سازه های گنبدی پازلی کلیک هاوس

محصولی از شرکت کلیک هاوس، مستقر در پارک علم و فناوری مدرس

طراح: دکتر حامد کریمیان

 

مقدمه: سازه های گنبدی، مزایا و معایب

پیش از صنعتی شدن ساخت و ساز و قبل از ورود مصالحی نظیر فولاد و بتن در ساختمان سازی یکی از راهکارهای بشر برای ایجاد سرپناه احداث ساختمان های گنبدی با مصالح بومی نظیر خشت بود. انسان با الهام از طبیعت و با علم به اینکه فرم های گنبدی بارپذیری بهینه ای دارند این نوع سازه ها را انتخاب کردند. اما امروزه همچنان باوجود متریال های بسیار مقاوم و با مشخصات مکانیکی تقویت شده، سازه های گنبدی مورد توجه بسیاری از معماران هستند. علت این جذابیت را می توان در موارد زیر خلاصه کرد:

  • مقاومت ذاتی فرم گنبدی در برابر بارهای فشاری نظیر بار مرده بنا، بار برف و …
  • شکل آیرودینامیک و در نتیجه تحمل بیشتر بار باد
  • حداقل سطح جداره به ازای فضای داخلی یکسان نسبت به همه فرم های هندسی دیگر. در نتیجه مصرف متریال کمتر
  • سیرکولاسیون بهتر هوا در فضای گنبدی و درنتیجه توزیع یکنواحت دما در محیط داخلی

Dome structure advantage سازه های گنبدی

در مقابل باید به معایب سازه های گنبدی نیز اشاره کنیم:

  • متریال ها و مصالح ساخت و ساز موجود در بازار عمدتا تخت یا دو بعدی هستند. سنگ، سرامیک، صفحات سیمانی، گچبرگ، تخته های سازه ای(نظیر پلای وود و یا OSB)، شیشه و … همگی مصالح تخت صفحه ای هستند. در نتیجه برای ایجاد فرم گنبدی به کمک این متریال ها پوسته منحنی باید به تعداد قابل توجهی المان مسطح تقسیم شود و از به هم پیوستن این المان ها فرم گنبدی حاصل شود. این فرآیند در گنبدهای ژئودزیک که توسط باکمینستر فولر (Buckminster Fuller- 1895-1983) پایه گذاری گردید دیده می شود. نقطه ضعف این روش ایجاد اتصالات زیاد و نیاز به دیتایل های خاص برای اتصال و آببندی درزهاست.

باکم سازه های گنبدی ژئودزی

  • علاوه بر اینکه متریالهای رایج ساخت و ساز منطبق با فرم گنبدی نیستند، دکور داخلی، نظیر کابینت ها و المان های دکوری می بایست در ساختمان گنبدی به طور اختصاصی طراحی شوند. که می تواند منجر به افزایش هزینه ها در این بخش شود

سازه های گنبدی پازلی کلیک هاوس

روند طراحی

پیشینه اجرایی شرکت در اجرای سازه های گنبدی با روش های مرسوم ما را بر آن داشت که با اعمال تغییرات کلی برخی از مشکلات اجرایی را برطرف کنیم. این مشکلات به طور خلاصه عبارت بودند از:

  • زمان بر بودن پروسه تولید و نصب سازه گنبدی: ساخت سازه های گنبدی چوبی با روش های مرسوم نسبتا زمانبر است.
  • دقت پایین قطعات: بخصوص در مرحله مونتاژ باعث می شد برخی قطعات که از قبل طبق نقشه ها آماده شده بودند نیاز به تغییرات جزیی در محل پروژه داشته باشند.
  • مشکلات در اتصالات، درزها و آببندی
  • لزوم ترسیم مجدد نقشه های شاپ برای ساخت هر سازه جدید با ابعاد متفاوت. در واقع یک فرآیند تکراری می بایست بارها انجام می شد.

بنابراین برای حل این موضوعات به خصوص افزایش سرعت و دقت کار ما در کلیک هاوس بر آن شدیم سازه ها را به صورت دیجیتالی طراحی و تولید کنیم.

در فاز طراحی با کمک الگوریتم نویسی نیاز به ترسیم دستی نقشه ها برای هر سازه با ابعاد جدید برطرف شد. اینکار در پلاگین گرسهاپر (Grasshopper) در نرم افزار راینو (Rhinoceros) انجام شد. به علاوه یکی از مهمترین و جذاب ترین بخش ها در سازه های گنبدی پازلی کلیک هاوس که در این فاز انجام شد تبدیل سازه به قطعات با اتصالات پازلی و خود قفل شونده (Interlocking) بود. این موضوع در جهت افزایش سرعت، سهولت و دقت نصب و مونتاژ سازه بسیار کلیدی بود. پیاده سازی این اتصالات هوشمند و پازلی در محیط کدنویسی گرسهاپر نسبتا پیچیده و زمان بر بود اما نتیجه کار ببسیار خوشایند و راهگشا بود. به کمک این کد دیگر نیازی به باز ترسیم قطعات برای تولید سازه جدید نیست، بلکه کافیست متغیرهای ورودی به کد از قبیل شعاع گنبد، مشخصات متریال مورد استفاده، پارامترهای ماشین آلات برش و … تغییر یابد. نقشه های شاپ (Shop drawing) بلافاصله بدست می آیند و پروسه تولید بدون اتلاف وقت شروع خواهد شد.

لازم به توضیح است افزونه گرسهاپر یک محیط کدنویسی بدون نیاز به دانش برنامه نویسی (Visual Scripting) است. گرسهاپر امکان طراحی پارامتریک را به طراح میدهد. در واقع طراحی مبتنی بر قیدها، الزامات و خواسته ها که قالبا به صورت کمیت های هندسی (ابعاد)، مکانیکی ( مشخصات متریالها)، و هر مشخصه ای که بتوان آن را به صورت کمیت یا پارامتر به سیستم معرفی کرد. حتی پارامترهایی نظیر میزان نور ورودی به ساختمان و انرژی جذب شده و …. را می توان در فرآیند طراحی دخیل کرد. می توان الگوریتم های بهینه سازی را در فرآیند طراحی پیاده سازی کرد تا بهترین نتایج ممکن استحصال شود.

کد گرسهاپر الگوریتم پارامتریک

ما در کلیک هاوس کدنویسی را مبتنی بر تولید قطعات با کمک ماشین آلات برش کامپیوتری (Computer Numerical Control) پیاده سازی کردیم. با اینکار ما به اهداف دیگری نیز دست یافتیم. افزاش چشمگیر سرعت و دقت تولید قطعات سازه، با این کار دقت تولید قطعات به ۰٫۱ میلیمتر رسید و همچنین سرعت کار نیز بیش از پنج برابر افزایش یافت.

 

روند تولید:

همانطور که اشاره شد فرآیند تولید به کلی به کمک دستگاه های cnc انجام می گردد. در نتیجه پروسه تولید بدون دخالت دست و بدون خطا خواهد بود. در تولید این سازه ها از چوب پلای وود (تخته چندلایی) استفاده می شود. این نوع چوب فرآوری شده مشخصات سازه ای مطلوبی دارد و همچنین بدلیل تولید صنعتی دقت بالایی در ابعاد و ضخامت دارد که مناسب برای ساختار کام و زبانه ای و یا پازلی سازه مورد نظر ماست. مقاله جامعی در خصوص روند تولید و مشخصات پلای وود در این لینک در دسترس است.

قطعات سازه در فایل خروجی گرسهاپر دارای کدگذاری و نشانه گذاری هایی هستند تا فرآیند نصب با سهولت بیشتر و بدون خطا انجام گردد. قطعات بدست آمده از فرآیند CNC براساس کدها دسته بندی شده و به شکل کم حجم و منظم به محل نصب منتقل می گردند.

ساختار سازه گنبدی پازلی کلیک هاوس یکپارچه چوبی است. اتصالات و اعضا تمام از پلای وود ساخته می شوند. این موضوع فرآیند نصب را راحتتر و تنوع ابزار و متریال مورد نظر در فرآیند تولید و نصب را حداقل می کند.

فرآیند نصب سازه ها:

پس از انتقال پالت قطعات سازه به محل مونتاژ تیم نصب براساس دستورالعمل نصب سازه اقدام به مونتاژ قطعات می نماید.

دستورالعمل نصب شامل شیوه مونتاژ قطعات است که به صورت تصویری تهیه شده است. مونتاژ این سازه باتوجه به ساختار پازلی و وجود دستورالعمل نصب نیازی به مهارت و تخصص بالایی ندارد و هر فردی می تواند اقدام به مونتاژ سازه نماید. نصب یک سازه با مساحت کف حدود ۳۰ مترمربع، بدون پوشش و رنگ آمیزی و سایر کارها، با ۳ نفر نیروی کارگر ساده ظرف ۲ شیفت کاری انجام می شود. در نصب سازه یک فاز اولیه به عنوان پیش مونتاژ تعریف شده که شامل اتصال قطعات به هاب ها می باشد.

در فاز بعد هاب های کامل شده به هم متصل می شوند و سازه شکل می گیرد.

 

ویدیو مراحل تولید سازه های گنبدی پازلی کلیک هاوس

کاربری و پوشش سازه های پازلی کلیک هاوس

سازه های گنبدی چوبی با ساختار پازلی که توسط کلیک هاوس توسعه یافته است بیشتر متناسب با کاربری آلاچیق و پرگولا طراحی شده است. از این سازه سبک، مقاوم و زیبا که سریع الحداث هم می باشد می توان در فضای سبز، حیاط منازل، روی بام و…. به عنوان آلاچیق یا پرگولا استفاده نمود. در حالتی که آلاچیق مدنظر باشد سازه با صفحات شفاف پلی کربنات که داری تنوع رنگ و نیز مقاومت در برابر UV هستند استفاده می شود. می توان این سازه ها را با انواع پارچه های مختص فضای باز نیز پوشش داد. اگر صرفا سایه اندازی مدنظر باشد متریالهای بیشتری را می توان پیشنهاد داد. از جمله متریال های بومی مثل مظیف یا پارچه های استتار. در حالتی که استفاده به عنوان پرگولا مدنظر باشد می توان سازه را به تنهایی بدون پوشش استفاده نمود و همچنین می توان از گیاهان رونده در مجاورت سازه استفاده نمود تا با پوشش گیاهی زیبایی سازه چندین برابر گردد. در نهایت کاربری های متنوع دیگری را می توان برای این سازه ها متصور شد:

  • آلاچیق
  • پرگولا
  • غرفه نمایشگاهی
  • غرفه تجاری
  • خانه درختی
  • فضای مناسب جهت پرورش پرندگان و یا گل و گیاه
  • کافه در لابی مجتمع های تجاری یا هتل ها و ..
  • پلاژ ساحلی

تالیف: حامد کریمیان

 

پلای وود (تخته چندلایی) چگونه تولید می شود؟

دیدگاهتان را بنویسید

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

Fill out this field
Fill out this field
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.

فهرست