گنبدی شگفتانگیز در کشور سنگاپور
بیمانا: سقف استادیوم سنگاپور با بیش از 80 متر ارتفاع از سطح زمین، بزرگترین سازه گنبدی شکل جهان است. در متن پیش‌رو، به فرآیند یکپارچه‌سازی مدلهای معماری و سازه‌ای، برای تحقق این پروژه بلند پروازانه، پرداخته شده است.
بر طبق اظهارات شرکت آروپ (Arup)، طراحی خلاقانه “مرکز ورزشی سنگاپور” با استادیومی به ظرفیت 55 هزار نفر، الگویی مناسب در طراحی استادیومها در آینده میباشد. شرکت آروپ به واسطه سابقه درخشان خود در انجام پروژه‌های مختلف عمرانی برگزیده شد. این شرکت در ساخت پروژه‌های معتبر زیادی دست داشته است. از آن جمله می‌توان به استادیوم ملی پکن، استادیوم آلیانس آرنا در شهر مونیخ و استادیوم شهر منچستر اشاره نمود.
همچنین می‌بایست به نقش مهمی که شرکت آروپ در فرآیند طرح جامع خلیج ماریانا (Marina) دارد، اشاره کرد. این طرح سنگاپور را به مکانی جذاب برای کار، زندگی و تفریح تبدیل خواهد نمود. نتیجه نهایی این کار منجر به ساخت بزرگترین مجموعه ورزشی جهان با مشارکت بخش خصوصی و دولتی شد. لازم به ذکر است که از ابتدای کار، اولویت اصلی طراحی، آسایش تماشاگران در آب و هوای استوایی سنگاپور بود. از این رو شرکت آروپ یک سازه گنبدی شکل با ضخامت بسیار کم و مجهز به سقف متحرک را طراحی کرد.
این روش طراحی نه تنها باعث ایجاد سایه در استادیوم می‌شود، بلکه یک سیستم سرمایش بسیار کارآمدی را بدون کاستن از کیفیت دید تمام تماشاگران (که برای تماشای بازی‌های ورزشی و یا مراسم رژه روز ملی سنگاپور به ورزشگاه می‌آیند)، فراهم می‌کند.
سقف گنبدی ورزشگاه سنگاپور که مساحتی برابر سه زمین فوتبال داشته و 80 متر ارتفاع از سطح زمین دارد، از مجموعه‌ای شامل گروه‌های مختلف خرپاهای مثلثی شکل فضایی تشکیل شده است. خطوط منحنی سقف، که از منظر معماری دارای جذابیت ویژه‌ای است، از مقاطع توخالی دایره‌ای شکل ساخته شده است. این خطوط منحنی، چالش‌های بسیاری را پیش روی سازندگان قرار داد، اما آنها توانستند با استفاده از نرم افزار تکلا، بر این چالش‌ها غلبه کنند.
لزوم همکاری بین گروهی
تیم طراح شرکت آروپ از نرم‌افزار فوق جهت بهینه‌سازی طراحی قطعات ثابت و متحرک سقف استفاده کرد. در ادامه با استفاده از این قطعات، سازه ای کارآمد، سبک و پیشرفته ساخته شد.
از همان ابتدا مشخص شد که رسیدن به طراحی یکپارچه معماری و سازه‌ای، نیازمند همکاری جدی بین کلیه “کارگروههای مختلف مهندسی” میباشد. این امر به آن خاطر بود تا آرامش فکری مهندسین معماری و سازه‌ای، پیمانکاران اصلی و کاربران نهایی فراهم شود. با توجه به آنکه طراحی فوق با استانداردهای ساختمانی مختلف نیز همخوانی دارد، خطر اعمال “هزینه‌های غیرضروری” نیز کاهش مییابد.
تیم طراحی شرکت آروپ، با استفاده از یک نرم‌افزار تحلیلی درون سازمانی که توسط یک پلاگین با مدل تجمیع شده در نرم‌افزار Tekla BIM در ارتباط بود، قادر به بروزرسانی خودکار مدل سه‌بعدی نرم افزار تکلا جهت مطابقت آن با آخرین تغییرات هندسی مدل اصلی فناوری بیم (BIM) شد. جالب آنکه این کار در روش‌های متداول و مرسوم قبلی میسر نبود.
اصل موفقیت پروژه، در به “اشتراک‌گذاری داده‌های مدل” در طول انجام پروژه بود. به این طریق تمام گروه‌های کاری می‌توانستند تا در بخشهای مختلف پروژه همچون تأسیسات، سازه و معماری با یکدیگر همکاری کنند.
شرکت آروپ از ابتدا قادر بود که کلیه تداخلات احتمالی میان المان‌های تأسیساتی و سازه‌ای را شناسایی و طرح خود را اصلاح کند. به‌عنوان نمونه می‌توان به طولی در حدود 42 کیلومتر از “سکویهای پیش‌ساخته استادیوم” جهت نشستن تماشاگران، به همراه “المان‌های تأسیساتی” همچون تجهیزات “تهویه مطبوع” اشاره کرد که لازم بود تا به شکل دقیقی در مکان خود جانمایی میشدند.
مایک کینگ (Mike King) یکی از مدیران شرکت آروپ در سنگاپور و سرپرست بخش سازه پروژه استادیوم سنگاپور، اظهار می‌کند که استفاده از راهکار فناوری بیم (BIM)، برای این پروژه با مشخصات ذاتی خود، بسیار اهمیت داشته است.
هنگامیکه هندسه و ابعاد قطعات سازه سقف با به همراه مدل سه‌بعدی مشخص گشت، حصول اطمینان از ورود دقیق “اطلاعات طراحی اتصالات” به مدل اصلی بسیار مهم بود.
به منظور اطمینان از این که تمامی اهداف تیم طراحی در مدل سه‌بعدی لحاظ شده باشد، نمایندگان پیمانکار ” اسکلت فلزی” پروژه، (شرکت یانگ‌نام یا Yongnam)، سیستمی را توسعه دادند که تمامی اطلاعات مهم مدل و “اطلاعات طراحی” برای تمام نقاط تلاقی را بررسی و صحت‌سنجی می‌کرد. کینگ در این زمینه گفت: «شرکت یانگ‌نام از این مدل برای مشخص نمودن توالی مراحل ساخت‌و‌ساز و نیز پاسخ به پرسش‌های کارفرما استفاده نمود. پرسش‌هایی از قبیل “چگونه می‌توان اجزای سازه را به محل پروژه منتقل کرد؟” و یا ” اجزاء و المان‌ها در چه اندازه‌هایی می‌توانند در محل پروژه ساخته شوند؟” و نیز “چه المان‌هایی می‌بایست توسط جرثقیل حمل شود؟” مطرح بود که داشتن یک مدل سه‌بعدی برای پاسخ به همه این موارد بسیار الزامی و حیاتی بود.»
هم چنین پیمانکاران نمای ورزشگاه، برای پیاده‌سازی و حصول اطمینان از مطابقت و همخوانی “ساختار اجرایی” خود با “المان‌های سازه” از مدل جامع فناوری بیم (BIM) استفاده کردند.
وزن سبک‌تر، کربن کمتر
یکی از چالش‌های اساسی این پروژه، کاهش وزن سازه سقف تا کمترین مقدار ممکن بود. چرا که این کار نه تنها باعث کاهش هزینه‌ها می‌شد، بلکه کاهش میزان کربن را نیز در پی داشت؛ اثری که عواقب ناگوار زیست‌محیطی را در پی دارد. بیشترین بار بر روی سقف، ناشی از وزن خود “اسکلت سازه فلزی” بود که با فرآیند دقیق طراحی به حداقل خود رسید.
به گفته کینگ دلیل استفاده از نرم افزار تکلا برای چنین سازه‌ای، وجود راهکارهایی است که استفاده از آنها میتواند کار را برای “سازندگان قطعات فلزی” آسان نماید. همچنین در ادامه می‌توان علاوه بر “مستندسازی” پروژه، “مدل BIM” ایجاد شده را به هر سازنده‌ای در سراسر دنیا ارسال نمود. از سوی دیگر پیمانکار نیز با استفاده از این نرم‌افزار قادر به توسعه مدل نهایی خود شده و نهایتاً در “زمان” صرفه‌جویی قابل توجهی میگردد. علاوه بر صرفه‌جویی در “زمان”، استفاده از رویکردی مبتنی بر “فناوری بیم (BIM)” در پروژه فوق، شرکت آروپ را قادر به دستیابی به “بهره‌وری بیشتر” و کاهش میزان مصرف “مصالح اولیه” در فرآیند تولید این سازه نمود.
تهیه شده توسط:میثم کاظمی فرد