آلاچیق چادری – اقتصادی ترین پوشش سقف

آلاچیق چادری -مقدمه

آلاچیق چادری ؛

قبل از پرداختن به این موضوع ؛ می توانید انواع سازه چادری که توسط شرکت سازه چادری و سایبان چادری آلفا طراحی و تولید می گردد

را در ویدئوی زیر مشاهده نمایید :

 

 

آلاچیق چادری ساختاری از عناصر است که تنها دارای تنش و بدون فشار و خمش می باشند.

سازه پارچه ای متداول ترین نوع سازه های پوسته نازک است. به لحاظ اقتصادی و مقرون به صرفه بودن

یک سازه غشایی اغلب به عنوان پوشش سقف مورد استفاده قرار می گیرد.

بیشتر سازه های کششی ( سایبان چادری ) توسط نوعی از عناصر خمشی و فشاری مانند دکل ها  پشتیبانی می شوند.

از مدتها قبل در چادرها از سازه های کششی استفاده شده است که به آن اجازه تحمل بارها را می دهد.

پیشرفت فن آوری پایدار باعث افزایش محبوبیت سازه های بام پارچه شده است.

وزن کم مواد ، باعث می شود ساخت و سازها آسانتر و ارزانتر از طرح های استاندارد باشند.

به ویژه هنگامی که قرار است فضاهای باز گسترده ای پوشانده شود.

طبیعت سبک ، ویژگی های شفاف و بازتابنده آن ، و سازگاری با محیط زیست نیز می تواند از مزایای سازه چادری باشد.

 

تاریخچه سازه چادری کششی

مهندس روسی ولادیمیر شوخوف یکی از اولین کسانی بود

که محاسبات عملی از تنش و تغییر شکل سازه های کششی ، پوسته ها و غشاها را مطرح کرد.

شوخوف با مساحت 27000 متر مربع ، در سال 1896 ، هشت سازه چادری با کاربری غرفه های نمایشگاهی  را

برای نمایشگاه نیژنی نوگورود طراحی کرد.

این مفهوم بعداً توسط مهندس معمار آلمانی ، فری اتو ، مورد استفاده قرار گرفت.

او برای اولین بار از این ایده در ساخت غرفه آلمان غربی در نمایشگاه 67 ، در مونترال استفاده کرد.

بعدا ، اتو از این ایده برای پشت بام استادیوم المپیک تابستانی 1972 در مونیخ استفاده کرد [2].

بزرگترین سقف پوشیده شده توسط سازه پارچه ای در جهان عبارتند از: گنبد هزاره لندن و ترمینال حاج در جده  [3].

 

طراحی مفهوم و معیارهای یافتن شکل-آلاچیق چادری

کلیات

طراحی مفهوم مهمترین مرحله از فرآیند طراحی است.

یک مفهوم بد در طول فرآیند طراحی ، ساخت و نصب  سبب ایجاد اختلال در  ظاهر و عملکرد محصول نهایی می شود.

تعدادی از عوامل باید مورد توجه قرار گیرد:

عوامل موثر در طراحی سازه چادری

الف) محدودیت های هندسی سایت و ساختمانهای مجاور

ب) سطح سایه خورشید و زاویه های آن

ج) جریان هوا و تهویه فضا

د) نیاز به انتقال نور برای فضای زیر

ه) در دسترس بودن و موقعیت نقاط لنگرگاه

و) نیاز به لنگرگاههای حاشیه ای محاصره شده مداوم

ح) دستیابی به انحنای کافی برای به حداقل رساندن تنش و حرکات پارچه

ز) زهکشی آب باران و جلوگیری از آبگرفتگی

 

انواع مختلفی از سازه کششی-آلاچیق چادری

کلیات

یک غشای پارچه ای با کشش دو بعدی می تواند نیروهای کششی مسطح را به خود بگیرد ، اما نمی تواند نیروهای قابل توجهی عمودی را تحمل کند.

بنابراین ، پارچه کششی باید از یک شکل سه بعدی خاص استفاده کند تا پایدار بماند.

این اشکال توسط Otto و Berger در حین بررسی اشکال طبیعی مانند حباب های صابون کشف شد.

اشکال مختلف غشا در آلاچیق چادری

دو نوع شکل کلی وجود دارد: اشکال آنتی کلاستیک و سین کلاستیک

1) اشکال آنتی کلاستیک با داشتن شعاع انحنای اصلی در طرف های مخالف سطح پارچه کششی ایجاد می شود.

در نتیجه ، هنگامی که در یک نقطه خاص بارگیری می شود ، تنش در یک منحنی غشاء افزایش می یابد و منحنی مخالف را رها می کند.

به منظور حفظ اشکال آنتی استاتیک ، نوعی قاب ساختاری یا تکیه گاه به شکل کابل یا تیرهای فلزی ضروری است.

برخی از نمونه های اشکال آنتی کلاستیک،  شکل زین اسبی و کایت ها  در سایبان چادری هستند.

2) اشکال سین کلاستیک با داشتن شعاع انحنای اصلی و در همان طرف پارچه مشخص می شود (شکل 2).

برای مقابله با نیروهای خارجی ، فشار از درون لازم است.

 

روش های مورد استفاده برای طراحی مفهوم

الف) مدل های رایانه ای Wireframe – مدل های رایانه ای نقطه شروع هستند ، برای بررسی اشکال مختلف پارچه و توسعه طرح مفهوم به صورت عملی ، برای اطمینان از رضایت از معیارهای طراحی.

ب) مدلهای کاملاً رایانه ای – مدلهای طراحی نهایی سازه چادری را می توان به مدل کل ساختمان اضافه کرد. آنها برای ارائه نهایی به مشتریان بسیار مفید تلقی می شوند

 

مهار ها و فونداسیون در آلاچیق چادری

تأمین لنگرگاههای مناسب و سازه پشتیبانی باید در اولین مراحل فرآیند طراحی مورد بررسی قرار گیرد. عدم رسیدگی به این موضوعات ، می تواند باعث عدم کارایی اصولی  سازه پارچه ای کششی شود.

حتی سازه های سایبان کوچک نیروهای قابل توجهی را به زیر ساختارها تحمیل می کنند. ساختارهای بزرگ به ویژگی های طراحی ویژه ای نیاز دارند تا بتوانند در برابر نیروهای کششی مقاومت کنند.

 

گزینه های پارچه – PVC و PTFE

سه نوع اصلی از پارچه کششی استفاده شده در کاربردهای معماری امروزه وجود دارد:

• پلی استر روکش شده با پی وی سی ،
• فایبرگلاس روکش شده با سیلیکون
• فایبرگلاس با روکش تفلون.

جهت کسب اطلاعات بیشتر در این خصوص به مقاله سازه چادری ، مفاهیم و کلیات طراحی سازه چادری و تحلیل آن   مراجعه کنید.

پارچه پایه بسیار مهم است زیرا تعدادی از خواص نهایی پارچه ، از جمله تنش و خاصیت کرنش را دیکته می کند [6].

آنها علاوه بر مقاومت باورنکردنی پارچه های پایه ، نسبتاً شفاف و بازتابی نیز دارند.

به عنوان مثال ، فایبرگلاس پوشش داده شده با تفلون بازتاب 70٪ دارد [7].

 

عوامل مؤثر بر عملکرد پارچه

مشاهده سایبان پارچه ای در موقعیت های مختلف در مناطق مختلف جهان ، بیانگر  تأثیر بسیار چشمگیر محیط  در عملکرد سازه چادری می باشد.

عوامل اصلی مؤثر بر عملکرد پارچه به شرح زیر است:

عرض جغرافیایی و دمای پارچه

سطح اشعه ماوراء بنفش که به پارچه می رسد

سطح رطوبت

میزان آلودگی و همچنین نوع آلاینده ها

سطح گرد و غبار

قرار گرفتن در معرض بارندگی مستقیم

 

پارچه PVC / پلی استر: خواص و خصوصیات

مقدمه

پارچه PVC / پلی استر از یک پارچه پایه پلی استر بافته شده است که با PVC و یک روکش دیگر دیگر روکش شده است. بسته به نوع پوشش محافظ بالا ، می توان آنها را به 2 دسته اصلی طبقه بندی کرد:

• لاک اکریلیک
• پوششهای آلیاژی لاک PVDF / آکریلیک در نسبت های مختلف

شرح جزئیات

تاثیر در ظاهر

این روکش های بالا تأثیر زیادی در عملکرد و ظاهر پارچه دارند. آنها نه تنها مقداری از مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش خود را فراهم می کنند ، بلکه ویژگی های خود تمیز کنندگی آن را نیز بسیار بهبود می بخشند.

به طور کلی ، پارچه هایی با پوشش آکریلیک در کشورهای گرمسیری به طور طولانی مدت عملکرد خوبی نداشته اند.

به نظر می رسد بسیاری از نمونه ها پس از گذشت زمان نسبتاً کوتاه ، در خدمت ، مقدار قابل توجهی از خاک و گرد و غبار را جذب و حفظ می کنند.

تاثیر در عملکرد

در سایت هایی که میزان اشعه ماوراء بنفش بالایی دارند ، پوشش های اکریلیک نسبتاً سریع تجزیه می شوند. شکل ظاهری بعد از نصب ممکن است طی چند سال بدتر شود.

امتیازات پارچه PVDF

پارچه هایی با روکش آلیاژ PVDF / آکریلیک بیشترین استفاده را دارند. آنها دارای حدود 25 سال عمر مفید هستند.

روکش PVDF / آکریلیک به عنوان بخشی از فرآیند تولید بر روی پارچه پایه گرم شده است.

سطح بالای پارچه دارای احساس لغزنده ای صاف است ، بنابراین در دفع خاک و مقاومت در برابر رشد قالب بسیار مؤثر است.

 

پارچه PTFE / فایبرگلاس: خواص و خصوصیات

اولین ساختار PTFE / فایبرگلاس در فضای باز تقریباً 40 سال پیش در کالیفرنیا برپا شد. هنوز هم  این سازه در عملکرد خوب عمل می کند.

بنابراین ، این احتمال وجود دارد که سازه هایی که با پارچه های امروزی PTFE / فایبرگلاس ساخته شده اند ، بیش از 50 سال عمر مفید داشته باشند.

پارچه PTFE / فایبرگلاس در دفع خاک بسیار مؤثر است. سازه هایی که پس از گذشت سال ها از خدمات مورد بازرسی قرار گرفته اند ، با سطوح کاملاً تمیز یافت شده اند.

ضرر اصلی پارچه PTFE هزینه بالای آن است – هزینه کلی سازه ها ، با استفاده از این پارچه تقریبا دو برابر ساختار PVC است.

 

انتقال نور و گرما-آلاچیق چادری

یکی از مهمترین مزایای پارچه ، خواص شفاف آن است – به طور متوسط ، پارچه های معماری حدود 13٪ از نور  در سطح بالا را منتقل می کنند.

این امر باعث می شود فضای بسیار مطبوع از نور و هوا مطبوع باشد.

همچنین می تواند موجب صرفه جویی قابل توجهی در هزینه های روشنایی شود. پارچه همچنین در کاهش انتقال حرارت تابشی از خورشید بسیار مؤثر است.

با این حال ، گرم شدن کره زمین به احتمال زیاد منجر به افزایش استفاده از سازه چادری کششی در آینده خواهد شد.

 

روشنایی پارچه در سایبان چادری

نورپردازی در تأکید بر زیبایی سازه های پارچه ای بسیار مؤثر است و همیشه ، هر زمان ممکن ، باید در آن گنجانده شود. بسته به تأثیر مطلوب مورد نظر ، هم از نورپردازی در پشت و هم از نورپردازی جلو قابل استفاده است

 

پارچه کششی و تقابل آن با آتش

PVC دارای خواص ضد آتش بوده و به درجه آتش 2 درجه می رسد.

یعنی پارچه خاموش است و قطره ای از پارچه مذاب تولید نمی کند.

درجه آتش سوزی توسط اکثر مراجع تصویب شده برای استفاده ، عموماً به عنوان محفظه سقفی پذیرفته شده است.

PVC در شرایط آتش سوزی مزیت دیگری دارد. درزهای پارچه در حدود 100 درجه سانتیگراد از هم جدا می شوند

و بدین ترتیب امکان تخلیه زود هنگام دودهای سمی و دود فراهم می شود.

 

پارچه تمیز

تمیز کردن پارچه آسان است. می توان با استفاده از برس های نرم ،

به راحتی و با شوینده های غیر اسیدی و آب شستشوی فراوان انجام داد. [8].

 

مطالعه موردی 1: فرودگاه بین المللی دنور ، ایالات متحده

فرودگاه بین المللی دنور در سال 1994 به پایان رسید. این سومین فرودگاه بزرگ جهان است.

سقف فایبرگلاس با روکش تفلون این فرودگاه به گونه ای طراحی شده است

که شباهت به قلل کوه های راکی در زمستان ، پوشانده از برف دارد.[9].

 

مورد مطالعه 2: ترمینال حاج ، فرودگاه بین المللی جده ، عربستان سعودی

مقدمه

روزانه 80،000 نفر برای انتقال بین اتوبوس ها و هواپیماها باید اسکان داده شوند.

برای محافظت از مردم در برابر گرمای بیابان خورشید ، باید 440،000 متر مربع از فضای آن پوشانده شود.

در طول طراحی مفهومی ، طرح های سقف بتونی و فلزی به دلیل اینکه گرمای زیادی را جذب می کنند رها شدند.

مشخصات

گزینه های ساختار پارچه ، با مشورت با هورست برگر از همکاران Geiger Berger ،

که سقف پارچه ای آن برای دوچرخه در فیلادلفیا در روزهای گرم اثبات شده بود ، بهبود یافته است.

پارچه فایبر گلاس PTFE 70٪ از گرمای خورشید را منعکس می کند

و در طول شب تابش نور را از بین می برد و به دلیل شفاف بودن ، نور الکتریکی را از بین می برد.

تکیه گاه های داخلی از یک ستون منفرد تشکیل شده است.

در امتداد لبه ها و گوشه ها ، دو یا چهار ستون در قاب ها ترکیب شدند تا در مقابل نیروهای جانبی مقاومت کنند.

این ترتیب سیستم پشتیبانی به معماری بزرگترین سقف جهان ، تصویر قدرتمندی می بخشد [10].

نتیجه – آلاچیق چادری

سایبان چادری

پارچه کششی به کار رفته در سازه چادری ، علیرغم کاربرد گسترده تر آن در دهه گذشته یا حتی بیشتر ، در مصارف معماری ، مصالح ساختاری نسبتاً جدیدی است.

کشف فرم های لازم و میزان پیش تنیدگی می تواند بسیار پیچیده باشد.

با این حال ، مزایای استفاده از پارچه کششی قابل بحث نیست.

به خصوص در مناطق بزرگ ، یک راه حل فوق العاده سبک ، صرفه جویی در مواد و صرفه جویی در مصرف انرژی برای سیستم های بام است.

به طور خلاصه ،سایبان چادری برای طراحی سازه های پایدار گزینه ای عالی برای معماران و مهندسان است

 

نویسنده مقاله

دکتر محمد عارف کمال

دانشیار ، بخش معماری

دانشگاه الیگار مسلمان ، الیگار

 

منابع

[1] www.en.wikipedia.org/wiki/Tensile_structure
[2] Red Sky Shelters. “The History of Tensile Architecture.” Red Sky Shelters. www.redskyshelters.com/tensilehistory.html.
[3] “Millennium Dome”, Midas User. www.midasuser.com/info/land/read.asp?index_id=4&pg=1&so=1&sk.
[4] Intents. “About Membranes” Technical. Intents. http://www.intents.be/default2.asp.
[5] N. Browne. “CPD.” Fabric Architecture and Signature Structures. www.fabricarchitecture.co.uk/cpd.htm.
[6] Seaman Corporation. “Utilization of Vinyl Coated Polyester Fabrics for Architectural Applications.” Seaman Corporation. www.architecturalfabrics.com/whitepaper.html.
[7] U. Gandhi. Design and Construction of Tension Membrane Structures. http://homepages.cae.wisc.edu/~ukgandhi/documents/tensile%20structures_paper.pdf.
[8] www.tensionstructures.co.za/tensile-fabric-structures/
[9] www.architen.com/2012/05/famous-examples-of-tensile-structures/
[10] www.tensinet.com/database/viewProject/3859.html