با سازه‌های چوبی ژاپن آشنا شوید!

به دلیل وجود پوشش جنگلی غنی در ژاپن چوب به عنوان یک عنصر اساسی در ساخت و ساز شناخته می‌شود. سازه‌های چوبی ژاپن از لحاظ سایز رنجی بین فضاهای بسیار کوچک مانند چایخانه‌ها (ساختمان Tai-an) با زیربنایی به مساحت 3.3 متر مربع تا یکی از بزرگترین سازه‌های چوبی دنیا در جهان (سازه Todai-ji Daibutsu-den) که یک معبد بودایی با عرض 57 و ارتفاع 46.8 و زیربنای 2880 متر است، دارند.بزرگترین عنصر چوبی به‌کار رفته در این سازه‌ها یک متر قطر و نزدیک به شش تن وزن دارد.

 

 

 

در بین آثار معماری چوبی ژاپنی قدیمی‌ترین بنا معبد غربی Horyu-ji است که در اواخر قرن 7 ساخته شده است. این ساختمان همچنین قدیمی‌ترین سازه چوبی در جهان است. تاریخ ساخت جدیدترین سازه‌های چوبی به اواخر قرن 16 بازمی‌گردد که این بنا‌ها به خوبی و در شرایط مطلوب نگهداری شده و به عنوان آثار فرهنگی ارزشمند حفظ شده‌اند.

 

مشخصات سازه Post-and-Beam

اساس معماری ژاپنی سازه‌های Post-and-Beam چوبی است. این نوع سازه به نحوی ساخته می‌شود که عناصر ساخت در زوایای مشخص و صحیح قرار گرفته و توسط اتصالات چوبی به هم متصل می‌شوند. از اتصلات فلزی مانند میخ نیز در برخی موارد که اتصالات کوچک هستند و نقش اساسی در سازه ندارند استفاده می‌شود.
یکی از مشخصه‌های اصلی این سازه «تجدید پذیری» آن استبدین معنی که می‌توان ساختار را بدون آسیب رساندن به عناصر و مصالح تغییر داد.
این سازه به عنوان یک سازه محکم شناخته می‌شود که هر قسمت اتصالات محکمی دارد اما کل سازه دارای یک میزان انعطاف پذیری مشخص و قابل توجه است که در مناطق زلزله خیز مانند ژاپن کاربرد فراوانی دارد. اغلب سازه‌های ژاپن با این سبک ساخته‌شده‌اند که دارای فضاهای باز است و تهویه مناسبی نیز دارد.

ساختار بام و مصالح آن

بام سازه‌های چوبی ژاپنی نیز مانند ساختار post-and-beam یک عنصر مهم در شکل دادن به طراحی معماری ژاپنی است. حجم مثلثی شکل بزرگ با برآمدگی زیاد سقف را به یک جز اصلی در طراحی خارجی تبدیل کرده‌است. برآمدگی لبه بام یک پناهگاه در هوای بارانی محسوب می‌شود که ارتباط غیرقابل گسستنی این سازه با طبیعت را نشان می‌دهد و نمای منحنی شکل سقف که به ‌طور ماهرانه‌ای ایجاد شده نشان‌دهنده زیبایی شناسی فرهنگ ژاپنی است.
مواد و مصالح به‌کار رفته در ساخت سقف این خانه‌های چوبی در ابتدا مواد ارگانیک مانند پوسته درخت سرو، کاهگل و تخته‌های چوبی بود که بعد‌ها از کاشی‌کاری معبد‌های بودایی الگو گرفت.

مزایای سازه‌های چوبی

معماری سنتی ژاپن بر انتخاب چوب به عنوان عنصر اصلی ساخت و ساز به دلیل محیط مرطوب آن تاکید دارد. فضای باز در این معماری موجب ایجاد تهویه مطبوع و در نتیجه جلوگیری از رشد قارج و کپک در سازه می‌شود. استفاده از تیر و ستون‌های چوبی با مقاطع بزرگ نیز موجب مقاومت سازه در برابر طوفان و زلزله خواهد‌شد.

جلوگیری از رشد کپک و قارچ

در قرن بیستم کشور‌های توسعه یافته برای صرفه‌جویی در انرژی روش‌های جدید عایق بندی خانه را ارائه دادند و جریان هوا بین فضای بیرونی و درونی سازه را محدود ساختند. متاسفانه مشکلات مربوط به رشد قارچ و کپک و سندروم “خانه مریض” ثابت کردند کنترل رطوبت و ایجاد تهویه مناسب به شدت برای حفظ سلامت ساکنین ساختمان مورد نیاز است. به همین جهت سازندگان بر ایجاد تهویه سازه‌ای و مکانیکی مبادرت کردند که به طور قابل توجهی موجب افزایش قیمت و پیچیدگی ساخت شد.
اکثر مناطق ژاپن دارای شرایط مساعد برای رشد قارچ و کپک می‌باشد. دما به ندرت به زیر صفر یا بالای 35 درجه می‌رسد که رنج ایده‌آل برای رشد میکروب‌هاست همچنین رطوبت تا 70 درصد افزایش می‌یابد. ساختمان‌های چوبی سنتی با ایجاد ارتفاع از زمین و باز گذاشتن فضا و در نتیجه ایجاد جریان هوا زیر و بالای ساختمان و لابه‌لای دیوارها از رشد قارچ و کپک جلوگیری می‌کند.

طوفان و زلزله

بادهای زیاد و باران‌های طوفانی یکی دیگر از دلایل اصلی استفاده از سازه‌های چوبی ژاپن است. بارش باران شدید باعث می‌شود که از برآمدگی‌های بسیار بزرگ برای محافظت از دیوار ها استفاده شود و راهکار باد‌های شدید سقف‌های سنگین بود که مستحکم بوده و با باد جابجا نشوند.ساخت سقف‌های سنگین بدون الوار‌های چوبی و بدون دسترسی به اتصالات فلزی امکان پذیر نمی‌باشد. برای مقاومت در برابر طوفان این سقف های سنگین باید با سنگ های ضخیم و دیوارهای سنگی پشتیبانی شوند اما در کشوری که زمین لرزه‌های تقریبا برابر با طوفان‌ها ویران کننده هستند، این کار خطرناک و غیرعملی است. ( لازم به ذکر است دیوار‌های بتنی در فصل بارندگی متخلخل خواهند شد).در ساختار چوبی با الوار به دلیل باز بودن فضا هرگونه نشت آب به سرعت شناسایی شده و اقدامات بعدی صورت می‌گیرد.
مقاومت در برابر زلزله سومین دلیل اصلی استفاده از سازه‌های چوبی است. خانه‌های مدرن غربی به شکل یک جسم سخت به طور ثابت به پی ساختمان متصل شده است، بنابراین اطمینان از اینکه دیواره‌ها به اندازه کافی برای مقاومت در برابر تکان‌ها قوی هستند شرط اصلی مقاومت ساختمان در برابر زلزله است. در این ساختار ساختمان با زمین حرکت خواهد‌کرد و باعث می‌شود ساکنان نیروی زلزله را احساس کنند.
در سازه‌های چوبی ژاپن همه اتصالات از جنس چوب و انعطاف‌پذیر هستند، به طوری که بیشتر انرژی زلزله توسط این انعطاف‌پذیری جذب شود سازه می‌شود این ویژگی موجب می‌شود تا ساختمان با سقف سنگین اما با دیوار منعطف حتی در طول لرزه نیز محکم باقی بماند. بسیاری از ساختمان‌های باستانی در ژاپن مشابه به یک صندلی چوبی ساخته می‌شوند که موجب محافظت از سازه با سقف سنگین خواهد شد.

 

بیشتر ساختمان های سنتی به پی متصل نیستند و زیرزمین ندارند. انتظار می رود در طول زلزله سنگهای زیرین ریزش کنند، دیوارها شکسته شوند و الوار‌ها خم شوند. با این حال اگر ساختمان به درستی ساخته شود و در حقیقت کاملا جدا از پی به منظور منعطف بودن در طی زلزله طراحی شود مشکلی پیش نخواهد‌آمد. این روش ساخت یک استاندارد طلایی برای طراحی سازه در مناطق زلزله‌خیز است.

فراوانی چوب

با وجود پوشش 67 درصدی خاک ژاپن با جنگل آماده بودن و در دسترس بودن چوب، استفاده از آن در ساخت و ساز سنتی را کاملا توجیه می‌کند. درخت سرو و Cryptomeria به طور خاص به کپک و حشرات مقاوم هستند و مصالح ساختمانی مناسبی برای آب و هوای ژاپن به‌ شمار می‌روند.

منابع:
The Tradition of Wooden Architecture in Japan, YAMATO Satoshi, Agency for Cultural Affairs, Japan
https://www.nippon.com/en/views/b02314/