بخشی از مقاله
نقش فضاهای زیرزمینی در توسعه شهری
(نمونه موردی گسترش حیات زیر سطحی دربافت اطراف حرم مطهر رضوی)
چکیده :
فضاهای زیرزمینی در طول دهه های اخیر در کلان شهرها اهمیت فراوانی پیدا کرده است. کمبود فضای باز، تراکم بالا، کمبود فضاهای سبز و تفریحی موجب می شود تا فضاهای زیرزمینی که منبعی باارزش می باشند در کمک به فضاهای روزمینی قابلیت طرح پیدا کنند .
این پژوهش با هدف بیان اهمیت فضای زیرزمینی و جایگاه آن در طرح های شهری به تعریف کاربران فضاهای زیرزمینی، خدمات احتمالی این نوع فضاها و نمونه های موفق بین المللی در عرصه های مختلف و نهایتاً به جایگاه فضاهای زیرزمینی در شهرها می پردازد. در همین راستا باید به دقت پتانسیل فضاهای زیرزمینی شهرها بررسی شود تا بتوان از آن به خوبی بهره مند گردید . استفاده از فضاهای زیرزمینی در شهر علاوه بر مواردی همچون حمل و نقل که امروزه در حال بهره برداری است می تواند شامل کاربری های دیگری مانند فضاهای تفریحی، تجاری،اداری و خدماتی نیز باشد.
توسعه شهری با رویکرد استفاده از فضاهای زیرزمینی یکی از رهیافت های نوین در زمینه شهرسازی معاصر است. این رویکرد ضمن استفاده از قابلیت های مثبت فضاهای زیرسطحی تلاش می کند تا مسایل و مشکلات شهرها از قبیل کمبود فضا، مسایل حمل و نقل و زیست محیطی و... را حل نماید. هدف این مقاله مطالعه فضاهای زیرسطحی، جنبه ها و فواید استفاده از این فضاها از دیدگاه توسعه مدرن شهری با روش تحقیق توصیفی- تحلیلی و بررسی نمونه هاست و سپس به بررسی نمونه موردی طرح اجرای تراز زیرسطحی در محدوده پیرامون حرم مطهر شهر مشهد پرداخته می گردد.
واژگان کلیدی: فضاهای زیرزمینی، فضاهای زیرزمینی شهری، کاربران فضاهای زیرزمینی، مشخصات فیزیکی.
مقدمه :
چالش های محیط زیستی باعث شده مفاهیم و دیدگاه های جدیدی برای حل مشکلات توسعه بیشتر شهر ارائه شود. محیط زیست اکنون موضوعی جهانی است در حالی که قبل از این چندان مورد توجه نبوده است. آلودگی آب و هوا، گرم شدن هوا در سطح کـره زمین و تأثیرات گلخانه ای، کمیاب شدن منابع طبیعی، از بین رفتن فضاهای تفریحـی و سـبز، تنهـا بخشـی از مسـائل پـیش روی محیط زیست به شمار می رود.
به دلیل معضلات ترافیکی، افزایش آلودگی هوا، صدا و کمبود فضای سبز و تفریحی، شهرها به محیطـی نامناسـب بـرای زنـدگی تبدیل شده اند .گسترش مرزهای شهری و در نتیجه اشغال فضای اطراف شهرها مشکل را حـل نمـی کنـد، بلکـه فقـط افشـای مشکلات را به تأخیر می اندازد ؛ به همین دلیل از چند سال گذشته موضوع احداث شهر زیرزمینی و توسعه آن در سـطوح زیـرین شهر مطرح شد . اگر احداث شهر زیرزمینی به خوبی مدیریت و طرح ریزی شود، می تواند به عنوان راهکاری جدیـد بـه کـار گرفتـه شود که نه تنها نیازهای شهروندان و خواسته های مدیریت شهری را تامین می کند، بلکه تاثیر بسیار زیادی بـر توسـعه پایـدار شـهر خواهد داشت.
گذشته از این واقعیات، نگرانی دیگری در ارتباط با رشد جمعیت وجود دارد به طوری که برآورد شده است در قرن بیست و یکم بیش از 50 درصد جمعیت جهان در شهرهای بزرگ و کلانشهرها سکونت خواهند کرد. بنابراین شهرها باید توانایی تحمل و ظرفیت اسکان چنین جمعیتی را داشته باشند، در حالی که با زیرساخت های امروزی و جمعیت فعلی، بسیاری از شهرها در حال حاضر نیز به راحتی قادر به تأمین رضایت شهروندان خود نیستند.
با این تفاسیر، جمعیت رو به رشد و تراکم بالای توده ساختمانی عاملی برای توسعه فضای زیرزمینی شهری محسوب می گردد . این امر حاکی از آن است که شهرهایی با تراکم جمعیتی بالا نمی توانند از توسعه فضای زیرزمینی شهری اجتناب کنند. این پژوهش در صدد آن است تا با شناخت انواع فضاهای زیر زمینی که در مقیاس ها و عملکردهای مختلف انجام شده اند و مقایسه موردی آن با طرز برخورد فضاهای زیر زمینی در شهر مشهد، عوامل تاثیر گذار بر اینگونه فضاها را بررسی نماید .
فضاهای زیرزمینی شهری
فضاهای زیر سطحی به فضاهای شهری همگانی اطلاق می شود که در ترازهای پایین تر زمین طراحی و ساخته می شوند. چنین فضاهایی باید دارای کیفیت های فضاهای شهری یعنی هویت و خوانایی، پایداری و سرزندگی، ایمنی و امنیت، کارایی و تنوع، پیاده مداری و سهولت دسترسی، پیوستگی و یکپارچگی و تناسبات بصری باشد. (مولایی،(1389 فضاهای زیرزمینی شهری کاربردهایی متعددی از جمله ذخیره سازی (غذا، آب، نفت، کالاهای صنعتی، ضایعات)؛ صنعت
(نیروگاهها)؛ حمل و نقل(خطوط راه آهن،جادّه ها، تونل های عابر پیاده)؛ خدمات رفاهی و ارتباطات (آب، فاضلاب، گاز، کابلهای الکتریسیته)؛ کاربرد عمومی (مراکز خرید، بیمارستان ها، ساختارهای دفاع غیر نظامی ) و استفاده شخصی و خصوصی(پار کینگ اتومبیل) دارند.
مطالعه فضاهای زیرزمینی شهری در سه شهر پاریس، تویکو، استکهلم (Bobylev,2008) نمونه ای از چگونگی کاربرد این فضا را که بر طبق عملکرد طبقه بندی شده اند را ارائه می نماید. خدمات رفاهی و حمل و نقل، معمول ترین کاربردهای زیرساختهای زیرزمینی شهری )UUI( هستند. شهرهای مورد مطالعه بیش از 32 درصد فضای زیرزمینی شهری را به حمل و نقل (تونل های
خط راه آهن، اتومبیل وایستگاه ها) و بیش از 8 درصد را به خدمات رفاهی (خطوط لوله، کابل جمع کن، فاضلاب) اختصاص داده اند. سایر عملکردها بسته به مشخصات هر شهر و همچنین چگونگی طبقه بندی داده ها تفاوت اساسی دارند.
امکانات رفاهی در استکهلم سهم اساسی ( 41درصد) از زیر ساخت را تشکیل داده است. این سهم می تواند شرایط آب و هوایی سخت و نیاز به زیرساخت های گرمایشی را منعکس سازد. از سوی دیگر، سهم اندک امکانات رفاهی در توکیو 8) درصد) می تواند عدم وجود سیستم های گرمایشی شامل لوله کشی آب و رواج داشتن خطوط هوایی انتقال الکتریسیته محلی را منعکس سازد. توکیو بالاترین سهم نسبی را در حوزه عملکرد حمل و نقل ( 55درصد) به خود اختصاص داده است. ساختارهای زیر زمینی در حوزه حمل و نقل در توکیو تونل هایخطّ آهن هستند، ولیکن توکیو چندین تونل بزرگ اتومبیل نیز دارد.
تکامل تاریخی فضاهای زیرزمینی شهری
گرچه ساخت و ساز زیرزمینی برای بشر پدیده جدیدی به شمار نمی رود اما همواره از آن به عنوان تفکری نوین یاد می شود. استفاده از فضای زیرزمینی با غارهایی که به عنوان سکونتگاه و برای ذخیره سازی غذا توسط انسان اولیه به کار می رفت، آغاز شده است. در شهرهای قرون وسطایی گذرگاه های زیرزمینی برای انتقال اضطراری و جابجایی های مخفیانه جزء لاینفک فضاهای شهری آن زمان بود.
پیشرفت اساسی در حوزه فناوری های ساخت و ساز در طول قرن بیستم به شکوفایی توسعه فضای زیرزمینی شهری منتهی شد. اواخر قرن بیستم به طور ویژه پیشرفت هایی در حوزه ساخت و ساز زیرزمینی رخ داد که توسعه رو به جلو فضای زیرزمینی شهری در شهرهای متراکم، از جمله تونل های بزرگ در زیر سطوح کم عمق را ممکن ساخت.بالاترین تراکم ساختارهای زیرزمینی را می توان در مراکز شهر یافت. مرکز شهر مکانی است که امکانات عمومی به علاوه فضاهای اصلی حمل و نقل عمومی در آن واقع است.
در طول توسعه تاریخی زیرساختهای زیرزمینی شهری (UUI) که از لایه های کم عمق به عمیق پیشرفت نموده است، بیشترین مقدار استفاده از فضاهای زیرزمینی در اکثر کشورها در مراکز شهرها بوده است. شهرها در این بخش دارای مشکلات عدیده ای ستند از این رو تراکم فضاهای زیرزمینی شهری در مراکز شهری ایجاد می شوند، به همین دلیل باید در نظر گرفت که توسعه فضاهای زیرزمینی در آینده به ایجاد مشکلات بیشتر در مراکز شهرها نیانجامد.
شکل 1 توسعه تاریخی سیستم ریلی زیرزمینی را در توکیو (ژاپن) نشان می دهد.((Bobylev,2009
شکل - 1 رشد فضاهای زیر زمینی (در صد سال)
نمودار-1 کاربرد فضای زیرزمینی شهری بر حسب کارکرد
مشخصات فیزیکی فضاهای زیرزمینی شهری
فضاهای زیرزمینی شهری از مشخصات یا ویژگی های طبیعی برخوردارند به طوری که توجه خاصی به آنها معطوف شده است. این ویژگی ها در بسیاری موارد موجب صرفه جویی های فراوانی در هزینه های شهری می گردد. مهمترین ویژگی هابه شرح ذیل می باشد:
· عایق بندی: فضاهای زیرزمینی چندان از عوامل بیرونی تاثیر نمی پذیرند و تاثیر آنها بر محیط بیرونی کمتر از امکانات رو زمینی است (مانند صدا)
· ثبات دما: نیاز چندانی به گرما یا سرما وجود ندارد، بسیاری ازامکانات زیرزمینی ابداً نیازی به تعدیل دما ندارند .
· حفاظت: فضاهای زیرزمینی ارتباط محدودی با بیرون دارند و جریان یا جابجایی از طریق این مناطق ارتباطی، به راحتی قابل کنترل هستند.
· آسیب پذیری در برابر سیل: سیل می تواند آسیب شدید و غیر قابل پیش بینی به ساختارهای زیرزمینی وارد کند .
· فرصتی برای قرارگیری در مجاورت امکانات: در مناطق شهری، فضای سطحی اغلب به ساخت و سازهای ارزشمند
اختصاص می یابد و فضاهای زیرزمینی بعنوان تنها موقعیت موجود برای تسهیلات جدید درمنطقه مورد نیاز است.
طبقه بندی فضاهای زیر زمینی از دیدگاه گیدئون گولانی:
شکل -2 طبقه بندی فضاهای زیرزمینی
ایمنی در ترازهای زیر سطحی:
زلزله: حرکات زمین در سطح به علت وجود امواج سطحی تشدید می شود. همچنین سازه های زیرزمینی معمولا به گونه ای طراحی می شوند که توان تحمل بارهای ناشی از فشارتوده های بالایی خود را داشته باشند و به همین جهت بارهای ناشی از زلزله در مقابل این مقدار بار، زیاد نیستند .حرکات زمین موجب حرکت سازه های زیرزمینی به علت قرارگیری در میان آن می شود. بنابراین اثر حرکت زمین بر نوسانات سازه ای بنا در زیرزمین از آنچه روی زمین وجوددارد کم تر است. (استرلینگ، 1388،(29
ساختارهای زیرزمینی، آسیب کم تری را نسبت به ساختارهای روزمینی، به طور محسوس تحمل می کنند. بر اساس تحقیقات به عمل آمده، آسیب وارده با افزایش عمق، کاهش می یابد. تونل های عمیق، ایمن تر و مقاومتر نسبت به تونل های کم عمق در تکانهای زلزله هستند.
آتش سوزی: آتش سوزی در مناطق شهری عامل اصلی نگرانی در هنگام بلایای دیگر همچون زلزله های مهیب و در زمان جنگ می باشد. ساختمان های زیرزمینی به طور بالقوه در برابر آتش سوزی بیرونی محافظت می شوند. سطح زمین غیرقابل اشتعال بوده و عایقی بسیار مطلوب برای سازه زیرین خود محسوب می شود. در این مورد نیز نقاط دسترسی آسیب پذیرترین بخش بناهاست. (استرلینگ، 1388،(29
ارتعاش: مهم ترین منابع ایجاد لرزش و ارتعاش در مناطق شهری عبارتند از:
ترافیک جاده ها و بزرگراه ها، قطارها، متروها، ماشین آلات صنعتی و ساختمانی و ... اگر منبع ارتعاشی برروی سطح و در نزدیکی سطح زمین باشد، میزان ارتعاش با افزایش عمق و افزایش فاصله با منبع آن به سرعت محو می شود .ارتعاشات دارای فرکانس بالاتر با سرعت بیش تری نسبت به ارتعاشات کم فرکانس بر اثر افزایش عمق می روند. (استرلینگ، 1388،(30
انفجار: همانند ارتعاش و آلودگی صوتی، زمین انرژی گرمایی و شوک های ناشی از انفجار را جذب می نماید. قوسی نمودن خاک در اطراف این بناها، حتی سازههای واقع در عمق پایین، به طرز چشمگیری میزان فشار هوای داخلی که ساختمان می تواند آن را تحمل نماید، افزایش می دهد. هنگامی که حفاظت سازه ای تامین گردید، نقاط دسترسی باید به نحوی طراحی شوند تا از عبور هوا با فشار بیش ازحد به داخل ساختمان جلوگیری نمایند.
بازدارندگی : بازدارندگی عملکرد معکوس محافظت می باشد. در بازدارندگی هدف جلوگیری از نفوذ خرابی ها و آلودگی های ساختمان ها و تأسیسات زیرزمینی و آسیب رسانی به اکوسیستم سطح زمین می باشد .ذخیره سازی مواد خطرناک (مانند مواد رادیواکتیو) در زیرسطح زمین مزایایی از جمله حفاظت، امنیت و جداسازی این تأسیسات به همراه دارد .همچنین احتمال نشت مواد خطرناک و انتقال آن به محیط سطح زمین به حداقل ممکن کاهش می یابد.
برای نمونه محدوده کوه یوکا در نوادا، واقع در شمال غربی منطقه کلان شهری لاسوگاس، برای انبار و دفن زباله های هسته ای، با توجه به ویژگی های زمین شناسی، فیزیکی، شیمیایی وحرارتی مجموعه، شرایط مناسبی را برای دفن زباله های رادیواکتیو (با توجه به مدت زمان خیلی طولانی که برای تجزیه این مواد مورد نیاز اس) فراهم آورده است. (مولائی، 1389،(217 انعطاف پذیری فضاهای زیرسطحی: انعطاف پذیری یکی از مهم ترین کیفیت های مراکز شهری فضاهای شهری است. به
این معنی که مجموعه های شهری و فضاهای مربوطه در زمانهای گوناگون به نیازهای متنوع شهر، و کاربرانش پاسخ دهند . برای نمونه ایستگاه های مترو در مواقع بحرانی قابلیت جایدهی جمعیت بسیاری از شهروندان و کاربری ها و حفاظت آن ها در مواقع بحرانی و بروز پدیده های ناخواسته طبیعی و مصنوع هستند. نمونه بارز این کیفیت در ورزشگاه سالن المپیک ژوویک با مساحت ساختمان 15000متر مربع؛ ظرفیت سالن 6000 نفر که بزرگ ترین سالن زیرزمینی ساخت بشر برای کاربری عمومی درجهان و تبدیل به پناهگاه را داراست. (مولائی، 1389،(236 در عین حال باید توجه داشت که یکی ازموانع موجود بر سر راه یکپارچه سازی و ایجاد فضاهای زیرزمینی در شهر ها وجود طرح
های جامع شهریست. در طرح جامع شهرها، نحوه کاربری اراضی که منبعی ارزشمند به شمار می روند، حاکم است .در هر طرح جامع، باید طرح هایی برای کاربرد فضای زیرزمینی شهری مدنظر قرار گیرد .کاربرد فضای زیرزمینی شهری با توسعه روزمینی در ارتباط بوده و اهمیت زیادی برای توسعه پایدار شهری دارد .به عنوان مثال سیستم های حمل ونقل عمومی از لحاظ مصرف انرژی مقرون به صرفه اند و می توانند در زیرساخت زیرزمینی جای گیرند. (Bobylev,2009)
در هر صورت، یکپارچه سازی فضای زیرزمینی شهری با طرح جامع مشکلات ویژه ای به دنبال دارد. این مشکلات بیشتر به دلیل نگاه دو بعدی به طرح های شهری است که در آن بعد سوم و به خصوص بعد زیرزمینی حضور چشمگیر ندارد . البته دلیل نگاه دو بعدی به طرح های شهری خود نیز به دلیل وجود مشکلاتی دیگر از جمله محدودیتهای زمانی، فقدان تجربه و تخصص و عدم وجود مدیریت یکپارچه است که موجب شده تا تصمیم گیری سه بعدی در شهرها و گنجاندن آن در طرح های شهری با مشکلات فراوانی همراه باشد. (مکالی،(1383
نمونه های موفق بین المللی استفاده از فضاهای زیرزمینی
فضاهای زیرزمینی دارای پتانسیل های فراوانی بوده و تأثیر به سزایی در بهبود محیط زندگی شهری از جنبه های مختلف دارند.در این بخش، برخی از نمونه های موفق بین المللی که از این پتانسیل ها به درستی استفاده کرده اند، معرفی می گردد .
(1 موزه لوور (پاریس فرانسه): محافظت از نواحی تاریخی
ورودی جدید موزه لوور فرانسه بنایی است که در زیرزمین یک حیاط تاریخی ساخته شده است. هرم شیشه ای که توسط ای ام پی طراحی شده نشانه ورودی و گالریهای جدید می باشد. این ایده، یک ورودی جذاب برای موزه و تابش نور طبیعی به فضای
زیرزمینی را به ارمغان آورده است. استقرار ورودی در زیرزمین به طراح اجازه می دهد که بهترین شکل و محوطه را برای ورودی انتخاب کند بدون اینکه فضای باز حیاط و معماری تاریخی بدنه را تحت تاثیر قرار دهد. ( Antonia Cornaro,2012 )
شکل 3و-4 حیاط زیر سطحی موزه لوور پاریس
(2 هنگ کنگ : سودآوری اقتصادی از طریق فروش تراکم
از ویژگی ایستگاه های زیرزمینی مترو در هنگ کنگ می توان به تراکم بالای واحدهای مسکونی و تجاری بر روی آن اشاره کرد. در این حالت ارزش فضای تجاری معادل با هزینه ساخت مترو می باشد که از آن می توان برای ساخت فضای زیرزمینی استفاده کرد.
شکل 5 و-6 شهر زیر زمینی هنگ کنگ
(3 تونل بیگ دیگ بوستون آمریکا: بهبود جابجایی، رشد اقتصادی
بیگ دیگ بوستون یکی از رویایی ترین تونل های ساخته شده در دنیا با حدود 12,2 بیلیون دلار هزینه است. در گذشته این بزرگراه با 6 خط( لاین) از مرکز شهر روزانه حدود 190 هزار وسیله نقلیه را جابجا می کرد. اما احداث تونل جدید با 8 تا 10 خط در زیر زمین، ضمن کاهش بار ترافیک، بیش از 60 هکتار فضا به پارک ها و فضای باز اختصاص و سطح مونو اکسید کربن در سطح شهر به 12 درصد کاهش یافته است. (مولایی،(89
شکل7و-8 تاثیر احداث تونل بیگ دیگ در بوستون آمریکا
(4 آرشیو بین المللی سوئد: ذخیره سازی ایمن
آرشیو بین المللی سوئد در 6 طبقه به شکل حفره هایی در زمین صخره ای به وسعت 8000 مترمربع ساخته شده است. در این آرشیو مجموعه ای از اسناد قرون وسطی با بایگانی کامپیوتری نگهداری می شود.
شکل9و-10 آرشیو بین المللی سوئد
(5 شهر زیرزمینی پکن چین
شهر زیرزمینی واقع در پایتخت چین که دیکسیا چنگ نام دارد زمانی به عنوان یک پناهگاه حملات بمبی مورد استفاده بوده است. این شهر زیر زمینی مساحتی در حدود 85 کیلومتر مربع دارد و در عمق -2 متری زمین واقع شده. شبکههای مرتبط تونلهای این
