مقاله نقش مصالح ساختمانی در معماری پایدار و بررسی موردی مصالح سنتی آجر و چوب

بخشی از مقاله

نقش مصالح ساختمانی در معماری پایدار و بررسی موردی مصالح سنتی آجر و چوب

چکیده

با توجه به رشد جمعیت و سکونت شهری امروزه ساختمانها بخشی از محیط زیست ما را تشکیل میدهند و بخش زیادی از آلودگی های زیست محیطی را ایجاد می کنند. البته نمیتوانیم ساخت و ساز را متوقف کنیم ولی با تفکر و برنامه ریزی دقیق ، می توان ساختمانهایی ساخت که کمترین تاثیر منفی را بر محیط زیست داشته باشد. استفاده از چوب و خشت و آجر به عنوان مصالح پایدار یکی از ایده های برنامه ریزی و طراحی برای ساخت چنین ساختمانهایی است. بنابراین لازم است ویژگی های معماری پایدار خلاصه وار مورد بررسی قرار گیرد و سپس اطلاعاتی راجع به مصالح پایدار و ویژگی های آن که از جمله می توان به قابل بازیافت بودن ،توجه به منشا مصالح ، ظرفیت حرارتی ، روش تولید ، طول عمر و بوم آورد بودن و ...اشاره کرد و مورد تحلیل و بررسی قرار داد. در این تحقیق سعی بر آن بوده است از مصالح سنتی که ویژگی های معماری پایدار را رعایت کرده از جمله آجر و خشت و چوب مورد تحقیق و تحلیل قرار گیرد تا برای رفع معایب این مصالح و روی آوری مجدد به بهره بری از آنها راهی باشد تا در جهت کاهش آلودگی های زیست محیطی گامی برداشته شود.

واژه های کلیدی:

معماری پایدار ، مصالح ساختمانی ،انرژی ،آجر ،خشت،چوب

1

مقدمه

روش های نادرست ساخت و ساز در جامعه باعث بیمار شدن محیط زیست اطرافمان شده است و یک سیستم زیستی نا سالم ایجاد کرده است.برای ایجاد ساخت و ساز درست و حفظ محیط زیست مصالح به کار رفته در ساختمانها نقش به سزایی دارد.

انتخاب مصالح ساختمانی پایدار و مناسب باعث کاهش مصرف انرژی میگردد و سلامتی بیشتر محیط زیست را تامین میکند.زیرا این مصالح باعث کاهش مصرف سوخت در جهت گرمایش ساختمانها میشود و این امر باعث کاهش نشر آلاینده های هوا و گاز های گلخانه ای میشود.همچنین استفاده از منابع طبیعی کاهش می یابد و جامعه به سوی معیارهای پایداری نزدیک میشود.بسیاری از مواد ساختمانی همسو با محیط زیست دوام و پایداری زیادی دارند و باعث میشود هزینه نگهداری ساختمانهایی که از این مصالح استفاده کرده اند به شدت تقلیل یابد.

در این تحقیق سعی بر آنست با بررسی موردی چوب و آجر به عنوان مصالح سنتی استفاده شده توسط نیاکان ما ، به بهره بری دوباره آنها اندیشید.مزایا و معایب آنها را شناخت تا برای رفع معایب و برتری بخشیدن به مزیت های آن راهی به وجود آورد.

-1 معماری پایدار

از متاخرترین مباحث مطرح در معماری ،پایداری و طراحی مطابق با محیط است.پایداری محیطی بیشتر بر کاهش اتلاف انرژی در محیط ،کاهش تولید عوامل مضر برای سلامت انسان و بر استفاده از منابع تجدید پذیر تاکید دارد.به رغم مطرح شدن مباحث پایداری در دنیای متاخر ،عملا تمامی این اصول توسط پیشینیان ما به کار گرفته میشد.معماران پیشین ناگزیر از تکیه بر منابع طبیعی و انرژی های پاک بوده اند که پایان ناپذیرند.این بهره گیری از طبیعت در سطوح مختلف ارتفاعی و از منابع گوناگون بوده

2

است.به طور مثال در اقلیم گرم و خشک در سطوح بالایی بنا بادگیر را به کار می گرفتند تا از جریان هوا و باد و مکش ناشی از قوانین طبیعت بهره جویند.در طراحی سطوح همکف ابنیه ،حیاط مرکزی حداکثر بهره گیری از آب و خاک و گیاه همراه با سایه اندازه جداره ها ، در سطوح زیر همکف نیز به کارگیری فضاهایی همچون سرداب ها با بهره بردن از ظرفیت حرارتی بالای خاک فضایی مطبوع و دلنشین را در اقلیم هایی با گرمای طاقت فرسا موجب میشدند.(بلوغی و ابراهیمی ،(2 : 1389

یکی از راه حل های دسترسی به توسعه پایدارتجدید نظر در ارتباط با الگوهای ساخت و طراحی در زمینه های گوناگون زندگی بشری شامل طراحی صنعتی،ساختمانی و شهری است. طراحی سبز طراحی بر اساس حساسیت های محیطی طراحی اکولوژی ،طراحی با طبیعت و غیره است که امروزه در نتیجه تجدید نظر در ارتباط با الگوهای ساخت رایج به وجود آمده است.البته اساس همگی این الگوها تنظیم کردن طراحی در یک رابطه هماهنگ و همزیست با محیط طراحی میباشد.(آریایی،(1391

به طور خلاصه طراحی پایدار یک شیوه طراحی است که اساس آن قوانینی است که از طبیعت منشا می گیرد. این شیوه طراحی معتقد به تلفیق دیدگاه ها در زمینه های انرژی، زیست محیطی و اکولوژی (بوم شناسی) است. به عنوان مثال طراحی سبز را میتوان درون مثلثی در نظر گرفت که در سه راس آن انرژی ، اقلیم و اکولوژی قرار دارد. (بلوغی و ابراهیمی ،(4 : 1389

-2مصالح ساختمانی

مصالح ساختمانی در کاهش مصرف سوخت های فسیلی در ساختمان تاثیر فراوانی دارند.کیفیت مصالح مورد استفاده در مقیاس خرد سازگاری میان آنها و نیز سازگاری با مصالح سخت تر بکار رفته در سازه بنابر کیفیت بصری ساختمان در طول زمان در قالب فرسایش و مقابله با وضعیت های جوی نیز تاثیر خواهد گذاشت.این موضوع به کاهش هزینه ها در دراز مدت کمک میکند و یا برعکس باعث افزایش ان میشود. بدین ترتیب بایستی در انتخاب مصالح مورد استفاده در مقیاس خرد معماری توجه و دقت فراوانی نشان دهد تا بتوان به نتایجی مقبول در عرصه معماری ازجنبه های مختلف زیبایی شناختی و کاربردی دست یابد. (بلوغی و ابراهیمی ،(3 : 1389

مصالح ساختمانی استفاده شده در ساختمان از عوامل اساسی در پایداری به شمار میروند.البته نحوه انتخاب این مصالح نیاز به سبک و سنگین کردن موارد زیادی از سوی طراح دارد.به عنوان مثال ،بین انتخاب چوب یا ورق استیل برای پوشش یک سطح انتخاب چوب،هزینه تهیه و همچنین آلودگی های محیطی کمتری دارد و این در حالی است که دوام ورق استیل بیشتر بوده و قابل بازیافت است ولی هزینه های زیست محیطی دارد. (بلوغی و ابراهیمی ،(5 : 1389

3

-2-1ویژگی مصالح پایدار

مهمترین مواردی که به نظر میرسد بایستی طراحان در رابطه با انتخاب مصالح در نظر بگیرند موارد زیر میباشد:

.2-1-1مصالح قابل بازیافت: در این موارد با تخمین عمر مفید ساختمان می توان از مصالح استفاده شده بعد از عمر مفید ساختمان نیز استفاده نمود . به هر حال همانگونه که یک طراح پایدار سعی میکند از اتلاف های بیهوده در ساختمان جلوگیری نماید می بایستی از جمع شدن ضایعات جامد نیز در اثر گذشت زمان در ساختمان جلوگیری نماید.

.2-1-2توجه به منشا مصالح ساختمانی :آیا مصالح مورد نظر از یک منبع تجدید شدنی بدست میاید یا خیر؟ همچنین نزدیکی محل منشا مصالح و مصرف آنها هم یک نکته مهم دیگر است .

.2-1-3توجه به ظرفیت حرارتی مصالح و ضریب هدایت حرارتی : ظرفیت حرارتی همان مدت زمان در برداشتن انرژی در یک ماده ساختمانی است.ضریب هدایت حرارتی مقدار حرارتی که در یک ثانیه از یک متر مربع عنصری همگن به ضخامت 1 متر در حالت پایدار عبور میکند و اختلافی برابر یک درجه کلوین بین دمای دو سطح طرفین عنصر ایجاد نماید.

.2-1-4توجه به روش تولید مصالح:اگرچه این عامل به خاطر پنهان ماندن در ساختمان به نظر نمی آید، لکن فرایند تولید مصالح از عوامل اصلی در فشار های محیطی است . همیشه باید این سوال در ذهن طراحان مطرح باشد که آیا فرایند تولید مصالح ساختمانی دارای ضایعات خطرناک محیطی هستند؟

.2-1-5 توجه به سمی بودن مصالح ساختمانی: امروزه ثابت شده است که بسیاری از مصالح ساختمانی از خود بخار های سمی تولید میکنند و باعث بیماری های در ساکنین میگردند. چسب های فرمالدهید ،رزین ها ، سرب ها ، رنگ های روغن و ترکیبات آلی بخار شدنی و فلوکربن ها که در چسب ها و رنگ ها هستند از موجبات بروز این گونه مشکلاتند.

.2-1-6 توجه به طول عمر و دوام مصالح : مصالح پایدار نیاز به مرمت زیاد و جایگزینی دائمی در چرخه زندگی ساختمان ندارند. (بلوغی و ابراهیمی ،(6 : 1389

2-1-7بوم آورد بودن مصالح

4

یکی از نمونه های مطرح "روستای ماسوله " می باشد. مصالح استفاده شده در قسمت های مختلف بنا متفاوت و ترکیبی از سنگ، خشت و چوب است که همگی محلی (بوم آورد) است. ایستایی بنا روی یک قطعه سنگ یکپارچه است. معماران محلی هیچ گاه سنگ یک پارچه را نمی شکنند چون درون آن منابع طبیعی آب وجود دارد، به همین دلیل ساختمان ها با شیب طبیعی زمین در دو یا سه طبقه ساخته شده اند که هم سازگاری معماری با توپوگرافی طبیعی محیط را نشان می دهد و هم نوعی دید منظر بسیار عالی برای افراد در همه طبقات و فضاها ایجاد میکند. نوع خاک خاکستری رنگ ، که در محیط وجود دارد و "فوش" نامیده می شود نیز به عنوان عایق حرارتی ورطوبتی استفاده می شود. نکته جالب این است که این خاک هر چه بیشتر پا بخورد عایق تر می شود به همین دلیل ساکنان از بام های خانه ها به عنوان مسیر رفت وآمد عمومی به عایقتر شدن بام ساختمان کمک میکنند . همچنین در نمای ساختمان از نوعی گل زرد استفاده شده که در محیط به وفور یافت می شود که استفاده از آن باعث شده تا ساختمان ها با رنگ محیط طبیعی اطرافش هماهنگ شود و این طور به نظر می رسد که معماری جزیی از طبیعت است.(گلریزان و جباری،(4 : 1385

2-1-8سبک سازی مصالح

اغلب نقاط کشور نیز در مقوله زلزله با خطر نسبی بسیار زیاد و زیاد بوده و از آنجا که نیروی زلزله با وزن ساختمان نسبت مستقیم دارد ، لذا استفاده از مواد و مصالح ساختمانی با وزن کمتر در جهت ایمنی بوده و مقوله سبک سازی از محورهای اصلی طراحی بنا می باشد. (گلریزان و جباری،(4 : 1385

-2-1-9فرم مصالح

هر ماده دربردارنده توان بالقوه ساختاری خاص خود است و از نظر فرم پذیری خواص ویژه ای دارد. این بدان معنی است که هر ماده ای فرم خاص خود را می طلبد و برخی فرم های حجمی و فضایی خاص را مطرح می سازد و بدین ترتیب صورت فضای معماری را تحت تأثیر قرار می دهد.

ساختمان های آجری انستیتوی مدیریت هندوستان در احمدآباد که توسط لویی کان ساخته شده است، از بهترین نمونه های تأثیرپذیری فرم از مصالح در معماری می باشد . در این بنا، قوس به صورت فرم و عنصر غالب در تمام فضا ها به چشم می خورد، چون قوس فرمی است که بیشترین همخوانی را با این نوع مصالح دارد. (گلریزان و جباری،(4 : 1385

5

-2-2معیار ها برای راندمان منابع

-2-2-1منابع طبیعی و مواد زائد جامد
▪ بازسازی شده یا بازیافت شده

▪ ساخته شده از مواد بازیافتی

▪ قابل بازیابی یا مصرف مجدد

▪ بادوام و پایدار

▪ کاهش دهنده دیگر مواد مصرفی

▪ دارای حداقل بسته بندی برای عرضه

▪ محصول با کمترین زائدات در فرایند بدست آمده

▪ ساخته شده از منابع تجدید پذیر به جای منابع تجدید ناپذیر انرژی

▪ بهره وری انرژی هنگام مورد استفاده قرار گرفتن

▪ مصرف صحیح انرژی

▪ استخراج مواد ،پروسه تولید و محصول در همان محل یا منطقه کاربرد مصالح

▪ مصرف کم انرژی در هنگام تولید

-2-2-2آب
▪ بهره وری در مصرف آب (مانند کم بودن لوازم جانبی،شیرآلات و ...)

▪ مصرف صحیح آب (دستگاه حس گر)

6

▪ مصرف بهینه آب در هنگام تولید

-2-2-3معیارهای بهداشت و سلامت

مواد تولیدی حائز شرایط ذیل می باشند.
▪ عدم یا پایین بودن نشر آلاینده ها هنگام تولید

▪ ضد قارچ باشد

▪ تولید ،بی نیاز استفاده از مواد شیمیایی از جمله مواد شیمیایی ضد حشرات و پاک کننده های شیمیایی باشد.

▪ عدم نشر یا پخش آلاینده ها به محیط زیست

▪ فرایند تولید با آلودگی کم همراه باشد.

▪ از مواد دوستدار لایه ازن استفاده شود.

▪ از فلزات سنگین سمی(سرب و جیوه )استفاده نشود. (بلوغی و ابراهیمی ،(6 : 1389

-2-3ویژگی مصالح ساختمانی در گذشته و حال

در راستای حرکت و تحول معماری ، مصالحی مانند بتن و اسکلت های فولادی رایج شده اند و این سوال مطرح میشود که آیا این مصالح به سمت معماری پایدار پیش میروند یا نه . در تولید این سازه ها ، انرژی و هزینه هنگفتی مصرف میشود که عموما برگشت ناپذیر به طبیعت است و بعد از خرابی و بی مصرف شدن چیزی جز زباله طبیعت نیست . مصالح کارخانه ای مستلزم صرف انرژی و هزینه هنگفتی هستند . در حالی که در معماری بومی ، مصالح بوم آورد به کار رفته کاملا سازگار و قابل استفاده مجدد میباشد . این جرقه را در ذهن میزند که با استفاده از دانش و فناوری امروز و تجربیات گذشته ، می توان گامی بزرگ در راستای پایدار کردن معماری امروز خود برداشت. از آنجاییکه تجربیات بومی ، پایداری خود را در اقلیم هر منطقه به خوبی نشان داده است ، پس میتوانیم با استفاده از دانش و تکنولوژی که امروز در دست داریم و تجربیات به کار رفته در هر اقلیم را به خدمت گرفته و در راستای ایجاد معماری پایدار حرکت کنیم.

7

روزی که عمر ساختمان هایی که میسازیم به پایان برسد مصالح و زباله های خرابی چگونه دفع خواهیم کرد تا زمینی بیابیم که ساختمانی دیگر را بنا کنیم. امروز سرمایه هنگفتی مصرف میشود تا کارخانه سیمان بسازیم و بتن تولید کنیم در حالی که بتن ، چیزی جز زباله طبیعت نیست و دفع نشدنی ، در حالی که خشت و آجر و چوب را به راحتی میتوان تهیه کرد و در سازه ساختمان و در بنا به مصرف رسانید چنانکه از خاکهای آوار از ساختمان های تخریب شده می توان خشت مقاومی تهیه کرد.

-3بررسی موردی آجر به عنوان یکی از مصالح بومی سنتی

آجر بعد از خشت که فقط به کوره پخت میرود نقیصه پایداری در برابر رطوبت را که نقصی برای خشت است برطرف میکند اما اشکالی که در آن وجوددارد تبادل حرارتی بیشتر نسبت به خشت دارد اما ثبات و پایداری رنگ و زیبایی و فرم آن با ذائقه انسان سازگار تر است. آجر عنصر منحصر به فردی است که همه کاره میباشد. عنصری که فرم پذیر و سازگار است و همزمان به نیاز های معماری و سازه پاسخ میدهد.

آجر ها گروهی از مصالح هستند که بعد ها به صورت صنعتی تولید و جایگزین سنگ شده اند و در حقیقت سنگی ساخته دست بشر هستند. سنگی دگرگون که از تغییر وضعیت خشت پدید می آید. این گروه از مصالح که اولین تولید صنعتی و انبوه مصالح ساختمانی به دست بشر به شمار میایند . براساس نوع مواد اولیه ، روند تولید و محل مصرف به انواع متنوعی تقسیم میشوند. آجر های رسی که اولین و فراوان ترین آنها هستند ، قدمت چند هزار ساله دارند. با پیشرفت تکنولوژی و علم شیمی انواع بیشماری ازآجر ها با کیفیت های مختلف ، ابعاد و شکل ظاهری متنوع راهی بازار مصرف شده اند. (بلوغی و ابراهیمی ،(8 : 1389

-3-1مصارف آجر

رمز توانایی آجر در خلق شگفت انگیز ترین ساختمان های تاریخ در تناسبات آن نهفته است. این ابعاد در طی زمان متحول شده و در حال حاضر با ساختار و توانایی بدن انسان هماهنگ شده است. ابعاد آجر به طریقی است که به راحتی در یکدیگر قفل و بست میگردند. این خاصیت ، کیفیت های مهندسی بیشماری از جمله محل اتصال دو دیوار به یکدیگر به وجود می اورد. آجر ها به کمک ملات به یکدیگر متصل میشوند و سطح یکنواختی را به وجود میآورند. این ابعاد متناسب باعث شده است که این مصالح به منظور اجرای دهانه های وسیع به صورت قوس و طاق و گنبد که از زمان قبل از ساسانیان در ایران رواج داشته است ، کارایی منحصر به فردی داشته باشد.

خواص آجر باعث شده است که به عنوان مصالح پر کننده دیوار و سقف از جمله پر مصرف ترین مصالح باشد. زیبایی آجر و الگوی خاص از آجر چینی باعث شده است که به صورت نما در داخل و خارج بنا مورد استفاده قرار گیرد و هویت خاصی به ساختمان

8

ببخشد. استفاده از آجر به عنوان فرش کف و پلکان ، فارغ ازمقاومت مطلوب به آن ویژگی های اقلیمی مصالح کویری را بیشتر به نمایش میگذارد. روش نوین امروزی ، وسایل فنی زیاد و امکانات فراوانی را به دست معماران داده است که با وجود مدرن بودن وسیله ای برای شکفتن روح حساس و زیباشناس آنها است. (بلوغی و ابراهیمی ،(9 : 1389