طبیعت الهام بخش‌ترین مکان
طبيعت الهام بخش‌ترين مکان
معماران و طراحان ساختمان معتقدند که طرح‌هاي الهام گرفته از طبيعت، مي‌تواند به کاهش صدمات زيست‌محيطي ناشي از ساختمان‌ها کمک شاياني کند.
آرشيتکت‌ها (معماران) از ديرباز از طبيعت الهام گرفته‌اند. در عصر باستان، ستون‌هاي معابد و قصرها به تقليد از درختان نخل و يا گل نيلوفر ساخته مي‌شدند و طراحان ساختمان‌ها نيز در موارد مختلف، از شکل‌ها و تناسب‌هاي طبيعي براي دستيابي به الگوهاي زيباشناختي و چشم‌نواز بهره جسته‌اند. امروزه، برخي از آرشيتکت‌ها بر اين باورند که تقليد از طبيعت، به مراتب بيش از زيباسازي ظاهري ساختمان‌ها، مفيد فايده خواهد بود. بنابراين، آنها براي کپي‌برداري از قواعد ساختاري موجود در طبيعت، تلاش زيادي مي‌کنند و به عنوان مثال، از الگوهاي طبيعي براي خنک کردن محيط زندگي، توليد انرژي و حتي شيرين کردن آب درياها استفاده مي‌کنند.
آنها بر اين مسئله تاکيد دارند که استفاده از طراحي‌هاي مبتني بر طبيعت و الگوهاي طبيعي، نه فقط يک شعار پر طمطراق که يک مسئله حياتي و مقرون به صرفه از نظر اقتصادي و مالي است.
«ميشل پاولين»،از آرشيتکت‌هاي ارشد پروژه «ادن» (يکي از پروژه‌هاي عظيمي که با الهام از طبيعت در انگلستان در حال اجرا است)، در اين باره مي‌گويد: «اغلب اوقات، چنين تصور مي‌شود که قناوري‌هاي سبز از نظر تجاري جالب توجه نيستند، حال آنکه اين فکر کاملا غلط است.» او طرح‌هاي بسياري را ارائه کرده است که پس از اجراء مي‌توانند نادرست بودن اين فکر را ثابت کنند.
با اين همه، استفاده از مدل‌هاي موجود در طبيعت در ساختمان‌ها، که هم از نظر زيباشناختي و هم از نظر کارکردهاي پرشمارش داراي توجيه فني است، متاسفانه تا چندي پيش محدود به يک سوي سيستم‌هاي ساده و منفعل شده بود.
به عنوان مثال، بر سر در جنوبي ساختمان متعلق به موسسه جهان عرب در پاريس، يک رديف حسگرهاي مکانيکي چشم مانندي نصب شده‌اند که با توجه به ميزان نور ورودي به ساختمان، باز و بسته شده و بدين‌وسيله دماي داخلي ساختمان را کنترل مي‌کنند.
به همين ترتيب، ساختمان‌هاي بسياري وجود دارند که از سيستم‌هاي تهويه‌اي سود مي‌برند که براساس الگوي لانه موريانه‌ها ساخته‌اند به عنوان مثال، مرکز خريد «ايست گيت» در حراره (پايتخت زيمبا بوه)، داراي يک سيستم خنک کننده مکانيکي است که از يک سري مجراها و دودکش‌هايي تشکيل شده است که به خروج هواي داغ کمک مي‌کنند و به گفته پروفسور «جورج جرونيميدز»، مدير مرکز طبيعت شناسي در دانشگاه ردينگ، دقيقا از ساختاري دودکش مانند، البته تحت کنترل بيشتر، پيروي مي‌کند. در اين سيستم، پس از آنکه هواي داغ از طريق مجراهاي مختلف تعبيه شده در مرکز خريد به بالاي ساختمان منتقل شد، هوا خنک‌تر به سمت پايين سرازير مي‌شود. پروفسور جرونيميدز قصد دارد يا تقويت و تکميل اين سيستم از طريق به کار بردن مواد واکنش‌دهنده در برابر درجات مختلف رطوبت هوا، بر کارکردهاي آن بيفزايد. او اين آيده را با تاسي جستن از ميوه درخت کاج که در برابر افزايش و کاهش رطوبت هوا، باز و بسته مي‌شود، به کار گرفته است؛ به اين صورت که با استفاده از کامپوزيت‌هاي فيبري سلولوزي، مجراهايي را به وجود آورده که با توجه به مقادير متفاوت رطوبت موجود در درون و بيرون ساختمان به صورت منحني‌هايي با اشکال مختلف در مي‌آيند. در نتيجه، هنگامي که هواي گرم و مرطوب در درون ساختمان انباشته مي‌شود، مجراها باز شده و به خروج هوا کمک مي‌کنند؛ ما در زماني که هواي داخل ساختمان خشک است، مجراها بسته شده و از ورود هواي بيرون جلوگيري مي‌شود. بنا به ادعاي پروفسور جرونيميد، اين سيستم به طور کاملا طبيعي و بدون نياز به هر گونه انرژي اضافي کار مي‌کند.
طرح‌هاي هوشمند
آرشيتکت‌ها علاقه خاصي به اين نوع طرح‌ها داشته و دارند؛ که اين علاقه، به ويژه در سال‌هاي اخير و به واسطه افزايش توجه جهاني به مسائلي چون مصرف انرژي و استقامت در ساختمان‌ها، بسيار جدي‌تر شده است. امروزه، علم زيست‌شناسي راه‌حل‌هاي بسياري را براي مشکلات گوناگون ارائه مي‌دهد. آقاي «پاولين»، از جمله کساني است که اميدوارند الگوبرداري از طبيعت به بسياري از شئونات زندگي بشر تسري يابد. او مي‌گويد: طبيعت، گنجينه گرانبهايي را فراهم آورده است که از پشتوانه‌اي چندين ميليون ساله در زمينه تحقيقات و توسعه سود مي‌برد.»
آقاي پاولين مديريت شرکتي را بر عهده دارد که طرح‌هاي جالبي را به تقليد از طبيعت اجرا مي‌کند. يکي از اين طرح‌ها، پروژه شيرين‌سازي آب شور با استفاده از روشي است که به وسيله «سوسک‌هاي مهخوار» و شته‌ها به کار برده مي‌شود و قرار است در باريکه‌اي به طول 3 کيلومتر در سانتاکاتالينا ايتسموس واقع در لاس‌پالماس به مرحله اجرا در آيد. براساس برنامه از پيش تعيين شده يک گردشگاه ساحلي بزرگ به همراه يک سالن تئاتر و باغ گياه‌شناسي، در اين محل احداث خواهد شد. آرشيتک‌هاي اين طرح، قصد دارند به جاي استفاده از منافع انرژي فسيلي، از وسايل طبيعي براي خنک کردن و آبياري اين تاسيسات بهره گيرند. به عبارت ديگر، مجريان اين طرح قصد دارند آب و انرژي مورد نياز اين تشکيلات را خود به وجود بياورند و اين يعني نياز به يافتن راهي براي شيرين کردن آب دريا، آن هم بدون استفاده از سوخت‌هاي فسيلي.
اما سوسک‌هاي مهخوار چه مي‌کنند که مورد توجه آقاي پاولين و همکارانش قرار گرفته‌اند؟ قضيه از اين قرار است که اين سوسک‌هاي زرنگ که در ناميبيا يافت مي‌شوند، از روشي بسيار ساده برخورداري از آب آشاميدني بهره مي‌گيرند. آنها روزها را در زير زمين سپري مي‌کنند و فقط شب‌ها از زير خاک بيرون مي‌آيند. قسمت پشت بدن اين نوع سوسک، خنک‌تر از هواي شبانگاهي زيستگاه آن است و هنگامي که بادهاي مرطوب از سمت اقيانوس اطلس مي‌وزند، آب موجود در هوا به پشت سرد سوسک مي‌چسبد (دقيقا شبيه آنچه که در مورد بطري سردي که از داخل يخچال به روي ميز آشپزخانه منتقل شده و طوبت موجود در اتاق را جذب مي‌کند، روي مي‌دهد.) پس از جمع شدن چند قطره آب، سوسک باکش و قوس دادن به بدن خود، آب را به سمت دهانش هدايت مي‌کند.
شترها نيز از همين روش براي جلوگيري از خارج شدن رطوبت و آب از بدنشان در هنگام تنفس استفاده مي‌کنند. زماني که شتر، عمل دم را از طريق بيني‌اش انجام مي‌دهد، رطوبت موجود در هواي بيرون را جذب مي کند و بدين‌وسيله حفره بيني را خنک و مرطوب نگه مي‌دارد، اما در زماني که عمل بازدم را انجام مي‌دهد، رطوبت موجود در هوا در اطراف حفره بيني فشرده مي‌کند و از خارج شدن آن جلوگيري مي‌کند.
پاولين و همکارانش تصميم گرفتند تا سالن تئاتر اين مجموعه را به‌گونه‌اي طراحي کنند که به تقليد از همين الگوها، خنک شود. به اين ترتيب که بادکش‌هاي عمودي ساحلي را بر عهده داشتند بر ديواره اين بادکش‌ها، يک سري زائده‌هاي پرز مانند تعبيه شد که موجب جذب نمک موجود در هوا مي‌شد و بدين وسيله، نمک از آب جمع‌آوري شده جدا مي‌شود. در نتيجه، هواي تميز و مرطوب قابل توجهي به سمت يک سري لوله‌هاي عمودي و پيچ در پيچ هدايت مي‌شود. اين لوله‌ها بايستي در مقايسه با دماي بيرون، چند درجه سردتر باشند تا بتوان با استفاده از تفاوت دمايي موجود، قطرات آب را بر روي سطح آنها شکل داد (شبيه همان کاري که سوسک مه خوار انجام مي‌دهد). بنابراين، آب سرد از عمق هزار متري سطح دريا پمپاژ شده و به درون اين لوله‌ها ريخته مي‌شود با برخورد مداوم هواي گرم و مرطوب اطراف لوله‌ها به سطح اين لوله‌هاي سرد، قطرات آب‌شيرن به وجود مي‌آيد که در محل از پيش تعيين شده‌اي جمع‌آوري مي‌شوند.
آقاي پاولين مدعي است که اين روش شيرين‌سازي آب دريا بسيار کارآمد و مطمئن است و با استفاده از آن، مي‌توان آب شيرين مورد نياز براي آبياري يک مجموعه 70هزار متر مربعي را فراهم کرد. علاوه بر اين بايد دانست که اين روش شيرين‌سازي آب دريا، از نظر اقتصادي نيز مقرون به صرف است؛ زيرا براي توليد هر متر مکعب آب‌شيرين از طريق روش‌هاي سنتي مانند تقطير، بين 5 تا 12 کيلو وات ساعت انرژي نياز است که اين ميزان انرژي در روش طبيعي آقاي پاولين، به 6/1 کيلووات ساعت کاهش مي‌يابد. از سويي ديگر، به اين دليل که پمپاژ آب به وسيله يک توربين بادي (که وظيفه به جريان انداختن هوا در درون تاسيسات را نيز بر عهده دارد) صورت مي‌پذيرد، ميزان انرژي مصرف کل تاسيسات نيز تا حد زيادي کاهش مي‌يابد به گفته آقاي پاولين، اين سيستم حتي قادر است به خنک کردن ساختمان‌هاي اطراف نيز کمک کند.
برايم يک جنگل باراني بساز!
اگر چه هنوز معلوم نيست که اين پروژه مبتکرانه ادامه پيدا کند، اما اصول فني و مهندسي به کار رفته در اين سيستم، به وسيله مهندسان و طراحان مورد آزمايش قرار گرفته است. يکي از مهندساني که به تحقيق درباره اين اصول پرداخته است، «چارلي پاتون» است که در اجراي اين پروژه نيز مشارکت داشت.
موسسه او به نام Seawater Greenhouse گلخانه‌اي را طراحي کرده و ساخته است که بر مبناي ايده آقاي پاولين کار مي‌کند. پاولين که خود نيز در اجراي پروژه گلخانه مشارکت داشت، مي‌گويد: «اگر شما در يک محيط بسيار خشک و داغ زندگي مي‌کنيد، مي‌توانيد با استفاده از روش‌هاي طبيعي، آب به دست بياوريد.»
پاولين و همکارانش بر اين اعتقادند که اصول و ابتکارات برگرفته شده از طبيعت را مي‌توان شاخ و بال داد و با استفاده از آنها، هم در آمدهاي جديدي ايجاد کرد، هم از هزينه‌ها کاست و هم از منابع موجود، بيشتر بهره برد به عقيده آنها، آکوسيستم‌هاي طبيعي حيات‌بخش و نشاطانگيز بوده و در عين سادگي، از مجموعه‌اي بسيار پيچيده از موجودات زنده گوناگون تشکيل شده‌اند. حال آنکه بسياري از مصنوعات دست بشر فاقد اين ويژگي‌ها و کارکردها هستند به عبارت بهتر، سيستم‌هايي که به وسيله انسان ابداع شده‌اند، داراي استفاده‌ها و کارکردهاي محدود، مصرف کننده مقادير زيادي مواد خام و انرژي و بدتر از همه، توليدکننده ضايعات و پس ماندهاي فراوان هستند و در نهايت، زوال تدريجي منابع طبيعي را به دنبال دارند.
در تلاشي جديد براي باز توليد يک سيستم مداربسته ، «گريمشاو» اقدام به طراحي يک جنگل باراني استواني سرپوشيده کرد. اين باغ گياه‌شناسي بزرگ در مکاني بنا شد که تا پيش از اين، محل دفن زباله بود و در معرض تابش مستقيم آفتاب .
در اغلب ماه‌هاي سال، گرماي مورد نياز گلخانه از طريق سقف شيشه‌اي که نور و گرماي خورشيد را به خوبي جذب مي‌کند، تامين مي‌شود. در ماه‌هاي سودتر نيز گره‌اي توليد شده توسط زباله‌ها، حرارت مطبوعي را در درون گلخانه به وجود مي‌آورد. ساختمان اصلي اين باغ گياه‌شناسي در بين چندين ستون توخالي عمودي قرار گرفته است که حاوي ضايعات قابل جذب توسط طبيعت بوده و دمايي نزديک به 70 درجه سانتي‌گراد را از طريق جذب گرماي توليد شده توسط زباله‌ها، به داخل باغ سرپوشيده تزريق مي‌کنند.
اين باغ نه تنها عاري از کربن و در نتيجه کاملا پاک است، بلکه از طريق فراهم آوردن امکان دفن و انهدام زباله، درآمدزايي نيز دارد لازم به ذکر است که در برخي کشورها، در ازاي توليد هر تن زباله، مالياتي معادل 20 پوند (40 دلار) از اشخاص حقيقي و حقوقي دريافت مي‌شود. بنا به ادعاي طراحان درآمد اين باغ گياه‌شناسي (زباله‌داني سابق) از محل دفن زباله، چيزي نزديک به 7 ميليون پوند (14 ميليون دلار) در سال خواهد بود. علاوه بر اين، يک واحد توليد کود از زباله نيز در اين مجموعه تاسيس شده است که با فروش محصولات آن به کشاورزان، منبع درآمدي ديگري نيز نصب صاحبان باغ مي‌شود.
پروفسور «جولين وينسنت»، مدير مرکز طبيعت‌شناسي در دانشگاه باس آنگليس، مي‌گويد: «ساختمان‌ها بايستي به گونه‌اي طراحي و ساخته شوند که قادر باشند خودشان خرج خودشان را در بياورند. ما بايد بدانيم که بسياري از سيستم‌هاي الهام گرفته از طبيعت، که در معماري ساختمان‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرد، از نظر ريخت‌شناسي نيز زيبا و وزين هستند معماران هنوز در ادعاي راه تقليد از طبيعت براي طراحي ساختمان هستند». «ميشل وين استاک»، مدير بخش معماري در مدرسه عالي معماري لندن» نيز معتقد است که معماران بايستي چيزهاي زيادي از طبيعت بياموزند و از ره آورد اين آموخته‌ها، در طراحي ساختمان‌هاي آينده بهره گيرند. به عقيده او، الهام گرفتن از طبيعت و استفاده از آرمان‌ها و اهداف اصلي ما اين است که هر ساختماني که طراحي و ساخت آن بر عهده ما است، بتواند خودش انرژي مورد نياز خود را توليد کند.»
طبيعت را به خانه‌هايمان بياوريم
بايد دانست که استفاده از الگوهاي طبيعي در طراحي ساختمان، حتما نبايد به پيچيدگي و گستردگي آنچه که در سالن تئاتر گريمشاو يا جنگل باراني سرپوشيده مورد استفاده قرار گرفت باشد، بلکه مي‌توان ساختارهاي طبيعي را به گونه‌اي بسيار ساده و منحصر، در خانه‌ها پياده کرد قرار است رنگ‌هاي هوشمندي توليد شوند که داراي خاصيت «خود پاک‌کنندگي» هستند و در ساخت آنها از خاصيت موجود در برگ نيلوفر آبي تقليد شده است. بر روي برگ نيلوفر آبي، يک سري شيارها و برآمدگي‌ها در کنار هم قرار دارند که آب جمع شده بر روي برگ را به سمت پايين هدايت مي‌کند و سطح برگ را خشک نگه مي‌دارند در توليد رنگ هوشمند نيز از همين مدل پيروي شده است و در نتيجه، ديوارها و ساير سطوحي که به وسيله اين رنگ نقاشي شوند، شبيه برگ نيلوفر آبي عمل کرده و آب را از طريق شيارها و برآمدگي‌هايي که به وسيله رنگ به وجود آمده است، به سمت پايين رد مي‌کنند و در نتيجه، کمتر کثيف مي‌شوند (شيشه‌هايي نيز که خود به خود تميز مي‌کنند)
سلول‌هاي خورشيدي الي نيز از فرآيند فتوسنتز براي جلب نور و تبديل آن به انرژي الکتريکي استفاده مي‌کنند به عقيده آقاي پاولين، يکي از چالش‌هاي مهم پيش‌روي ايده تقليد از طبيعت، عبارت است از يافتن راهي براي آشتي دادن مردم با طبيعت و منابع زيست‌محيطي. به عقيده او و همکارانش، وام گرفتن از طبيعت براي طراحي ساختمان‌ها، مي‌تواند کمک شاياني به کاهش صدمات زيست‌محيطي ناشي از ساختمان‌ها کند و موجب شود تا مردم جهان، به طبيعت و سيستم‌هاي طبيعي به ديده احترام و سپاس بنگرند.
ترجمه: سيد حسين علوي لنگرودي
منبع: Economist, 6 September 2007