نخستین اسکلت سنگی باربر
تکمیل نخستین ساختمان بلند جهان با اسکلت بیرونی سنگی در لندن
- پترا هایتس نخستین ساختمان بلند جهان با اسکلت بیرونی سنگی است که در لندن تکمیل شده است.
- در این ساختمان هزار تن سنگ آتشفشانی جایگزین بتن و فولاد شده و هسته بتنی به طور کامل حذف شده است.
- این اسکلت سنگی میتواند برای ساخت آسمانخراش ۳۰ طبقه مقیاسپذیر باشد و انتشار کربن را تا ۸۰ درصد کاهش دهد.
- ردپای کربن پترا هایتس حدود ۳۲ درصد کمتر از سازه بتنی مشابه است.
به گزارش صما، استودیوی معماری Groupwork و مهندسان وب یتس، مجتمع مسکونی پترا هایتس را در شمال لندن تکمیل کردهاند که به گفته آنها نخستین ساختمان بلند جهان است که توسط یک اسکلت بیرونی سنگی نگه داشته میشود. در این ساختمان، هزار تن سنگ آتشفشانی جایگزین بتن و فولاد شده است.
ساختمان آپارتمانی واقع در خیابان فینچلی شماره ۳۱۷، از سه بلوک شش تا ده طبقه تشکیل شده است که همگی توسط یک اسکلت خارجی از سنگ غیرمسلح نگه داشته شدهاند. این قاب نردبانی به تنهایی وزن ساختمان و بارهای باد را تحمل میکند، بدون هسته بتنی پایدار، ستونهای بتنی، میلگردهای تقویتکننده فولادی و بدون نیاز به روکش فلزی، زیرا سنگ هم به عنوان سازه و هم به عنوان نما عمل میکند.
حذف هسته بتنی و کاهش کربن
استیو وب، یکی از بنیانگذاران وب یتس، این راهحل را «اولین در جهان» توصیف میکند و میگوید: «تمام وزن ساختمان روی سنگ پایین میآید و تمام بار باد توسط سنگ تحمل میشود. اگر سنگ اینجا نبود، اینجا فقط تلی از آوار بود.»
ساختار تیر و نعل درگاه این قاب که از بازالت سیسیلی و لارویکیت نروژی ساخته شده، از همان منطق اثر جنجالی ۱۵ در کلرکنول کلوز پیروی میکند که برنده جایزه استرلینگ شده بود. اگرچه ساختمان قبلی کوتاهتر و شش طبقه بود، اما همچنان برای پایداری در برابر باد به یک هسته بتنی متکی بود. پترا هایتس این عنصر ساختمانیِ تولیدکننده گازهای گلخانهای را به طور کامل حذف کرده است.
وب به Dezeen گفت: «این واقعاً یک ایده را ارتقا میدهد. بنابراین کلرکنول یک اسکلت بیرونی تحملکننده بار است، فینچلی رود یک سازه اسکلت بیرونی پایدار تحملکننده بار است، و اگر یکی دیگر بسازیم، میتواند بلندتر، بلندتر و قویتر باشد.»
این ساختمان نمایانگر آخرین گام در مأموریت ۱۵ ساله این استودیو برای تثبیت سنگ به عنوان جایگزینی مناسب و کمکربن برای فولاد و بتن است که در مجموع ۱۶ درصد از انتشار گازهای گلخانهای بشر را تشکیل میدهند. آنها استدلال میکنند که سنگهای باربر از نظر پایداری، پس از چوبهای جاذب کربن، در رتبه دوم قرار دارند و اگر در همان کشور استخراج شوند، میتوانند ردپای کربن موجود در سازه فوقانی یک ساختمان را تا ۹۵ درصد کاهش دهند.
امین طاها، بنیانگذار Groupwork، به Dezeen گفت: «این کاری است که هر معمار و مهندسی باید انجام دهد. با چوب شروع کنید. در کجا نمیتوان از چوب استفاده کرد؟ سپس ماده بعدی باید سنگ باشد زیرا کربن تجسمیافته بسیار کمی دارد.»
مقیاسپذیری برای آسمانخراشها
نکته مهم این است که سنگ میتواند در جاهایی که الوارهای حجیم نمیتوانند استفاده شود، که طبق مقررات آتشنشانی بریتانیا، هر ساختمانی با ارتفاع بیش از ۱۸ متر را شامل میشود. از سوی دیگر، تحقیقات Groupwork و وب یتس نشان میدهد که اسکلت بیرونی که پترا هایتس را نگه میدارد، میتواند برای ساخت یک آسمانخراش ۳۰ طبقه مقیاسپذیر باشد که میتواند در مقایسه با یک قاب فولادی، بدون هیچ هزینه اضافی، میزان انتشار گازهای گلخانهای را تا ۸۰ درصد کاهش دهد.
وب توضیح داد: «جاده فینچلی به خودی خود جالب است، اما جالبتر این است که نوعی سنگ بنای تغییرات بزرگتر و نوعی پروژه نمایشی از آنچه میتوان انجام داد، محسوب میشود.»
پترا هایتس که در مکانی دشوار بین ایستگاه قطار و شریان ششبانده جاده فینچلی واقع شده است، هنوز هم به پیهای بتنی زیرزمین و تختههای کف و همچنین سنگهای وارداتی متکی است. اما استودیوها گفتند که ردپای کربن آن از مصالح و ساختوساز حدود ۳۲ درصد کمتر از یک سازه بتنی مسلح مشابه است. استفاده از سیستم کفپوش سنگ و چوب – همانطور که استودیوها در ابتدا برنامهریزی کرده بودند – میتوانست تا ۷۵ درصد پسانداز کند.
چالشهای تأمین سنگ و ساخت
برای محدود کردن انتشار گازهای گلخانهای ناشی از حملونقل، هدف اصلی ساخت پترا هایتس از سنگهای محلی بود. اما در زمان آغاز پروژه، تنها سه سال پس از حادثه کلرکنول کلوز، این دو نفر برای یافتن یک معدن سنگ در بریتانیا که قطعات سنگی به اندازه کافی بزرگ و محکم برای ساخت ۵۷۲ ستون و تیر ساختمان، که بزرگترین آنها پنج متر طول دارد، استخراج کند، با مشکل مواجه شدند.
در عوض، تیم به بازالت سیسیلی روی آورد که توسط سنگتراش ایتالیایی آتلیه رومئو با استفاده از اره سیمی الماس کامپیوتری و یک صفحه گسترده که ابعاد دقیق هر بلوک را مشخص میکرد، به صورت دستی شکافته و برش داده شده بود. با طولانی شدن ساختوساز در دوران همهگیری، آن معدن نیز برای ساخت قطعات بزرگتر با مشکل مواجه شد و تیم به لارویکیت از معدن لوند نروژ روی آورد – این اولین پروژه سنگ ساختمانی این شرکت پس از تقریباً ۱۰۰ سال از زمان تأمین ستونهای کتابخانه عمومی اسلو در سال ۱۹۳۳ بود.
وب گفت: «احتمالاً امروز، اگر این طرح به مرحله طراحی میرسید، آن را با قطعات سنگ بسیار بزرگی مانند آن نمیساختیم. ما قطعات کوچکتر را تحت فشار قرار میدادیم، زیرا لازم نیست معدن خاصی با قطعات سنگ بسیار قوی و بزرگ پیدا کنید. شما میتوانید از سنگهای بریتانیایی استفاده کنید، آنها را در این کشور به هم وصل کنید، بنابراین مجبور نیستید آن را به مسافتهای طولانی حمل کنید و ارزانتر هم هست زیرا آن معدن خاص را پیدا نمیکنید.»
برای طبقات پایین ساختمان از بازالت استفاده شده است، در حالی که لارویکیت را میتوان در طبقات بالایی مشاهده کرد که بلندترین آنها تا ۳۰ متر از سطح زمین ارتفاع دارد. برای یکی کردن این سنگهای آتشفشانی مختلف، گروه کاری از یک ماده شیمیایی برای اکسید کردن سنگ و بیرون آوردن محتوای آهن آن استفاده کرد. این همان چیزی است که به ساختمان رنگ زنگزده متمایزی میدهد و با خانههای آجر قرمز تاریخی منطقه ترکیب میشود.
به گفته طاها، سنگتراشها نسلهاست که از تکنیکهای مشابهی در پروژههای مرمت برای تطبیق سنگهای تازه تراشیده شده با سازه موجود استفاده میکنند. او گفت: «قبلاً به این کار دودهشویی میگفتند، بنابراین دوده را از دودکش برمیداشتید و با آن مخلوط میکردید و روی سنگ میکشیدید تا قدیمیتر به نظر برسد.»
در مجموع، این اسکلت بیرونی از بیش از ۱۰۰۰ تن سنگ تشکیل شده است که با استفاده از رولپلاکها و براکتهای فولادی به همراه مقداری ملات اپوکسی به هم متصل شدهاند. برای کاهش جرم ساختمان و به حداکثر رساندن شکل نامناسب سایت، سازه به سه بلوک تقسیم شده است که بین آنها، ۲۲ آپارتمان به علاوه یک مغازه با نمای شیشهای قرار دارد که در پشت یک ردیف ستون در طبقه همکف واقع شده است. گروه کاری همچنین تصمیم گرفت چند طبقه بالایی هر سه بلوک را پخ بزند تا از مناطق حفاظتشده اطراف دیده نشوند.
طبقات بالایی پترا هایتس – و باغهای سقفی که بر فراز دو بلوک کوتاهتر قرار دارند – از طریق یک راه پله سبک در فضای باز و یک آسانسور در قلب طرح قابل دسترسی هستند. این چاه آسانسور که از ماژولهای سنگی پیشساخته ساخته شده و یکی روی دیگری قرار گرفته بود، تنها در عرض یک روز و نیم ساخته شد، که به اعتقاد وب ممکن است یکی دیگر از اولینها در جهان باشد. یک هسته بالابر مجاور، شامل تأسیسات و خدمات، از ۲۴۰۰ آجر سنگی ساخته شد.
او گفت: «این نشان داده است که یک پیمانکار عمومی معمولی میتواند به راحتی روشها و رویههایی را برای ساخت یک سازه سنگی توسعه دهد، بدون اینکه به کسی که ۵۰ سال شاگردی در تراشیدن سنگ کلیسای نوتردام یا هر جای دیگری کرده باشد، نیاز داشته باشد.»
الگویی برای ساختوساز پایدار
طاها و وب استدلال میکنند که اسکلت سنگیِ باربرِ پترا هایتس، «نوعی معماری بسیار جالبتر، پایدارتر و اخلاقیتر» را نسبت به ساختمانهای آجری ارائه میدهد که در سالهای اخیر بر معماری بریتانیا تسلط یافتهاند و پنج مورد از شش پروژه موجود در فهرست کوتاه جایزه استرلینگ امسال را تشکیل میدهند. آنها امیدوارند که این بتواند به عنوان الگویی برای چگونگی ساخت پایدارتر ۱.۵ میلیون خانه جدیدی که دولت قول داده است تا سال ۲۰۲۹ تحویل دهد، عمل کند.
وب گفت: «ساخت یک میلیون خانه در سبک مسکن بومی ما، که آجرهای تقلبی روی اسکلت بتنی چسبانده شدهاند، یک فاجعه زیستمحیطی است. تأثیر حذف هسته بتنی از ساختمانهای بلند، مزیت بزرگی در کاهش انتشار کربن دارد. و من فکر میکنم که کاربرد آن در بریتانیا برای تمام خانههای متوسط – خلاص شدن از شر تمام آجرکاریها، خلاص شدن از شر تمام هستههای بتنی از خانههای متوسط بتنی – تأثیر زیادی در کاهش ردپای کربن میلیونها خانه خواهد داشت.»
در پروژههای آینده، از جمله توسعهای که اخیراً در هکنی چراغ سبز گرفته است، Groupwork و وب یتس در حال برنامهریزی برای کاهش بیشتر استفاده از فولاد و بتن هستند. این پروژه که طاها با فروش خانه و دفترش در کلرکنول کلوز، هزینه آن را شخصاً تأمین کرده است، قصد دارد با حذف تقریباً کامل بتن و با کمک پیهای سنگی و سیستم کفپوش سنگ و چوب که برای پترا هایتس در نظر گرفته بودند، به یک پروژه کربن منفی تبدیل شود.
