سازه‌های ماژولار: انعطاف‌پذیر، بادوام و فرا مکان

خانه‌های ماژولار، معمولا با استفاده از مصالح ساختمانی متنوعی از جمله قاب فولادی سرد، قاب چوبی، بتن، فولاد نورد گرم یا ترکیبی از این عناصر ساخته می‌شوند. فرآیند ساخت‌وساز ماژولار، از رویکردی از داخل به بیرون استفاده می‌کند - قاب‌ها به‌صورت جعبه‌های مناسب و صفحات مسطح ساخته می‌شوند و سپس از داخل به بیرون تکمیل می‌گردند.

دلیل این امر، آن است که این مصالح برای پیش‌ساخت خارج از محل، حمل‌ونقل و برچیدن سازه مناسب‌تر هستند؛ علاوه بر دوام بالا، از نظر بافت و محیط بی‌طرف محسوب می‌شوند و برای استفاده در هر شهری ایده‌آل هستند. مصالحی مانند خاک، لاتریت (نوعی سنگ رسوبی با آهن بالا)، سنگ، بامبو و رافیا (الیاف نخل نارگیل) چالش‌های بیشتری را برای جهانی‌سازی ساخت‌و‌ساز پیش‌ساخت به همراه دارند.

این مصالح، به‌طور معمول در سطح محلی یافت می‌شوند و با صنایع‌دستی منحصربه‌فرد همان منطقه برای ایجاد یک شخصیت معماری خاص به‌کار می‌روند. تنها تعداد محدودی از شرکت‌های ساخت‌و‌ساز و طراحان معماری ماژولار، به این موضوع پرداخته‌اند که چگونه فرآیند ساخت ماژولار می‌تواند به خلق مسکن‌هایی با مصالح بومی و در بافت همان منطقه کمک کند.

خانه‌های ماژولار بومی: تجربه‌ای از جزیره مول انگلستان

در بریتانیا، جایی که سالانه حدود 15000 خانه‌ ماژولار ساخته می‌شود، شرکت پیشروِ صنعت، Connect Modular، به بررسی استفاده از مصالح محلی جزیره‌ مول در تولید خانه‌های پیش‌ساخته برای جامعه‌ روستایی آن منطقه پرداخت. این پروژه، شامل ساخت چهار سازه‌ ماژولار در دو مکان بود: دو خانه‌ دوخوابه و دو خانه‌ سه‌خوابه که همگی خارج از محل ساخته شدند.

با استفاده از مصالح چوبی تهیه‌شده محلی، این خانه‌ها بازتاب‌دهنده سبک‌های معماری بومی بودند. آن‌ها، خانه‌ها سنتی به‌اندازه کلبه، با نمای بیرونی از چوب مقاوم از درختان سوزنی‌برگ بومی منطقه، سقف‌های فلزی موج‌دار و درهای ورودی رنگی محسوب می‌شدند. این توجه دقیق به ویژگی‌های معماری و مصالح محلی، حس تعلق به مکان را تقویت کرد و ساکنان از تماشای قرارگرفتن ماژول‌ها در محل خود با جرثقیل لذت بردند.

این خانه‌های ماژولار، همچنین به‌طور یکپارچه با محیط آرام و زیبای چشم‌اندازهای روستایی، تپه‌های سرسبز و مناظر دریا هماهنگی پیدا می‌کنند. علاوه‌بر این، با انتقال چوب لارچ بومی به شرایط کنترل‌شده کارخانه، عملکرد زیست‌محیطی و کنترل کیفیت این مصالح بهبود یافت. این دانش در مورد مصالح، در نهایت برای استفاده آتی ساکنان جامعه به اشتراک گذاشته شد.

سرپناهی برای کارگران: راه‌حلی نوآورانه با مصالح بومی در هند

در هند، شرکت «طراحان و هنرمندان معمار NO» در حال ارائه راه‌حل‌های مسکن برای مکان‌هایی با دسترسی دشوار است. آن‌ها با نوآوری، «سرپناه کارگران» را طراحی کرده‌اند که از مصالح موجود در محل استفاده می‌کند و در شرایط اضطراری، قابل‌حمل با کامیون یا قایق است. تمرکز آن‌ها، بر استفاده از مصالح بومی مانند بامبو، چوب، گیاه و گل با یک سیستم سازه‌ای ماژولار و اتصالات پیچ‌ومهره بوده است.

این سازه، نمونه‌ای منحصربه‌فرد است؛ از «پایه‌های اصطکاکی» استفاده می‌کند که نیاز به بتن را از بین می‌برد و در نتیجه، به کاهش زمان، هزینه و ردپای کربنی می‌انجامد. علاوه‌بر این، فضای زندگی و خوابگاه‌ها با پنل‌های ظریف ساخته‌شده از بامبو و گیاه تفکیک شده‌اند که برای دیوارها، درها، کف و نورگیرها به‌کار رفته‌اند. شرکت «طراحان و هنرمندان معمار NO،» بر این باور است که این سیستم، شکاف بین تولید مسکن ماژولار و بافت‌های محلی را پر می‌کند.

این سیستم، مواد قابل ارتباطی را به‌وجود می‌آورد که توسط جامعه محلی قابل‌تعمیر یا مرمت است. بیان معمارانه این سازه، نمونه‌ای بر اساس موقعیت جغرافیایی و تکنیک‌های صنایع‌دستی محلی تغییر خواهد کرد. بااین‌حال، سیستم سازه‌ای آن را می‌توان با صرف حداقل هزینه و زمان، در مکان دیگری مستقر کرد.

مکزیک :ارتقای روش‌های سنتی، ساخت مسکن ماژولار با مصالح بومی

مصالح بومی، همچنین می‌توانند با ارتقای روش‌های سنتی و همکاری با جامعه محلی در ساخت خانه‌های ماژولار به‌کار گرفته شوند. این رویکرد، توسط شرکت معماری مکزیکی، «Comunal Taller de Arquitectura» مورد بررسی قرار گرفت. آن‌ها، با برگزاری کارگاه‌هایی درباره آموزش فنی و طراحی مشارکتی، اقدام به ایجاد سیستم‌های مسکن پیش‌ساخته برای جامعه روستایی در مکزیک کردند.

تمرکز آن‌ها بر مصالح سنتی مانند بامبو، کاه، نخل، کریزو (carrizo) و چوب بود که پیش‌ازاین در شیوه‌های خودساخته، مصالحی لرزان و غیرقابل‌اعتماد به‌شمار می‌رفتند.

کارگاه‌ها، بر یک سیستم ساختمانی با محدودیت سه عنصر (دو خرپا و یک پانل با تغییرات) تاکید کردند. این عناصر، پس از تکمیل قاب‌های سازه‌ای، پیش‌ساخته و مونتاژ می‌شوند که زمان ساخت‌وساز در محل را به میزان قابل‌توجهی کاهش می‌دهد. فرآیند مونتاژ، تقریبا یک هفته طول می‌کشد که باعث کاهش هزینه نیروی کار برای پروژه‌های با بودجه محدود می‌شود.

این فرآیند مشارکتی، شکاف بین صنایع‌دستی سنتی شبکه‌بندی با استفاده از نخل، نی و بامبو و پانل‌های سازه‌ای معرفی‌شده توسط «Comunal Taller de Arquitectura» را پر کرد. نتیجه کار، خانه‌های ماژولاری بودند که با حفظ ویژگی‌های پیش‌ساخته خود، از طریق طراحی فضایی و متریال، آداب‌ورسوم مردم ناهواتل را منعکس می‌کرد.

فراتر از سرعت: خانه‌های ماژولار بومی، فرصت‌ها و چالش‌ها

تمامی نمونه‌های ذکرشده، پتانسیل قابل‌توجه استفاده از مصالح بومی و هم‌خوان با بافت در تولید خانه‌های ماژولار را برجسته می‌سازند. این نمونه‌ها، توانایی خانه ماژولار را در حفظ اثربخشی در ارائه مسکن و هم‌زمان، حفاظت از ویژگی‌های معماری یک مکان، نشان می‌دهند. آن‌ها ثابت می‌کنند که چگونه می‌توان از مصالح محلی سبک و به‌ظاهر گذرا مانند چوب، بامبو، رافیا و کاه در سیستم‌های سازه‌ای ماژولار با اتصالات نوآورانه استفاده کرد.

علاوه‌بر این، این نمونه‌ها نشان می‌دهند که همکاری مشترک چگونه می‌تواند صنایع‌دستی محلی را در فرآیند پیش‌ساخته ادغام کند تا خانه‌های با معماری منحصربه‌فرد خلق شود. بااین‌حال، ماهیت گذرای مصالح استفاده‌شده همچنین محدودیت‌های فعلی ساخت‌وساز ماژولار را در پاسخگویی به مصالح مستحکم و در محل مانند خاک، لاتریت و سنگ آشکار می‌کند. این مصالح، برای هنر معماری در بسیاری از نقاط آفریقا و جنوب جهان، حیاتی هستند. بنابراین، مطالعات بیشتری برای بررسی چگونگی ادغام این مصالح مستحکم در ساخت خانه‌های ماژولار مورد نیاز است.

چه مصالحی در ساخت‌وساز ماژولار به کار می‌روند؟

برای دهه‌ها، مفهوم ساخت‌و‌ساز ماژولار یا پیش‌ساخته، تصاویری از خانه‌های متحرک، تریلرها و سایر سازه‌های موقت یا قابل‌حمل را تداعی می‌کرد. با تغییر فناوری، تعریف این نوع ساخت‌و‌ساز و همچنین مصالح به‌کاررفته در خلق این پروژه‌ها نیز تغییر کرده است. ساخت‌و‌سازهای ماژولار مدرن، می‌توانند تقریبا هر شکل و اندازه‌ای را به خود بگیرند و تنها با صرف بخش کوچکی از زمانی که برای ساخت یک خانه یا محل کار به روش سنتی نیاز است، تکمیل شود.

سه ماده اولیه اصلی در ساخت‌و‌ساز ماژولار مدرن وجود دارد: چوب، فولاد و بتن یا سیمان. مزایای هر کدام از این مواد چیست؟

چوب

بشر، بیش از 10 هزار سال است که از چوب برای ساخت‌و‌ساز استفاده می‌کند. چوب، یکی از تطبیق‌پذیرترین مصالح در جهان است که به‌طور معمول برای اسکلت‌بندی خانه‌ها به‌کار می‌رود. یک صنعتگر ماهر، می‌تواند تکه‌ای چوب عمل‌آوری‌شده را به هر چیزی، از اسکلت‌بندی گرفته تا نرده یا یک تکه مبلمان، تبدیل کند. تنها محدودیت، مهارت صنعتگر است.

چوب در ساخت‌و‌ساز ماژولار، به دلیل سبک‌تر بودن نسبت به دو گزینه اصلی دیگر محبوب است. برخی گونه‌های درختی، از نظر پایداری محیط‌زیست نسبت به سایرین برتری دارند؛ اما، چوب‌هایی که در شرایط خوبی نگهداری شده‌اند، به‌راحتی قابلیت ‌استفاده مجدد یا خردشدن و بازیافت به مواد جدید برای پروژه‌های دیگر دارند. چوب بازیافتی، برای ساخت اجزایی مانند تخته فیبر با چگالی متوسط (MDF) و تخته خرده چوب ایده‌آل است که اگرچه به‌اندازه چوب توپر برای اسکلت‌بندی مناسب نیستند؛ اما، می‌توانند برای کاربردهای مختلفی ابزار ارزشمندی باشند.

چوب، از نظر کاربردهای بلندمدت، فوق‌العاده بادوام است. حتی بدون تکنیک‌های خشک‌کردن و سخت‌کردن مدرن، سازه‌هایی با اسکلت چوبی وجود دارند که هزاران سال دوام آورده‌اند.

فولاد

ساخت‌و‌ساز مدرن، به‌ویژه در مورد سازه‌های بزرگ یا آسمان‌خراش‌ها، حول محور فولاد می‌چرخد. ساخت سازه‌های عظیمی که خط آسمان شهرهای سراسر جهان را شکل می‌دهند، به‌سادگی با اسکلت چوبی یا بتنی امکان‌پذیر نخواهد بود. کار با فولاد، به دلیل وزن و سختی آن نسبت به چوب دشوارتر است؛ اما، در محیط کارخانه‌ای، فولاد می‌تواند incredibly versatile (به‌طور شگفت‌انگیزی تطبیق‌پذیر) باشد و تقریبا به هر شکلی که برای یک پروژه خاص ماژولار قابل‌تصور یا ضروری باشد، درآید.

فولاد، همچنین بادوام و مقاوم در برابر آتش است و به شرکت‌های ساختمانی امکان می‌دهد ساختمان‌های محکم‌تر و ایمن‌تری بسازند. اگر وزن عامل مهمی نباشد، مونتاژ ساختمان‌های ماژولار با اسکلت فولادی در واقع می‌تواند آسان‌تر از نمونه‌های با اسکلت چوبی باشد. فولاد، همچنین قابلیت بازیافت بی‌نهایت دارد و از فولاد نو (استفاده نشده) پایدارتر است. مطالعات، نشان داده‌اند که فولاد نو می‌تواند ردپای کربنی پنج برابر بیشتر از نمونه بازیافتی آن داشته باشد.

بتن و سیمان

بتن، معمولا با فونداسیون (پی) شناخته می‌شود؛ اما، به ابزاری ارزشمند در ساخت‌و‌ساز ماژولار نیز تبدیل شده است. بخش‌های بتنی یا سیمانی تقویت‌شده با فولاد را می‌توان در محیط کارخانه‌ای تولید، خشک و عمل‌آوری کرد. در این محیط، تمام موارد از دما تا رطوبت محیط به‌دقت کنترل می‌شوند تا خروجی مطلوبی به‌وجود آید. در چنین شرایطی، نگرانی دررابطه‌با باران ناگهانی یا افت ناگهانی دما که به خراب‌شدن بتن یا جلوگیری از خشک‌شدن مناسب آن بینجامد، وجود ندارد.

همچنین این روش، برپاسازی دیوارهای عمودی بتنی را بسیارساده‌تر می‌کند؛ زیرا، در ساخت‌و‌ساز ماژولار نیازی به ساخت قالب یا چارچوب نیست؛ تنها کاری که تیم باید انجام دهد، سرهم کردن قطعات در محل است. ممکن است بتن تنها ماده به‌کاررفته در یک سازه ماژولار نباشد؛ اما، به دلیل استحکام و مقاومت کافی برای تامین حداقل بخشی از پشتیبانی کل ساختمان، انتخابی محبوب برای بخش مرکزی بنا به‌شمار می‌رود.

آینده ساخت‌و‌ساز ماژولار

ساخت‌و‌سازهای ماژولار، برای تمام پروژه‌ها کاربردی نخواهد داشت؛ اما، تعداد کاربردهای این فناوری و تکنیک‌های همراه آن روبه‌افزایش است. صرف‌نظر از مصالح انتخابی، خانه‌های ماژولار را می‌توان در کسری از زمانی که برای پروژه‌های سنتی با اندازه و وسعت مشابه نیاز است، تکمیل کرد. به‌احتمال زیاد، این نوع ساخت‌و‌ساز در سال‌های آینده به‌عنوان روشی برای ارائه گزینه‌های مسکن مقرون‌به‌صرفه و سهولت در رعایت ضرب‌الاجل‌های سخت‌گیرانه، محبوبیت بیشتری پیدا کند.