اسفنج؛ الگویی عالی برای بناکردن ساختمان‌های پربازده
پژوهشگران کشور در یک پژوهش، اقتباس از طبیعت را برای بنا کردن ساختمان‌های پربازده مورد بررسی قرار داده‌اند. آنها در این پژوهش از یک موجود زنده قدیمی کره زمین که در طول میلیون‌ها سال در هماهنگ شدن با محیط اطراف خود، بسیار عالی عمل کرده است، بهره برده‌اند.
موبنا-طبیعت همواره در مقابل تغییراتی که با آن مواجه بوده است، ادامه حیات داده و سیستمی با کارایی بالا و تکامل همراه با سازگاری را در این تغییرات از خود نشان داده است؛ گرچه فرم و روند آن بر اساس تغییرات اقلیمی متفاوت بوده است. با توجه به این که طبیعت به عنوان منبع الهامات انسان عمل می‌کند، باید تحت حفاظت قرار گرفته و عملکردش به عنوان چنین منبعی حفظ شود. طبیعت، بیشتر از این که عملکرد فزاینده داشته باشد، به عنوان بهینه‌کننده در بخش‌های مختلف از جمله در مصالح و انرژی مصرفی در راستای عملکرد مناسب‌تر از طریق فرآیند تکامل عمل می‌کند، در خصوص تبعیت از این ویژگی‌های طبیعت، اصطلاح بایومیمیکری و بایومیمتیک مطرح است که از لغت یونانی bios به معنی زندگی و mimesis به معنی تقلید کردن آمده است.
به گفته متخصصان، بایومیمتیک به معنی «انتزاع از طراحی خوب طبیعت» یا «تقلید از عملکرد پایه فرم، فرآیند و سیستم ایجاد راه حل‌های پایدار» است. در تعریف بایومیمتیک، چند اصطلاح وجود دارد: بایومورفیسم به معنی استفاده از فرم‌های بایولوژیک؛ بایوفیلیا به معنی اقتباس از طبیعت به عنوان بخشی از فرآیند طراحی، ایده گرفتن از طبیعت که شامل تمامی مسائل زیست‌محور و بایومیمیکری تقلید از حیات. استفاده از ویژگی ها و یا رفتارهای ریخت شناسی یا فیزیولوژیکی ارگانیسم ها در علوم غیر بیولوژیک، به عنوان بایومیمتیک شناخته می شود. امروزه علاقه روزافزونی به اقتباس از ارگانیسم‌ها در واکنش به تغییرات محیطی وجود دارد که این ویژگی‌ها منجر به تاثیر بر بخش‌های مختلف ساختمان مخصوصا نمای ساختمان‌های پربازده می‌شود.
در همین زمینه، پژوهشگرانی از دانشگاه تربیت مدرس و دانشگاه آزاد اسلامی تهران مطالعه‌ای را انجام داده‌اند که در آن از اسفنج برای بهره‌گیری در ساختمان‌های پُربازده الهام گرفته شده است.
جمع‌آوری اطلاعات اولیه برای این تحقیق به طریق کتابخانهای و با استفاده از مقالات مجلات معتبر و به‌روز علمی بوده و روش تحقیق پژوهش نیز به صورت توصیفی-تحلیلی بوده است.
نتایج حاصل از این پژوهش، امکان الهام از اسفنج سیلیسی را با ویژگی‌های خاصش در سطوح مختلف بایومیمیکری برای اجزای مختلف ساختمان فراهم کرده و طراحی و ایده‌پردازی از فرم، ساختار، فرآیند و عملکرد اسفنج در حالتی بهینه در راستای ساختمان بایونیک را امکان‌پذیر می‌کند.
در این خصوص، محمدجواد مهدوی‌نژاد، پژوهشگر گروه معماری دانشکده هنر و معماری دانشگاه تربیت مدرس و همکارانش می‌گویند: «با تحلیل فرم، عملکرد، ساختار، فرآیند و نحوه تعامل اسفنج با محیط اطرافش که در طی زمان‌های طولانی در اعماق دریا به بهینه‌ترین فرم و ساختار خود در تعامل با محیط اطرافش رسیده، می‌توان به ایدهای در راستای پایداری و همگامی بیشتر با محیط زیست، مصرف حداقل انرژی در ساختمان و داشتن اجزای بهینه دست یافت».
آنها می‌افزایند: «طبیعت در طول عمر خود بهترین راه را برای ادامه حیات و بقاء یافته و به عنوان منبع مناسبی برای مهندسی و معماری به شمار می‌رود. اسفنج‌ها در دریا برای میلیون‌ها سال زیست کرده و خود را با محیط اطراف و زیستگاه خود تطبیق داده‌اند و عملکرد خود را در بهینه‌ترین حالت ممکن تثبیت کرده‌اند. لذا منبع مناسبی برای الهام از طبیعت به شمار می‌روند».
بر اساس این تحقیق، اسفنج در هم زیستی مناسبی با محیط خود، آب را از درون حفره‌هایی داخل بدن خود کشیده و غذا و اکسیژن و مواد مغذی را به خود و موجودات هم‌زیست خود که در درون بدنش قرار دارند، می‌رساند. این هم‌زیستی به گونه‌ای است که اسفنج محلی امن برای زیست این موجودات ایجاد کرده و در عوض مواد مغذی از آنها دریافت می‌کند.
به گفته مهدوی‌نژاد و همکارانش، «نحوه پمپاژ آب از داخل بدن اسفنج، می‌تواند منبع مناسبی برای ایده‌پردازی در راستای عبور هوا از داخل ساختمان و کاهش فشار باد به نمای ساختمان، همچنین تهویه طبیعی باشد».
به اعتقاد این محققان، «با توجه به قابلیت تغییرات اسفنج در شکل و ساختار خود بسته به شرایط محیطی و وجود موجودات مجاور، در ساختمان نیز می‌توان با درنظر گرفتن امکان پویا و متحرک کردن پوسته ساختمان و امکان تغییرات در پوسته دوم ساختمان، به هماهنگی با تغییرات محیطی از جمله تغییرات آب و هوا، میزان نور دریافتی، باد و دیگر شرایط محیطی و در نتیجه کاهش مصرف انرژی ساختمان دست یافت».
در این تحقیق همچنین عنوان شده است که اسپیکیول به عنوان عضو اسکلتی اصلی در ساختار اسفنج، خود دارای قابلیت‌های گوناگونی برای اقتباس گرفتن در اجزای مختلف ساختمان است. با بررسی نوع ساختار و هندسه و نحوه چیدمان اسپیکیول در بدن اسفنج همچنین نحوه و میزان نورگذرانی در گونه‌های مختلف و چگونگی آن در مقطع اسپیکیول، استفاده در مقیاس‌های مختلف برای انتقال نور محیطی به داخل ساختمان امکان‌پذیر است.
این یافته‌های پژوهشی جالب توجه در فصلنامه «نقش جهان – مطالعات نظری و فناوری‌های نوین معماری و شهرسازی» منتشر شده‌اند. این نشریه متعلق به دانشگاه تربیت مدرس است.
ایسنا