معماری سقف های شیشه ای (درخشان در زمین و زیبا در رویا)

[وحید 0319]

معماری سقف های شیشه ای (درخشان در زمین و زیبا در رویا) تاریخچه :
پیشینه سقف شیشه ای تقریباً به اواخر قرن هجدهم بر می گردد، هنگامی که یک متریال پنج هزار ساله به طرزی بی سابقه در معماری استفاده شد . این پیشرفت در یک ساختمانی جدید، هنرستان گلکاری شیشه ای، تمرکز یافت.
ایده گلخانه، ایده تازه ای نبود ولی به ویژه بعد از حدود سال ۱۸۱۵ (زمانی که اسکلت آهنی تولید شده به روش صنعتی فراهم گردید) باغ های مرکبات خصوصی وباغ های زمستانی در املاک خارج شهر و باغ های شهری و باغ های داخل شهری ثروتمندان، به ویژه، در بریتانیا، رواج پیدا کردند، درمدت چند دهه نمونه های اولیه درمقیاسی کوچک، در گلخانه هایی که قادر بودند گیاهان نامتعارف بزرگی مانند درختان خرما را نگهداری کنند، ایجاد شدند ودر حدود اواخر قرن نوزدهم پیشتازترین شهرهای اروپایی توانستند به گلخانه هایی در اندازه کلیسای جامع در پارک های عمومی و باغ های گیاه شناسیشان، که تقریباً به طور کامل با شیشه پوشیده شده و مسقف شده بودند، مباهات کنند.

[وحید 0319]

بعد از ۱۸۴۵، هنگامی که انگلستان مالیات وارد بر شیشه را لغو کرد، جهش ویژه ای در این پیشرفت به وجود آمد. یکی از اولین ساختمان هایی که از مزیت شیشه ارزان استفاده کرد گلخانه ریچارد ترنر درکیو (۱۸۴۸- ۱۸۴۵ ) بود و این ساختار شکیل و ظریف راه راه ، ظرافتی در طراحی به دست آورد تا که به امروز به ندرت طرحی از آن برتر بوده است(صفحه ۱).
دومین ساختمان بزرگ در انگلستان که ازمزیت شیشه ارزان برخوردارشد، ایستگاه خیابان لایم ریچارد ترنر وجوزف لاک در لیورپول بود( ۱۸۵۰- ۱۸۴۹) که سرآغازی برای دومین گونه ساختمانی کاملاً جدید شد. هیچ نمونه قبلی معماری برای ایستگاه راه آهن ومدلی که فرم ساختمان را نتیجه دهد، وجود نداشت، ایستگاه به عنون عمارت اعیانی یا وام گرفته شده ازمعماری قدیمی طراحی شد، که به وسیله سرپناهی عملکردی ازآهن وشیشه فراهم می گردید که کاملاً برخلاف قاعده قدیمی، همانند کارهای اخیر همان سبک ( هرچند معمولا بیشتر مات وکمتر شفاف) وهمانند گلخانه باغبانی، ایستاده بود. در لندن، اولین کلانشهر دارای راه آهن، دو مورد ازعالی ترین سرپناه های اولیه قطا را – ایزامبارد کینگدام برونلز پدینگتون در ۱۸۵۴ و دابلیوچ بارلو وآرام اردیش در خیابان ۷۵ متری پنکراس در سال ۱۸۶۸ ساخته شد که وسیع ترین دهانه سازه در آن زمان بودند.
سومین نوع گسترش سقف شیشه ای در قرن نوزدهم، رواق خیابان بود. اولین نمونه واقعی به طور شگفت آوری در اوایل ۱۷۹۹ در گذر دوکییر پاریس ایجاد شد. فرانسه سال قبل خیابان ها رادر دوران پیروزی بر مصر پوشانیده بود و به سرعت ایده « فضای درونی درخارج » را درخیابان تجاری پاریس به کارگرفت، یک طرح خام و اولیه ( که هنوز موجود است) که اما البته پیشروی رواق ها و گالری های پوشیده شده با شیشه ، مانند گالری دالئانز فونتین در پاریس (۱۸۲۹) ، گالری در میلان (۱۸۶۷- ۱۸۶۵ ) و نمونه های بعدی در برلین (۱۸۷۳- ۱۸۷۱ ) ، ناپل ( ۱۸۸۹- ۱۸۸۷ ) و در سراسر دنیا، می باشد.

[وحید 0319]

درنهایت، سالنی نمایشگاهی که تماشاچی ترین کارارائه شده بود، قصر بلورین پاکستون (۱۸۵۱) و نمایشگاه های بین المللی پاریس در۱۸۵۵ ، ۶۷ و ۸۹ . مورد اخیر نقطه اوجی بود که سالن نمایش ماشین معروف با دهنه ۱۱۵ متر، قوس های آهنی سه مفصلی وسقف شیشه ای مات را شامل می شد.
سقف های سبک شیشه ایتمامی این گونه ساختمانی، ماهیتا عملکرد گرا بودند، « مهندسی » بیشتر از « معماری» ، و سقف شیشه ای در معماری متعادل، به کندی پذیرفته شد. یک نمونه کوچک اولیه، رواق وروردی با گنبد شیشه ای کوچک دلپذیری در نمای رو به خیابان خانه جان کلادیوس لودون در ۵-۳ پرچستر تراس لندن بود (۲۴- ۱۸۲۳ ، که درآتش سوزی ویران شد).
پیشرفت های فوق می تواند به صورت کامل تری درمراجع فهرست شده در انتهای این کتاب دنبال شود، درعین حال در ادامه به عملی بودن طراحی امروزین می پردازیم. درابتدا به نیازمندیهای عملکردی وسپس به عوامل زیبایی شناختی می پردازیم.

[وحید 0319]

نیازهای عملکردینیازهای کلی:یک سقف یا سایبان شیشه ای باید نیازهای عملکردی بسیاری را پاسخ دهد- که بیش از ان است که به اندازه کافی در این کتاب مختصر مورد بحث قرار گیرد. عناوین زیر، فهرست مفیدی ارائه می دهند وهریک ازایده های عنوان شده، درکتاب ارزشمند دیوید بوتون و برایان پای، شیشه در ساختمان، به روشنی شرح داده شده است. همچنین کتاب مذکور فصل هایی د رمورد سیستم های سازه ای شیشه ( که بیشتر به دیواره ها اشاره دارد تا سقف ها وسایبان ها)؛ شیشه و محیط؛ شرایط، محصولات فرآیندهای شیشه دارد.
پس از درک اصول پایه، اطلاعات مرجع برای محصولات خاص در نشریات تولید کننده های کارخانه های معتبر یافت خواهد شد.

[وحید 0319]

عملکردهای بصری:ورود نور روز
دید به داخل ودید به خارج
جلوه ظاهری
عملکردهای حرارتی:اتلاف حرارت
کسب حرارت
تعادل حرارتی

[وحید 0319]

عملکردهای مکانیکی:عمر مفید شیشه
استحکام شیشه
بارهای باد وبرف
تنش حرارتی
ضربه انسانی
بارحاصل از انفجار
برخورد گلوله
سرقت
عملکردهای دیگر:مقاومت در برابر آتش
عایق صدا

[وحید 0319]

نیازهای ایمنی :اولین نیاز عملکردی که باید در اینجا مورد بحث مورد بحث قرارگیرد، ایمنی است که موضوعی مهم در شیشه کاری سطوح بالاتر از قامت انسان می باشد( عنوان اخیر درتمامی این متن به معنای شیشه کاری تک جداره، یا به معنای جام تحتانی یک واحد جدا ساز، در موارد ساخت سقف های شیبدار یا افقی در ساختمان غیر از ساختمان های پرورش گیاهان استفاده شده است).
دوعامل مطرح است: الف) انتخاب نوع شیشه کاری وخصوصیات آن، ب) طراحی سیستم نگهدارنده.

[وحید 0319]

درمقایسه با پلاستیک ها، انواع اصلی برای کاربرد درمعماری پلی کربنات وپلی متیل متاکریلات یا pmmaاست ( که دومی در زبان عامه به عنوان آکریلیک ، پرسپکس یا پلکسی گلاس شناخته شده است).
این محصول نیز درجه شفافیتی مشابه شیشه دارند اما از نظر ساختاری تقریباً عکس آن هستند: درحالی که شیشه بسیار محکم و شکننده است، پلاستیک استحکام کمتری داشته اما با دوام تر است. از لحاظ ویژگی های مثبت ، پلاستیک ها از شیشه سبک تر نیز هستند( حدود ۵۰% چگالی)، راحت تر شکل می پذیرند، آسان تر مورد استفاده قرار می گیرند، وضریب هدایت حرارتی پایین تری دارند. از لحاظ ویژگی های منفی، پلاستیک ها نه تنها استحکام اولیه کمتری نسبت به شیشه دارند بلکه در اثر حرارت و نور خورشید ضعیف تر نیز می شوند؛ نرم تر هستند وبیشتر دچار فرسایش سطحی میشوند.
آشناترین کاربرد پلی کربنات ها به صورت منفرد، نورگیرهای سقفی مقاوم در برابر تخریب ونیز سرپناه ایستگاه های اتوبوس است. اما ویژگی های آنها در آثار ویژه معماری نیز می تواند به کاربرده شود. غرفه نمایشگاهی سیار آی بی ام در سال ۱۹۸۵ نتیجه همکاری کارگاه رنز و پیانو با اوو آروپ و شرکاء یک تاق شفاف تشکیل شده از ۳۴ هرم پلی کربناتی، نمونه ای زیبا قابل ذکر است. (تصویر۱).

[وحید 0319]

به هرحال ، بهترین کاربرد پلاستیک ها نه به صورت منفرد، بلکه به ترکیب باشیشه می گراید که توانایی های هر یک مکمل ضعف های دیگری است. دو گونه اصلی از ترکیبات شیشه/ پلاستیک وجود دارد.
* شیشه لمینیت، معمولاً از دو لایه شیشه تشکیل شده است که با یک لایه میانی پلاستیکی مانند پلی وینیل بوتیرال (pvb) رو ی هم قرار داده شده است ، که ایمنی ساختاری بیشتری را نسبت به هر شیشه ای به صورت منفرد ایجاد می کند.
* واحدهای کامپوزیت متصل به هم که مقادیر u بیشتری را نسبت به تمامی فرآورده های شیشه ای ارائه می دهد برای دیتیل های محصولات ویژه ، نشریات کارخانه های تولید کنند را ملاحظه کنید.
پیشرفت های چشمگیری در زمینه پلاستیک ها و ترکیبات شیشه / پلاستیک می تواند ایجاد شود. دراین مورد، به کتاب، « شیشه در معماری» مایکل ویگینتون مراجعه کنید.

[وحید 0319]

انتخاب نوع شیشه کاری:درجدول(۲) انواع مناسب شیشه برای موقعیت های ویژه، براساس اطلاعات ارائه شده از طرف شرکت « پیلکینگتون بریتانیا با مسوولیت محدود» به طور خلاصه ارائه شده است.
جدول ۲: انواع شیشه های مناسب برای موقعیت های مختلف در ترازی بالای قامت انسان


موقعیت

نوع شیشه



۱) سقف هایی برای گلخا نه های کشاورزی

شیشه آبکاری شده مخصوص گلخانه ها به ضخامت ۳ میلیمتر



۲) شیشه کاری درارتفاع تا ۵ متر بالای سطح همکف در ساختمان های یک طبقه گلخانه ها رانیز در بر می گیرد.

اگر تک جداره کار شود: شیشه الف) سخت کاری شده * ، ب) لمینیت یا پ) مسلح.
اگر به صورت واحدهای جدا ساز چند لایه کار شوند:
جام پایینی: همانند شیشه کاری تک جداره
جام بالایی: اگر که جام پایینی شیشه سخت کار شده باشد جام بالایی نیز باید شیشه سخت کاری شده ، لمینیت یا مسلح باشد. اگر جام پائینی شیشه لمنیت یا مسلح باشد جام بالایی می تواند هر نوع شیشه ای باشد.



۳) شیشه کاری درارتفاع۱۳-۵ متر بالای سطح کف، که شامل فضاهای با ارتفاع متوسط و گلخانه های وسیع می شود.

اگر تک جداره کارشود: الف) شیشه لمینیت یا مسلح یاب) شیشه غیر لمینیت سخت کاری شده می تواند باشد مشروط بر آنکه جام ها بیشتر از ۳ متر مربع مساحت یا ۶ میلیمتر ضخامت نداشته باشند، که در این مورد شیشه باید لمینیت شود.
اگر به صورت واحدهای جدا ساز چند لایه کار شوند:
جام پایینی: همانند شیشه کاری تک جداره
جام بالایی : اگر جام پایینی شیشه لمینیت یا مسلح باشد جام بالایی می تواند هرنوع شیشه ای باشد.
اگرجام پایینی شیشه سخت کاری شده باشد جام بالایی باید الف) شیشه لمینیت یا مسلح یاب) شیشه غیر لمینیت سخت کاری شده باشد مشروط برآنکه جام ها بیشتر از ۳ متر مربع مساحت یا۶ میلیمتر ضخامت نداشته باشند، که در این مورد شیشه باید لمینیت شود.



۴) شیشه کاری درارتفاعی بیشتر از ۱۳ متر بالای سطح کف.

اگر تک جداره کار شود: شیشه الف) لمینیت یا ب) مسلح اگر به صورت واحدهای جدا ساز چند لایه کار شوند:
جام پایینی: همانند شیشه کاری تک جداره
جام بالایی: می توند هرنوع شیشه ای با شد.



* اگر شیشه سخت کاری شده برای شیشه کاری تک جداره در ترازی بالای قامت انسان یا درجام پایینی واحدهای جدا ساز به کار رود توصیه می شود که میزان تابش حرارتی تعیین گردد. شیشه سخت کاری شده هرگز نباید به عنوان شیشه کاری تک جداره در ترازوی بالای ارتفاع سر یا جام پایینی واحدهای جدا ساز درقسمت های بالای استخرهای شنامورد استفاده قرار گیرد بدین خاطرکه خرده های شیشه شکسته شده می تواند باعث آسیب های عمده به پمپ ها وتجهیزات گردد.

[وحید 0319]

مشاهده می شود که به جز در ساختمان های کم ارتفاع مانند گلخانه های کشاورزی، شیشه کاری در ترازی بالاتر از قامت انسان، همیشه باید ازشیشه ایمنی ساخته شود. این شیشه شامل دونوع است، نوعی شیشه که بعد از شکستن ، به صورت قطعات کوچک بی خطری فرو می ریزد ( شیشه سخت کاری شده) ، و شیشه هایی که پس از شکستن متصل به همدیگر باقی می مانند( شیشه لمینیت وشیشه مسلح).
شیشه سخت کاری شده حد ایمنی بسیار خوبی را داراست که ممکن است با درجه اطمینان مشخص شود. اما اگر درجام های بزرگ در ارتفاع زیاد استفاده گردد باید لمینیت شود.
هرنوع شیشه لمینیتی از شیشه سخت کاری شده تک لایه ایمن تر است و بالاترین درجه ایمنی مربوط به شیشه لمینیت سخت کاری شده می باشد.
شیشه مسلح برای تمامی کاربردها درترازی بالای قامت انسان، به ویژه درموقعیت هایی با خطر آتش سوزی، ایمن است.

[وحید 0319]

انواع سیستم نگهدارنده:موارد زیر مهمترین انواع سیستم های نگهدارنده هستند:
* سیستم های قاب بندی شده ، که در آنها جام شیشه در یک قاب محیطی قرار می گیرد.
* سیستم های پیچ و صفحه، که در آنها جام های شیشه سخت کاری شده توسط پیچ ها و صفحات اتصال فلزی کوچکی در گوشه هایشان نگه داشته می شوند ودرزهای ا تصال دو جام به وسیله سیلیکون درزگیری می شود. به عنوان مثال ، سایبان ورودی خانه براکن در صفحات ۷۴ تا ۸۳ را ملاحظه کنید. به استثنای سازه های کوچک، باید اطمینان یافت که از جابجایی سطح شیشه در سیستم نگهدارنده ، جلوگیری شده است.
* سیستم های سطحی،( عنوان ثبت شده پیلکینگتون بریتانیا) که در آنها جام های شیشه ای سخت کاری شده بدون قاب تنها به وسیله اتصالات پیچ سرخزینه ای که برای جذب ومحافظت شیشه در برابر جابجایی در سازه زیرین طراحی شده ، نگه داشته می شود. رویه شیشه ای تراز شده همچنانکه ظاهر ظریف و خوشایندی دارد امکان نظاف مناسبی را فراهم می کند.
* سیستم های اتصال به پشتیبان، که درآنها شیشه با استفاده از سیلیکون سازه ای درزگیر به قابی مهار شده است، برای مثال دانشکده حقوق کمبریج صفحات ۲۴ تا ۳۳ را ملاحظه کنید. برای تأمین کیفیت مهاربندی مونتاژصنعتی توصیه می شود.
طراحی سیستم نگهدارنده:اگر یک راه حل مناسب مورد نظر باشد، معماران برای راهنمایی در طراحی باید به مشاوران با تجربه ای مراجعه کنند( پیوست صفحات ۲۲ و ۲۳ را ملاحظه کنید). هر چند که برای موقعیت های ساده، پنج اصل کلی زیرکاربرد دارد: