THE EDEN PROJECT

پروژه گلخانه ایدن The Eden project یکی از پروژه های هزاره می باشد که توسط ناسیونال لاتری  National Lattery تأسیس شده است. این مجموعه در یک معدن قدیمی خاک رس چینی در کورن وال corn wall واقع شده و مجموعه ای متوالی از هشت نیمکره عظیم و به هم پیوسته به نام بیوم Biom را تشکیل می دهد که در دو دسته آرایش یافته اند. نیمی از نیمکره ها در داخل معدن واقع شده اند و به وسیله یک رستوران و یک فضای نگهداری گیاهان به هم متصل می شوند. این پروژه بزرگترین محیط مصنوعی نگهداری گیاهان در جهان است که می تواند هر گونه گیاهی از درختان بزرگ گرفته تا گیاهانی را که بر روی سنگ های بیابانی رشد می کنند، در مجموعه ای از محیط های حوزه بندی شده که تا حد ممکن به تکنولوژی پایدار Sustainable technology مجهز شده اند، نگهداری کند. در همین راستا بخشی از سقف ساختمان ارتباط دهنده فضاها که شامل رستوران نیز می باشد، با خاک و چمن پوشانده شده است.

خاک سایت پروژه از جنس خاک رس بوده که تا پیش از اجرای پروژه ایدن، به عنوان معدن خاک رس مورد استفاده قرار  می گرفت. این مسأله باعث بروز مشکلاتی برای سازه مجموعه گردید، به طوری که تصمیم گرفته شد از نیمکره هایی که در دهه 50 میلادی به وسیله ریچارد باکمینیستر فولر Richard Buckminster Fuller طراحی شده بود، استفاده شود.

نکته اساسی و مهم در میان خواسته های کارفرما این بود که سازه به هر شکلی که ساخته شود باید درصد زیادی از نور را از خود عبور دهد. این امر استفاده از شیشه یا جنسی مشابه آن و سازه ای تا حد ممکن سبک و ظریف را ضروری می نمود. معماران و مهندسان سازه، نمونه های بسیاری از فرم های ممکن را بررسی کرده و در نهایت در مورد یک اسپیس فریم space frame سه بعدی تک لایه بدون حایل و تقویت کننده به توافق رسیدند.

شرکت آلمانی مرو German company Mero با پیشنهاد سیستمی نسبتاً متداول از فریم های دو لایه، قرارداد ساخت پروژه را از آن خود کرد. در طرح ارائه شده توسط این شرکت، لایه بیرونی شامل شش ضلعی های 5 تا 11 متری بود که لایه داخلی آنها، ترکیبی تقویت شده با اجزای شش ضلعی، پنج ضلعی و مثلث با آرایش - شش - سه - شش را تشکیل می داد.

گرچه چنین سازه ای وزن را به صورتی محسوس کاهش می دهد اما تعداد زیادی اتصالادت پیش ساخته پیچیده و گران قیمت را در بر دارد. بنابراین با بزرگتر کردن ابعاد شش ضلعی ها تا مناسب ترین و بهینه ترین حالت، تعداد اتصالات به حداقل رسانده شد. با این حال پوشش شیشه ای مستلزم بهره گیری از شش ضلعی های کوچکتری بود، ضمن آنکه علاوه بر وزن زیاد مشکل تعویض و نگهداری شیشه ها نیز مطرح بود. بنابراین تیم طراحی تصمیم گرفت که به جای شیشه از سازه بادی بالشتک مانندی استفاده کند که از لایه های چند گانه ETFE تشکیل شده بود.

بالشتک های ETFE که طبق هندسه لایه بیرونی، شش ضلعی اند با سیستمی شبیه طناب بادبان کشتی به قاب های آلومینیومی متصل می شوند. عمده بالشتک ها شش ضلعی هستند، اما در برخی موارد با تغییر هندسه، بیوم ها اشکال مثلث یا پنج ضلعی را تشکیل می دهند. با توجه به سبکی بسیار زیاد مصالح و اجرای دقیق سازه، بعضی از شش ضلعی ها با وجود 11 متر فاصله بین اضلاع روبرو، تنها 50 کیلوگرم وزن دارند. در این پروژه تصمیم گیری درباره انتخاب مصالح، بارها و شکل پروژه بر موارد دیگر ارجحیت دارد؛ بنابراین، نهایت همکاری میان معماری، مهندسان و پیمانکار اصلی لازم بود. نمود خارجی و ابتدایی این همکاری، مدلی سه بعدی و دیجیتالی از طرح بود که به صورت الکترونیکی بین افراد ارشد این تیم تبادل می شد. هندسه بیوم ها براساس کره های متصل و مرتبط به هم استوار بوده و به صورت سازه منعطف در نظر گرفته شده است و به راحتی با تغییرات توپوگرافیک در محل، تطبیق می یابد.

اما در روند طراحی و ساخت این پروژه مشکل بزرگی وجود داشت و آن چگونگی انتقال این خرپاهای عظیم فولادی به سایت بود و علاوه بر این چگونگی فرم طراحی نیز مطرح بود. فرمی که با حفظ تغییرات ارتفاعی بتواند بر روی تپه های واقع در سایت قرار گیرد ضمن آنکه همه این موارد بر روی زمین رسی قرار می گرفت که دایماً در حال تغییر بود. علاوه بر موارد فوق، هزینه، نحوه ساخت قطعات و عملکرد پایدار سازه نیز مدنظر بود که در جای خود اهمیت بسیار دارند.

طراحی پوسته فلزی "Hex – tri – hex":

طراحان در کنار استفاده از تخیل، به بررسی طبیعت نیز پرداختند. طبیعت درس های زیادی برای معماران و مهندسان دارد. طبیعت بر مبنای عادی ترین و بدیهی ترین اصول، کارآیی، کاهش مصرف انرژی و حداکثر بهره گیری از منابع شکل گرفته است. زنبورهای عسل، شانه های مومی عسل را از شش ضلعی ها می سازند. همچنین برخی موجودات سلولی کوچک نیز مانند رادیولاریا Radiolaria به شکل شش ضلعی هستند. چشمان مگس نیز از شش ضلعی تشکیل شده است. در همه این موارد با حداقل کار و طراحی ساده، حداکثر مزایا به دست آمده است.

در روند طراحی پوسته، کره ها به خوبی با پستی و بلندی تپه های سایت تطابق پیدا کردند. اما هنوز طراحی قاب های شش ضلعی و پنج ضلعی مشکلات فراوانی داشت. گروه طراحی راه های گوناگونی از جمله موارد زیر را جهت اتصال این قطعات بررسی کرد: یک لایه کاملاً مهاربندی نشده با تیوپ های بزرگ قطری و انواع گوناگونی از آرایش قطعات در دو سطح "آرایش های اسپیس فریم".

بعد از این مرحله، گروه نیکولاس گریمشاو Nicholas Grimshaw و آنتونی هانت Anthony Hunt با شرکت مرو Mero، که از پیمانکاران متخصص و مشهور در زمینه ساخت و پوشش فضاهای عظیم و سرپوشیده است، ارتباط برقرار کردند. این دو گروه با همکاری یکدیگر، طرحی نهایی را که شامل دو لایه فولادی محدب است، تهیه کردند. این دو لایه فولادی بخشی از یک سازه اسپیس فریم بودند که لایه بیرونی متشکل از شش ضلعی و لایه داخلی متشکل از شش ضلعی و مثلث بود و در میان شش ضلعی های لایه بیرونی، پنج ضلعی هایی قرار گرفته بود که مانند توپ فوتبال موجب پوشاندن کامل سطح می شدند. شش ضلعی ها و مثلث های لایه داخلی نیز در کنار یکدیگر، همانند ستاره های غول آسای فلزی به نظر می رسند. علاوه بر این، اِلمان هایی فلزی جهت صلبیت سازه، گره های دولایه را به یکدیگر متصل می کنند. این سازه که در نوع و اندازه در جهان بی سابقه است "hex – tri – hex" نام گرفت.

طبق قانون طبیعت، هرگاه حباب ها به یکدیگر می رسند، محل تقاطع رو به بالا حرکت می کند (رانش). بنابراین برای غلبه بر رانش، می توان قوسی مقاوم را در محل تقاطع و میان حباب ها قرار داد. اما تقاطع کره ها، موضوعی پیچیده در طراحی سازه است که نیازمند میلیون ها محاسبه بوده و بدون طراحی های پیشرفته و محاسبات کامپیوتری، ممکن نیست. سازه این بنا مبتنی بر نوعی مدلسازی پیچیده سه بعدی کامپیوتری است که توسط نیکولاس گریمشاو، آنتونی هانت و شرکت مرو انجام شده است.

عملیات ساخت با انتقال این مدل ها به کارگاه تولید صنعتی قطعات پیش ساخته و با استفاده از یک خط تولید کامپیوتری انجام شد. خط تولید کامپیوتری پس از اندازه گیری طول هر یک از اعضا، در محل لازم برش و سایر عملیات آماده سازی را بر روی قطعات انجام می داد تا هر عضو در موقعیت منحصر به فرد خود نسبت به سایر اعضا قرار گیرد. بنابراین هزاران عضو منفرد و متفاوت در ساخت و ساز این بنا که هر یک دارای کد مشخص و جایگاه خاص بودند، با یکدیگر هماهنگ شده و با کمترین خطا به هم متصل شدند.

دلایل انتخاب شکل کروی:

•  کارآمدی: بیشترین ابعاد و مقاومت با کمترین میزان مصرف فولاد،
  
• صرفه جویی در مصرف انرژی: حداکثر حجم با کمترین سطح خارجی (کاهش اتلاف حرارت)،
• تطابق با سایت: طراحی مطابق با شکل سایت،
• شفافیت: جنس این سطح بیشتر از شیشه به نور اجازه عبور می دهد "حتی در مورد اشعه ماورای بنفش"،
• سبکی وزن: وزن فولاد در این حجم معمولاً با وزن هوای اشغال شده در زیر پوسته برابر است،
• پلان آزاد: دهانه های 110 متری (در پهن ترین مقاطع) که بدون هیچگونه عنصر پشتیبانی کننده داخلی به وجود آمده اند، آزادی عمل کاملی را جهت طراحی موقعیت گیاهان و معماری فضای سبز داخلی ایجاد می کنند.
•