بخشی از مقاله
سازه در معماری، هویتی مستقل یا تابع؟
چکیده
تا پیش از نیمه قرن نوزدهم میلادی تخصصی به نام مهندسی سازه در عرصه ساختمان سازی حضور نداشت و کل پروسه طراحی و اجرای یک بنا بدست معمار صورت می گرفت. اساساً تا این تاریخ، در یک بنا، سازه و معماری کلیتی واحد بودند. تولد مهندسی سازه در ساختمان شروع 9 همکاری معمار و مهندس سازه بود. مهندسی سازه به تدریج هویت کاری مستقل یافت و نوع تعامل معماران و مهندسین سازه ظرف یکصد پنجاه سال اخیر به تدریج بر روی محصول این همکاری، یعنی آثار معماری تاثیر منفی گذاشت. سئوالی که در اینجا مطرح می شود اینست که: آیا تعامل معمار و مهندس سازه در این سطح موجود با یکدیگر جوابگوی نیاز ذاتی معماری به ایستایی و به عنوان یکی از سه عنصر شاکله آن - به همراه عملکرد و زیبایی - می باشد؟ چگونه معماران می توانند در عین بهرهگیری از تخصص مهندس سازه و استقلال تاریخی خود را در روند طراحی معماری باز یابند؟ این مقاله با بهرهگیری از تاریخ معماری به بررسی نسبت میان سازه و معماری پرداخته و در رویکردی فنی - تاریخی ریشه های جدایی سازه از معماری را مطرح و آثار منفی این جدایی، بر طرح را بررسی خواهد کرد و در انتها راهکارهای برون رفت از معضل مطرح شده را ارائه می نماید.
مقدمه
"ویتروویوس " به عنوان اولین معمار شناخته شده در زمینه ارائه تئوری در حوزه معماری و ساخت و ساز، در قرن اول میلادی و مبتنی بر تجربه معماری، در کتاب خود به ارائه و تبیین اصول معماری میپردازد. "ده کتاب "ویتروویوس نه تنها تا آن تاریخ اولین کتاب در این حوزه به شمار میرفت بلکه تا قرن ها بعد به عنوان تنها اثر مکتوب در حوزه معماری و ساخت و ساز به شمار می رفت. بر اساس تئوری ارائه شده توسط ویتروویوس، معماری بر اساس تلفیق سه عنصر عملکرد، ایستایی، و زیبایی شکل می گیرد و هر اثر معماری لزوماً باید واجد هر سه این عناصر به صورت همزمان باشد. به طوری که هیچ دوتای آن را نمی توان با هم و بدون حضور سومی کامل دانست و امروز این تعریف از این جهت قابل تأمل است که: شاید هنوز هم نتوان عنصر چهارمی که هم ارز و هم سنگ بقیه باشد، به عنوان مکمل به آن افزود. بر این اساس، فلسفه شکل گیری یک بنا و یا یک معماری از یک نیاز شکل می گیرد و پاسخی که یک بنای معماری به این نیاز میدهد، عملکرد آن بنا یا اثر معماری شمرده می شود. عنصر بعدی که در ترکیب سه گانه بلافاصله پس از شکل گیری ایده کلی طرح، دغدغه ذهنی معمار می شود، عنصر ایستایی است. زمانی که معمار طرح را متناسب با نیاز اولیه تداعی می کند، به اینکه این طرح پیش از هر چیز باید سر جایش بایستد و قابلیت و توانایی ایستا بودن را داشته باشد، تامل می کند. در این مرحله، یعنی اندیشیدن به ایستایی بنا و یافتن پاسخ برای آن، از نظر تاریخی با دو نوع برخورد کلی و اصلی مواجه هستیم: - معمار، پس از رؤیت کلی طرح در ذهنش، بر اساس علم و تکنولوژی زمانه خود، اقدام به تأمین ایستایی لازم برای طرح می نماید و در این کار از عناصر ساختمانی، فرمها، مصالح و سایر تکنیکها بهره می گیرد. در این حالت معمولا نوآوری خاصی در طرح نظام ایستایی بنا، نسبت به زمان اجرای طرح، دیده نمی شود و چه بسا در ایدههای اولیه معمار نیز این عناصر، فرمها و تکنیکها حضور دارند. - معمار، طرحی را در ذهن تصویر می کند و برای ایستایی کل یا بخشی از طرحش که واجد یک نوآوری بوده جواب از پیش تعیین شده در اختیار ندارد و لذا در حین طراحی و بعضاً اجرا، اقدام به نوآوری و خلاقیت در این زمینه کرده و مدل ها و روش هایی را به صورت سعی و خطا پیشنهاد و اجرا می کند که شاید این روش ها در زمان خود او یا پس از آن با تغییرات تکمیلی به یک تکنیک ساختمانی تعریف شده و تثبیت شده تبدیل می شود. به جرأت می توان گفت تمامی تکنیکهای سازهای با چنین روندی خلق شدهاند، یعنی معمار اقدام به خلق فضا یا حجمی می کند و بعد در راستای تامین ایستایی لازم برای آن و یا پوشش سقف آن، به یک روش و تکنیکی دست مییابد که آن تکنیک، به مرور زمان، جزیی از هویت معماری در دورههای بعدی می شود. بطوری که وجه سازهای آن در حاشیه هویت معمارانه آن قرار میگیرد. به این ترتیب، ایستایی در ادامه عملکرد، عنصر ذاتی معماری به شمار میرود. عنصر سوم یعنی زیبایی در در جه سوم مطرح می شود یعنی پس از پرداختن به عملکرد درست و تأمین ایستایی لازم، زیبایی جزیی از خطی است که معمار در ذهن و بر روی کاغذ همزمان با انجام عمل طراحی در کنار دو عنصر دیگر میبیند، به عبارت دیگر تلاش اساسی معمار این است که عملکرد را در معماری خود همراه با زیبایی تأمین کند، در حالیکه بنا ایستایی لازم را هم داشته باشد. در نتیجه این سه عنصر شاکله معماری، واجد وحدتی ذاتی با یکدیگرند و نمی توان پیشبرد یکی را سوای دو عنصر دیگر تصور کرد، یا به یکی اولویت ویژه را از نظر توجه داد. به طور خلاصه هر خطی که معمار بر روی کاغذ میکشد، در آن واحد باید تأمین کننده عملکرد، ایستایی و زیبایی باشد تا در خور واژه معماری گردد.
سازه و معماری در بناهای مهم تاریخی
یکی دیگر از رویکردهایی که می توان در تبیین نسبت سازه و معماری داشت؛ رویکرد تاریخی است تا با بازخوانی سریع آثار برجسته تاریخ معماری، این دو مفهوم و رابطه شان بررسی شوند: اهرام مصر به عنوان قدیمی ترین بناهای برجا مانده در تاریخ معماری را می توان سمبل ایستایی و پابرجایی و به عبارتی ماندگاری در تاریخ دانست، در این بنا، با بهرهگیری از حجم هرم به عنوان ایستاترین حجم در میان سایر احجام (در کنار مخروط)، نه تنها به ایستایی آن کمک نموده (چرا که فارغ از اندازه و مصالح، حجمیست ایستا) بلکه همین حجم هرم، تمام هویت معماری آن را در عین حال تشکیل داده است و به عبارتی هویت کلی معماری این بنا با ایده کلی سازهای آن، بر هم منطبقند و در مقیاس خردتر، سنگهای عظیمی که هریک با قرارگیری بر روی یکدیگر، این حجم کلان را شکل داده اند، به عنوان عناصر سازهای بنا به شمار می روند، که از منطق ساده جرمی تبعیت میکنند بطوریکه فشار سنگ بالایی بر سنگ پایینی باعث ایستا نگه داشتن آن می شود و اساساً در کلیت بنا نمی توان حتی یک سنگ که نقش معماری و سازهای آن از هم جدا باشند، یافت. (تصویر-۱) این مثال، اشاره ای به معماری یونان باستان است. در یک بیان کلی میتوان معابد یونانی را ردیفی از ستونها در چهار طرف یک پلان مستطیلی، که بار سقف شیبداری را تحمل میکنند، دانست. این ستون ها که در جهت محور عرضی مستطیل، بارهای سقف را به زمین منتقل می کنند، در عین حال هویت اصلی و مشخصه درجه یک این بناها به شمار می آیند، که در تصور اولیه آن در ذهن هر متخصصی معماری، تداعی می شود. (تصویر-۲)
این ستونها گرچه عناصر سازهای به شمار می روند، ولی در بعد معماری (هنری) به قدری اهمیت دارند که سه نظام اصلی در معماری یونان یعنی دوریک، یونیک و کرنتین عمدتا با شکل ستونهایشان شناخته می شوند. شاید بتوان گفت وحدتی را که در هویت معماری و کارکرد سازهای این معابد وجود داشته، حتی امروزه هم با مشاهده ویرانه های برجا مانده از آنها، میتوان این مفهوم را درک کرد. همچنان در معماری ایرانی، در سبک پارسی و نمونه بارز آن در تخت جمشید، به همین صورت با نظام سازه ای مبتنی بر شبکه ستون ها مواجهیم به طوری که معماران از طریق تیرهای چوبی قرار گرفته بر روی انتهای این ستون ها که از نظام هندسی و منظمی برخوردار بودند بار سقف را به زمین منتقل می کردند. پلان کاخ، مضربی از مربعی است که توسط هر چهار ستون ضربدری شکل می گیرد و این بدین معناست که مدول سازه و مدول معماری، عملاً یکی است. در آنجا این موضوع قابل مشاهده است که صلابت فضاهای داخل و خارج، مثل کاخ آپادانا، از تعدد و تکرار این ستون ها که واجد تزیینات منحصر به فرد نیز در قسمت سر ستون ها هستند، تأمین شده است. (تصویر-۳) با اختراع عنصر گنبد، توسط معماران پارتی، تحولی در معماری روی داد، که گرچه در ابتدا پاسخی سازهای به یک نیاز بود، نیازی که پوشش سقف پلان های مربع، ایجاب می کرد. ولی پس از آن، این عنصر به یکی از اصلی ترین ویژگیهای معماری در دوران پارتی تبدیل می شود و به زودی با ترکیب آن، بناهای کوچک و بزرگ شکل میگیرند. در معماری پارتی، گرچه قوس ها و طاق نماها، نقش نعل درگاه را بازی میکنند، که فی نفسه نقشی سازهای است، ولی فرم قوس و تکرار آن در سطوح داخلی و خارجی بنا، تبدیل به هویت اصلی در طرح نماهای بناهای سبک پارتی میگردد. (تصویر-۴) در ادامه رویکرد تاریخی به بناهای شاخص معماری از نقطه نظر نسبت میان عنصر سازه و عنصر معماری، به کلیساهای سبک گوتیک در اروپا که می توان بارزترین حضور عنصر سازهای را در کنار کلیت بنای آنها مشاهده کرد، به صورت اجمالی می پردازیم. با توجه به هدف معماران گوتیک در وارد کردن نور بیشتر به فضای داخل کلیسا، سطوح شفاف در بدنهٔ این بناها افزایش یافت، که خود عملا به معنی کاهش جرزهای پیرامونی بنا بود که در ترکیب با ستونهای میانی، وظیفه انتقال بار و مهار رانش سقف های چهار ترک را داشتند، این کاهش سطح جرز گرچه برای انتقال بارهای قائم سقف، مشکل چندانی نداشت ولی جرزها را برای مهار نیروهای رانشی طاق ها ضعیف و بی تحمل می ساخت و به این ترتیب، معماران گوتیک مجبور به افزودن پشت بندهای معروف " (گوتیک) شدند که در ترکیب با جرزهای پیرامونی بنا و در انطباق با دیاگرام نیروهای رانشی طاق ها، قادر به مهار این نیروها بودند. (تصویر-۵)
این پشت بندها گرچه بدون هیچ تردیدی، یک راه حل ایستایی برای بنا به حساب می آیند ولی با درایت و هنر معمار گوتیک، خود تبدیل به بخشی از هویت معمارانه کلیساهای جامع شدند و چنان در فرم و تناسبات و حتی مصالح از سایر عناصر اصلی و اولیه بنا تبعیت نمودند که امروز، برای ناظر غیر متخصص، تشخیص این عناصر به عنوان عناصر الحاقی به سختی صورت میگیرد. به همین طریق مشابه کلیساهای گوتیک، می توان پیرامون گنبدخانه برخی مساجد ایران، پشت بندهایی را برای مهار نیروهای رانشی در جرزهای حامل گنبد، یافت (البته در مورد همه گنبدخانه ها، چنین مسئله ای نداریم و اساساً چنانچه اجرای گنبد و جرزهای زیرین آن به درستی انجام شده باشد و در طول زمان هم آسیبی متوجه آنها نشده باشد، این پشت بندها ضرورتی نخواهند داشت.) در تمامی دوره اسلامی و در شیوههای مختلف آن به تعبیر "دکتر پیرنیا" اعم از خراسانی، رازی، آذری و اصفهانی، با پیروی از اصول کلی معماری پارتی، همواره بین عنصر سازه و معماری در بناهای معماری ایران، وحدت فرم و عملکرد وجود داشته است. همچنین در معماری خشتی ایرانی در پهنه بیابانی فلات ایران، جایی که تنها عنصر در اختیار معمار، خاک رس بوده و لاغیر و از این ماده اولیه، تنها خشت و در مواردی آجر به دست می آمده، وحدت بی نظیر و اعلا میان فرم، عملکرد، سازه و معماری به وضوح مشهود است. با توجه به اینکه خشت به علت ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی اش قابلیت تحمل نیروهای فشاری را دارد و در مقابل نیروهای دیگر یعنی کشش، مطلقا ناتوان است، از این رو معمار کویری را تنها به نظام ساخت فشاری هدایت می کرده است. یعنی انتقال نیروها و بارها در راستای محور قائم از هر خشت به خشت پایین تا زمان رسیدن به پی ساختمان، و بر این اساس، ابتدا قوس، پس از ان انواع طاق و سپس عنصر گنبد اختراع و ساخته می شوند و تمامی این عناصر بر مبنای نظام فشاری کار میکنند (گرچه در گنبد نیروهای کششی هم وجود دارد و نیروی رانشی هم به عنوان نیروی ثانویه همزاد نیروی فشاریست، در مواقعی محور انتقال نیروی فشاری از خط قائم منحرف می گردد) در معماری خشتی کویری، پلاستیک معماری، هویت خود را از عناصری چون گنبد، طاق ها و قوس ها میگیرد که در راستای تأمین ایستایی بنا طراحی و ساخته شدهاند و این عناصر، خود از خاصیت خشت خام و آجر به عنوان تنها مصالح حاصل از خاک کویر، زاییده شده اند و این وحدت ذاتی میان عنصر سازنده، عنصر سازهای و هویت کلان معماری، منطقی بس قوی به ساخت و معماری خشتی کویر بخشیده است. (تصویر-۶)
از جمله ریشه های این انشعاب را می توان در تأسیس مدرسه راه و پل فرانسه در قرن هجدهم دنبال کرد که برای اولین بار اقدام به تربیت
مهندسین سیویل می نماید. لازم به ذکر است که سابقه آموزش آکادمیک معماری در فرانسه به سالهای قبل از آن در سال ۱۶۷۱ بر 7میگردد.
----------------------------------------------
5 - به همین طریق مشابه کلیساهای گوتیک، می توان پیرامون گنبدخانه های برخی مساجد ایران، پشت بندهایی را برای مهار نیروهای رانشی در جرزهای حامل گنبد، یافت. (البته در مورد همه گنبدخانه ها، چنین مسئله ای نداریم و اساساً چنانچه اجرای گنبد و جرزهای زیرین آن به درستی انجام شده باشد و در
طول زمان هم آسیبی متوجه آنها نشده باشد، این پشت بندها ضرورتی نخواهند داشت).
6- Ecole des ponts et chaussees 7
- در این سال با تلاش کلبر وزیر لویی چهاردهم و بلوندل آکادمی سلطنتی معماری فرانسه تأسیس میشود، بعد از انقلاب فرانسه، این آکادمی در سال ۱۷۹۳ تعطیل و در سال ۱۷۹۵ انیستیتوی ملی علوم و هنر تشکیل می شود و در سه بخش اصلی آن، یک بخش به ادبیات و هنرهای زیبا از جمله معماری تعلق میگیرد. در سال ۱۸۰۳ به دستور ناپلئون بناپارت، بخش چهارمی که اختصاص به هنرهای زیبا تعلق داشت به این انیستیتو اضافه میشود و در سال ۱۸۱۶ به دستور لویی هجدهم این بخش به آکادمی هنرهای زیبا تبدیل می شود و بلافاصله پس از آن مدارس هنرهای زیبای فرانسه به منظور آموزش فراگیر معماران، نقاشان و مجسمه سازان در سراسر فرانسه شکل می گیرد.
پس از شروع فعالیت مدرسه راه و پل در پاریس در سال ۱۷۴۹، فارغ التحصیلان آن که آموزش مهندسی دیده اند، به عنوان مهندسین سیویل به طراحی و ساخت راه و پل و سد و ... می پردازند. از آنجا که در اواخر قرن ۱۷ در دوره لویی چهاردهم جریان بزرگ راهسازی به راه می افتد، برای تربیت اکادمیک متخصصان در این زمینه و رفع نیازهای موجود، مدرسه راه و پل تأسیس و راه اندازی می شود که مهندسان فارغالتحصیل این مدرسه تا نیمه قرن نوزدهم تنها در حوزه ساخت راه و پل و... و تأسیسات زیر بنایی چون شبکه آپ، فاضلاب و ... مشغول شدند ولی به تدریج به دلیل نیاز به فضاهای جدید که مبتنی بر عملکردهای جدید صنعتی، به وجود آمده بودند، عملا وارد عرصه های دیگر ساخت و ساز از جمله ساختمان سازی شدند. احداث انبوه کارخانه ها، ساخت ایستگاههای قطار، سالن های نمایشگاه و فضاهایی از این دست که تا پیش از این زمان، مطرح نبودند، معماران را مجبور به ساخت فضاهایی با دهانه های وسیع می کرد. در همین زمان مصالح ساختمانی جدید به بازار ساخت و ساز عرضه میشوند. فولاد و بتن مصالحی برای بهره گیری توسط مهندسین سیویل در ساخت و سازهای تخصصی شان بود. تبحر مهندسان سیویل در طراحی و ساخت دهانه های وسیع که آن را در ساخت پلها تجربه کرده بودند و در این راه از مصالح جدید بتن و به خصوص فولاد استفاده می نمودند، باعث شد که در آن زمان از تخصص آنان برای طراحی و ساخت سازههای جدید در معماری که قادر به انجام پوشش وسیع و تحمل دهانه های بزرگ باشد، استفاده شود. در ساخت کاخ صنعت برای نمایشگاه جهانی ۱۸۵۵ در پاریس یکی از اولین همکاریها میان "ویکتور ویل بارو" به عنوان مهندس سازه اتفاق میافتد و آن را میتوان اولین نمونه در فرانسه به شمار آورد. حرکت به سوی معماری های اینچنینی که در آنها عملکرد و ایستایی، بر زیبایی به معنای کلاسیک آن، غلبه داشت، به نوعی متأثر و زاده تئوریهای انتهای قرن هجدهم با عناوینی چون خردگرایی یا "راسیونالیسم" " بود. فضای ساختارشکن و انقلابی پس از انقلاب ۱۷۸۹ فرانسه نیز محیط را برای طرح چنین ایدههایی آماده می کند چرا که معماری به سبک و سیاق کلاسیک آن، میتوانست تداعیگر نظام سلطنتی باشد.
8- اولین پل فولادی در فاصله سالهای ۷۹- ۱۷۷۵ بر روی رود سورن توسط WilkSOn John pitchard Thomas طراحی شد.
ژان دوران" و "آگوست شوازی" دو تن از معروفترین معمارانی بودند که خردگرایی و ساختارگرایی را در معماری تئوریزه می کردند، دوران در جزوه معروفش «درس های معماری برای مدرسه پلیتکنیک » (۱۸۰۵-۱۸۰۲) پیشنهاد در پیش گرفتن منطق عملکردگرایی در طراحی را دارد، در نظر او انعطاف و ساختارمندی از جنبههای فرهنگی و سمبلیک مهم ترند و بدین ترتیب وی یکی از چهرههای معروف در تفکر راسیونالیسم به شمار میرود. اگوست شوازی نیز در دو جلد کتاب «تاریخ معماری» اشاره به اختراعات و نوآوری های سازهای و نقش راهبری آن در توسعه معماری دارد. بدین ترتیب در زمانی که نیاز به فضاهای جدید، نوعی معماری جدید را آن هم صرفاً برای انواع خاصی از فضاها طلب می کرد، معماران و مهندسین به لحاظ تئوریک نیز توسط افرادی چون دوران و شوازی تئوریزه میشدند تا به عنصر سازه علاوه بر کارکرد فیزیکی آنها جایگاهی معنایی بدهند. به واقع نتایج عملی تفکرات "اکلکتیسم" و راسیونالیسم در معماری باعث شد که سبکی از معماری و نگاهی به معماری شکل بگیرد که در عمل حضور تخصصی جدید به نام مهندسی سازه را در پروسه طراحی و ساخت بنا الزامی می کرد. قرن نوزدهم به لحاظ کلی قرن اختراعات و اکتشافات است به طوری که در مقایسه با قرن پیش از خود بسیار برجسته به شمار می رود و این امر در میان کشورهای طراز اول آن زمان نوعی رقابت را ایجاد می کند. به طوری که اختراعات و اکتشافات علاوه بر ارزش ذاتی خود، به نوعی وسیله قدرت نمایی بودند و نتیجه آن شکل گیری نمایشگاههای جهانی در سال ۱۸۴۴ برای نمایش دادن آخرین دست آوردها و اختراعات کشورهای مختلف دنیا است. در عرصه ساختمان، در این نمایشگاه، تلاش بر ساخت و ارائه بدیع ترین ساختمانها با برخورداری از جدیدترین تکنیکها و مصالح بود، آثاری چون برج ایفل در پاریس ۱۸۸۹، مجسمه آزادی نیویورک ۱۸۸۶، کریستال پالاس ۱۸۵۱ از جمله بناهایی بودند که برای این نمایشگاه ساخته شدند.
استفاده از مصالح فولادی که می توانست فضاهایی شفاف و ساختاری سبک برای پوشاندن دهانه های وسیع در اختیار بگذارد، به عنوان اختراع در حوزه معماری به شمار می رفت و با توجه به فضای فکری قرن نوزدهم دارای ارزشی، بیش از حد کارکرد عملی خود شد. با استفاده از این روش ابتدا این سازهها شکل گرفتند: مثل کتابخانه سن ژانوییو" در پاریس (در دهانه های وسیع بر پایه های بنایی قرار می گرفت. (تصویر - ۷)) ولی به تدریج معماران به سمت طراحی اسکلت فولادی برای کل ساختمان که عنصر سازهای سقف را به وسیله ستونهای فلزی به فونداسیون متصل میکرد، رفتند و عملا مفهوم اسکلت در ساختمانهای جدید شکل گرفت. (تا پیش از این و به صورت مشخص، خانه سازی قرون وسطی در شمال اروپا با اسکلت چوبی و دیوارهای آجری - خشتی اجرا می شد.) در اغلب بناهای ساخته شده بر اساس سیستم اسکلت، عناصر سازهای نمایان بودند و با تزییناتی که بعضاً در ساخت و ترکیب آنها صورت می گرفت، به فاکتور زیبایی در آنها تا حدی اهمیت داده می شد به طوری که اسکلت فلزی بنا که وظیفه پوشش سقف را به عهده داشت در
کنار عناصر بنایی، ترکیبهای بدیعی را می آفرید". همچنین ایستگاههای قطار شمال و شرق پاریس"، کاخ بزرگ پاریس"، کاتدرال نتردام دو تراوای پاریس" (تصویر-۸) از دیگر نمونههای ترکیب سازه فولادی با مصالح بنایی هستند. به تدریج با ورود بتن مسلح به عرصه ساختمان سازی، به عنوان مصالح مناسب برای ساخت اسکلت و سازه ساختمان و نیز با توجه به دیدگاههای جدید نسبت به معماری، به تدریج اسکلت، خود را در پوسته معماری پنهان نمود و حضور عنصر سازه، غیر ملموس و غیر محسوس شد و این شروع یک دوره تاریخی در موضوع تعامل عنصر سازه و معماری است. در اوایل قرن بیستم توسط معمارانی چون "لویی سالیوان"
