پایان نامه رایگان درمورد طراحي، بيونيک، طبيعت

دانلود پایان نامه ارشد

ساختمان CH2 از آب استخراج شده و پاکسازي شده از مجراي فاضلاب، به همان صورت که گونههاي خاصي از موريانهها از مجاورت با سفره آب زيرزميني به عنوان يک مکانيزم خنکسازي تبخيري بهرهميگيرند، استفاده ميکند. اما تمام ارگانيزمها رفتاري مناسب براي تقليد از خود نشان نميدهند و بهتر است از ساختار خاصي تقليد شود که ظرفيت بازسازنده و پايداري يک ساختمان انساني را افزايش ميدهد.(M. P. Zari, 2007)

شکل 33- ساختمان سي. اچ. تو در استراليا (تصوير سمت راست)
شکل 34- ساختمان ايست گيت در زيمباوه (تصوير وسط و سمت چپ)

3-3-1-3- سطح اکوسيستم

همانطور که توسط بنيوس و وينسنت توضيح داده شده است تقليد از اکوسيستمها بخش جداييناپذيري از بيونيک بوده است.يکي از برتريهاي طراحي در اين سطح از بيونيک اين است که ميتوان آن را در ارتباط با ديگر سطوح بيونيک (ارگانيسم و رفتار) بکار برد.(M. P. Zari, 2007)يکي ديگر از مزيتهاي شيوهي بيونيکي مبتني بر اکوسيستم، اين است که در محدودهاي از مقياسهاي زماني و فضايي قابل اجرا بوده و ميتوان به عنوان يک هدف يا معيار اوليه براي رسيدن به آنچه که حقيقتاً پايدار است بکار رود.J.Reap, D. Baumeister, & B. Bras, 2005)) اگرچه نويسنده از هيچ يک از مثالهاي معمارياي که بيونيک مبتني بر اکوسيستم را در سطح فرآيند يا عملکرد نشان ميدهند، آگاه نيست، پروژهاي را که جنبههايي از چنين روشي را به نمايش ميگذارد معرفي ميکند. يکي از نمونهها طرح گذرگاه ليويد121 براي پورتلند، ارگان، است که در طراحي آن به اين ايده توجه شده که چگونه اکوسيستمي که قبل از پيشرفت و توسعه طرح در مکان قرار داشت، اهدافي را براي عملکرد بلند مدت اکولوژيکي اين طرح تنظيم کرده است.(M. P. Zari, 2007) (شکل 35)

شکل 35- گذرگاه ليويد در پورتلند، ارگان
بيونيک مبتني بر اکوسيستم ميتواند هم در يک سطح متافوريک و هم در يک سطح عملکردي و کاربردي عمل کند. در يک سطح متافوريک، (براساس چگونگي عملکرد بيشتر اکوسيستمها) قوانين کلي اکوسيستم بکار گرفته ميشود و اگر انتظار رود که يک محيط ساخته شده همچون يک اکوسيستم رفتار کند ممکن است عملکرد محيطي آن افزايش يابد. در يک سطح عملکردي، تقليد اکوسيستمي ميتواند بدان معنا باشد که طراحي يک محيط ساخته شده در چرخه مواد زيست ژئوشيميايي زمين به طريقي تقويت کننده نه مخرب شرکت ميکند. (براي مثال در زمينه هيدرولوژي، کربن، نيتروژن و غيره) (M. P. Zari, 2007)
اما چنين شيوهاي تفکر طراحي معماري متعارف، بويژه مرزهاي مقياسهاي زمان مکاني که يک طرح در آن عمل ميکند را به چالش ميکشد. مشکل موجود در فهم و مدلسازي اکوسيستمها اين است که تقليد از طبيعت در طرحهاي انساني يک بعدي و غير پيچيده ميباشد. اما اين بدان معنا نيست که تقليد از اکوسيستمها غير ممکن است، بويژه زماني که بدانيم دانش بيولوژيکي هر 5 سال دو برابر ميشود. (J. Benyus, 1997)

3-3-2- جنبههاي ساختمان از ديد پايداري

در بخش قبل، انديشهها و مفاهيم تئوري و نسبتاً خلاصهي کاربرد بيونيک در معماري پايدار معرفي شد.
در اين بخش جنبههاي ساختمان همچون مواد، پوشش و شرايط محيطي و اينکه بيونيک اين جنبهها را چگونه براي افزايش پايداري ساختمانهاي مربوط به کار خواهد گرفت را براساس کارهاي گادفرادجان122 و نويسندگان همکار او مطرح خواهيم کرد.
براساس گفتهي جان و ديگر نويسندگان، ساختمان پايدار شامل توجه به عمر کل ساختمانها با در نظر گرفتن کيفيت محيطي، کيفيت عملکردي و ارزشهاي آتي آن ميباشد.(J. Godfraud, D. Clement-Croome, and G. Jeronimidis, p. 319-328, 2005)در نتيجه طراحي ساختمان پايدار برابر است با يکپارچهسازي انديشمندانهي معماري با منابع مهندسي الکتريکي، مکانيکي و ساختاري. طبق نظر “شبکهي بيونيکي براي پايداري صنعتي” چهار هدف اصلي براي کاربرد بيونيک در پايداري صنعتي وجود داشته است که براي فناوري ساختمان نيز مناسب باشد:(BIONIS, 2011)
1- کارايي انرژي و منبع
2- حذف و کنترل مواد خطرناک
3- کاربرد مواد زيستي و تجديدشدني
4- افزودن کارايي در مواد و ساختارها
با اين حال چالشهايي وجود دارد که ميبايست در هنگام تعبير و فهم بيونيک از ديدگاه ساختمان با آنها مواجه شد: طرح بايد قوانين پيچيده مورد نياز برآورده سازد، بايد ايدههاي موجود در طبيعت را با ايده طراحي هماهنگ کرده و بوسيله صنعت ساخت توسعه بخشيد. عملکردهاي موجود در گياهان و حيوانات طي ميليونها سال رشد يافته و اين زمانهاي بلندمدت با فضاي آشفتهي دنياي امروزي مهندسي براحتي متناسب نميشود. اما ناديده گرفتن راهحلهايي که طبيعت آنها را کشف کرده است کاري احمقانه و گستاخانه ميباشد. ممکن است مقياس زمان متفاوت باشد اما محدوديتها و اهداف طراحي يکسان است که شامل کارايي، بهينهسازي و اقتصاد ميباشد.
در ادامه، جنبههاي مختلف پايداري مطرح شده و عمدتاً به جنبههاي مواد ساختمان، پوشش ساختمان و شرايط محيطي پرداخته خواهد شد.

3-3-2-1- مشخصههاي مواد و مصالح ساختمان

مصالح ساختمان ميبايست عملکرد مناسب خود را نه تنها در هنگام نصب بلکه براي يک مدت زمان قابل قبول بکار گيرد که اين مدت زمان ممکن است از چند سال، مثلاً در مورد رنگکاري، تا طول عمر ساختمان متفاوت باشد. دوام و عمر مفيد يک مصالح ميبايست هميشه مرتبط با شرايط خاص موجود باشد. بيشتر مصالح ساختماني در طبيعت شيميايي و فيزيکي خود پيچيده هستند(J. Godfraud, D. Clement-Croome, and G. Jeronimidis, p. 319-328, 2005) و اگر چه طبيعت شيميايي براي کاربر بندرت معنا دارد اما واکنشپذيري يک ماده نسبت به مواد ديگر و حتي برخي از عناصر محيطي ميتواند روي دوام مصالح تأثيرگذار باشد. اين امر نيز حائز اهميت است که تغييرات کوچک در ترکيب برخي از مواد مانند آلياژهاي فلز، ميتواند تأثير زيادي بر مشخصههاي آنها داشته باشد. با دانستن اينکه ساختمانمولکولها داراي پيوندهايي هستند که ممکن است بعلت تابش خورشيدي شکسته و يا تغيير يابند، ميتوان تأثير پرتو فرابنفش بر مواد ساختمان را ارزيابي کرد. (C. B. Crawford, 1978)
در طراحي ساختاري، مشخصههاي مهندسي يک ماده برحسب توده و حجم آن ماده داده شده است، اما از آنجائي که در اين مقياس نميتوان مسائلي که مربوطبه واکنش مصالح است را ارزيابي کرد، در اين شيوه نميتوان رفتار مصالح را متوجه شد. به عنوان مثال ممکن است يک پل فولادي بار خاصي را حمل کند اما در صورتي که يکي از اجزاء بيش از حد تنيده شده باشد. در طول زمان خواهد شکست. براي درک رفتار فيزيکي و مکانيکي يک مصالح ميبايست آن را در يک مقياس خرد بررسي کرده و اندازه، ضريب تخلخل، پيوند شيميايي و غيره را بررسي کرد.
تقريباً تمام مواد حملکننده بار درون طبيعت داراي نوعي ترکيب اليافي بوده و داراي کاربرد گسترده و انعطافپذيري فوقالعادهاي در طرح هستند. اين مواد فرصتهاي بيشتري را براي عملکرد بهتر فراهم ميکنند. چرا که هيچ خط تقسيم کنندهي آشکاري ميان ماده و ساختار در آنها وجود ندارد.(J. Godfraud, D. Clement-Croome, and G. Jeronimidis, p. 319-328, 2005)
با اين وجود، يکي از مشکلات اصلي اليافها اين است که اگر تحت تأثير تنش کششي قرار گيرند، چه به عنوان ساختارهاي مرکزي (طنابها، کابلها، تاندونها، نخهاي ابريشم درون تار عنکبوت) يا به عنوان يک عامل تقويتي در مواد کامپوزيت (ساختارهاي پوستهاي) در تنش دو محوري، بسيار کارآمد هستند. طبيعت براي استفاده مناسب از اين کارايي و براي مقابله با بارهاي فشاري وارده 4 راه حل را ارائه ميدهد: (G. Jeronimidis, 2000)
1) پيشتنيدگي الياف در کشش که در اين صورت بندرت بارهاي فشرده را تجربه خواهند کرد.
2) استفاده از مواد مغذي متصل به اليافها براي کمک به فشردگي.
3) اتصال متقاطع شبکهي الياف براي افزايش استحکام جانبي.
4) تغيير جهت الياف تا از بارهاي فشاري در طول اليافها جلوگيري شود
ذکر اين نکته حائز اهميت است که مواد زيستي در مقايسه با مواد مهندسي، داراي اندازه کوچک بوده و از ويژگي برجستهي خاصي همچون ضريب يانگ بالا، مقاومت کششي يا دوام برخوردار نميباشند. اگرچه اين مواد داراي چگالي بسيار کمتري از بيشتر مواد مهندسي هستند به عنوان موادي با عملکرد بالا دستهبندي نخواهد شد. عامل اصلي موفقيت اين مواد ريشه در چگونگي ترکيب آنها در عملکرد داشته نه مشخصههاي ذاتي آنها.
پيشبيني دقيق عملکرد يک ماده نيازمند درک کاملي از مشخصههاي آن، روند تعامل ماده با محيط خود و عوامل محيطياي که در معرض آن قرار خواهد گرفت، ميباشد. با توجه به تجربهي مواد سنتي در طي چندين سال، ميتوان عملکرد يک ماده مشابه را در شرايطي يکسان پيشبيني کرد.بااين وجود اگر قرار باشد که مواد جديدي در نظر گرفته شده يا مواد سنتي در يک موقعيت آزمايش نشده بکار روند، توانايي پيشبيني بشدت کاهش خواهد يافت.از اينرو، در هنگام قضاوت در مورد طراحي ميبايست ترکيبي از تجربه و بررسي را در نظر داشت. (P. J. Sereda, 1969)
انتخاب دقيق مصالح ساختمان پايدار براساس الگوهاي طبيعي، راحتترين راه براي معماران در آغاز بکارگيري قواعد طراحي پايدار در ساختمانها ميباشد. مواد طبيعي بطور کلي انرژي ذخيره شده و سميت کمتري نسبت به مواد ساخت بشر دارند.اين مواد به عملآوري کمتري احتياج داشته و در محيط کمتر مخرب هستند. اگر اينگونه مواد طبيعي با انرژي کم در محصولات ساختماني بکار روند، اين محصولات بسيار بادوامتر و پايدارتر خواهند بود.(J. Godfraud, D. Clement-Croome, and G. Jeronimidis, p. 319-328, 2005)
دوبارهسازي مواد در دنياي صنعتي به معناي بازيافت شيميايي است که به ارزش مواد افزوده و به آنها فرصت ميدهد تا چندين بار در محصولات با کيفيت بکار روند. اين روند يک استراتژي طراحي با هدف به حداکثر رساندن تأثيرات مثبت مواد و انرژي و شرکت در چرخهي جريان مواد زمين را ارائه ميدهد. به عنوان مثال نايلون 6 را ميتوان به لحاظ شيميايي به مواد خام کاپرولاکتوم بازيابي کرده و براي ايجاد تارقالي با کيفيت بکار برد. اين فرآيند در حقيقت مواد زائد را حذف و انرژي را ذخيره ميکند و از اين رو اهميت دوبارهسازي مواد مشخص شده و مدل جديدي را براي جريان مواد ارائه ميدهد. ص. (W. McDonough & M. Braungart, 2003)

3-3-2-2- پوشش ساختمان

پوشش ساختمان شامل تمام اجزاء ساختماني است که درون را از بيرون جدا ميکند، اين اجزاء در اصل عبارتند از ديوارهاي بيروني، سقف، کف، پنجرهها و درها. علاوه بر ظاهر مناسب، اين پوشش ميبايست به عنوان محافظي در برابر آب و هواي محلي (مثلاً در برابر تابش خورشيدي، دماهاي بيش از حد، بخار يا رطوبت مايع، گرد وخاک و باد) و در برابر محيط بيرون (مثلاً در برابر صدا، آتش، حيوانات و حتي تجاوز انسانها) عمل کند.بعلاوه ممکن است انتقال نور (پنجره) و بطور همزمان حفظ شکل و زيبايي ساختمان مورد نياز باشد. به لحاظ تاريخي طرح ديوارههاي خارجي ساختمانها همگام با تغييرات تدريجي الگوهاي اجتماعي و اقتصادي و نيازهاي محيطي، بتدريج رشد يافتهاند. (D. Clements-Croome, 2004) امروزه با راهاندازي پيشرفتهاي مربوط به مهندسي ساختاري، مدلسازي کامپيوتري، توليد خودکار و مواد جديد، امکان ايجاد طرحهاي جديد زيادي را بوجود آورده است. متأسفانه برخي از اين طرحها بدون توجه کافي اتخاذ شده و ارزيابي از طريق “شيوههاي آزمايشي” گذشته ديگر مناسب نيست.
(J. Godfraud, D. Clement-Croome, and G. Jeronimidis, p. 319-328, 2005)با اين حال بعلت پيشرفتهاي فناوري و علم ساختمان در طي دههي گذشته، اکنون ميتوان عملکرد طرحهاي ديواري را بطور سيستماتيک بررسي کرد که اين کار خود مبناي توسعهي طرحهاي پيشرفته است.
تعيين نيازها برحسب عوامل محيط خارجي و نيازها و خواستههاي دروني، در اصل اولين گام در طراحي ديوارهاي خارجي بشمار ميرود. بطور اجتناب ناپذير، در اين مرحله برخي از جنبههاي خدمات ساختمان براي تنظيم موقعيت مطلوب داخلي درگير ميشوند. با توجه به

پایان نامه
Previous Entries دانلود تحقیق در مورد وزارت امور خارجه، روزنامه اطلاعات، وزارت خارجه Next Entries دانلود تحقیق در مورد وزارت امور خارجه، منشور ملل متحد، سازمان ملل