تبیان، دستیار زندگی

همزمان با برگزاری جشن صدمین سالگرد استقلال کشور تایوان، پیشرفته ترین آسمانخراش دنیا با بهره گیری از اصول معماری بیونیک افتتاح خواهد شد. این آسمانخراش توسط وینست کالبوت بلژیکی طراحی شده است. آسمانخراش بیونیک با هدف احترام به سنت های ساخت وساز محلی و نمادی از پویایی کشور تایوان در عرصه های اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی طراحی شده است. این برج نمادی است برای شهرهای آینده و الگویی برای شیوه های نوین زندگی، نوآوری، فرهنگ و مدل بین المللی ساخت و ساز در قرن بیست و یکم.

بهره گیری از طرح های ابتکاری و استفاده از قوس مصنوعی از ویژگی های معماری و طراحی این برج می باشد. این برج سبز نمایشگر سیستم باغ های سبز عمودی و تعاملی بین محیط های انسانی و طبیعی است. طراحی این آسمانخراش گامی است به سوی توسعه پایدار و استفاده از انرژی های جدید سازگار با محیط زیست که شامل انرژی خورشیدی و بادی(برای تامین 100% انرژی برق) همراه با گیاه شناسی و فن آوری زیستی می باشد.

طراحِ این برج اعتقاد دارد که می توان به استانداردهایی بسیار بالاتر از استانداردهای موجود در ساختمان های سبز دست پیدا کرد و موارد جدیدی از رابطه انسان و طبیعت را کشف کرد. طراحی این برج با اهداف کلانی همچون، بالابردن سطح آگاهی از تغییرات آب و هوایی و نیاز به حفاظت از محیط زیست. تبدیل کشور تایوان به الگویی جهانی در عرصه معماری پایدار، ساختمان های صد در صد خودکفا با دی اکسید کربن صفر و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و در نهایت کمک به سیاست های دولت در صرفه جویی در مصرف انرژی، صورت گرفته است.

معماری بیونیک چیست؟

بیونیک یا علم بررسی نظام حیات جانداران, امروزه به عنوان یکی از سه علم برتر جهان(IT, Nano, Bionic ) معرفی گردیده است. قرنهاست که بشر در رابطه تنگاتنگ با طبیعت به سر برده و برای تولید مایحتاج خود از آن الهام میگیرد مانند پرواز پرندگان که هزاران سال رویا آفرین و الهام بخش طرحهای بیشماری از ماشین های پرنده بوده است.

یکی از اولین موارد استفاده از آفرینش های طبیعی در معماری, مربوط است به سال 1851 در ساختمان قصر بلورین در نمایشگاه لندن توسط جوزف پاکستن. بیونیک در لغت نامه به معنای «زیستار شناختی» یا «بکارگیری اندام های ساختگی طبیعت» است که برای اولین بار این واژه توسط دانشمند امریکائی بنام جک. ای. استیل(1) در سال 1959 بکار برده شد.

بطور کلی بیونیک و معماری بیونیک علمی است که به الهام‌یابی فنی از ساختمانها، رفتارها و ارتباطات گوناگون عالم جانداران می‌پردازد. بیونیک علم سیستمهایی است که شالوده آنها بر اساس خصوصیات سیستمهای زنده است. بیونیک از دو لغت بیولوژی و تکنیک تشکیل شده است. ای واژه در بر گیرنده کار همه متخصصانی است که تلاش دارند برای حل مشکل فنی خود از دانسته های طبیعت الهام بگیرند.

از این تعریف چنین برمی آید که بیونیک همیشه با ما بوده و بسیاری از پژوهشگران پیش از آنکه بیونیک به این نام معروف شود, آنرا بکار میگرفته اند. تقلید از طبیعت مزایای ممتازی دارد. میتوان فرض کرد که هر جاندار کنونی کره زمین, محصول نهایی دو هزار میلیون سال تکامل است. در این فاصله زمانی بسیار زیاد, طبیعت هر آنچه را که با هدف ویژه اش سازگاری نداشته به طرز بیرحمانه ای از بین برده است. از این تجربه بزرگ میتوان در ساخت ماشینهایی که در حالتی شبیه موجود زنده کار میکنند, استفاده کرد. بیونیک، به معنای زیستارشناختی یا به کارگیری اندام‌های ساختگی طبیعت، اولین بار توسط دانشمند امریکایی جک.ای.استیل در سال 1959 بکار برده شد.

او بیونیک را علم سیستم‌هایی که شالوده و پایه تمامی سیستم‌های زنده‌اند، می‌داند. در ابتدا بیونیک به بررسی ماشین‌هایی که براساس سیستم‌های زنده طراحی و ساخته شده بودند می‌پرداخت و هم اکنون بیونیک از هر جهت هنر به کارگیری دانش سیستم‌های زنده در حل مسائل فنی است. امروز هرجا سخن از تکنولوژی به میان می‌آید، تصویر همان دستاوردهای مهم تکنولوژی که پاسخگوی نیازهای اساسی برای انسان امروز و آینده است، به ذهن می‌آیند، اما اگر کمی به مسیر تکنولوژی دقت کنیم کم و بیش به منشاء برخی پدیده‌ها پی می‌بریم، به اینکه مثلاً هر پدیده صنعتی یا ساختمانی از کدام الگوی زنده طبیعت الهام گرفته است.

سال‌هاست که محققان در پی اثبات علیت و موجودیت این ارتباط هستند تا از طریق آن چگونگی شکل گرفتن سیستم‌های مختلف زندگی را بررسی و توجیه کنند و هم آنها هستندکه از رهاورد این تحقیقات، با تلفیق دو واژه بیولوژی و تکنیک، ‌علم بیونیک را به عنوان دانشی که مسایل فنی را از راه‌های زیستی حل می‌کند، بنا نهاده‌اند. اگر چه خود بیونیک هنوز به عنوان یک علم نوپاست، اما فعالیت بیونیکدانان را که همواره در جستجوی یک الگوی زنده برای توجیه هر پدیده هستند، می‌توان در حوزه علوم کاربردی مطرح کرد.

چارلی لوکستون از پیشگامان عرصه معماری بیونیک نقطه تمرکز معماران بیونیک را استفاده به جا از مواردی در طبیعت می‌داند که موجب استحکام ساختمان و ایجاد تنوع و آرامش در فضا می‌شود. روح بخشیدن به ساختمان یکی از تمایلات معماری بیونیک است که طراحان این رشته با توجه به قدرت سازه برای تنفس (زنده‌نمایی)، به کمک خطوط مستقیم یا منحنی خالص و القاء آهسته تمامیت سازه به آن دست پیدا می‌کنند و مهمترین چیز برای معماری بیونیک آن است که ساختمان بتواند زنده بودن خود را القاء کند.

یکی از بهترین طرح‌های شناخته شده از علم بیونیک اثر لئوناردو داوینچی نقاش معروف است که ماشین پرنده را براساس ساختمان بدن یک خفاش طراحی کرد. استدلال او این بود که خفاش دارای بال کاملا پوشیده‌ای است که هوا را از خود عبور نمی‌دهد و دارای پوستی پرده مانند است که آن را تقویت می‌کند. حدود 400 سال بعد از طرح داوینچی ، ماشین پرنده توسط کلمنت آدر با الهام از خفاش ساخته شد و در سال 1890 تا ارتفاع 15 متری پرواز کرد.

در ساخت زیردریایی‌ها نیز از بدن دلفین الهام گرفته شده است. این جانور با نیروی عضلانی کم می‌تواند به سرعت در آب حرکت کند و راز این حرکت در پوست دو لایه بدنش است. لایه پوست بیرونی قابل ارتجاع و لایه پوست درونی شبیه یک رشته لوله پر شده از ماده اسفنجی است. این ویژگی باعث می‌شود تلاطم ناشی از جریان پرفشار آب چندان محسوس نباشد، زیرا پوست قابل ارتجاع بیرونی، فشار را به لایه اسفنجی و تراکم‌پذیر درونی که مانند فنر عمل می‌کند منتقل می‌کند، به طوری که جریان پرتلاطم پیش از آن که فرصتی برای پیشروی پیدا کند از بین می‌رود و به همین دلیل است که در طراحی زیردریایی، جدار آن را مانند پوست دلفین می‌سازند.

بناها در معماری بیونیک یا معماری طبیعی یا با استفاده از مواد شکننده و نا پایدار ساخته می‌شدند یا در دل یک حفره طبیعی که در زمین یا صخره شکل گرفته. یکی از این مکان‌های طبیعی، غارها بودند. معماری غاری که به طور عمده در قالب معماری مقابر جلوه کرده، از عصر باستان وجود داشته و به عنوان بارزترین نمونه‌های آن می‌توان به مقبره کاتوکومب رم و ناپل و مقبره‌های لبنان اشاره کرد.

کلیساهای سنگی در ارمنستان و نیز غارهای بسیار بزرگ مسکونی مکشوف در گورمه ترکیه و ماترا در جنوب ایتالیا نیز از دیگر نمونه‌های این سبک معماری هستند. این بناها احتمالا چیزی شبیه به لانه‌های بزرگ موریانه‌ها که هزاران موریانه را در خود جای می‌دهند، بوده‌اند. علاوه بر این معماری گلی یا خاکی را نیز می‌توان یکی از شاخه‌های معماری طبیعی در نظر گرفت. شهرهای قدیمی و تاریخی همچون صنعا در یمن یا ساختمان‌های گلی دو گون در مالی نمونه‌هایی از این سبک هستند.

از گرم‌ترین نقطه دنیا تا سردترین نقطه، سعی در الهام‌گیری از طبیعت دیده می‌شود. در کلبه‌های برگ و چوب بومیان آمازون، بناهای کاهی اقوام مختلف آفریقایی یا در کلبه‌های اسکیموهای بومی آلاسکا و گریلند نیز الهام از طبیعت به وضوح دیده می‌شود، به عنوان نمونه‌های غیربومی نیز می‌توان به طراحی ساختمان مرکزتحقیقات لندن اشاره کرد که از گیاهی به نام لوتوس الهام گرفته شده است.

از لحاظ ساختار و شکل کلی نیز، بنای استادیوم المپیک مونیخ قابل توجه است. همچنین بانک کارمرز در فرانکفورت آلمان، ساختمان اینونیک در کمبریج و پروژه همزیگری صنعتی kalundborg در دانمارک از مشهورترین نمونه‌هایی هستند که در آنها از سبک بیونیک برای طراحی و ساخت بنا استفاده شده است. تقلید از طبیعت مزایای بسیاری دارد. فرض کنیم هر جاندار کنونی محصول چندین میلیون سال تکامل است، در این فاصله زمانی طبیعت هر چه را که با هدف ویژه‌اش سازگاری نداشته از بین برده است و این امیدواری را بوجود آورده که بشر بتواند با مطالعه فرآیند تکامل، مکانیسم‌های جدید فناوری را از روی موجودات زنده نسخه‌برداری کند. ساخت هواپیماهای تیزپرواز با الهام از بال پرستو و بادقپک و ساخت رایانه با الهام از مغز و فکر انسان نمونه‌های بارز دیگری از کاربرد علم بیونیکی برای ساخت فناوری‌های جدید است.

منبع: shasa

انرژی خورشیدی برپایه سیستمهای مختلفی قابل استفاده است. برخی از این سیستمها مصارف محدودی دارند و بعضی دیگر می توانند برای تهیه برق نیز به کار روند.

جمع آوری انرژی خورشید برای تامین گرمای داخلی

نور خورشید از طریق ورودیهای شیشه ای که معمولاً پنجره های رو به جنوب هستند، وارد خانه می شود و پس از تماس با سطوح و دیوارهایی که گرمای خورشید را جذب می کنند ذخیره می شود. این دیوارها اغلب به رنگ تیره هستند چون رنگهای تیره نسبت به رنگهای روشن می توانند نور بیشتری را جذب کنند. شبها زمانی که اتاقهای خانه خنک می شوند، گرمای ذخیره شده در این دیوارهای خورشیدی می تواند در محلهای خنک پخش شود و تمام اتاق را به یک دمای مناسب برساند.

همچنین برای جمع آوری و ذخیره گرمای آفتاب می توان از گیرنده های آب نیز استفاده کرد. درحقیقت، آب قدرت بالایی در جمع آوری گرما دارد به طوریکه قدرت جذب گرما توسط آب حداکثر دو برابر دیوارهای آجری است. اما در تفاوت با دیوار، آب برای جمع آوری گرما نیاز به مخازنی برای ذخیره شدن نیاز دارد. به این نوع جمع آوری انرژی خورشیدی که به روشی مستقیم به دست می آید، انفعالی یا کنش پذیر گفته می شود. انرژی که با این روش به دست می آید هیچ هزینه ای ندارد و تنها هزینه صرف خرید و نصب دستگاههای ذخیره و جمع آوری انرژی می شود. اما نسبت به نیروگاههای نفت و برق، هزینه آنها بسیار ناچیز است.

پانلهای خورشیدی برای تولید برق

از سویی دیگر اگر دیوارهای خارجی و بام خانه مجهز به سیستمهای ویژه ای برای جمع آوری نور و گرمای خورشید باشند می توانند این انرژی را در خود ذخیره کنند و سپس این انرژی به برق تبدیل شود. به همین دلیل در خانه های زیستی که امروز به ویژه در مناطقی که تابش آفتاب فراوان است رواج یافته اند علاوه بر سیستمهای ویژه ای که برای دیوارهای داخلی خانه در نظر گرفته می شود، دیوارهای خارجی و بام خانه را به پانلهای خورشیدی مجهز می کنند. انرژی که توسط این پانلها جمع شده است توسط یک ژنراتور داخلی به انرژی برق تبدیل شده و می تواند درخانه استفاده شود. این کار نه تنها ساکنان این خانه ها را از سیستم برق شهری بی نیاز می کند، بلکه در دراز مدت موجب صرفه جویی در هزینه های مصرف انرژی آنها نیز می شود.

ذخیره سازی انرژی خورشید

تکنیکهای استفاده از انرژی خورشید به نوع سیستمهایی بستگی دارد که برای ذخیره سازی آن استفاده می شود. برپایه نوع این سیستمها گرما، انرژی مکانیکی و برق تولید می شود. برپایه نوع این تکنیکها می توان گرما را در دمای پایین 50 تا 130 درجه سانتیگراد، دمای متوسط 300 تا 350 درجه سانتیگراد و دمای بالای بیش از 500 درجه سانتیگراد تولید کرد. برای تهیه انرژی مکانیکی پس از جمع آوری گرما به توربین و یا پمپهای برقی نیاز است و این توربین در نهایت می تواند الکتریسیته تولید کند.

چرا به ساختمانهای مدرن خورشیدی نیاز است؟

با قرار دادن یک پانل خورشیدی خارجی در خانه های مدرن، می توان تا حد قابل توجهی در هزینه های انرژی صرفه جویی کرد. هزینه های ناچیز مصرف انرژی در این خانه ها موجب می شود که زندگی در این خانه ها نسبت به خانه هایی که وابسته به گاز و برق شهری هستند راحت تر باشد و بنابراین یک نمونه خانه مدرن می تواند افکار عمومی را نسبت به استفاده از این نوع خانه ها و یا نوسازی و تجهیز خانه های قدیمی به دستگاههای خورشیدی، حساس کند.

نمونه هایی از خانه های خورشیدی

خانه فَب لَب (Fab Lab House)

خانه ای واقعاً شگفت انگیز است. این خانه در رقابت Solar Decathlon Europe سال 2010 طراحی شد. در این رقابت سالانه، بهترین پروژه های اروپایی برای خانه های خورشیدی ارائه می شوند. این خانه توانست در سال 2010 جایزه "مردمی" این رقابت را دریافت کند. "فب لب" تنها یک خانه ساده مجهز به پانلهای خورشیدی بر روی پشت بام نیست، بلکه یک سازه پیش ساخته کاملاً خودکفا است که می تواند دو برابر انرژی که مصرف می کند، تولید کند.

این خانه یک ساختمان کاملاً زیستی است که از چوب و مواد طبیعی با روکشی از پانلهای فتوولتائیک ساخته شده است. این خانه ظاهری شبیه به یک ماهی غول پیکر دارد و مبلمان داخلی آن همانند سطح خارجی از چوب ساخته شده است. کفپوش از جنس لینولئوم الیاف گیاهی است و سیستم روشنایی آن از طریق لامپهای "ال. ای. دی" تامین می شود. نسخه 12 متر مربعی این خانه به قیمت 45 هزار یورو عرضه می شود.

خانه خورشیدی در سوئیس

این سازه که اولین ساختمان چند واحدی اروپا است در سال 2007 در "برگدورف" سوئیس افتتاح شد. بام این خانه از 276 پانل خورشیدی تشکیل شده که به یک مخزن عظیم آب بهداشتی متصل شده است. این پانلها می توانند آب گرم و گرمای داخلی 8 آپارتمان مبله این خانه را تامین کنند. این ساختمان انرژی خود را به روشی کاملاً خودمختار تامین می کند و به سایر منابع انرژی دسترسی ندارد. پروژه این خانه در سال 1995 جایزه انرژی خورشیدی اروپا را دریافت کرد.

پانلهای بام قادرند 205 هزار لیتر آب داخل مخزن را که 17 متر ارتفاع دارد گرم کنند. نیروگاه خورشیدی این خانه در حدود 300 هزار فرانک سوئیس قیمت دارد و برابر با 10 درصد از کل هزینه ساختمان است. با این نیروگاه، ساکنان این ساختمان می توانند سالانه 3 هزار لیتر نفت برای گرمای خانه و آب بهداشتی صرفه جویی کنند.

9 خانه خورشیدی در مونیخ آلمان

این 9 ویلا را که شرکت Ingo Bucher-Beholz ساخته است دارای یک سازه اسکلتی از چوب و فولاد هستند. این خانه ها از استانداردهای خانه های کنش پذیر زیستی و نیروگاههای زیستی برخوردارند. به طوریکه دیوارهای وسیع شیشه ای جنوبی می توانند نور خورشید را به روی دیوارهای انفعالی داخلی بتابانند و این دیوارها انرژی را برای گرمای داخلی خانه در خود ذخیره کنند. همچنین پانلهای خورشیدی نیز برای تهیه آب گرم انرژی ذخیره می کنند.

منبع: shasa

این برج که "اوغوزخان" (جد ترکمن‌ها) نام دارد، برج جدید و مدرن رادیو تلویزیون دولتی ترکمنستان است که ماه گذشته میلادی با حضور رئیس جمهور ترکمنستان به مناسبت بیستمین سالگرد این کشور افتتاح شد. این برج عظیم که در دامنه کوه "کپه داغ" در جنوب عشق‏آباد پایتخت کشور ترکمنستان قرار دارد، توسط شرکت "پلی مکس" ترکیه احداث شده‏ است. گفته می‏شود که دولت ترکمنستان برای این برج که "مرکز رادیو و تلویزیون ترکمنستان" نامیده می‏شود، بیش از 100 میلیون یورو هزینه کرده ‏است.

این برج منحصر به فرد و کم نظیر در منطقه آسیای مرکزی، به شکل یک ستاره بزرگ 8 ضلعی احداث شده است و دارای 31 طبقه است. ارتفاع کلی برج مرکز رادیو و تلویزیون ملی ترکمنستان 211 متر است و در طبقه بیست و نهم این ساختمان، رستورانی با گنجایش 290 نفر قرار داشته که از آنجا تمام شهر عشق آباد به خوبی قابل مشاهده است. این ساختمان کم نظیر که مساحت داخلی آن بیش از 60 هزار متر مربع است به پیشرفه‏ترین تجهیزات، دستگاههای رادیو و تلویزیونی، استودیوهای برای تهیه برنامه‏های رادیو و تلویزیون و نیز پخش مستقیم برنامه تجهیز شده است.

ستاره اوغوزخان در واقع چهارمین شگفتی دیدنی ترکمنستان است که در کتاب رکوردهای جهانی گینس ثبت شده است. این در حالی است که نخستین بار در سال 2001 میلادی بزرگترین فرش ترکمنی دستباف جهان به مساحت 301 متر مربع به وزن 1200 کیلوگرم در کتاب رکوردهای گینس ثبت شد. همچنین بلندترین میله آهنی ویژه پرچم به ارتفاع 133 متر در عشق‏آباد از دیگر مواردی است که در کتاب رکوردهای جهانی گینس ثبت گردیده است. این میله در سال 2008 میلادی در منطقه جنوب عشق‏آباد در نزدیکی موزه ملی این کشور نصب شده ‏است و بر آن پرچم ترکمنستان به اندازه 5/52 در 35 به وزن 420 کیلوگرم نیز به اهتزاز درآمده است.

همچنین در سال 2010 میلادی نیز مجموعه فواره‌های خود ویژه واقع در میدان ورودی فرودگاه بین‏المللی عشق‏آباد احداث شد که این مجموعه منحصر به فرد که با پیشرفته‏ترین تجهیزات رایانه‏ای مجهز است، "اوغوزخان و پسران ایشان" نامیده می‏شود و در کتاب رکوردهای گینس به عنوان مجموعه شگفت انگیز فواره‌ای، معماری، مجسمه سازی و چراغانی ثبت شده ‏است. در مرکز این مجموعه فواره‌ای، مجسمه اوغوزخان (جد ترکمنها) و در اطراف آن نیز مجسمه شش فرزند ایشان نصب شده است.