سازگاری با محیط در معماری برج های دوقلوی البحر

معماری برج های دوقلوی البحر در ابوظبی یکی از شگفت انگیزترین معماری های سازگار با محیط زیست است که ترکیبی از معماری سنتی ایرانی و عربی می باشد.

آب و هوای بیابانی و نیمه گرمسیری امارات متحده عربی، طراحی سازه هایی که در آن، انسان با آسودگی زندگی کند به امری دشوار تبدیل کرده است. دمای هوا در ماه های تابستان معمولا تا 110 درجه فارنهایت (44 درجه سانتی گراد) می رسد و آفتاب هم حتی در زمستان تسلیم نمی شود.

در قرون وسطی ، پنجره ی خانه ها و کاخ های ثروتمندان عرب با شبکه هایی به نام مشربیه پوشیده می شدند. مشربیه در عین حال که در طول روز به نور و هوای آزاد اجازه می دهد وارد خانه شوند، از ورود قسمت اعظم حرارت روز به خانه جلوگیری و فضای داخل خانه را از نظرها پنهان می کند. این شبکه های هندسی چوبی، گاهی با شیشه های رنگی پوشانده می شوند که در عین کاربردی بودن، بسیار زیبا هستند.

در حال حاضر برج های البحر در ابوظبی با استفاده از تکنولوژی پیشرفته ای که الهام گرفته از مشربیه است، به میزان بالایی از بهره وری در انرژی دست یافته اند. شبکه ای پیچیده از صفحات تاشو که بر روی سطح ساختمان های دوقلو قرار گرفته است، براساس موقعیت خورشید باز و بسته می شوند. این امر سبب کاهش مصرف انرژی و بالارفتن آسودگی ساکنین می شود. درست است که این ساختمان ها هوشمند هستند، اما راه حل به طرز شگفت انگیزی ساده است.

شرکت معماری AHR این برج ها را برای شورای سرمایه گذاری ابوظبی طراحی کرد و سپس به کمک شرکت مهندسی بین المللی Arup جنبه های مهندسی طراحی مثل صفحات چرخشی، توسعه داده شد. این ساختمان ها در ساحل شمالی ابوظبی قرار دارند و مشرف به Eastern Mangroves هستند. طراحی معماری برج های دوقلوی البحر، بهره وری زیست محیطی و مسئولیت های فرهنگی را ادغام کرده است.

جورجیو بوفونی یکی از اعضای تیم مهندسی Arup است. که از سال 2007 (ابتدای طراحی ساختمان) تا سال 2012 که افتتاح آن بود، همراه این پروژه بوده است، می گوید:”این ساختمان ها سازگار هستند، یعنی شکل و کاربرد آن با توجه به محیط زیست تغییر می کند.”

معماری برج های دوقلوی البحر یک نمونه عالی و زیبا از موج جدید استفاده از سنسورها در ساختمان ها است. صفحات نمای ساختمان با نرم افزار ردیابی خورشید کنترل می شوند و با توجه به موقعیت خورشید زمان های باز و بسته شدن آن ها تعیین می شود. سنسورها همچنین داده های مربوط به سرعت باد و تابش خورشید را ذخیره می کنند تا در زمان بادهای شدید یا روزهای ابری به خوبی عمل کنند.

اما این برج ها تنها سازه هایی نیستند که با محیط سازگارند. ساختمان ها و اجزای هوشمند بیش از یک دهه است که کاربرد دارند. سنسورهای حرکتی که چراغ ها را روشن یا خاموش می کنند، ترموستات های Nest که نیازهای گرمایشی ساکنان را برآورده می کنند و شمارنده ها که تعداد افرادی که از یک فضا استفاده می کنند و زمان استفاده ی آن ها را ثبت و ضبط می کنند، همگی نمونه هایی از این کاربردها هستند.

نمونه هایی هم از این پوسته ی بزرگ و زیبای سازگار وجود دارد. یکی از معروف ترین آن ها موسسه Monde Arab است که توسط جین نوول طراحی شد. این سازه که در دهه 1980 در پاریس ساخته شد، نمای خارجی مجهز به روزنه هایی دارد که اشکال هندسی مربوط به جهان عرب را بازتاب می دهند.

صفحات مثلثی شکل برج های البحر در کنار هم گل های بزرگی را روی این ساختمان 26 طبقه شکل می دهند. 2098 قطعه با وزن 1.5 تن در این ساختمان به کار رفته است که 2.8 متر از فضای بین دیواره ساختمان و سازه جهت دسترسی به پنجره ها برای تمیز کردن آن ها و سایه بان ها خالی نگه داشته شده است.

این سایه بان ها از جنس پلی تترافلوئورواتیلن (PTFE) هستند که با فایبرگلاس پوشانده شده اند. سایز صفحات کمی با هم متفاوت است ،چراکه برج ها دقیقا استوانه ای نیستند. (شکل برج ها براساس الگوی سنتی رایج در منطقه است. یعنی شش قوس مماس بر هم که از سه دایره ی متقاطع گرفته شده اند.)

وقتی خورشید از شرق طلوع می کند و در غرب غروب می کند، یک سیستم کنترلی مسیر آن را دنبال می کند، و با توجه به موقعیت و شدت نور آفتاب، صفحات را به تدریج باز یا بسته می کند. یک بادسنج سرعت باد و یک سنسور نور خورشید در بالای ساختمان ها شدت نور را اندازه می گیرند تا شرایط حاد را شناسایی کنند.

اما نمای ساختمان برای کار کردن در شرایط بد طراحی شده است.مثلا اگر دمای هوا خیلی بالا برود، یا بادهای شدیدی بوزد، یا گرد و غبار و خاک در هوا وجود داشته باشد. در فاز طراحی این پروژه، Arup تخمین زده شد که یک سایه بان در حدود 30000 بار باز و بسته می شود، یعنی حدود 40 سال کاربرد دارد.

بوفنی می گوید:” وقتی پروژه را آغاز کردیم، نگرانی ما این بود که شاید این پروزه از سوی پیمانکاران ریسک پذیر تلقی شود. اما پیمانکار منتخب که شرکت چینی Yuanda بود، بسیار به اجرای خلاقانه پروژه با Arup و AHR علاقه نشان داد.

ساختمان ها از دور شبیه درخت نخل به نظر می رسند. تمام قسمت های ساختمان ها با سایه بان پوشیده شده است، بجز قسمت شمالی که نور مستقیم دریافت نمی کند و قسمت بالایی برج که از جنس شیشه به همراه سرامیک است. (یکی از برج ها دارای سه بام باغ است که توسط یک سایه بان اضافی محافظت می شوند.)

شاید مهم ترین چالش تیم طراحی، آسایش ساکنان ساختمان در عین افزایش بهره وری انرژی بوده باشد. ساختمان های منطقه به شدت تحت تاثیر آب و هوا هستند و به علت تابش زیاد خورشید در طول سال، اکثر ساختمان ها دارای شیشه های تیره رنگ و رفلکس هستند. در نتیجه نور کمی وارد فضای داخلی ساختمان می شود. بوفونی می گوید:” اگر شیشه تیره رنگ باشد، شما مجبور هستید چراغ ها را تمام طول روز روشن نگه دارید. بنابراین نکته کلیدی در طراحی این است که ما یک دید طبیعی تر در ساحتمان داشته باشیم و استفاده از نورهای مصنوعی را کاهش دهیم.”

سایه بان در معماری برج های دوقلوی البحر به گونه ای طراحی شده اند که نسبت به ساختمان های مشابه خاورمیانه، 50 درصد کمتر گرما جذب کنند. همچنین مطالعات اولیه نشان می داد که صرفه جویی در هزینه های انرژی رخ خواهد داد.

مطالعات در زمینه ساختمان های هوشمند باید ادامه یابد، اما شاید این راه ساده ترین راهی است که می توان در پیش گرفت. هرچه سیستمی پیچیده تر باشد، احتمال بیشتری وجود دارد که در آن نقص ایجاد شود.

تیم کیس، مدیر پروژه ی Arup می گوید:” ما مطمئنیم که سیستم قوی ای داریم که می تواند آنچه از آن انتظار داریم را ارائه دهد. شاید آنچنان هوشمندانه نباشد، اما استوار است. ایده ی سنسورها بدین جهت بود که پیچیدگی سیستم را کم کنیم.”

همچنین معماری برج های دوقلوی البحر بسیاری از 10 اصل طراحی خوب از طراح صنعتی Dieter Rams را پوشش می دهد: نوآورانه، مفید، پایدار و دوستدار محیط زیست است.