سازه چادری

تاریخچه

سازه ‌های پارچه ‌ای کششی از نوع فرم ‌های آنتی کلاستیک هستند که از غشای پارچه ‌ای انعطاف پذیری تشکیل شده اند. این سازه ها توسط کابل ‌ها، سازه  فلزی نگهدارنده و فونداسیون حمایت می‌ شوند.‌ امروزه با پیشرفت‌ های نوین مواد و تکنیک‌های مهندسی، سازه های کششی در سبک ها، اشکال و اندازه های متنوعی طراحی و ساخته می‌شوند. اما تمام این طرح‌های پیچیده ریشه در سازه های دست ساز بسیار ساده ای دارند. که انسان اولیه برای حفظ جان خود در طبیعت می‌ساخته است. 

انواع سازه چادری

سازه چادری در دل تاریخ

قدیمی ترین سازه ی پارچه ای کشف شده در جهان مربوط به مردم کوچ نشین سیبریایی در حدود ۴۴۰۰۰ سال پیش است. این مردم سرپنا‌ه های ساده‌ای از پوست حیوانات و تکه های چوب یا استخوان می‌ساختند. که بقای آنها را در هوای سرد و یخ زده‌ی سیبری ممکن می‌کرده است. سازه هایی از این نوع احتمالا اولین منازل ساخته شده توسط بشر بوده‌اند.

به هر نوع سازه ی نگهدارنده ی پوشیده شده توسط مواد قابل انعطاف چادر گفته می‌شود. اگرچه چادر دوام ساختمان های معمولی را ندارد، اما مواد مورد نیاز برای ساخت آن بسیار کمتر است. بنابراین چادرها در مناطقی با دو شرط غالب کمبود مواد اولیه‌ی ساختمانی و نیاز به جابجایی، مورد استفاده قرار گرفتند.

با این تعریف قدیمی ترین چادرها در سیبری، لاپلند، ایسلند و آلاسکا کشف شده‌اند. شکارچیان برای محافظت از خود در برابر بادهای سرد، پوست حیوانات را روی استخوان های بزرگ یا شاخه‌های درخت آویزان می‌کرده‌اند.

تخمین زده می‌شود حدود ۳۰۰۰۰ سال بعد برای اولین بار از پارچه های بافته شده در ساخت چادر استفاده شده باشد. تا سال های اخیر مواد مورد استفاده در ساخت چادر به شدت تجزیه پذیر بودند. بنابرین شواهد فیزیکی کمی از چادرهای ابتدایی در دست است. قدیمی‌ترین مدرک استفاده از چادر به شکلی که ما می شناسیم، یک نقاشی دیواری مربوط به قرن اول بعد از میلاد است که یک خیمه سرمتی را در گوری در شهر کرچ در شبه جزیره‌ی کریمه کشیده است. سرمت یا سرم‌ها یکی از تیره‌های باستانی ایرانی‌تبار ساکن استپ‌های جنوب روسیه بودند که به زبان ایرانی تکلم داشتند و شاخه غربی از سکاها به ‌شمار می‌آمدند.

سازه های چادری اولیه عمدتا در مناطقی با میزان بارش کمتر گسترش یافتند. هدف اصلی این چادرها، حفظ حریم شخصی و حفاظت در برابر عوامل محیطی و حیوانات است. و بیشتر به عنوان سرپناهی در زمان نیاز کاربرد دارد تا یک فضای دائمی. این سرپناه ها در طول تاریخ و با توجه به شرایط محیطی و مصالح قابل دسترسی، اشکال مختلفی به خود گرفته اند. که در ادامه به تعدادی از مهم‌ترین آن‌ها که تا امروز باقی مانده‌اند اشاره می‌کنیم.

شکل مخروطی، برای چادر ایده‌ال است. چرا که مقاومت بالایی در برابر بارش باران و وزش باد شدید دارد. همچنین خروج دود آتش از داخل چادر مخروطی به خوبی انجام می‌شود. چادرهای مخروطی در سراسر نیمکره‌ی شمالی یافت می‌شوند. مواد و تکنیک های مورد استفاده در ساخت این چادرهای اولیه با توجه به موقعیت و شرایط جوی منطقه متفاوت از یکدیگر بوده است. به عنوان مثال تیپی های مردم بومی آمریکا ( سرخپوستان ) از پوست بوفالو کشیده شده بر روی سازه ی چوبی مخروطی شکل ساخته می‌شده‌اند.

گاهی اوقات از پوست درخت غان برای پوشاندن چارچوب استفاده می‌شده است. درخت غان یا توس سرده‌ای از درختان برگریز و سخت‌ چوب است که در خانواده توسکایان قرار دارد. بیشتر گونه های توس درختانی با اندازه کوچک یا متوسط با عمر کوتاه و بومی قسمت های معتدل و زیرقطبی نیم‌کره شمالی هستند. پوست این درخت ضد آب است و به راحتی به صورت ورقه ای از درخت جدا می‌شود. این خصوصیات باعث شده است که به عنوان مصالح ساخت چادرهای اولیه (پناهگاه‌) مورد استفاده قرار گیرد. Wigwam یا Wetu یک نمونه از این نوع پناهگاه‌ ها به حساب می‌آید که توسط برخی از اقوام بومی آمریکا مورد استفاده قرار می‌گرفته است.

در حالی که بومیان آمریکای شمالی در حال تکمیل و توسعه ‌ی چادرهای خیمه‌ای شکل خود بودند. مردم عشایر و صحرا نشین مناطق شمال آفریقا و خاورمیانه مانند بادیه نشین‌ها، بربرها، مورها و کردها سیاه چادر را برای زندگی  انتخاب کردند. سیاه چادر یکی از اولین و موفق‌ترین انواع سازه ی چادری در جهان است. که از پوششی بافته شده از موی بز سیاه، طناب های کششی و تیرهای پشتیبان ساخته می‌شود. این نوع پارچه ی بافته شده اجازه ‌ی عبور هوا را می‌دهد. و سایه‌ی خنکی ایجاد می‌کند. با این حال زمانی که الیاف آن خیس شوند افزایش حجم می‌دهند و آب را دفع می‌کنند، بنابراین توانایی محافظت در برابر باران را نیز دارد. این ویژگی شگفت‌انگیز سیاه چادر را برای استفاده در آب و هوی گرم صحرا بسیار مناسب کرده است.

سیاه چادر در طول فتوحات اعراب در قرن هشتم در سراسر جهان متمدن گسترش یافت و اشکال تکامل یافته‌ی آن همچنان مورد استفاده قرار می گیرند.

گر مغولی (که در زبان روسی به آن یورت می گویند) از لوکس ترین خانه های قبایل عشایری است . این پناهگاه ها راحتی و گرما را در یکی از مرتفع ترین و سردترین نقاط جهان فراهم کرده‌اند. گر از یک دیوار مشبک مدور با پوشش پشم نمدی و درب چوبی ساخته شده است. یک سوراخ در مرکز سقف اجازه می دهد تا دود آتش از آن بیرون برود.

تاریخچه سازه چادری در ارتش

سبک و قابل حمل بودن چادر باعث شد از همان نبردهای اولیه ‌ی تاریخ به عنوان یکی از تجهیزات نظامی مورد استفاده قرار بگیرد. چادر‌های چرمی از قرن اول پیش از میلاد توسط ارتش رم مورد استفاده قرار گرفت و تا قرن هفتم میلادی چادر ساده به یکی از مشخصه‌ های ارتش بیزانس تبدیل شد. در سال ۱۸۵۸ گادفری رودرز، یک کاپتان ارتش بریتانیا، بیمارستان چادری استاندارد را طراحی کرد. این روند تاریخی تا کنون ادامه یافته است، به نحوی که ارتش ‌های امروزی از چادرهای مدرن، بادوام و پیشرفته در نبردها و اردوگاه‌های نظامی خود بهره می‌برند.

این چادرها به دلیل سبک و قابل حمل بودن نسبت به ساختمان‌های ساخته شده از آجر و ملات ارجحیت دارند. در سالهای اخیر با پیشرفت‌های حاصل در زمینه‌ی کامپوزیت ها و فلزات سبک، صنعت چادرهای نظامی رشد زیادی داشته است. این چادرهای مهندسی شده، ضد آب و بسیار سبک بوده و در کمتر از ده دقیقه برپا می‌شوند . همچنین از تجهیزات الکترونیکی نظیر سیستم های کارآمد گرمایشی و سرمایشی و منبع نور LED بهره می‌برند.

از این چادرها برای اسکان سربازان در پادگا‌ن ها و نبردها، محل انبار و نگهداری ماشین‌آلات، تجهیزات و مهمات و ایجاد پایگاه‌های گشت و اکتشاف استفاده می‌شود. در مجموع چادر به ارتش ها این امکان را می‌دهد که ظرفیت عملیاتی و مسکونی خود را به سرعت افزایش دهند و از این نظر بسیار مفید و کارآمد هستند.

تاریخچه سازه چادری در سالن‌های نمایش

استفاده از چادر برای پوشش سقف سالن‌های نمایش قدمت دیرینه‌ای دارد. کولوسئوم یکی از بزرگترین و اعجاب انگیزترین این سالن ها است که بزرگترین تماشاخانه در امپراطوری رم باستان بوده و تا ۸۰۰۰۰ هزار نفر جمعیت را در خود جای می‌داده است. در آن زمان امکان ساخت سقفی دائمی به این عظمت که بتواند در برابر باد و بارندگی‌های شدید مقاومت کند وجود نداشته است. بنابراین رمی‌ها با الهام از بادبان کشتی‌ها، سقف پارچه ای را برای پوشش کولوسئوم انتخاب کردند. این پوشش پارچه ای ولاریوم نام داشته و جایگاه تماشاچیان را پوشش می‌داد. این سایبان شیب دار توسط ۲۴۰ تیر چوبی نگهداشته می‌شده که از ردیف آخر خارج می‌شدند و بقایای تکیه‌گاه‌ها و حفره‌های آن همچنان قابل مشاهده  است.

این پوشش پارچه ای مانند بادبان کشتی‌ها از جنس کتان (لینن) یا کرباس ساخته می شده. و کلمه ولاریوم از کلمه ای لاتین به معنی بادبان گرفته شده است. در واقع اولین کاربردهای اساسی سازه های کششی در معماری با استفاده از دانش دریانوردی میسر شده است. درکولوسئوم و آمفی تئاترها غالباً از سقف های پارچه ای جمع شونده‌ای استفاده میشده است که با دکل ها و کابل هایی نگه داشته می شدند. و دریانوردان بازنشسته این سایبان های پیچیده را کنترل می‌کردند. این سایبان‌ها در زمان وزش بادهای شدید و بارش باران شدید جمع می‌شدند تا از آسیب دیدگی آنها جلوگیری شود.

استفاده از سازه چادری به عنوان چادر سیرک

اولین چادر شناخته شده سیرک در سال 1770در پل وست مینستر برپا شد. که از یک سازه کتانی بزرگ ساخته شده بود. به تدریج استفاده از چادر در سیرک ها گسترش یافت. تا آنجا که به یکی از معروف‌ترین اشکال سازه کششی قرن 20 تبدیل شد. چادرهای اولیه سیرک از یک شکل ساده چتر مانند استفاده می کردند. قرار گرفتن ستون در مرکز این نوع چادر، یک نقطه ضعف به حساب می‌آمد. چرا که فضای مرکزی را غیر قابل استفاده می‌کرد. این مشکل با افزودن تیرهای پشتیبان حل شد. و فضای کافی برای سیرکهای سه حلقه فراهم گردید. بعضی چادرهای سیرک به حدی غول پیکر بودندکه می توانستند بیش از ده هزار نفر را در خود جای دهند. شرکت Stromeyer and C.o. در سال 1872 به طور خاص برای تأمین تقاضای چادرهای سیرک تأسیس شد. این شرکت بعدها تاثیر زیادی در توسعه‌ی سازه های پارچه ای مدرن گذاشت. به عنوان مثال در زیر تصویر چادر بزرگ سیرک معروف آفتاب را در تور بارسلونا مشاهده می‌کنید.

امروزه چادر سیرک به یک نماد در سراسر جهان تبدیل شده است، به نحوی که رهگذران با نگاهی کوتاه می‌توانند کارایی آن را تشخیص دهند. این چادرها به ویژه برای سیرک های سیار که تورهای جهانی برگزار می کنند مناسب است.

استفاده از سازه چادری در فضاهای شهری

با گسترش یکجا‌نشینی استفاده از چادر به شدت کاهش پیدا کرد و بیشتر به عنوان مکانی برای برپایی گردهمایی‌ها، انجام مراسم مذهبی و سایبان معابر مورد استفاده قرار گرفت .سیستم‌های سایبان شهری با الهام از چادرهای مردم کوچنشین طراحی و ساخته شدند. این سایبان‌ها در ابتدا برای پوشش خیابان‌ها و حیاط‌های داخلی رایج شدند، سپس  به عنوان پوشش محافظ در تئاترها مورد استفاده قرار گرفتند. بعدها از سازه های پارچه ای پیش تنیده که توسط کابل‌های ساده نگه داشته می‌شدند، در ساخت سایبان‌های دکوراتیو در رویدادهای خاص استفاده شد.

ظهور و گسترش سازه پارچه ای مدرن

پیشگامان علم سازه پارچه ای کششی

اولین پروژه‌ی بزرگ  Otto، پاویون 8000 متر مربعی نمایشگاه مونترال بود که در سال 1967 ساخته شد. در آن زمان پارچه ای که بتواند در برابر تنش ناشی از چنین سازه ی عظیمی مقاومت کند وجود نداشت. برای حل این مشکل، Otto شبکه‌ی بهم پیوسته‌ای از کابل‌ها را طراحی کرد که غشای پارچه ای دقیقا زیر آن آویزان می‌شد.

آثار بسیاری از Otto به جا مانده است اما پروژه‌ی شاخص وی سقف استادیوم بازی‌های المپیک مونیخ در سال 1972 می‌باشد. این سقف ساختاری شبکه‌ا‌ی از کابل‌ها است که با پنل‌های آکریلیک پوشیده می‌شود و 37000 متر مربع مساحت دارد. از این سازه به عنوان یکی از برجسته‌ترین آثار قرن یاد می‌شود. و امروز پس از گذشت نزدیک به از پنجاه سال از ساخت آن، همچنان به همان زیبایی و جلال اولیه پابرجا مانده و شکوه معماری آن تحسین همگان را برمی‌انگیزد.

Horst Berger مهندس سازه و طراحی که کارهایش در زمینه‌ی سازه‎‌های کششی سبک شناخته شده است. سازه پارچه ای کششی را به دنیای معماری مدرن معرفی کرد. در دهه‌ی 1970 برگر یک  سازه ی پارچه ای کششی را از منظر ریاضی توصیف کرد. وی طراح برخی از اولین، بزرگ‌ترین و زیباترین سازه های کششی در جهان است. پروژه هایی مانند ترمینال حجاج فرودگاه بین المللی ملک عبدالعزیز در جده عربستان سعودی که شامل 210 چادر سفید ساخته شده از پارچه‌ی فایبرگلس با پوشش تفلون می‌باشد. این  سازه ی چادری عظیم به طور همزمان 80000 مسافر را در برابر تابش آفتاب سوزان صحرای عربستان محافظت می‌کند.

یکی دیگر از پروژه‌های برجسته‌ی Berger ، سقف پارچه ای کششی بسیار زیبای فرودگاه بین المللی دنور است. کانسپت طراحی این سازه، توجه به محیط طبیعی و فرهنگ کوهستان راکی است. که فرودگاه دنور در آن ساخته شده است. هماهنگی میان فضای بیرونی و درونی با به کارگیری دو المان طبیعی فرم و نور فراهم شده است. شکل منحصر به فرد این سقف با قله‌ها و دره‌های زیبا نمایی از کوهستان راکی را به خاطر می‌آورد و چشم‌ها را به خود خیره ‌می‌کند.

پارچه مورد استفاده در سازه پارچه ای مدرن