سازه های چادری در معماری چیست؟ (معرفی اجزا، انواع تا مزایا و معایب)
سازه چادری یا غشایی چیست؟ اگر در طراحی استادیوم های ورزشی، پارکینگ ها، آلاچیق فضاهای تفریحی یا آشیانه های هواپیما دقت کرده باشید، حتما نمونه ای از این سازه ها را مشاهده کرده اید. سازه های چادری در معماری از انواع سازه های مدرنی هستند که به عنوان سایه بان یا پوشش سقف بسیاری از مکان های تفریحی، زیارتی، مسکونی و تجاری استفاده می شوند.
این سازه ها با ویژگی هایی چون استحکام بالا، وزن سبک، دوام بالا در شرایط نامساعد جوی، تنوع در شکل پذیری و هزینه کمتر ساخت و نگهداری شناخته می شوند؛ به همین دلیل در صنعت معماری امروزی کاربرد گسترده ای پیدا کرده اند. شما می توانید یا دانلود کتاب های معماری اطلاعات کامل تری درباره این موضوع به دست آورید.
سازه چادری چیست؟
سازه های چادری، که با عناوین سازه های غشایی یا پارچه ای هم شناخته می شوند، یکی از پرمصرف ترین انواع سازه های نیمه آماده در معماری هستند. این نوع شامل پوشش های پارچه ای هستند که به عنوان سایه بان یا پوشش سقف بسیاری از پروژه های فضای باز کاربرد دارند. استفاده ار این سازه در زمان گذشته بیستر بوده ولی امروزه نیز در بسیاری از موقعیت ها به کار می روند.
انواع سازه های چادری بر اساس شکل
سازه های چادری بر اساس شکل ظاهری خود دارای انواع مختلفی هستند که در اینجا به توضیح و بررسی هریک از آنها می پردازیم.
- مخروطی
- زین اسبی
- کششی
- هایپار
۱. سازه های چادری مخروطی
یکی از بهترین انواع سازه های غشایی نوع مخروطی است که به دلیل شکل هندسی خاصی که دارد، باران و برف را به سمتی خارج از سازه منتقل می کند و مانع نفوذ این نزولات به داخل سازه می شود. این مدل سازه غشایی شامل یک نقطه بالایی بوده که در بخش پایینی از طریق چند نقطه به ستون هایی اتصال دارد.
۲. سازه های چادری زین اسبی
ساختار ظاهری این سازه ها شبیه به زین اسب طراحی شده است و شامل دو نقطه بالایی و دو نقطه پایینی است. این مدل بیشتر برای ایجاد سایه در محیط های باز کاربرد دارد. مدل های زین اسبی سازه های غشایی در طراحی فضاهای داخلی پارکینگ ها و سالن ها به کار می روند.
۳. سازه های کششی
یکی از انواع سازه های چادری در معماری که امکان اجرای انواع اشکال هندسی را ایجاد می کند، مدل کششی است. در این سبک سازه، با ایجاد مقاطع مختلف کششی می توان فرم دلخواه را طراحی کرد. سازه های کششی وزن سبک تری در مقایسه با انواع سازه های غشایی دارند. قابلیت شکل پذیری بیشتر، امکان اجرا در مساحت های بزرگ تر و مصرف مصالح کمتر از دیگر مزیت های این مدل است.
۴. سازه های هایپار
سازه های هایپار شکلی ساده از انواع سازه های پارچه ای هستند که به دلیل استفاده از متریال کمتر در ساخت آنها قیمت تمام شده کمتری دارند. برای مقاومت این سازه ها در شرایط نامساعد آب و هوایی از دو انحنای مخالف که به آن ضد انعطاف پذیر گفته می شود، استفاده می گردد. سازه های هایپار برای ایجاد سایبان در مسیرهای پر رفت و آمد کاربرد دارند.
انواع تکیه گاه سازه های غشایی
تکیه گاه سازه های چادری در معماری در حالت کلی سه دسته هستند که در اینجا هریک از آنها را مغرفی می کنیم.
- سازه با تیرک خارجی: تکیه گاه این مدل سازه ها در بخش خارجی چادر قرار دارد.
- سازه با تیرک داخلی: تکیه گاه این مدل سازه های غشایی در بخش مرکزی قرار دارد که از جنس چوب یا فولاد است و بارهای وارد شده را به کمک تعدادی کابل تحمل می کند.
- سازه با سیم های معلق: تکیه گاه این نوع سازه چادری شامل کابل هایی است که به صورت عمودی به سازه متصل شده و نیروهای وارد شده را تحمل می کند.
ساختار سازه های غشایی (چادری)
در ساختار یک سازه غشایی، خرپا، قوطی، لوله و آلیاژهای مختلف استفاده می شود. به منظور دوام و مقاومت بالای استراکچر این سازه ها، پوشش های گالوانیزه و رنگ های مقاوم بر روی آلیاژها به کار می روند. بخشی دیگر از ساختار این سازه، اتصالات پارچه به اجزا ذکر شده است که با استفاده از ورق های فولادی انجام می شود.
اجزای سازه های پارچه ای
سازه های چادری یا پارچه ای دارای اجزای مختلفی است که می توان آنها را به صورت کلی به دو دسته غشا و عناصر فشاری دسته بندی کرد. در اینجا به بررسی هریک از این موارد می پردازیم.
غشا یا پارچه کشسان
پوسته کششی پارچه ای نازکی است که نیروی کششی سازه را انتقال می دهد. این بخش شامل پارچه ها، فیلم ها و فیلم های تقویت شده می شود. در طراحی این سازه ها اشکالی پایه جهت شکل گیری (فرم) غشاها مورد توجه قرار می گیرند. انتخاب فرم غشاها به عنوان یکی از مهم ترین تصمیمات در فرایند طراحی و ساخت سازه های چادری محسوب می شود. با توجه به این انتخاب، سایر مراحل طراحی سازه از جمله محل استقرار تکیه گاه، نوع آن و مصالح مورد نیاز این بخش برای اجزای سازه تعریف می شود.
عناصر فشاری یا تکیه گاه
این بخش وظیفه انتقال بار سازه به زمین را بر عهده دارد. به همین دلیل به آنها تکیه گاه هم گفته می شود. در سازه های غشایی این تکیه گاه شامل دیرک های داخلی، دیرک های خارجی و کابل های معلق هستند. برای جلوگیری از تغییرات در فرم برآیند سازه در زمان ساخت، نسبت به آنچه در زمان طراحی انجام شده، طراح باید هندسه تکیه گاه، انواع آنها، نحوه اتصالات، استقرار و تاثیرات حاصل از حضور این عناصر را به خوبی بشناسد تا بتواند تصمیماتی درست اتخاذ کند.
ویژگی سازه های چادری
سازه های غشایی سبک وزن هستند و طول عمر قابل قبولی دارند. مقاومت بالایی در برابر تابش نور و شرایط جوی مختلف دارند. از دیگر ویژگی های این سازه های مدرن می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- غشا یا پارچه به کار رفته در این سازه ها در برابر خمش و نیروی کششی وارد شده بر آن مقاومت بالایی دارد.
- این سازه ها از طریق اجزایی چون مهاربندهای کابلی، قطعات فشاری و قوس ها در جای خود نگه داشته می شوند.
- عملکرد سازه های غشایی با تمرکز بر تحمل وزن چادر توسط قطعات فشاری تعریف می شود.
- قطعات فشاری سازه وزنی معادل چادر آن را دارد تا بتواند وزن سازه را تحمل کند.
متریال سازه های غشایی
پارچه ها مهم ترین متریالی هستند که در ساختار سازه های چادری استفاده می شوند. پارچه های به کار رفته در این سازه ها باید از ویژگی هایی چون دوام بالا، اشتعال پذیری پایین، خود تمیز شوندگی و گاها قابلیت ضد یو قوی برخوردار باشند. رایج ترین انواع این متریال که برای ساخت سازه های چادری در معماری ساختمان های بزرگ امروزی استفاده می شوند، شامل موارد زیر می باشند:
- PES PVC: پارچه های پی وی سی با روکش پلی استر که مقاومت بالایی در برابر فشارهای کششی و شکستگی ناشی از نیروهای خمشی دارند.
- PES PVC PVDF: شامل پارچه ای با روکش پلی استر است که برای جلوگیری از چسبیدن ذرات گرد و غبار روی سطح پارچه یک لایه بیرونی اضافی نیز در ساختار آنها وجود دارد.
- HDPE: پارچه هایی با الیاف در هم تنیده شده است که مقاومت بالایی در برابر تابش نور خورشید دارد و به عنوان سایه بان استفاده می شود.
- PTFE (پلی تترا فلورو اتیلن): این متریال ساخت سازه های غشایی پارچه هایی با روکش فیبر شیشه هستند. بارزترین ویژگی این متریال خود تمیز شوندگی آن است. مقاومت در برابر اشعه UV، انتقال بالای نور و عدم اشتعال از دیگر ویژگی های این نوع پارچه هاست.
- ETFE (اتیلن تترا فلورواتیلن): پلاستیک هایی بر پایه فلوئور هستند و از دو کوپلیمر اصلاح شده تترافلوئوراتیلن و اتیلن تشکیل شده اند. این متریال دمای ذوب بالایی دارد و در برابر خوردگی مقاوم است.
مزایا و معایب سازه های چادری
استفاده از سازه های چادری در معماری امروزی دارای فواید بسیاری است که در اینجا به معرفی چند مورد از مهم ترین آنها می پردازیم.
- تنوع طرح ها: با توجه به انعطاف پذیری پارچه امکان ساخت انواع طرح برای سازه وجود دارد.
- کاهش هزینه ها: جنس خاص غشای سازه، بهره مند شدن از یک نور ملایم را فراهم می کند و هزینه های نورپردازی را کاهش می دهد.
- صرفه جویی در زمان: زمان لازم برای نصب، اجرا و ساخت سازه های چادری نسبت به دیگر انواع سازه ها کمتر است و هزینه پروژه ارزان تر تمام می شود.
- کم بودن هزینه نگهداری: هزینه نگهداری از یک سازه غشایی به مراتب کمتر از سایر سازه های معماری است.
- مقاومت در برابر زلزله: قابلیت کشسانی سازه های غشایی مقاومت آنها را در برابر زلزله کاهش می دهد.
- مقاوم در برابر آتش سوزی: با توجه به بالا بودن دمای ذوب متریال کاربردی در یک سازه پارچه ای، در برابر آتش سوزی به آسانی از بین نمی روند.
این سازه ها با وجود مزایای بی شمارشان، برخی نقاط ضعف غیرقابل چشم پوشی نیز دارند. از مهم ترین نقاط ضعف آنها این است که به دلیل اینکه تعمیر آنها به تخصص بیشتری نیازمند می باشند، کاربرد کمتری نسبت به بقیه انواع دارند؛ همچنین در مقایسه با دیگر سازه های معماری طول عمر کمتری دارند. به همین علت اگر می خواهید برای مدتی طولانی از آن استفاده کنید، بهتر است به دنبال گزینه های ماندگارتری باشید.
کاربرد سازه های چادری در معماری
در معماری نوین امروزی سازه های غشایی صرفا جنبه تزئینی ندارند و در فضاهای مختلف استفاده می شوند؛ به طوری که می توان نمونه های زیادی از این سازه ها را در پوشش سقف مکان هایی با مساحت زیاد مشاهده کرد. مهم ترین کاربردهای سازه های چادری شامل موارد زیر هستند.
- مسقف کردن مکان های بزرگ مانند آشیانه های هواپیما، سوله های چند منظوره، استادیوم های ورزشی، پمپ بنزین، استخر، هتل ها و …
- ایجاد سایه در محیط های عمومی مانند مجتمع های فرهنگی، تجاری و تفریحی
- مسقف کردن پارکینگ های مجتمع های مسکونی، ادارات و مکان های تجاری
- فضاهای داخلی و خارجی فرودگاه ها
- پوشش حیاط در منازل مسکونی
- ایجاد آلاچیق در محیط های تفریحی
هزینه ساخت و نصب سازه های غشایی
قیمت ساخت و هزینه اجرای این سازه ها با توجه به مدل سازی، مساحت، کیفیت و جنس متریال و نوع پوشش به کار رفته متفاوت است که موارد زیر بیشتری تاثیر را در قیمت گذاری آنها دارند.
- مدل سازی: سازه های چادری در معماری با اشکال مختلفی طراحی می شوند. استفاده از روش های فنی خاص برای تنظیم شکل مورد نظر، قیمت این سازه ها را تغییر می دهد.
- مساحت: با افزایش متراژ سازه، هزینه تمام شده ساخت و نصب تا حد زیادی کاهش پیدا می کند. اما اگر متراژ تعریف شده سازه از حدی مشخص بیشتر شود، این هزینه افزایش می یابد.
- کیفیت و جنس متریال: پارچه ها و مواد فولادی به کار رفته در ساختار این سازه ها با توجه به کیفیت، ارزش متفاوتی دارند که این فاکتور نیز بر روی قیمت کلی سازه تاثیرگذار است.
در پایان؛ سازه های چادری در معماری
سازه های چادری در معماری از جمله سازه های فضایی هستند که به عنوان سایبان در فضاهای عمومی و شهری کاربرد دارند. این سازه ها ساختار ساده ای دارند و از دو بخش غشا یا پارچه و تکیه گاه تشکیل شده اند. در این سازه ها بارهای وارد شده توسط نیروی کششی چادر (غشا) تحمل می شود و از طریق عناصر فشاری (تکیه گاه) که عمدتا ستون های فولادی هستند، به فونداسیون روی زمین منتقل می گردد. سازه های غشایی به لحاظ شکل ظاهری انواع مختلفی چون زین اسبی، مخروطی، کششی و هایپار دارند.
در صورتی که می خواهید اطلاعات بیشتری درباره سازه ها به دست آورید، می توانید برای مطالعه منابع مفید و کاربردی درباره معماری و انواع مختلف سازه ها به رایان بوک مراجعه کنید.
سوال متداول سازه های چادری
سازه های چادری معروف دنیا کدامند؟
مسجد پیامبر در مدینه- فرودگاه بین المللی دنور در مونیخ- گنبد جورجیا در ایالات متحده- دهکده المپیک
اجزای اصلی در طراحی سازه چادری چیست؟
غشا (پارچه ها، فیلم ها و فیلم های تقویت شده) و عناصر فشاری یا تکیه گاه که شامل دیرک های داخلی، دیرک های خارجی و کابل های معلق هستند.
