بخشی از مقاله
چکیده
در اثر فعالیت های انسانی، تعداد و میزان بروز سیل افزایش یافته است. طی پنجاه سال اخیر خسارات ناشی از سیل رشد دویست و پنجاه درصدی، در ایران داشته است. نود و یک میلیون هکتار از اراضی ایران در زمره ی مناطق سیل خیز می باشند. بروز سیل می تواند به ساختمان ها و تأسیسات شهری آسیب رسانده و در نهایت جان انسان ها به خطر اندازد.
خاک و پوشش گیاهی یکی از فاکتورهای مهم کنترل، کاهش بروز و آسیب می باشد، که با ساخت و ساز روز افزون ساختمان و راه، خاک و پوشش گیاهی تخریب می شود و حاصل تمامی این تخریب ها بروز سیل و در نهایت تهدید جان انسان و طبیعت است. کشور هلند بیشترین سابقه در مبارزه با سیل، مهار آب و در اختیار گرفتن آن در راستای نیازهای حال و آینده را دارد و به پیشرفت های تکنیکی و معماری چشمگیری در این زمینه دست یافته است.
مقاله ی پیشه رو حاصل، تحقیقی کاربردی - توسعه ای- استراتژیک - است، که قسمت آغازین تحقیق، به روش کتابخانه ای انجام شده است. ساخت ساختمان و راه های انعطاف پذیر، هوشمند و مدولار بر روی آب، علاوه بر اینکه از تخریب طبیعت- در جهت تأمین نیاز بشر به سرپناه، حمل ونقل عمومی و تردد - می کاهد، راه حلی پشگیرنده، از خسارات جانی و مالی هنگام بروز سیل است.
ممکن است در بدو امر، طرح این راه حل، گزینه ای دور از ذهن باشد و یا حتی محدودیت های فراوانی به نظر رسد؛ ولیکن در پی مطالعات، طراحی ها، محاسبات و مدل سازی های انجام شده، نه تنها راه حلی عملی و اجرایی می باشد بلکه ساخت و سازی پایدار است، که آسیب بر محیط، استفاده از منابع انرژی فسیلی و خسارت جانی و مالی در اثر بروز سیل، را کاهش می دهد.
واژه های کلیدی
هوشمند، انعطاف پذیر، مدولار، اقلیم، ساخت و ساز پایدار.
مقدمه
در اثر فعالیت های انسانی، تعداد و میزان بروز سیل افزایش یافته است. طی پنجاه سال اخیر خسارات ناشی از سیل رشد دویست و پنجاه درصدی، در ایران داشته است. نود و یک میلیون هکتار از اراضی ایران در زمره ی مناطق سیل خیز می باشند. بروز سیل می تواند به ساختمان ها و تأسیسات شهری آسیب رسانده و در نهایت جان انسان ها را در معرض خطر قرار دهد.
خاک و پوشش گیاهی یکی از فاکتورهای مهم برای کنترل، کاهش بروز و آسیب می باشد و نقش مهمی در کنترل این آب ها دارند، که با ساخت و ساز روز افزونِ ساختمان و راه، خاک و پوشش گیاهی تخریب می شود و حاصلِ تمامیِ این تخریب ها بروز سیل و در نهایت تهدید جان انسان و طبیعت است. ساختِ ساختمان و راه های انعطاف پذیر1، هوشمند2 و مدولار3 بر رویِ آب علاوه بر اینکه از تخریبِ طبیعتدر- جهت تأمینِ نیازِ بشر به سرپناه، حمل ونقلِ عمومی و تردد -می کاهد، راهِ حلی پشگیرنده، از خسارات جانی و الیم هنگام بروزِ سیل است.
سئوال اصلی که در پی طرح این راه حل مطرح است، و در این مقاله به آن می پردازم عبارت است از:
- چگونه می توان با طراحیِ مدول هایقابلِ گسترش و انعطاف پذیر، تجمعات انسانی قابل گسترش و انعطاف پذیر بر روی آب ساخت؟ برای رسیدن به پاسخِ سئوال اصلی، سئوالات و مطالعات زیرمجموعه ای مطرح می شود، که به دو دسته سئوالات و مطالعات در طراحی تکنیکی ساختار4و طراحی معماری تقسیم می شوند. که به شرح ذیل می باشند:
:Flexibal1 انعطاف پذیری را می توان در دو سطح مورد بررسی قرار داد: -1 انعطاف پذیری در سطح شهری - توسعه وسعتِ شهر با توجه به رشدِ صعودی جمعیّت و نیازها - به این معنا که ساختمان ها و راه ها به گونه ای طراحی شوند که گسترش آن ها با صرف حداقل انرژی، زمان و پیچیدگی امکان پذیر است. -2 انعطاف پذیری در سطح ساختمانی انعطاف پذیری در سطح ساختمانی را نیز می توان به سه سطح تقسیم نمود و سپس آنها را بررسی و طراحی نمود.
- ساختمانِ مدولار با قابلیتِ متصل شدن بهم و تبدیل شدن به ساختمانی وسیع تر و بلعکس
- قابلیّت انتخابِ نماهای مدولار متنوع
- تقسیمات فضایی آزادِ پلان
2. Intelligent
ساختمان و راه ها قابلیتِ کاربری بر روی آب- خشکی - در صورت بروز خشکسالی - - و تولید انرژیِ موردِ نیاز ساکنان را دارند، بدون اینکه اثراتِ مضر بر اکوسیستمِ آبزیان و کیفیت آب به جا گذارند.
3. Modular.
4. Technical structural design
.5 سئولات و مطالعات زیر مجمو عه ای، خود شاملِ سئوالات و مطاعات زیر مجموعه ای هستند.
.6 بر هر جسم شناور یا غوطه ور در آب نیرویی به اندازه وزن آبی که فرضاً حجم جسم را پر کند وارد میآید.
- بررسی تکنیک ها و پیشرفت های موجود دنیا
- بررسی ضرورت و چرایی طراحی مدولار
- طراحی و ارائه ی فرم و ساختارِ مدول ها
برای پاسخگویی به سئوالات و در نتیجه رسیدن به پاسخِ سئوالِ اصلی، مطالعات اولیه به روشِ کتابخانه ای انجام شده است. بر اساسِ نتایجِ حاصله از این مطالعات طراحی، مدلسازی و محاسبات لازمه برای اثباتِ عملی بودنِ، راه حلِ ارائه شده، صورت گرفته است. این نوشتار کوششی است در تبیین، راه حل ارائه شده در پاسخگویی به نیازِ نسل امروزِ بشر و قسمتی از مشکلاتی که با آن مواجه است، با رویکردی عاقبت اندیش و حساس بر آنچه بشرِ امروزی بر جای می گذارد و تأثیراتی که بر زمین و نسل آینده می گذارد.
بدنه اصلی تکنیک ها و پیشرفت های روز دنیا در حال حاضر درکشورهای هلند، کانادا، آمریکا، فلیپین، امارات متحده عربی و ژاپن ساختمان هایی بر روی آب ساخته شده است و یکی از موضوعات روزِ جامعه ی معماران، شهرسازان وطراحان سازه می باشد. پایه ی طراحی این نوع سازه ها، قانون ارشمیدس6 و قانون دوم نیوتن7 می باشد.
این نوع ساختمان ها به دو روش ساخته می شوند:
-بر روی اسکله - قابلیّت جابجایی با بالا و پایین شدنِ سطح آب را ندارند. -
-شناور بر روی آب - قابلیّت جابجایی با بالا و پایین شدنِ سطح آب را دارند. - . برای این قابلیّت-موضوع اصلیِ مقاله نیز می باشد-دو تکنیک، متدِ هلندی8 و متد کانادایی9، ابداع شده است.
- در متد هلندی فندانسیونِ ساختمان جعبه ای از بتن مسلحِ فوقِ مقاوم شده- در برابر آب و غیر قابل نفوذ- می باشد. این سازه شناور بر روی آب می ماند و قابلیّتِ فرو رفتن در آب تا نیمی از ارتفاعش را، دارد. اینمتد مناسبِ ساختِ، ساختمان های منفرد است. نمونه هایی بر اساسِ این متد در کشور هلند اجرا شده است. متد کانادایی نمونه ی پیشرفته ی متد هلندی است که مناسبِ ساخت وساز در ابعاد وسیع تر است. nدر این متد داخلِ جعبه ی آهنگ تغییر اندازه حرکت یک جسم، متناسب با نیروی برآیندِ وارد بر آن جسم است و در جهت نیرو قرار دارد
8 .Hollandse method 9 .Canadian method 10. Lift force 11. polystyrene blocks
بتنی را با بلوک های پلی استایرن 11می پوشانند. افزودن این بلوک ها، فندانسیون را ضد حریق، مقاوم تر و باثبات تر می کند. مزایای طراحی مدولار ساختمان سازی به صورت مدولار سازگار با نیازهای متقاضی، روشی کارآمد با پیچیدگی های کمتر برای دستیابی به ترکیبات فضایی مختلف و پاسخگویتوسعه ی وسعتِ شهر با توجه به رشدِ صعودی جمعیّت و نیازها است.
با این روش می توان فرم های ساختمانی منعطفی را تولیدکرد. محصولِ این شیوه ی ساخت و ساز، سیستم های پانلی پیش ساخته با کیفییت بهتر و قابل کنترل و آزمایش شده، می باشد و منجر به کاهشِ زمان اجرا، عملیات محیطی و سهولت در گسترش های آتی می شود، همچنین استفاده مکرر از اجزا نیز ممکن است. چنین سازه هایی با نیازهای متغیر نظیر پیشرفت های تکنولوژیک انطباق می یابند. مزایای این روش، به شرح زیر است:
- کاهش زمان ساخت
- کنترل و ارتقاء کیفییت
- به کارگیری متناوب و گسترده اجزا
- کاهش نقل و انتقال اجزای ساختمانی، ماشین آلات و نیروی انسانی در سایت
- کاهش گرد و غبار در سایت
- کاهش میزان تخریب و تولید نخاله ها، مصرف مصالح ساختمانی و در نتیجه کاهش ورود آلاینده ها به محیط زیست
- به روزسازی آسان تر با توجه به پیشرفت های تکنولوژی و نیازهای روز و آتی متقاضی
- دستیابی به چیدمان ها، آرایش های فضایی گوناگون و تغییرات ساختاری و کالبدی برحسب نیازهای متغیر آتی با توجه به اینکه ساخت و سازِ موردِ بحث بر روی آب می باشد و محدودیت های سایت، تمامیِ نکاتِ ذکر شده، دستیابی به این هدف را ساده تر می نماید و ساخت و ساز را نیز به سویِ، ساخت و سازی پایدار سوق می دهد.
فرم و ساختار مدول ها برای رسیدن به فرمِ مناسب بر اساس مطالعاتِ آغازین، اهدافِ زیر را تبیین و به بررسی فرم هایی12که پاسخگویِ، اهداف باشند، پرداخته شده است، نتیجه به شرح زیر است؛ اهداف:
- مدول ها قابلیّت کاربری بر روی آب داشته باشند - همسو با تغییراتِ سطح آب -
- مدول ها قابلیّت تغییرِ کاربری و گسترش داشته باشند - انعطاف پذیری در تغییر کاربری مثال: تبدیل شدنِ کافی شاپ به رستوران -
تقسیماتِ- فضاییِ انعطاف پذیر و بدونِ محدودیتِ پلان - سهولت در مبلمان کردن و تقسیماتِ فضایی خیس و خشک -
- طراحی مدولار، انعطاف پذیر و متنوع نما
با توجه به اهداف تبیین شده و بررسیِ فرم های هندسیِ مختلف، شش ضلعی منتظم فرمی کارآمد، انعطاف پذیر و مناسب انتخاب شد. این فرم در ترکیب با کادر شناورِ محیطی اش، ترکیبی انعطاف پذیر و مناسب با قابلیّتِ گسترده شدن تا ایجادِ ناحیه، منطقهو حتّی شهر را دارا است. این کادرِ شناور با مفصل های هموکینیتیک13 و سیلندرهای هیدرولیک به مدول های جاده متّصل می باشند.
مدول های جاده نیز هوشمند و انعطاف پذیر هستند.مدول ها قابلیّت تغییر کاربری، گسترده یا کوچک تر شدن دارند. این قابلیّت به واسطه ی فرم مدول ها و ساختارِ مفصل های متصل کننده ی مدول ها، قابلِ اجرا گردیده است. این مفصل ها علاوه بر اینکه مدول ها را به هم مرتبط می سازند، سیستمی در آنها طراحی و تعبیه شده است که نه تنها حرکاتِ ساختمان در اثروزش باد و موج، را دفع می نماید، بلکه انرژی جنبشیِ حاصله را به انرژی الکتریکی تبدیل، ذخیره می نماید.
در هر شش گوشه ی مدول ها، فضا های تأسیساتی طراحی و رزرو شده است. فرم و ساختارِ متقارن و همسان فضای تأسیساتی در مدول ها، تقسیماتِ فضاییِ انعطاف پذیر و بدونِ محدودیتِ پلان را میسّر می سازد. برای این فرم و ساختارِ متقارن و همسان می توان پنل های مدولارِ انعطاف پذیر با یک سیستمِ مونتاژ طراحی نمود. به این ترتیب متناسب با هر نوع کاربری و سلیقه ای، نماها قابلِ طراحی و اجرا هستند.
در پیِ مطالعات، طراحی ها، محاسبات و مدل سازی های انجام شده، ساختمان سازی بر روی آب نه تنها راه حلی عملی و اجرایی می باشد بلکه ساخت و سازی پایدار است، که آسیب بر محیط، استفاده از منابع انرژی فسیلی و خسارت جانی و مالی در اثر بروز سیل، را کاهش می دهد.
نتایج
در پیِ مطالعات، طراحی ها، محاسبات و مدل سازی های انجام شده، ساختمان سازی بر روی آب نه تنها راه حلی عملی و اجرایی می باشد، بلکه ساخت و سازی پایدار است، که آسیب بر محیط، استفاده از منابع انرژی فسیلی و خسارت جانی و مالی در اثر بروز سیل، را کاهش می دهد. دیگر مزایای این نوع ساخت وساز عبارت است از:
- کاهش زمان ساخت
- کنترل و ارتقاء کیفییت و به کارگیری متناوب و گسترده اجزا
- کاهش نقل و انتقال اجزای ساختمانی، ماشین آلات و نیروی انسانی در سایت
- کاهش میزان تخریب و تولید نخاله ها، مصرف مصالح ساختمانی و در نتیجه کاهش ورود آلاینده ها به محیط زیست
- به روز سازی آسان تر با توجه به پیشرفت های تکنولوژی و نیازهای روز و آتی متقاضی
- دستیابی به چیدمان ها، آرایش های فضایی گوناگون و تغییرات ساختاری و کالبدی برحسب نیازهای متغیر آتی
نتیجه گیری و جمع بندی
ترکیبِ همزمانِ طراحی مدولار، انعطاف پذیر و هوشمند، جذابیت طراحی را افزایش می دهد و طراحان را به مبارزه و تفکرِ چند بُعدی و هدفمندتر فرا می خواند، ایده و محصولاتِ قدرتمندی، حاصل می شود. شناساییِ نیازِ نسل امروزِ بشر و مشکلاتی که با آن مواجه است، انتخاب شیوه ی برخورد و پاسخگویی به آنها با رویکردی عاقبت اندیش و حساس بر آنچه بشرِ امروزی بر جای می گذارد و تأثیراتی که بر زمین و نسلیندهآ می گذارد، از مهم ترین مباحث بشرِ امروزی است.
با توجه به پیشرفت چشمگیرِ تکنولوژی، می توان گام های عظیمی برداشت. با توجه به تغییرات اقلیمی و بررسی خصوصیّات اقلیمی مناطق مختلف، می توان مشکلات و خطراتی که منطقه ی مورد بررسی با آن مواجه است را شناسایی و طراحی ها، ساخت و ساز را براساسِ حل مشکلات و مواجه با خطرات، اندیشید و اجرایی ساخت. در این مقاله به سیل و ساختمان سازی بر روی آب پرداخته شد، گامی همسو، بررسیِ زلزله و راه حل مرتبط اش پیشنهاد می شود.
طراحی و ارتقاء سیستم های هوشمند، مدولار و پانل های پیش ساخته، از دیگر موضوعاتِ قابل پژوهشِ، پیشنهادی است.
