چکیده

از ابتداییترین دورههای پدید آمدن بشر اولیه یعنی عصر سنگی تاکنون، ساخت سرپناه از نخستین نیازهای انسان جهت بقا، آسایش، آرامش و محافظت از خویش در برابر تغییرات آب و هوایی بوده که در طول قرنها بهتدریج معنای آن تغییریافته تا به شکل بناهای امروزی رسیده است. انسان از دورانی که سنگ، پوست و استخوان جانوران، برای ساخت سرپناه مورداستفاده قرار میگرفته تا پدید آمدن ساروج رومی و سپس سیمان پرتلند و تا رسیدن به عصر حاضر، با پیدایش انواع مصالح و روشهای ساختوساز روبرو بوده و هماکنون نیز شاهد پدید آمدن عظیمترین ساختهای خود در طول تاریخ است. ویمسلماً در این سیر تاریخی شاهد تغییر و پیشرفت بسیار در تولید مصالح بوده ودائماً در حال سازگار کردن خویش با تحوﻻت جدید است. البته بشر امروزی گاه بازگشت به گذشته، روشها و مصالح آن را ترجیح داده و سعی بر نزدیکتر کردن خویش با ماهیت و سرشت طبیعتگرای خود را دارد. به همین دلیل امروزه باوجودفنّاوریهای روزافزون، ساخت ساختمانهای طبیعی، با استفاده از مصالح و روشهای سنتیمجدداًترویج یافته و انسان را بهسوی حفظ هرچه بیشتر زیست محیط خود تشویق کرده است. البته گریز از تمامی امکانات ساخت امروزی گاه کمی مشکل و حتی نامعقول است، به همین دلیل طرفداران این نوع بناها در کنار این نوع روش ساخت این واقعیت که همان استفاده از مصالح و روشهای امروزی است را کنار نگذاشته و برای محافظت هر چه بیشتر از طبیعت، اقدام به استفاده از انواع مصالحی که امکان بازیافت برای آنها وجود دارد میکنند. انجام این امر در کنار بهرهی اقتصادی باعث کمتر شدن مقادیر دورریز مصالح اعم از مصالح طبیعی، تجدید پذیر، تجدید ناپذیر، مصالح انسانساخت وگاهاً مسموم و مخرب طبیعت و همچنین استفاده کمتر از زمین جهت دفن این مصالح مضر برای طبیعت و … میشود. در همین راستا، پژوهش حاضر بر آن است تا با روشهای کاربردی، توصیفی و همچنین تحلیل برخی نمونهها، به یافت، شناخت و بررسی راهکارهای تأثیرگذار، جهت ساخت بناهایی بپردازد که تا حد امکان، در راستای محافظت از زیست محیط انسان قدم برمیدارند.

واژگان کلیدی: مصالح طبیعی، صنعتی، قابل بازیافت، بهینهسازی مصرف منابع، صرفهی اقتصادی، محیطزیست ×سالمتر

– ۱ دکتری مهندسی معماری، داود رضایی ۲ ﻭ – * دانشجوی کارشناسی ارشد، نیلوفر سادات تجلی فر

-۱-۱ مقدمه

ساختمانسازی طبیعی، شامل طیفی از سیستمهای ساختمانی و مصالحی است که بر اساس اصل »استفاده بهاندازه منابع طبیعی« ساخته شدهاند. راههای رسیدن به این هدف، از طریق بنای ساختمانهای طبیعی متمرکز بر دوام داشتن و استفاده از منابع تجدیدپذیر فراوان یا قرارگرفته تحت کمترین سطح پردازش و همچنین منابع بازیافت شدهای است که محیطهای زندگی سالمی را ایجاد کرده و کیفیت هوای درون ساختمان را حفظ میکنند. ساختمان طبیعی بیشتر از تکنولوژی وابسته به فعالیت انسانی است. بنا بر نظر مایکل جی اسمیت، شرایط این نوع ساختمان ازنظر محل خاص احداث ساختمان، نیازها، شخصیت ساختمانسازان و کاربران آن، وابسته به بومشناسی محلی، زمینشناسی و اقلیم میباشد. اساس ساختمان طبیعی، نیاز برای کاهش تأثیر محیطی ساختمانها و سایر سیستمهای پشتیبانیکننده از آنها، بدون صرفنظر از جنبههای آسایش، سﻻمتی یا زیبایی میباشد. جهت بنای ساختمان طبیعی ابتدا از مصالح تجدیدپذیر، بازیافت شده، مورد استفاده مجدد قرارگرفته و یا مصالحی که بهوفور در دسترس قرار دارند، استفاده میشود. استفاده از مصالحی که بهسرعت قابلتجدید هستند، موردتوجه زیادی قرار گرفته است. بازیابی نخالههای ساختمانی و استفاده مجدد از مصالح میتواند احتیاج به انرژی، منابع طبیعی و همچنین مقدار زمین موردنیاز برای استخراج منابع و احتیاج به زمین برای دفن بهداشتی را کاهش دهد. البته امروزه در کنار اتکا بر مصالح ساختمانی طبیعی، تأکید بر طراحی معماری افزایش یافته است. عﻻوه بر این جهتگیری ساختمان، کاربرد اقلیم محلی و شرایط محل احداث، تأکید بر تهویه طبیعی از طریق طراحی ساختمانهای طبیعی، بهگونهای اساسی هزینههای عملیاتی را کاهش داده و تأثیر مثبتی نیز بر محیط میگذارند. در ساختمانسازی طبیعی ساخت ساختمان در فضای کوچک و به حداقل رساندن آثار مخرب بومشناختی در آن و همچنین استفاده از امکانات بومی مانند مدیریت کسب انرژی در محل، جذب آب محلی، متناوب کردن تصفیه فاضﻻب و استفاده مجدد از آب، امری مرسوم میباشد.

مقالهی پیش رو نیز در پی آن است که با توجه به آلودگیها و مشکﻻت زیستاقلیمی پیش آمده در عصر حاضر به تشریح، توصیف و نحوهی استفاده از این منابع پرداخته و همچنین به بررسی و تحلیل برخی نمونههای اجراشده از این ساختمانها پردازد.

ایوان چوبی یک خانهی مدرن (استفاده از مصالح طبیعی)

-۱-۲ بازیافت مصالح ساختمانی

همانطور که اشاراتی شد امروزه دیدگاه زیستمحیطی نخالههای ساختمانی در تمام دنیا موردتوجه بسیار قرارگرفته است. تحقیقات انجامشده در جهان نشان میدهد که حجم نخالههای ساختمانی در میان سایر زبالهها ۱۳ تا ۲۹ درصد میباشد.

خصوصاً در مورد ساختمانهای مسکونی که اکثر ضایعات ساختمانی را تشکیل داده و بیشتر پسماند آنها حاصل بازسازی و درصد کمتری نیز حاصل ساختوساز جدید این نوع ساختمانها است. بر اساس بررسی منابع چندگانه اینطور تخمین زده میشود که نخالههای ساختمانی غیربناییحدوداً۲ پوند / هر نفردرروز است. حجم پسماندهای ساختمانی میتواند به عواملی چون میزان رشد جمعیت و نیاز روزافزون به محل سکونت و تأسیسات و تجهیزات زیربنایی، نرخ مهاجرت روستاییان به شهرها و توسعه ناخواسته مراکز جمعیتی، بافت و قدمت ساختمانهای موجود و میزان مقاومت آنها در برابر زلزله، بﻻیای طبیعی، معماری ساختمانهای موجود و تقاضای نسل حاضر و … بستگی داشته باشد. بااینحال، بهطورکلی، با استفاده از یک جمعیت ۲۸۰ میلیونی، مقدار معادل نخالههای ساختمانی، غیربنایی در ایالت متحده حدود ۱۰۰ میلیون تن در سال است. حجم ضایعات ساختمانی کشور آمریکا برای تعمیرات و بازسازی راهها حدود ۹۱ میلیون تن و بتن قابل بازیافت در سالهای ۱۹۹۲ تا ۱۹۹۷، ۲۶ تا ۱۰۰ میلیون تن است. همچنین در ایالت کالیفرنیای امریکا حدود ۱۲ درصد از حجم محلهای دفن را نخالهها تشکیل میدهند که حدود ۲۵ درصد از حجم کل آنها میباشد. میانگین وزن ضایعات ساختمانی در این ایالت بیش از ۴ میلیون تن در سال است. آمار ثبتشده در خصوص میزان خاک و نخاله ساختمانی دفع شده در تهران نیز نشان میدهد، از سال ۱۳۶۸ تا سال ۱۳۷۷مجموعاً، ۶۱۲۷۵۱۹۶ تن معادل ۱۱۶۹۲۸۰۳۳ مترمکعب آوار ساختمانی توسط ۸۸۴۷۸۲۹ سرویس خودرو به محل تعیینشده از طرف شهرداری دفع شده است. آمار تولید نخالههای دفع شده در سال ۱۳۸۰، در گودالهای اطراف تهران حدود ۱۱۹۷۳۹۴۷ تن بوده است که در گودهای کهریزک و آبعلی دفع شده است؛ بنابراین، از بزرگی این ارقام میتوان نتیجه گرفت که بازیابی نخالههای ساختمانی میتواند نقش مهمی در زیست محیط انسان بر جای گذارد. نخالههای ساختمانی (چه طبیعی و چه انسانساخت) میتواند احتیاج به انرژی و منابع طبیعی و نیز مقدار زمین موردنیاز برای استخراج منابع و احتیاج به زمین برای دفن بهداشتی را کاهش دهد. درنتیجه، ازلحاظ اقتصادی نیز اهمیت بسیار داشته، البته باید توجه داشت که منافع بازیافت بستگی به جنس مواد و روش بازیافت دارد.

بهطورکلی، مواد حاصل از فعالیتهای ساختوساز را میتوان به اجزای زیر طبقهبندی نمود:

-۱ -۱-۲ مصالح طبیعی و قابل بازیابی رایج در ساختمانهای طبیعی
مصالح رایج برای بسیاری از انواع ساختمانهای طبیعی، سفال و شن میباشد که به هنگام آمیختن با آب معموﻻًکاه یا فیبری دیگر، مخلوط حاصله ممکن است کاهگل یا خشت (بلوکهای سفالین) تشکیل دهد. سایر مصالح طبیعی که استفاده از آنها در بنای ساختمان طبیعی رایج است، شامل خاک، (خاک کوبیده شده یا کیسههای خاک)، چوب (الیاف چوب یا داربستهای چوبی، ستونها، شاهتیرها و تیرهای ساختمان)، پوستههای برنج، بامبو و سنگ میباشد. طیف گستردهای از مصالح بازیافت شده یا مورداستفاده مجدد قرار گرفته که در بنای ساختمانهای طبیعی رایج هستند نیز شامل: بخشهای بازیافت شده ساروج شهری استفادهشده، تایرها، بطریهای دورریختنی و دیگر شیشههای بازیافت شده میباشد. استفاده از مصالح خاص از جانب بسیاری از متخصصان این نوع ساختمان به دلیل آثار منفی بر محیط و سﻻمت، مورد اجتناب قرارمی گیرد. این مصالح شامل چوب برداشتشده به میزان نامناسب، مواد نگهدارنده سمی چوب، مخلوطهای سیمانی پرتلند، رنگها و سایر پوششهایی که ترکیبات آلی فراری VOC) ها)۳ را به شکل گاز آزاد میکنند و بعضی از پﻻستیکها بهویژه پلی وینیل کلرید۴ و آن دسته از پﻻستیکهای حاوی مواد پﻻستیکی مضر یا ترکیبات شبه هورمون میباشند.

Volatile organic compounds 3
PVC 4

-۱-۱-۱-۲ خشت

خشت یکی از قدیمیترین روشهای بنایی ساختمان میباشد که تنها آمیزهای از سفال و شن با آب میباشد. گاهی اوقات خشت با مقدار کمی از امولسیون سیمان یا آسفالت جهت مقابله بهتر با هوا تثبیت میشود. خشتهایی که به رنگ سفال درآمده و با روغن طبیعی صیقل داده شدهاند، سطحی جذاب و ارتجاعی ایجاد میکنند. جهت محافظت از دیوارها و کاهش میزان تعمیر آنها، ساختمانهای خشتیمعموﻻًدارای پیشآمدگیهای لبهی بام و فونداسیونهای بزرگ میباشند. خشت میتواند با استفاده از کاهگل و مخلوطهای آهکی اندود شود که میتواند برای مصارف مربوط به رطوبت نیز مفید باشد. خشت از جرم حرارتی مناسبی برخوردار است. این امر بدین معناست که انتقال حرارت یا سرما از آن بهکندی صورت میگیرد. بااینحال، خشت عایق خوبی نیست؛ بنابراین عایقبندیترجیحاً در سمت بیرون ساختمان یا یک دیوار دوگانه ساختهشده با فضایی از هوا (یا عایق) در میان میتواند اضافه شود. خشت سنتی ضخیم و فاقد عایق، در نواحی فاقد زمستانهای سخت یا در مناطقی که آفتاب روزانه در طی دورههای سرما موجود است، بهترین عملکرد را دارد.

-۲-۱-۱-۲ کاهگل

اصطﻻح کاهگل جهت توصیف یک سیستم ساختمانی یکپارچه به کار میرود که بر پایه مخلوطی از سفال، شن و کاه میباشد. ساختمان از هیچ فرم، آجر یا داربست چوبی استفاده نمیکند، بلکه از سطح زمین به سمت باﻻ ساخته شده است. بسیاری از اشکال ساختمانی گل در بسیاری از بخشهای جهان به مدت قرنها تحت عناوین متفاوتی ساخته شدهاند و حداقل به ۱۰۰۰۰ سال پیش باز میگردند. ساختمان کاهگلی در انگلستان از پیش از قرن ۱۳ مورداستفاده قرار گرفته و پس از جنگ جهانی اول، بنا به دﻻیل متعدد از جمله اختراع بتن محبوبیت خود را از دست داد. اگرچه که امروزه جهت ساخت بناهای طبیعیمجدداً احیا شده است. کاهگل یکی از سادهترین و ارزانترین فنهای ساختمانی سنتی و طبیعی موجود است هرچند کهمعموﻻًنیازمند کار زیادی میباشد. مزیت دیگر کاهگل، تطبیقپذیری آن میباشد، چراکه میتواند بهآسانی به هر فرمی درآورده شود. بااینکه ساختمانسازی کاهگلی در انگلستان تا اواخر قرن ۱۹ از رونق افتاده بود، هزاران سازه کاهگلی تا زمان حال همچنان در آن استمرار یافتهاند (در انگلستان بهتنهایی، ۲۰۰۰۰ بنای کاهگلی در شهر دوون۵ موجود است.) درواقع تخمین زده میشود که از یکسوم تا یکدوم جمعیت جهانی امروزه در خانههای گلی زندگی میکنند. هرچند که اینگونه سازهها همراه با سازههای »کم ارتفاع« در یمن و دیگر کشورهای خاورمیانه به مدت قرنها در ساختمانهای »برج مانند« بیشتر از ۸ طبقه استفاده شده است. مخلوطهای شبه کاهگل نیز بهعنوان خمیر یا پرکننده در چندین روش ساختمانسازی طبیعی همچون خشت، کیسههای خاک، داربستهای چوبی، الیاف چوب و ساقههای نی استفاده میشوند؛ بنابراین خاک از جمله ترکیبات اولیه ساختمانسازی طبیعی میباشد.