چاپ سه‌بعدی، سازه پیش‌ساخته‌ و طراحی داخلی

سازه‌های پیش‌ساخته: آینده معماری

با ترکیب سازه‌های پیش‌ساخته و روش‌های نمایش و ساخت با چاپ سه‌بعدی، گزینه‌های طراحی آینده برای مسکن، حتی در شرایط آب‌و‌هوایی متغیر، بی‌پایان خواهند بود.

چکیده

خورخه درکسلر در یکی از ترانه‌هایش می‌خواند که «ما همیشه وقتی به رودخانه نگاه می‌کنیم به ساحل دیگر رودخانه می‌اندیشیم». فراتر از هر آنچه انجام شده است، نگاهی به سال ۲۰۲۱ می‌تواند سرنخ‌هایی در مورد آینده به ما بدهد. در این سال مفاهیم پیچیده‌ای مانند چاپ سه‌بعدی یا مواد بسیار فرآوری‌شده مانند بتن کنفی و بامبو و طراحی گذشته‌نگر مطرح شدند. درک این موضوعات تمرین جالبی برای پیش‌بینی برخی از روندها در آینده در حوزهٔ ساخت‌وساز است. سه موضوع اصلی در این حوزه در سال ۲۰۲۱ عبارت‌اند از چاپ سه‌بعدی، سازهٔ پیش‌ساخته‌ و نوسازی داخلی. در این مطلب مجموعه‌ای از نمونه‌های را ارائه می‌دهیم و روندهای جدید در صنعت ساخت‌وساز می‌پردازیم.

رویت استراکچر یکی از شاخه‌های نرم افزار رویت است که مخصوص تهیهٔ نقشه‌های کارگاهی و اجرایی است. نرم‌افزار رویت به سه شاخهٔ رویت معماری، رویت استراکچر و رویت تأسیسات  تقسیم می‌شود. رویت استراکچر ابزار قدرت‌مند برای مدل‌سازی دقیق اسکلت سازه اعم از تیر و ستون، اتصالات فلزی، میلگردگذاری، فونداسیون، تیرچه، انواع سیستم‌های سقف، مهاربند‌ها، خرپاها و هر آن چیزی که شما در اسکلت یک سازه می‌بینید است. دورهٔ آموزش تهیهٔ نقشه‌های سازه با رویت استراکچر دوره‌ای تخصصی است که در دپارتمان علوم مهندسی مجتمع فنی تهران ارائه می‌شود. برای شرکت در این دورهٔ ۴۵ساعته بهتر است درکی کلی از اسکلت سازه و اجزای ساختمان داشته باشید.

چاپ سه‌بعدی باید به سمت مسکن‌سازی برود

یکی از چالش‌های شهری متعددی که همه‌گیری ویروس کرونا آن را برجسته کرده است، بحران مداوم مسکن است. تا پایان سال ۲۰۲۱ این گرایش آشکار بود. قیمت مسکن در سراسر جهان به‌طرز چشمگیری افزایش یافت و زندگی دشوارتر و آسیب‌پذیرتر شده است. تغییرات اقلیمی نیز تهدیدی مداوم است.

ازاین‌رو، در این دوران چالش‌برانگیز عدم قطعیت، معماران مجبور بوده‌اند روش‌ها، مواد و فناوری‌های جدیدی را برای پروژه‌های مسکونی پایدارتر و مقرون‌به‌صرفه‌تر بررسی کنند بدون اینکه مجبور باشند طراحی خلاقانه را قربانی ‌کنند،. در میان اینها چاپ سه‌بعدی -تکنیک ساخت‌وساز که زمانی مانند رؤیای به نظر می‌رسید- اکنون یک واقعیت ملموس است که نویدبخش راه حل‌های کارآمد مسکن جدید است.

این فناوری علاوه بر استفاده برای ساختمان‌های پیچیده و مجلل -مانند نمونه‌های اولیه کلیسای ساگرادا فامیلیا اثر گائودی- به‌طور مداوم در بخش مسکن مورد آزمایش قرار گرفته است. در واقع در همین دهه بسیاری از پروژه‌های مسکونی چاپ سه‌بعدی با استفاده از مواد متنوع با موفقیت به مرحلهٔ اجرا رسیدند. به‌عنوان مثال، ایتالیا میزبان اولین سازهٔ چاپ‌شده با خاک خام بود؛ یک نمونهٔ اولیهٔ مسکن دایره‌ای که کل سازه و روکش آن در ۲۰۰ ساعت با چندین چاپگر هم‌زمان ساخته شد. همچنین مستأجران اولین خانهٔ بتنی چاپ سه‌بعدی در هلند در ۳۰ آوریل ۲۰۲۱ کلید خود را تحویل گرفتند. این خانه‌ها بخشی از یک پروژهٔ پنج‌خانه‌ای بودند که به‌طور کامل با تمام الزامات ساخت‌وساز مطابقت داشتند.

با در نظر گرفتن این کاربردهای موفق (و موارد بی‌شمار دیگر) می‌بینیم تجسم دیجیتالی هر جزء از طریق نوآوری‌هایی مانند بی.آی.ام. و رندرها در پیشرفت فرآیند چاپ کلیدی بوده است. با مدل‌سازی دقیق سیستم‌های ساختمانی و تمام ابعاد و لایه‌های آنها، می‌توان درک چگونگی تناسب و عملکرد مواد را بهتر کرد و درنتیجه به دنبال معماری بهتر و خلاقانه‌تری بود. با ترکیب این روش‌های نمایش با چاپ سه‌بعدی، گزینه‌های طراحی آینده برای مسکن، حتی در شرایط آب‌و‌هوایی متغیر، بی‌پایان خواهند بود. برای مثال، معماران طرحی برای سکونتگاه‌های دارای فناوری اندک و مناسب برای آب‌وهوای بسیار سرد ارائه دادند که با استفاده از کابین‌های زیستی پیش‌ساخته و خودکفا ساخته شده‌اند و به دلیل رشد سریع این تکنیک، می‌توان آن‌ها را چاپ کرد.

با توجه به انعطاف‌پذیری طراحی، بهینه‌سازی فرآیند ساخت‌و‌ساز و قابلیت اثبات‌شدهٔ این روش، واضح است که چاپ سه‌بعدی ساختمانی در آینده هم‌چنان پابرجا خواهد ماند. بنابراین، گام بعدی باید انبوه‌سازی آن به‌عنوان یک راه‌حل تهیهٔ مسکن پایدار و مقرون‌به‌صرفه باشد، راه‌حلی که می‌تواند خلاقیت معماران را آزاد کند، به سمت گونه‌شناسی‌های فضای زیستی جدید حرکت کند و با روش‌های جدید زندگی در دنیایی که به‌سرعت درحال تغییر است، سازگار شود.

سازه‌های پیش‌ساخته رهبری صنعت ساخت‌وساز را به دست می‌گیرند

مشکلات معاصر باعث توسعهٔ چاپ سه‌بعدی در انواع مقیاس‌ها شده‌اند و این کار یک هدف مشخص دارند، یعنی تسریع و ساده‌سازی فرآیندهای ساخت‌وساز. به نظر می‌رسد این چالش بزرگ فعلی باشد و در کنار این فناوری‌های جدید، استفاده از سازه‌های پیش‌ساخته روشی مؤثر و هوشمندانه است که باید آن را دنبال کنیم. اجزا و سیستم‌های پیش‌مهندسی‌شده در کارخانه به تولید انبوه‌ می‌رسند و به محل نهایی خود منتقل می‌شوند. عملیات میدانی عمدتاً بر مونتاژ متمرکز است. اگرچه از قرن شانزدهم رویکردهای مهمی برای استفاده از سازه‌های پیش‌ساخته وجود داشته است، اما اکنون این روش می‌تواند سرانجام در صنعت ساخت‌وساز پیشرو باشد و از سیستم‌های تولید سنتی در محل پیشی بگیرد.

سازه‌های پیش‌ساخته نه‌تنها سرعت را افزایش می‌دهد، بلکه امکان «ساخت بدون سازنده» را نیز فراهم می‌کند، پیچیدگی کل فرآیند را کاهش می‌دهد و عمدتاً باعث صرفه‌جویی در مواد، پول و انرژی می‌شود. برخی از معماران حتی جرئت می‌کنند اعلام کنند که ساخت‌وساز سنتی محکوم به نابودی است. «با رشد جمعیت، افراد بیشتری به خانه برای زندگی نیاز دارند و افراد کمتری برای ساخت آنها آموزش دیده یا در دسترس هستند. [...] سازه‌های پیش‌ساخته به‌عنوان روش صنعتی، تنها راه‌حل خواهند بود و کم‌کم قاعده تبدیل خواهد شد». سازه‌های پیش‌ساخته می‌توانند ساخت و مالکیت خانه را مقرون‌به‌صرفه‌تر کنند و طراحی معماری خوب نباید در این فرآیند از بین برود.

در واقع، سازه‌های پیش‌ساخته باعث تغییر پارادایم می‌شوند و نحوهٔ تفکر ما در مورد پروژه‌ها و مفهوم آنها متحول می‌کنند. اکنون کارایی می‌تواند نقطهٔ شروع ساختمان‌ها باشد و ما را مجبور می‌کند ابتدا سیستم‌های ساختمانی را درک کنیم و سپس فرم و عملکردهای فضا را طراحی کنیم. در این فرایند کیفیت طراحی از بین نمی‌رود، فقط فرآیندها معکوس می‌شوند. می‌توانیم این را در تعداد زیادی از پروژه‌هایی از این نوع که هر روز ساخته می‌شوند ببینیم.

پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهند که طی چند سال آینده، ساخت‌وساز با سازه‌های پیش‌ساخته و مدولار باعث افزایش بی‌سابقهٔ علاقه و سرمایه‌گذاری بیشتر می‌شود. در آن زمان، نقش ما کاوش در راه‌حل‌های موجود، درک فناوری‌های جدید و آماده‌شدن برای آینده‌ای خواهد بود که در آن معماری مبتنی بر مونتاژ هوشمند راه‌حلی با کارایی بالا خواهد بود، نه‌تنها در فضای دوبعدی، بلکه حتی در فضای سه و چهاربعدی.

در آینده طراحی داخلی و بازسازی کار اصلی معماران خواهد بود

دو موضوع دیگر که در طول سال ۲۰۲۱ توجه خوانندگان را به خود جلب کرد، طراحی داخلی و بازسازی خانه بود. حتی بدون تحقیقات جدی در مورد این موضوع، می‌توانیم فرض کنیم که این علاقه از اثرات همه‌گیری کووید ۱۹ در زندگی ما است. اگر زمان بیشتری را در خانه‌های خود بگذرانیم، چه به دلخواه و چه به اجبار، بدیهی است که به فضاهایی که در آنها زندگی می‌کنیم اهمیت بیشتری خواهیم داد. در دورهٔ همه‌گیری، باید فعالیت‌هایی مانند کار، مطالعه، ورزش، اوقات فراغت و بسیاری دیگر را در خانه انجام دهیم.

در سال ۲۰۲۱ مقاله‌ای منتشر کردیم که در آن پرسیدیم آیا تخصص معماران آینده باید بازسازی ساختمان‌های موجود باشد یا خیر. با توجه به حجم عظیم ساختمان‌های موجود در جهان و تمام نگرانی‌ها در مورد استفاده از مصالح خام، بازسازی‌ها به‌طور فزاینده‌ای رونق گرفته‌اند. مقالاتی که شامل این موضوع هستند، مانند راه‌هایی برای پنهان‌کردن آشپزخانه‌ها از طریق چوب‌کاری، استفاده از سقف‌های بلند، نحوهٔ استفاده از مصالح ارگانیک بیشتر (مانند آجر) -که همگی زیبایی‌شناسی و بافت جالبی برای فضای داخلی دارند- در طول این سال‌ توجه زیادی دریافت کردند.

این محدودیت به‌ویژه برای کسانی که نمی‌توانستند با طبیعت ارتباط برقرار کنند، سخت بود. با توجه به این موضوع، یکی از موضوعات مشهور استراتژی آوردن پوشش گیاهی به فضای داخلی بود. اما بسیاری از خوانندگان آن را یک قدم فراتر از گزینه‌های موجود تصور می‌کردند. گروه دونفره فرانسوی لاکاتون و واسال که جایزهٔ پریتزکر را برده‌ بودند سازه‌های شفاف گل‌خانه‌ها را به رسمیت شناخته و مد کردند. رویای زندگی در دل طبیعت، توانایی پرورش گیاهان و حتی تهیهٔ غذا از طریق ریزاقلیم ایجاد‌شده در گلخانه‌ها، چیزی بود که توجه خوانندگان را به خود جلب کرد. با رواج دورکاری و این احتمال که بسیاری از مردم لزوماً نیازی به نزدیکی به محل کار خود ندارند، آرزوی بسیاری برای مهاجرت به شهرهای دیگر جان گرفت. مجموعه‌ای از ۱۰ کابین کوچک این آرزو را محقق کردند. این واقعیت که طراحی‌های آنها ساده و مونتاژ آنها بسیار سریع و کارآمد بود باعث شد این ایده تقویت شود.

با این حال، موضوعی که به‌وضوح در همه حوزه‌های دیگر نفوذ کرده و معماران را در سراسر جهان نگران کرده است، بحران اقلیمی است. مقاله «خنک‌کردن فضای داخلی چالش معماری آینده خواهد بود» زنگ خطری را برای خوانندگان ما روشن کرد و نشان داد که بزرگ‌ترین نگرانی طراحان ممکن است این باشد که آیا جهان مسیر انتشار کربن و افزایش دمای حاصل از آن را دنبال خواهد کرد یا خیر. این مقاله نمونه‌هایی از استراتژی‌های غیرفعال و فعال برای بهبود آسایش حرارتی فضای داخلی را ارائه داد و برخی از امکانات را برای کاهش این خطر ارائه می‌دهد. اگرچه ما به تغییرات پارادایم خاصی که به خود صنعت ساخت‌وساز و آیندهٔ آن نیز مربوط می‌شود امیدوار هستیم.

جمع‌بندی

سازه‌های پیش‌ساخته نه‌تنها سرعت را افزایش می‌دهد، بلکه امکان «ساخت بدون سازنده» را نیز فراهم می‌کند، پیچیدگی کل فرآیند را کاهش می‌دهد و عمدتاً باعث صرفه‌جویی در مواد، پول و انرژی می‌شود. برخی از معماران حتی جرئت می‌کنند اعلام کنند که ساخت‌وساز سنتی محکوم به نابودی است. با رشد جمعیت، افراد بیشتری به خانه برای زندگی نیاز دارند و افراد کمتری برای ساخت آنها آموزش دیده یا در دسترس هستند. سازه‌های پیش‌ساخته به‌عنوان روش صنعتی، تنها راه‌حل خواهند بود و کم‌کم قاعده تبدیل خواهد شد. سازه‌های پیش‌ساخته می‌توانند ساخت و مالکیت خانه را مقرون‌به‌صرفه‌تر کنند و طراحی معماری خوب نباید در این فرآیند از بین برود.

رویت استراکچر یکی از شاخه‌های نرم افزار رویت است که مخصوص تهیهٔ نقشه‌های کارگاهی و اجرایی است. نرم‌افزار رویت به سه شاخهٔ رویت معماری، رویت استراکچر و رویت تأسیسات  تقسیم می‌شود. رویت استراکچر ابزار قدرت‌مند برای مدل‌سازی دقیق اسکلت سازه اعم از تیر و ستون، اتصالات فلزی، میلگردگذاری، فونداسیون، تیرچه، انواع سیستم‌های سقف، مهاربند‌ها، خرپاها و هر آن چیزی که شما در اسکلت یک سازه می‌بینید است. دورهٔ آموزش تهیه نقشه‌های سازه با رویت استراکچر دوره‌ای تخصصی است که در دپارتمان علوم مهندسی مجتمع فنی تهران ارائه می‌شود. برای شرکت در این دورهٔ ۴۵ساعته بهتر است درکی کلی از اسکلت سازه و اجزای ساختمان داشته باشید.

در دنیای کسب‌وکار امروز، تحصیلات دانشگاهی برای حفظ ارزش شما به‌عنوان نیروی کار بااستعداد و کارآمد کافی نیستند. برای‌ اینکه مزیت رقابتی شخصی خود را حفظ کنید، باید بر آموزش مستمر و مادام‌العمر خود سرمایه‌گذاری کنید. خانواده بزرگ مجتمع فنی تهران هرساله به هزاران نفر کمک می‌کند تا در مسیر شغلی خود پیشرفت کنند.

اگر شاغل هستید و وقت ندارید در دوره‌های آموزشی حضوری شرکت کنید، مجتمع فنی تهران گزینه‌هایی عالی برای آموزش مجازی، آنلاین، آفلاین و ترکیبی ارائه می‌دهد. با شرکت در دوره‌های کوتاه‌مدت مجتمع فنی تهران و دریافت مدارک معتبر و بین‌المللی می‌توانید با اعتماد به نفس مسیر ترقی را طی کنید و در سازمان خود به مهره‌ای ارزشمند تبدیل شود.

منبع: ArchDaily

مترجم: بهناز دهکردی

منتشر‌شده در ۱۴ دسامبر ۲۰۲۱

پرسش‌های متداول

آیا می‌توان با چاپ سه‌بعدی خانه ساخت؟

بله، با توجه به انعطاف‌پذیری طراحی، بهینه‌سازی فرآیند ساخت‌و‌ساز و قابلیت اثبات‌شدهٔ این روش، واضح است که چاپ سه‌بعدی ساختمانی در آینده هم‌چنان پابرجا خواهد ماند. بنابراین، گام بعدی باید انبوه‌سازی آن به‌عنوان یک راه‌حل تهیهٔ مسکن پایدار و مقرون‌به‌صرفه باشد، راه‌حلی که می‌تواند خلاقیت معماران را آزاد کند، به سمت گونه‌شناسی‌های فضای زیستی جدید حرکت کند و با روش‌های جدید زندگی در دنیایی که به‌سرعت درحال تغییر است، سازگار شود.

آیا سازه‌های پیش‌ساخته در آینده رواج پیدا می‌کنند؟

بله، مشکلات معاصر باعث شده‌اند به تسریع و ساده‌سازی فرآیندهای ساخت‌وساز فکر کنیم. به نظر می‌رسد این چالش بزرگ فعلی باشد و در کنار فناوری‌های جدید، استفاده از سازه‌های پیش‌ساخته روشی مؤثر و هوشمندانه است که باید آن را دنبال کنیم. اجزا و سیستم‌های پیش‌مهندسی‌شده در کارخانه به تولید انبوه‌ می‌رسند و به محل نهایی خود منتقل می‌شوند. عملیات میدانی عمدتاً بر مونتاژ متمرکز است. اگرچه از قرن شانزدهم رویکردهای مهمی برای استفاده از سازه‌های پیش‌ساخته وجود داشته است، اما اکنون این روش می‌تواند سرانجام در صنعت ساخت‌وساز پیشرو باشد و از سیستم‌های تولید سنتی در محل پیشی بگیرد.