکن است متفاوت باشد اما محدودیتها و اهداف طبیعت و دانش مهندسی یکی است: برآورده کردن عملکرد و افزایش بهرهوری در استفاده از مصالح و منابع. میتوان از کریستال پالاس4 و برج ایفل5 به عنوان نمونههای قدیمی سازههای مهندسی که ایدههایی را از طبیعت وام گرفته-اند نام برد. برای دریافت ایدهها از طبیعت و تبدیل آنها به راهحلهای عملی در عرصهی مهندسی باید هر سه نظام یاد شده - بیولوژی، بیوفیزیک6 و دانش مصالح- با یکدیگر همکاری کنند. - ژرونیمیدس - 45-48 :2000 معمار و نظریه پرداز شهیر ، فرای اوتو7 اوتو7 برنامهی طولانی مدت و دقیقی را در دانشگاه اشتوتگارت8، با کنار هم قرار دادن معماران و مهندسان برای استخراج ایدههای های سودمند از طبیعت دنبال کرد که سازهی شبکه کابلی پوشش دهندهی سقف ورزشگاه المپیک مونیخ9 از جمله دستآوردهای مشهورِ این برنامه است. - ژرونیمیدس - 45-48 :2000 این مقاله جنبههای مختلف پایداری را مورد بررسی قرار میدهد اما به طور
