معجزه پلیمر برای هزاره جدید

چند دهه قبل، معماران تنها می­توانستند تصوری از ایده­های خلاقانه و بناهای شگفت انگیز خود داشته باشند، درحالی که امکان ساختن چنین پروژه­های جاه طلبانه­ای وجود نداشت. اما امروزه ساخت پهنه­ای شناور از حبابهای شیشه­ای یا استادیوم ورزشی بافته شده از تیرهای فولادی و یا حتی پوشش شفاف چادر مانندی بر روی هزاران متر مربع زمین – که صرفا می­توانست در تصور آدمی شکل بگیرد –  جنبه عملی به خود گرفته است. هرچند عموم مردم، ساخت چنین بناهایی را حاصل ابتکار و خلاقیت معماران و مهندسان می­دانند اما حقیقت اینست که برپایی چنین سازه­هایی بیش از هر چیز مدیون ویژگی­های منحصر به فرد متریالی است که بطور مخفف ETFE نامیده می­شود.

ETFE (Ethylene Tetrafluoroethylene) یک پلیمر پایه فلوئوروکربن بسیار بادوام و با قابلیت­های فوق العاده است که از آن به عنوان متریال ساختمانی آینده نام برده می­شود. این پلیمر شگفت انگیز یک پلاستیک شفاف تفلونی است که جایگزین شیشه و پلاستیک­های معمولی در بسیاری از ساختمانها شده است. هر چند این متریال با کارهای معماری شگفت انگیز به جهانیان معرفی شده است اما در حقیقت تاریخچه اختراع آن به دهه 70 میلادی برمی­گردد که نخستین بار در صنایع هوانوردی به کار برده شد. ETFE  از حدود 15 سال پیش مورد توجه معماران قرار گرفت و هم اکنون بناهای بسیاری در سرتاسر جهان با استفاده از آن ساخته می­شوند.

ETFE در مقایسه با شیشه، امتیازات فوق­العاده­ای دارد که از آن جمله می­توان به وزن بسیار کم آن اشاره کرد، به گونه­ای که با دارا بودن یک درصد وزن، هم نور بیشتری را از خود عبور می­دهد و هم عایق بهتری محسوب می­شود. از لحاظ هزینه­های نصب، بین 24 تا 70 درصد صرفه اقتصادی دارد. از دیگر ویژگی­های آن می­توان به حالت ارتجاعی فوق­العاده آن اشاره کرد که می­تواند تا 400 برابر وزن خودش را تحمل کند. این متریال به خاطر سطوح کربنی لغزنده خود، بصورت خودکار، گرد و غبار و چرک و لکه را پاک می­کند، همچنین طول عمر زیاد داشته و از قابلیت بازیافت برخوردار است.

نمونه­ای از کاربردهای ETFE در جهان معماری:  

پروژه Eden در انگلستان (2001):

این پروژه عظیم ترین بنای ساخته شده با استفاده از ETFE می­باشد. این بنا گلخانه بزرگی با گنبدهای ژئودزیک است که قابلیت پرورش انواع گونه­های گیاهی بومی اقلیم­های مختلف سرتاسر جهان را داراست. از اقلیم مدیترانه­ای گرفته تا جنگلهای پرباران استوایی. اما نکته اینجاست که تمام این ویژگی­ها مدیون قابلیتهای فوق­العاده ETFE نظیر انعطاف پذیری، سبکی، دوام و … است که معمار پروژه نیکولاس گریمشاو را در طراحی و اجرای آن یاری نموده است. 

استادیوم Basel در سوئیس (2001):

این پروژه توسط معماران هرزوگ و دمورن طراحی شده است. استادیوم شکل پف کرده خود را در نمای بیرونی از پانلهای بادکرده­ای به دست آورده است که از ورق­های ETFE ساخته شده­اند. برای ایجاد چنین پانلهایی، هوای خشک با فشار به داخل دو ورق­ ETFE که از تمام جهات به یکدیگر جوش داده شده­اند، دمیده می­شود. در نمای این استادیوم نام شهر باسل توسط ورق­های ETFE که دارای رنگ قرمز ثابتی هستند حک شده است و در سایر قسمت­ها، نما بصورت نیمه شفاف همانند پرده سینما است که با جلوه­هایی از طریق پرژکتورها روشن می­شوند. 

استادیوم Alianz-Arena در آلمان (2005):

این استادیوم فوتبال در مونیخ، ابتکار دیگری از هرزوگ و دمورن است. لقب (قایق بادی) این استادیوم، ریشه در شکل منحصر به فرد و نیز 2800 پانل پف کرده ETFE دارد که نمای خارجی آن را پوشانده­اند. همانند استادیوم باسل، پوسته استادیوم آلیانز هم، شب هنگام روشن می­شود و بسته به تیمی که در آن میزبان است به رنگهای قرمز، آبی یا سفید درمی­آید.

مرکز بازیهای آبی پکن (2007):

این ساختمان ملقب به مکعب آبی است و میزبان بازیهای آبی المپیک 2008 پکن خواهد بود. در طراحی و ساخت این بنا، بر اساس ایده خاص آن، از 4000 پانل ETFE در جداره­ها و سقف استفاده شده است تا جلوه­ای حباب مانند در داخل و خارج آن ایجاد شود. مکعب آبی دارای 5 استخر برای شنا، شیرجه و واترپلو و 17000 سکو برای تماشاگران است. همچنین این ساختمان جزء معدود بناهایی در جهان است که بیشترین بهره وری انرژی را داراست. لایه­های حبابی آبی رنگ در نما، این قابلیت را بوجود آورده تا ساختمان همانند یک گلخانه، تا 90 درصد انرژی تابشی خورشید را در خود حبس کرده و از آن برای گرمایش داخلی و گرمایش استخرها استفاده شود.

استادیوم ملی پکن (2007):

به فاصله نیم کیلومتر از مکعب آبی، محل استقرار آشیانه پرنده “Bird’s Nest” یعنی استادیوم ملی پکن  است که کاری دیگر از معماران، هرزوگ و دمورن می­باشد. این پروژه تضادی است از یک اسکلت فولادی به هم تنیده صلب و لایه های نرمETFE  که با یکدیگر ترکیب شده­اند و در واقع از لایه­های ETFE برای پوشش فضاهای میان استراکچر فولادی استفاده شده است.

مرکز تفریحی Khan Shatyry در قزاقستان (2008):

این پروژه که توسط دفتر معماری نورمن فاستر طراحی شده یک مرکز بزرگ تفریحی و فرهنگی است که در آستانه، پایتخت کشور قزاقستان واقع شده است. این مرکز که در حال ساخت می­باشد، شامل گستره­ای از فروشگاه­ها، کافه­ها، تئاترهای نمایش و … می­یاشد. سازه این بنا به یک چادر غول پیکر برفراز یک کوهستان شباهت دارد. در حقیقت ETFE نقش یک ستاره را در ساخت این بنا بازی می­کند و غشاء عظیم خارجی آن را تشکیل می­دهد. در نتیجه این امکان فراهم می­شود که در عین عبور نور به فضاهای داخلی، مردم در مقابل اثرات نامطلوب آب و هوای ناملایم، محافظت شوند و کل مجموعه در سرتاسر سال قابل استفاده گردد.