طبیعت الهام بخش‌ترین مکان
معماران و طراحان ساختمان معتقدند که طرح‌های الهام گرفته از طبیعت، می‌تواند به کاهش صدمات زیست‌محیطی ناشی از ساختمان‌ها کمک شایانی کند.
آرشیتکت‌ها (معماران) از دیرباز از طبیعت الهام گرفته‌اند. در عصر باستان، ستون‌های معابد و قصرها به تقلید از درختان نخل و یا گل نیلوفر ساخته می‌شدند و طراحان ساختمان‌ها نیز در موارد مختلف، از شکل‌ها و تناسب‌های طبیعی برای دستیابی به الگوهای زیباشناختی و چشم‌نواز بهره جسته‌اند. امروزه، برخی از آرشیتکت‌ها بر این باورند که تقلید از طبیعت، به مراتب بیش از زیباسازی ظاهری ساختمان‌ها، مفید فایده خواهد بود. بنابراین، آنها برای کپی‌برداری از قواعد ساختاری موجود در طبیعت، تلاش زیادی می‌کنند و به عنوان مثال، از الگوهای طبیعی برای خنک کردن محیط زندگی، تولید انرژی و حتی شیرین کردن آب دریاها استفاده می‌کنند.
آنها بر این مسئله تاکید دارند که استفاده از طراحی‌های مبتنی بر طبیعت و الگوهای طبیعی، نه فقط یک شعار پر طمطراق که یک مسئله حیاتی و مقرون به صرفه از نظر اقتصادی و مالی است.
«میشل پاولین»،از آرشیتکت‌های ارشد پروژه «ادن» (یکی از پروژه‌های عظیمی که با الهام از طبیعت در انگلستان در حال اجرا است)، در این باره می‌گوید: «اغلب اوقات، چنین تصور می‌شود که قناوری‌های سبز از نظر تجاری جالب توجه نیستند، حال آنکه این فکر کاملا غلط است.» او طرح‌های بسیاری را ارائه کرده است که پس از اجراء می‌توانند نادرست بودن این فکر را ثابت کنند.
با این همه، استفاده از مدل‌های موجود در طبیعت در ساختمان‌ها، که هم از نظر زیباشناختی و هم از نظر کارکردهای پرشمارش دارای توجیه فنی است، متاسفانه تا چندی پیش محدود به یک سوی سیستم‌های ساده و منفعل شده بود.
به عنوان مثال، بر سر در جنوبی ساختمان متعلق به موسسه جهان عرب در پاریس، یک ردیف حسگرهای مکانیکی چشم مانندی نصب شده‌اند که با توجه به میزان نور ورودی به ساختمان، باز و بسته شده و بدین‌وسیله دمای داخلی ساختمان را کنترل می‌کنند.
به همین ترتیب، ساختمان‌های بسیاری وجود دارند که از سیستم‌های تهویه‌ای سود می‌برند که براساس الگوی لانه موریانه‌ها ساخته‌اند به عنوان مثال، مرکز خرید «ایست گیت» در حراره (پایتخت زیمبا بوه)، دارای یک سیستم خنک کننده مکانیکی است که از یک سری مجراها و دودکش‌هایی تشکیل شده است که به خروج هوای داغ کمک می‌کنند و به گفته پروفسور «جورج جرونیمیدز»، مدیر مرکز طبیعت شناسی در دانشگاه ردینگ، دقیقا از ساختاری دودکش مانند، البته تحت کنترل بیشتر، پیروی می‌کند. در این سیستم، پس از آنکه هوای داغ از طریق مجراهای مختلف تعبیه شده در مرکز خرید به بالای ساختمان منتقل شد، هوا خنک‌تر به سمت پایین سرازیر می‌شود. پروفسور جرونیمیدز قصد دارد یا تقویت و تکمیل این سیستم از طریق به کار بردن مواد واکنش‌دهنده در برابر درجات مختلف رطوبت هوا، بر کارکردهای آن بیفزاید. او این آیده را با تاسی جستن از میوه درخت کاج که در برابر افزایش و کاهش رطوبت هوا، باز و بسته می‌شود، به کار گرفته است؛ به این صورت که با استفاده از کامپوزیت‌های فیبری سلولوزی، مجراهایی را به وجود آورده که با توجه به مقادیر متفاوت رطوبت موجود در درون و بیرون ساختمان به صورت منحنی‌هایی با اشکال مختلف در می‌آیند. در نتیجه، هنگامی که هوای گرم و مرطوب در درون ساختمان انباشته می‌شود، مجراها باز شده و به خروج هوا کمک می‌کنند؛ ما در زمانی که هوای داخل ساختمان خشک است، مجراها بسته شده و از ورود هوای بیرون جلوگیری می‌شود. بنا به ادعای پروفسور جرونیمید، این سیستم به طور کاملا طبیعی و بدون نیاز به هر گونه انرژی اضافی کار می‌کند.
طرح‌های هوشمند
آرشیتکت‌ها علاقه خاصی به این نوع طرح‌ها داشته و دارند؛ که این علاقه، به ویژه در سال‌های اخیر و به واسطه افزایش توجه جهانی به مسائلی چون مصرف انرژی و استقامت در ساختمان‌ها، بسیار جدی‌تر شده است. امروزه، علم زیست‌شناسی راه‌حل‌های بسیاری را برای مشکلات گوناگون ارائه می‌دهد. آقای «پاولین»، از جمله کسانی است که امیدوارند الگوبرداری از طبیعت به بسیاری از شئونات زندگی بشر تسری یابد. او می‌گوید: طبیعت، گنجینه گرانبهایی را فراهم آورده است که از پشتوانه‌ای چندین میلیون ساله در زمینه تحقیقات و توسعه سود می‌برد.»
آقای پاولین مدیریت شرکتی را بر عهده دارد که طرح‌های جالبی را به تقلید از طبیعت اجرا می‌کند. یکی از این طرح‌ها، پروژه شیرین‌سازی آب شور با استفاده از روشی است که به وسیله «سوسک‌های مهخوار» و شته‌ها به کار برده می‌شود و قرار است در باریکه‌ای به طول 3 کیلومتر در سانتاکاتالینا ایتسموس واقع در لاس‌پالماس به مرحله اجرا در آید. براساس برنامه از پیش تعیین شده یک گردشگاه ساحلی بزرگ به همراه یک سالن تئاتر و باغ گیاه‌شناسی، در این محل احداث خواهد شد. آرشیتک‌های این طرح، قصد دارند به جای استفاده از منافع انرژی فسیلی، از وسایل طبیعی برای خنک کردن و آبیاری این تاسیسات بهره گیرند. به عبارت دیگر، مجریان این طرح قصد دارند آب و انرژی مورد نیاز این تشکیلات را خود به وجود بیاورند و این یعنی نیاز به یافتن راهی برای شیرین کردن آب دریا، آن هم بدون استفاده از سوخت‌های فسیلی.
اما سوسک‌های مهخوار چه می‌کنند که مورد توجه آقای پاولین و همکارانش قرار گرفته‌اند؟ قضیه از این قرار است که این سوسک‌های زرنگ که در نامیبیا یافت می‌شوند، از روشی بسیار ساده برخورداری از آب آشامیدنی بهره می‌گیرند. آنها روزها را در زیر زمین سپری می‌کنند و فقط شب‌ها از زیر خاک بیرون می‌آیند. قسمت پشت بدن این نوع سوسک، خنک‌تر از هوای شبانگاهی زیستگاه آن است و هنگامی که بادهای مرطوب از سمت اقیانوس اطلس می‌وزند، آب موجود در هوا به پشت سرد سوسک می‌چسبد (دقیقا شبیه آنچه که در مورد بطری سردی که از داخل یخچال به روی میز آشپزخانه منتقل شده و طوبت موجود در اتاق را جذب می‌کند، روی می‌دهد.) پس از جمع شدن چند قطره آب، سوسک باکش و قوس دادن به بدن خود، آب را به سمت دهانش هدایت می‌کند.
شترها نیز از همین روش برای جلوگیری از خارج شدن رطوبت و آب از بدنشان در هنگام تنفس استفاده می‌کنند. زمانی که شتر، عمل دم را از طریق بینی‌اش انجام می‌دهد، رطوبت موجود در هوای بیرون را جذب می کند و بدین‌وسیله حفره بینی را خنک و مرطوب نگه می‌دارد، اما در زمانی که عمل بازدم را انجام می‌دهد، رطوبت موجود در هوا در اطراف حفره بینی فشرده می‌کند و از خارج شدن آن جلوگیری می‌کند.
پاولین و همکارانش تصمیم گرفتند تا سالن تئاتر این مجموعه را به‌گونه‌ای طراحی کنند که به تقلید از همین الگوها، خنک شود. به این ترتیب که بادکش‌های عمودی ساحلی را بر عهده داشتند بر دیواره این بادکش‌ها، یک سری زائده‌های پرز مانند تعبیه شد که موجب جذب نمک موجود در هوا می‌شد و بدین وسیله، نمک از آب جمع‌آوری شده جدا می‌شود. در نتیجه، هوای تمیز و مرطوب قابل توجهی به سمت یک سری لوله‌های عمودی و پیچ در پیچ هدایت می‌شود. این لوله‌ها بایستی در مقایسه با دمای بیرون، چند درجه سردتر باشند تا بتوان با استفاده از تفاوت دمایی موجود، قطرات آب را بر روی سطح آنها شکل داد (شبیه همان کاری که سوسک مه خوار انجام می‌دهد). بنابراین، آب سرد از عمق هزار متری سطح دریا پمپاژ شده و به درون این لوله‌ها ریخته می‌شود با برخورد مداوم هوای گرم و مرطوب اطراف لوله‌ها به سطح این لوله‌های سرد، قطرات آب‌شیرن به وجود می‌آید که در محل از پیش تعیین شده‌ای جمع‌آوری می‌شوند.
آقای پاولین مدعی است که این روش شیرین‌سازی آب دریا بسیار کارآمد و مطمئن است و با استفاده از آن، می‌توان آب شیرین مورد نیاز برای آبیاری یک مجموعه 70هزار متر مربعی را فراهم کرد. علاوه بر این باید دانست که این روش شیرین‌سازی آب دریا، از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرف است؛ زیرا برای تولید هر متر مکعب آب‌شیرین از طریق روش‌های سنتی مانند تقطیر، بین 5 تا 12 کیلو وات ساعت انرژی نیاز است که این میزان انرژی در روش طبیعی آقای پاولین، به 6/1 کیلووات ساعت کاهش می‌یابد. از سویی دیگر، به این دلیل که پمپاژ آب به وسیله یک توربین بادی (که وظیفه به جریان انداختن هوا در درون تاسیسات را نیز بر عهده دارد) صورت می‌پذیرد، میزان انرژی مصرف کل تاسیسات نیز تا حد زیادی کاهش می‌یابد به گفته آقای پاولین، این سیستم حتی قادر است به خنک کردن ساختمان‌های اطراف نیز کمک کند.
برایم یک جنگل بارانی بساز!
اگر چه هنوز معلوم نیست که این پروژه مبتکرانه ادامه پیدا کند، اما اصول فنی و مهندسی به کار رفته در این سیستم، به وسیله مهندسان و طراحان مورد آزمایش قرار گرفته است. یکی از مهندسانی که به تحقیق درباره این اصول پرداخته است، «چارلی پاتون» است که در اجرای این پروژه نیز مشارکت داشت.
موسسه او به نام Seawater Greenhouse گلخانه‌ای را طراحی کرده و ساخته است که بر مبنای ایده آقای پاولین کار می‌کند. پاولین که خود نیز در اجرای پروژه گلخانه مشارکت داشت، می‌گوید: «اگر شما در یک محیط بسیار خشک و داغ زندگی می‌کنید، می‌توانید با استفاده از روش‌های طبیعی، آب به دست بیاورید.»
پاولین و همکارانش بر این اعتقادند که اصول و ابتکارات برگرفته شده از طبیعت را می‌توان شاخ و بال داد و با استفاده از آنها، هم در آمدهای جدیدی ایجاد کرد، هم از هزینه‌ها کاست و هم از منابع موجود، بیشتر بهره برد به عقیده آنها، آکوسیستم‌های طبیعی حیات‌بخش و نشاطانگیز بوده و در عین سادگی، از مجموعه‌ای بسیار پیچیده از موجودات زنده گوناگون تشکیل شده‌اند. حال آنکه بسیاری از مصنوعات دست بشر فاقد این ویژگی‌ها و کارکردها هستند به عبارت بهتر، سیستم‌هایی که به وسیله انسان ابداع شده‌اند، دارای استفاده‌ها و کارکردهای محدود، مصرف کننده مقادیر زیادی مواد خام و انرژی و بدتر از همه، تولیدکننده ضایعات و پس ماندهای فراوان هستند و در نهایت، زوال تدریجی منابع طبیعی را به دنبال دارند.
در تلاشی جدید برای باز تولید یک سیستم مداربسته ، «گریمشاو» اقدام به طراحی یک جنگل بارانی استوانی سرپوشیده کرد. این باغ گیاه‌شناسی بزرگ در مکانی بنا شد که تا پیش از این، محل دفن زباله بود و در معرض تابش مستقیم آفتاب .
در اغلب ماه‌های سال، گرمای مورد نیاز گلخانه از طریق سقف شیشه‌ای که نور و گرمای خورشید را به خوبی جذب می‌کند، تامین می‌شود. در ماه‌های سودتر نیز گره‌ای تولید شده توسط زباله‌ها، حرارت مطبوعی را در درون گلخانه به وجود می‌آورد. ساختمان اصلی این باغ گیاه‌شناسی در بین چندین ستون توخالی عمودی قرار گرفته است که حاوی ضایعات قابل جذب توسط طبیعت بوده و دمایی نزدیک به 70 درجه سانتی‌گراد را از طریق جذب گرمای تولید شده توسط زباله‌ها، به داخل باغ سرپوشیده تزریق می‌کنند.
این باغ نه تنها عاری از کربن و در نتیجه کاملا پاک است، بلکه از طریق فراهم آوردن امکان دفن و انهدام زباله، درآمدزایی نیز دارد لازم به ذکر است که در برخی کشورها، در ازای تولید هر تن زباله، مالیاتی معادل 20 پوند (40 دلار) از اشخاص حقیقی و حقوقی دریافت می‌شود. بنا به ادعای طراحان درآمد این باغ گیاه‌شناسی (زباله‌دانی سابق) از محل دفن زباله، چیزی نزدیک به 7 میلیون پوند (14 میلیون دلار) در سال خواهد بود. علاوه بر این، یک واحد تولید کود از زباله نیز در این مجموعه تاسیس شده است که با فروش محصولات آن به کشاورزان، منبع درآمدی دیگری نیز نصب صاحبان باغ می‌شود.
پروفسور «جولین وینسنت»، مدیر مرکز طبیعت‌شناسی در دانشگاه باس آنگلیس، می‌گوید: «ساختمان‌ها بایستی به گونه‌ای طراحی و ساخته شوند که قادر باشند خودشان خرج خودشان را در بیاورند. ما باید بدانیم که بسیاری از سیستم‌های الهام گرفته از طبیعت، که در معماری ساختمان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد، از نظر ریخت‌شناسی نیز زیبا و وزین هستند معماران هنوز در ادعای راه تقلید از طبیعت برای طراحی ساختمان هستند». «میشل وین استاک»، مدیر بخش معماری در مدرسه عالی معماری لندن» نیز معتقد است که معماران بایستی چیزهای زیادی از طبیعت بیاموزند و از ره آورد این آموخته‌ها، در طراحی ساختمان‌های آینده بهره گیرند. به عقیده او، الهام گرفتن از طبیعت و استفاده از آرمان‌ها و اهداف اصلی ما این است که هر ساختمانی که طراحی و ساخت آن بر عهده ما است، بتواند خودش انرژی مورد نیاز خود را تولید کند.»
طبیعت را به خانه‌هایمان بیاوریم
باید دانست که استفاده از الگوهای طبیعی در طراحی ساختمان، حتما نباید به پیچیدگی و گستردگی آنچه که در سالن تئاتر گریمشاو یا جنگل بارانی سرپوشیده مورد استفاده قرار گرفت باشد، بلکه می‌توان ساختارهای طبیعی را به گونه‌ای بسیار ساده و منحصر، در خانه‌ها پیاده کرد قرار است رنگ‌های هوشمندی تولید شوند که دارای خاصیت «خود پاک‌کنندگی» هستند و در ساخت آنها از خاصیت موجود در برگ نیلوفر آبی تقلید شده است. بر روی برگ نیلوفر آبی، یک سری شیارها و برآمدگی‌ها در کنار هم قرار دارند که آب جمع شده بر روی برگ را به سمت پایین هدایت می‌کند و سطح برگ را خشک نگه می‌دارند در تولید رنگ هوشمند نیز از همین مدل پیروی شده است و در نتیجه، دیوارها و سایر سطوحی که به وسیله این رنگ نقاشی شوند، شبیه برگ نیلوفر آبی عمل کرده و آب را از طریق شیارها و برآمدگی‌هایی که به وسیله رنگ به وجود آمده است، به سمت پایین رد می‌کنند و در نتیجه، کمتر کثیف می‌شوند (شیشه‌هایی نیز که خود به خود تمیز می‌کنند)
سلول‌های خورشیدی الی نیز از فرآیند فتوسنتز برای جلب نور و تبدیل آن به انرژی الکتریکی استفاده می‌کنند به عقیده آقای پاولین، یکی از چالش‌های مهم پیش‌روی ایده تقلید از طبیعت، عبارت است از یافتن راهی برای آشتی دادن مردم با طبیعت و منابع زیست‌محیطی. به عقیده او و همکارانش، وام گرفتن از طبیعت برای طراحی ساختمان‌ها، می‌تواند کمک شایانی به کاهش صدمات زیست‌محیطی ناشی از ساختمان‌ها کند و موجب شود تا مردم جهان، به طبیعت و سیستم‌های طبیعی به دیده احترام و سپاس بنگرند.
ترجمه: سید حسین علوی لنگرودی
منبع: Economist, 6 September 2007
