معماری پدیا

توسعه سازه‌های پارچه‌ای

معماری پدیا > سازه در معماری > توسعه سازه‌های پارچه‌ای
  • فرگل امینی - پژوهشگر دکتری معماری دانشگاه هنر تهران
  • 79 بازدید

توسعه سازه‌های پارچه‌ای

سایز نوشته:
رنگ نوشته:

اولین پارچه‌هایی که برای تأمین سرپناه استفاده می‌شد توسط غشاهای ساده استخراج شده از پوست حیوانات یا برگ گیاهان بودند. بعداً این غشاها به صورت نوارها بریده شدند و در هم آمیختند تا منسوجات بزرگتر و کاربردی‌تر را تشکیل دهند و در نهایت این نوارها به بخش‌های دایره‌ای تبدیل شدند که امکان ساخت الیاف انعطاف‌پذیر و پیوسته با استحکام بیشتر را فراهم می‌کردند.

چادرهای سازه‌ای مشکی معمولاً از موی بز بافته ساخته می‌شدند، اما در مدل‌های منطقه‌ای از موی یاک (نوعی بز کوهی)، پشم گوسفند، موی شتر و حتی حصیرهای نی با پشم استفاده می‌شد. غشاهای اولیه دیگر از چرم خشک شده، پوست گوزن، پوست فوک و حتی پوست درخت ساخته شده بودند. کتانی برای پوشش رومی و اولین چادرهای سیرک استفاده می‌شد، اما پنبه اولین ماده‌ای بود که دارای استحکام سازه‌ای قابل توجهی بود.

اولین سازه‌های فرای اتو از پارچه‌های پنبه‌ای سنتی ساخته شد. با این حال، این پارچه‌های اولیه نسبتا ضعیف و سست بودند. عملکرد این نوع سازه‌ها با معرفی پارچه‌های پنبه‌ای سنگین بهبود یافت، اما استحکام محدود و مقاومت ضعیف در برابر اشعه ماورابنفش به این معنی بود که سازه‌های بوم حداکثر فقط 25 متر طول داشتند و انتظار می‌رفت که فقط برای حدود سه سال دوام بیاورند.

تحقیقات جامع در مورد ترکیبات غشایی در طول دهه پنجاه و شصت منجر به آزمایش با طیف وسیعی از مواد با کارایی بالا برای جایگزینی پنبه شد. جایگزین‌های ممکن شامل؛ الیاف شیشه‌ای روکش شده، مش‌های فولادی، مش‌های آلومینیومی، ورق‌های اکریلیک، پارچه‌های مصنوعی روکش‌شده، پارچه‌های عایق‌شده با فوم، رزین‌های تقویت شده با سیم و غیره. اتو همچنین پلی‌استر و نایلون با روکش پی وی سی را آزمایش کرد، اگرچه این گونه‌های اولیه دارای خواص نسبتاً غیرقابل پیش‌بینی بودند.

ساختمان فرای اوتو در شهر برلین (1957) اولین تلاش او برای استفاده از پارچه غیر پنبه‌ای بر روی یک پروژه واقعی بود. این ساختمان از یک غشای پلی‌یورتان بسیار الاستیک و مسطح تشکیل شده بود که توسط یک قاب داخلی به شکل سه بعدی منحنی مضاعف تغییر یافته بود. متأسفانه این شکل آزمایشی پلی یورتان خیلی سریع خراب شد، احتمالاً به دلیل ترکیب نادرست اکسید تیتانیوم افزودنی فیبر که مجبور شدند با یک پارچه پنبه‌ای سنگین جایگزین شود.

ترکیبات غشایی پیچیده‌تر نیز مورد آزمایش قرار گرفتند. به عنوان مثال، پیست یخ دورتموند (1963) از یک پلی استر رشته‌ای پیوسته ساخته شد، که با فویل آلومینیومی روکش شده بود تا در برابر تخریب اشعه ماورابنفش از آن محافظت شود که به نوبه خود در برابر خوردگی با روکش پلی اکریلونیتریل هم محافظت می‌شد. این نوه پارچه، عمر پیش بینی شده 20 سال داشت، اما مات بود و حدود 4 برابر بیشتر از نوع پنیه‌ای قیمت داشت.

بسیاری از ترکیبات غشایی در این دوره آزمایش شدند، اما تحقیقات به تدریج بر روی تعداد کمی از جایگزین‌های عملی همگرا شد. پاویون آلمان در نمایشگاه 67 مونترال یکی از اولین ساختمان‌هایی بود که از غشای پلی استر با روکش PVC استفاده کرد. پس از شش سال برچیده شد و نشانه کمی از تخریب نشان داد. در مدت زمان نسبتاً کوتاهی پلی‌استر با روکش PVC و نایلون با روکش PVC به دلیل خاصیت ارتجاعی بالا برای فضاهای هوافشرده به استانداردهای صنعت تبدیل شد.

با ظهور تقاضا برای سازه‌های پارچه‌ای دائمی، جایگزین‌های بهتری برای پلی‌استر و نایلون با روکش PVC یافت شد. در سال 1972 پارچه‌های شیشه‌ای با روکش PTFE پس از توسعه آنها توسط ناسا برای تولید لباس‌های فضایی معرفی شدند. شیشه روکش شده PTFE نسبتاً غیرکشسان است و بنابراین به الگوی دقیق‌تری نسبت به پارچه‌های پلی‌استر یا نایلون سازگارتر نیاز دارد. شیشه با روکش PTFE نیز گران‌تر است، اما عمر طولانی‌تری دارد. اولین کاربرد شیشه با روکش PTFE در مرکز دانشجویی کالج La Verne در کالیفرنیا (1973) بود. در سال 1993، بیست سال بعد، غشای اصلی هنوز در جای خود قرار داشت و هنوز هم می‌توانست حدود 75 درصد از بار طراحی اولیه خود را تحمل کند.

اخیراً موادی با کارایی بالا مانند شیشه‌های با روکش سیلیکونی ساخته شده‌اند. در حالی‌که تفلون شفاف است، سیلیکون شفاف است و شیشه با پوشش سیلیکونی تا 50 سال عمر پیش بینی شده دارد. با این حال، ترکیبی از هزینه بالا، تردید در صنعت و مشکلات عملکرد اولیه، به این معنی است که تاکنون از پارچه‌های با روکش سیلیکونی فقط به میزان محدودی استفاده شده‌است.

پیشرفت‌های دیگر شامل الیاف PTFE بافته شده (آبگریز، ریز متخلخل و بسیار بادوام)، شبکه‌های بافت باز چند لایه، فویل‌ها، غشاهای چندگانه و غشاهای فعال مانند غشاهای توسعه‌یافته توسط گراهام استیونز و نیکولاس لینگ است. جایگزین‌هایی نیز برای PVC در نظر گرفته شده است که مورد انتقاد برخی از گروه‌های زیست‌محیطی قرار گرفته است. با این حال، جایگزین‌هایی مانند پلی‌استر با پوشش پلی‌اولفین با مسائل مربوط به مقاومت در برابر آتش دست و پنجه نرم می‌کنند و بازدارنده‌های آتش اضافه شده به پوشش باعث کاهش چسبندگی در درزها می‌شود.

توسعه‌های جدیدتر شامل اعمال یک لایه رویی بیشتر به سطح بیرونی غشا است که عملکرد PTFE را تقلید می‌کند. به طور کلی ادعا می‌شود که این پوشش رویی غشاها را کاملاً خودتمیزشونده می کند.

طیف عظیمی از انواع غشاها در بیست سال گذشته در دسترس قرار گرفته است زیرا تولیدکنندگان به طور فزاینده‌ای قادر به تغییر روش انتخاب و ترکیب اجزای تشکیل‌دهنده محصولات خود شده‌اند. انواع پارچه‌های پایه، پوشش‌ها، روکش‌ها و رنگ‌ها پدید آمده‌اند که منجر به طیف وسیعی از استحکام و شفافیت غشا می‌شود.

گنبد میلینیوم در لندن ـ سازه پارچه‌ای دو لایه با پوشش PTFE

منبع: www.designingbuildings.co.uk

Post Views: 152

فرگل امینی - پژوهشگر دکتری معماری دانشگاه هنر تهران

مطلب قبلی سازه‌های غشایی
مطلب بعدی معماری لکه‌ای (Blobitecture)

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

با ما در تماس باشید