المملكة العربية السعودية ا وزارة التعليم جامعة طيبه قسم التصميم الداخلي دور التصميم الداخلي في الحفاظ على الثروات الطبيعية (الينابيع الساخنة بمنطقة عسير) بحث مشروع التخرج إعداد: ماريه مهل عيد المطرفي إشراف د .إلهام عبدالرؤوف سلمان أستاذ مساعد -قسم التصميم الداخلي 0202 - 0202 خطأ! يتعذر عرض الرقم بالتنسيق المعيّن.
بسم الله الرحمن الرحيم { َر ّ ِّب أَ ْو ِّز ْع ِّني أَ ْن أَ ْش ُك َر نِّ ْع َمتَ َك الَّ ّتِي أَ ْنعَ ْم َت َع َل َّي َو َع َلى َوا ِّل َد َّي َوأَ ْن أَ ْع َم َل َصا ِّل ًحا تَ ْر َضاهُ َوأَ ْد ِّخ ْل ِنّي ّبِ َر ْح َمتِّ َك ِّفي ِّع َبا ِّد َك ال َّصا ِّل ِّحي َن} صدق الله العظيم (سورة النمل :اية )91 أ
شكر وتقدير ب
ملخص البحث ت
فهرس المحتويات صفحة العنوان الأية الافتتاحية .....................................................................................................................أ شكر وتقدير........................................................................................................................ب ملخص الدراسة...................................................................................................................ت فهرس المحتويات.................................................................................................................ث فهرس الأشكال.....................................................................................................................ح فهرس الجداول.....................................................................................................................خ الفصل الأول: الإطار العام للدراسة 9............................................................................................................ المقدمة2...................................................................................................................... : أهمية البحث 2................................................................................................... 9-9 2-9المشكلة البحثية والاسئلة البحثية 3....................................................................................... 3-9اهداف الدراسة 3......................................................................................................... 4-9حدود البحث 4............................................................................................................ 5-9مصطلحات البحث 4.................................................................................................... فرضيات البحث 4............................................................................................... 6-9 9-7إجراءات البحث 5................................................................................................... 9-7-9منهجية البحث5.................................................................................................. : 9-7-2المجتمع وعينة البحث5..................................................................................... : 9-7-3أدوات البحث 5............................................................................................... 9-7-4الأساليب الإحصائية 5........................................................................................ 8-9الاطار النظري والدراسات سابقه 5................................................................................... 1-9التصور المقترح لفصول البحث اشتملت الدراسة على سته فصول كما يلي6....................................... : التصميم والطبيعة (مفاهيم عامه) 8............................................................................................... 9-2مفاهيم عامة1........................................................................................................... : 9-9-2مفهوم البيئة الطبيعية (الإيكولوجي) 1............................................................................ 2-9-2مفهوم البيئة الطبيعية كنظام حي1.............................................................................. : 2-2مكونات النظام البيئي 1............................................................................................. 3-2تركيب الطبيعة 91....................................................................................................... 4-2سمات البيئة الطبيعية الحية 91.......................................................................................... ث
5-2البيئة المستحدثة أو المشيدة91......................................................................................... : 6-2محاكاة النظم الطبيعية في البيئة 99..................................................................................... 7-2تاريخ محاكاة الطبيعة 99................................................................................................ ج
فهرس الاشكال الصفحة عنوان الشكل رقم الشكل 8 شبكة النظام الأيكولوجي وترابطها مع بعضها البعض........................................ )(9-2 1 نماذج للبيئة المستحدثة او المشيدة..................................................... )(2-2 )(3-2 )(4-2 )(5-2 ح
فهرس الجداول خ
الفصل الأول: الإطار العام للدراسة المقدمة 9-9أهمية البحث 2-9مشكلة البحث 3-9اهداف البحث 4-9حدود البحث 5-9مصطلحات البحث 6-9فرضيات البحث 7-9إجراءات البحث 9-7-9منهجية البحث: 2-7-9أدوات البحث 3-7-9المجتمع وعينة البحث: 4-7-9الأساليب الإحصائية 8-9الاطار النظري والدراسات سابقه 9
المقدمة: العودة للطبيعة يعيد لنا الحيوية ،والحرية الراحة النفسية ،ولطالما كان حدس بني البشر قويا فيما يتعلق بالخروج للحياة البرية بحثا عن الهدوء ،كما في الثقافات الحديثة في شرق آسيا التي ينعم سكانها بجو من الشفاء والنمو الشخصي التي تضيفه عليهم المناظر الطبيعية من حولهم كما في تجربة “حمامات الغابات” التي تضيف لهم الشفاء والنمو الشخصي التي تمنحها المناظر الطبيعية. ولكن لماذا الطبيعة؟ لا أحد يعرف بالتأكيد؛ إلا أن فرضية مستمدة من عالم الأحياء الأميركي إدوارد أوسبورن ويلسون ونظريته عن البيولوجيا التطورية “الهيموفيليا”؛ وهي نظرية توحي بوجود أسباب التطور لدى الناس الباحثين عن تجارب في الطبيعة ،ولماذا نفضل الأماكن الجميلة فيها ،وبخاصة أن الطبيعة غنية بتلك المناظر التي تخطف الأنفاس وهي بيئة غنية بالموارد وتوفر الغذاء الأمثل والمأوى والراحة. وهذه النظرية التي قدمها ادوارد ويلسون في كتابه الذي صدر في العام ،9184تغوص في عمق ميل البشر للتواصل مع الطبيعة وأشكال الحياة ،وهي تعني حب الحياة أو نظم المعيشة ،واستخدمت لأول مرة من قبل اريك فروم لوصف التوجه السيكولوجي لكل ما هو على قيد الحياة. وبحسب موقع ، greatergoodفإن هنالك العديد من الأبحاث التي توثق الآثار الايجابية للطبيعة على الازدهار البشري. ويتناول البحث دراسة تأثير الطبيعة على المباني ودورها في إظهار الشكل المعماري للمباني ،وتكوين مشهد منسجم مع الطبيعة الذي يساهم بدورة في تحقيق الألفة الاجتماعية وإبراز جمال الشكل المعماري بما يحقق الهوية المعمارية للمباني ،وذلك من خلال استخدام المنهج الوصفي التحليلي لبعض النماذج الإقليمية والعالمية والمحلية ،للخلوص بالنتائج والتوصيات ومن أهمها التأكيد على دور الطبيعة في تحديد المشهد المعماري واستمرار التفاعل بين الانسان والبيئة العمرانية. وتماشياً مع رؤية المملكة العربية السعودية 2131سيتم التركيز على البعد الثالث لبرنامج التحول والذي ينص على ضمان استدامة الموارد الحيوية: والتي تهدف إلى تهيئة المناطق الطبيعية من محميات ،وجزر ،وشواطئ ( ،على النحو الذي يجعلها جاذبة لاستثمارات القطاع الخاص بهدف صيانتها وتأهيلها وتنميتها ،كما يحرص البعد على تطوير حماية البيئة من الأخطار الطبيعية وذلك من خلال :تنمية الغطاء النباتي للحد من التصحر والزحف الرملي ،وتعزيز الوقاية من الحشرات والآفات المضرة بالغطاء النباتي ،وتنمية القدرات الوطنية لتحقيق الحماية بما يم ِّكن التنبؤ بالمخاطر الطبيعية وسرعة الاستجابة لها. بالإضافة الى البعد الثامن وهو تطوير القطاع السياحي والتراث الوطني يسعى البعد الثامن (تطوير القطاع السياحي والتراث الوطني) إلى تسويق المملكة العربية السعودية كوجهة سياحية إقليمياً وعالمياً من خلال تطوير بنية تحتية متقدمة وإعداد الأنظمة والتشريعات اللازمة ،وبناء القدرات المؤسسية ،مما يسهم في خلق فرص ُ عنى وظيفية متنوعة وزيادة مساهمة القطاع السياحي في الاقتصاد العام للمملكة .كما يعني البعد بالتراث الإسلامي والعربي والوطني من خلال إحيائه والمحافظة عليه والتعريف به وتصنيفه ضمن قائمة المواقع التراثية المعترف بها عالمياً. 9-9أهمية البحث تعتبر العمارة أم الفنون ،كما أنها مرآه تعكس القـيم الفكريـة والجماليـة والفنيـة بأشـكالها وكتلهـا وعناصـرها وزخارفها وواجهاتها حيـث يقـول المعمـاري الشهير فرانك لويد رايت (المبنى من الطبيعة وإليها أي أنه يتفق مظهره الخارجي وتكوينه الداخلي مع صفته وطبيعته مع الغرض الذي أنشئ من أجله في زمان معين ومكان بالذات) لذا نرى أهمية الطبيعة في العمارة فلا عماره بدون طبيعة لذا كان لابد من دراسة ماهية المبنى في كونه جزء من الطبيعة وتسليط الضوء على أهمية الطبيعة ودورها في ابراز جماليات الشكل المعماري وكيف يمكن 2
تطوير العملية التصميمية وإنتاج فراغات مبدعة في التكوين ،وتحقق معايير الذوق والجمال وجعلها وجهه تسر الناظرين ،وممــا ســبق يمكــن تلخــيص أهميــة البحث النظرية والتطبيقية من خلال النقاط التالية: تكمــن أهميــة البحــث مــن نــدرة الدراســات الســابقة فــي الــوطن العربــي والتــي تطرقــت - لموضوعي دمج الطبيعة مع العمارة والتشجيع على الابتكار والتخلص من شكل الصندوق في المباني. تبرز أهمية الدراسة في كونها تعمل على إحياء العمارة المبتكرة حيث تبدو المبـاني كلهـا متشـابهة في - غياب الجانب الابداعي. - تساعد الطبيعة في الحفاظ على الطابع والهوية المعمارية للمباني العامة والخاصة ،حيث يحتفظ. - - ويظهر كل مبنى بطابعه وهويته ومعالمه الخاصة التي تميزه عن غيرة من المباني المجاورة. - التأكيد على أهمية الابداع في التصميم ودراسة البيئة وخامتها حيث يكون المبنى جزء منها. - دراسة امثلة تطبيقية لمباني عالمية وإقليمية كانت الطبيعية عاملا مهما مؤثرا فيها. الخلوص بنتائج وتوصيات للمختصين لمواكبة روح العصر وفتح افاق جديدة للدراسة. 2-9المشكلة البحثية والاسئلة البحثية بينما كنت اتجول في انحاء المدينة كانت تبدو لي المبان كعلب كبريت او أشبه بصناديق متماثلة حينها سالت نفسي لماذا المباني والمدن الحديثة مليئة بالأشكال التي تشبه الصناديق؟ وبالمقابل كيف لنا ان ندمج المباني الحديثة مع الطبيعة ،حيث تمثل الطبيعة والينابيع الحارة تحديداً معلما طبيعي مميز ومهم للجميع نظراً لأنها محط اهتمام الجمهور ويرتادها غالبة شرائح المجتمع وفي المملكة العربية السعودية تكون معظم هذه الينابيع غير مهيئ للزيارة نظرا لغياب واهمال تطوير هذه الأماكن وهنا تكمن المشكلة البحثية. وعلية يمكن صياغة المشكلة البحثية على شكل سؤال بحثي كما يلي :كيف يمكننا الحفاظ على الثروات الطبيعة وهل هناك طريقة في دمجها مع الكتل المعمارية الحديثة وتجسيد ذلك كمعالم سياحية بارزة ضمن محيطها السياحي. ومن هذا السؤال تتفرع الأسئلة الفرعية التالية: لماذا يفكر المعماريون غالبا في العمارة الصندوق ومتى بدأت هذه الظاهرة؟ كيف تؤثر العمارة الصندوق سلبا على الطبيعة؟ كيف تؤثر الطبيعة في المباني؟ كيفية الربط او تناغم الكتل الفراغية مع التناسق البيئي الطبيعي؟ 3-9اهداف الدراسة الهدف الرئيسي من الدراسة هو اكتشاف طريقة لدمج الطبيعة مع البناء الحديث بطريقة تحافظ على الطبيعة ولا تؤذيها. هذا بالإضافة الى الهدف الثانوي وهو: -يهدف البحث الى زيادة الوعي لدى المهندسين والمصممين الداخليين بضرورة الاهتمام وتطوير هذه الأماكن الطبيعية الغنية في المملكة العربية السعودية والتي تساعد بدورها في تطوير الجانب الاقتصادي والسياحي. 3
4-9حدود البحث -حدود زمانية :المعلومات ذات العلاقة منذ عام 9811الى عام 2129تاريخ دراسة هذا البحث. -حدود مكانيه :سيتم التركيز على دراسة طبيعة الينابيع الساخنة في منطقة عسير في المملكة العربية السعودية. 5-9مصطلحات البحث -9التصميم البيئي -الأيكولوجي ()Design Ecological أوال لقد أستخدم مفهوم) التصميم الإيكولوجي من قبل (جون بوتن )Button Johnفي عام 9118في مراحله الأولية ليعكس طبيعة تطور التصميم البيئي والعوامل البيئية المضافة الى لعملية التصميم .ولكن في وقت لاحق ركز على تفاصيل ممارسة التصميم الصديق للبيئة للنظام المنتج أو المنتجات الفردية أو الصناعة ككل بما في ذلك نماذج دورة الحياة من خلال تدفق الطاقة والمواد ٬التصميم الإيكولوجي بمفهوم الإيكولوجيا الصناعية بأنها أداة محاكاة النماذج المستمدة من النظم الإيكولوجية الطبيعية كإطار عمل لتصور القضايا البيئية والتقنية -2التصميم المحب للطبيعة )(Biophilic إن التصميم المحب للطبيعة هو محاولة متعمدة لترجمة فهم التقارب الإنساني المتأصل في الانسان نحو الانتساب إلى النظم والعمليات الطبيعية المعروفة باسم (حب الطبيعة) في تصميم البيئة -3الاستخدام الإحيائي )(Bio utilization يشير مصطلح الاستخدام الإحيائي إلى الاستخدام المناسب للطبيعة كمواد في التصميم. -4التشكل الإحيائي )(Bio orphism ويشير مصطلح التشكل الإحيائي إلى محاكاة الصفات الشكلية للطبيعة. 6-9فرضيات البحث -5يتوقع من الدراسة ان تساهم في تشكيل طابع معماري اصيل ومميز في الحفاظ على الثروات الطبيعية ودعم زيادة الاستثمار في قطاع السياحة. -6يتوقع من الدراسة ان تثري البحث العلمي في مجالات الدراسات المعمارية وتعميق النظر في مجال ابراز أهمية الحفاظ على البيئة والثروات الطبيعية وكيفية التوفيق مع الكتل الفراغية وجمال الطبيعة. 4
7-9إجراءات البحث 9-7-9منهجية البحث: ستعتمد الدراسة اسلوب (المنهج الوصفي التحليلي– لوصف الحالة) ،الذم يقوم على وصف الظاهرة للوصول الى أسبابها والعوامل التي تتحكم فيها ،واستخلاص النتائج لتعميمها وذلك وفق خطة بحثية معينة من خلال تجميع البيانات وتنظيمها وتحليلها ،حيث سيتم استخراج طريقة لدمج الطبيعة مع المباني -موضوع الدراسة - من خلال النقد والتحليل منهج تطبيقي 2-7-9المجتمع وعينة البحث: المجتمع السعودي والمقيمين والسياح القادمون من انحاء العالم والعينة جميع الافراد من مختلف الاعمار وسيتم دراسة جزء من المجتمع من عمر 95الى عمر 45فأكثر من خلال الاستبيان ومن الاهداف ان تناسب العمارة جميع فئات المجتمع. 3-7-9أدوات البحث الملاحظة والاستبيان والمقارنة والكتب والرسائل العلمية. 4-7-9الأساليب الإحصائية سيتم الحصول على الإحصاء بالطريقة الاتية جمع البيانات :في هذه المرحلة يت ُّم جمع البيانات المرتبطة بموضوع ما من مصادر متعددة ،وقد تكون هذه المصادر إ ّما :مصادر أوليّة :هي بيانات ت َّم جمعها من قبل المحققين أو من الوكالات أو المكاتب ،وتكون هذه البيانات غير من َّظمة. مصادر ثانو ّية :هي بيانات ت َّم أخذُها من المحققين أو من الوكالات أو المكاتب وقد استُخدمت بالفعل لمتطلباتها الإحصائية ،وتكون هذه البيانات من َّظمة. تنظيم وعرض البيانات العدد ّية :يت ُّم جمع البيانات من المصادر الثانو ّية في شكل من َّظم ،وتت ُّم الإجراءات الآتية: تحرير البيانات من خلال إزالة التناقضات وعدم الدقة الموجودة فيها .تصنيف البيانات اعتما ًدا على الخصائص المشتركة بينها .وضع البيانات في جداول .العرض التقدمي ويكون على شكل مخطط أو رسم بياني. تحليل البيانات الرقم ّية :بعد جمع البيانات وتنظيمها وتقديمها تبدأ مرحلة تحليل البيانات العدد ّية من أجل فهم أفضل للموضوع ،ولتحليل البيانات الرقم ّية لا بُ َّد من استخدام قوانين الإحصاء وهي :المتوسط الحسابي والوسيط .مقاييس النزعة المركزية .مقاييس التشتت .الارتباط .الانحراف المعياري.، تفسير البيانات الرقم ّية :في هذه المرحلة يت ّم تفسير البيانات والتو ّصل إلى الاستنتاجات ،حي ُث تتطلب هذه المرحلة درجةً عاليةً من الخبرة والمهارة ،وفي حال التوصل إلى تفسيرات واستنتاجات خاطئة فهذا يؤ ّدي إلى إهدار الوقت والموارد. 8-9الاطار النظري والدراسات سابقه (مقالة نظامية )2197تناغم العمارة مع الطبيعة ،التصميم المستدام نحو صحة ورفاه الانسان د .هدى عبد الصاحب علوان -د .ياسمين حقي حسين بيك مجلة الامرات للبحوث الهندسية تناولت المقالة دراسة مفهوم تناغم العمارة مع الطبيعة هو مفهوم ليس بجديد ٬فالفلسفة المعمارية تمثل العالقة بين الطبيعة والإنسانية والبيئة المبنية ٬وهي عالقة معروفة وعامة في التراث كفطرة طبيعية بغض النظر عن 5
تغيرها واختلافها في الثقافات والحضارات .يتناول البحث بالدراسة والتحليل مفهوم تناغم العمارة مع الطبيعة من خلال (التصميم المستدام) كمفهوم ساد في الوسط متخذا مسميات وطروحات وتوجهات متعددة تداخلت فيما بينها وتشابكت مفاهيمها .العلمي في العالم في العقود الأخيرة لقد شكل تداخل وتشابك مفاهيم وتوجهات (التصميم المستدام) في حقل العمارة والتصميم البيئي والتي تسعى لتحقيق عمارة متناغمة ومتوازنة مع الطبيعة تلبي ابعاد الاستدامة وتعزز صحة ورفاه الانسان كغاية اسما مشكلة البحث الرئيسة .وفي ضوء ذلك تحدد هدف البحث في التوصل الى بناء نموذج نظري لتصنيف هذه التوجهات والطروحات وفقا أسس وآليات التصميم المستدام ومديات التأثير على الانسان والبيئة والوصول الى عمارة متناغمة مع الطبيعة .وقد أفرزت النتائج التي خلص اليها البحث تصنيفا لطروحات التصميم المستدام الأساسية الى ثالث توجهات: (التوجه الأول) الذي يسعى لتقليل الآثار السلبية على البيئة. (التوجه الثاني) الذي يسعى لتقليل الآثار السلبية على صحة الانسان. (التوجه الثالث) الذي يسعى لتعزيز الآثار الإيجابية للبيئة على الانسان. وان مفهوم التصميم المستدام الواعي نحو مفهوم التناغم مع الطبيعة يتحقق بالجمع بين التوجهات الثالث نحو مفهوم الشمولية التي تحقق أبعاد الاستدامة وتعزز صحة ورفاه الإنسان كغاية أسمى. (بحث )2198محاكاة البيئة الطبيعة لتحقيق الراحة الحرارية في البيئة الصحراوية م /صابرين عيد خلف أ.د/ مراد عبد القادر د /أمل كمال شمس الدين المؤتمر الدولي الثالث للأبداع والابتكار والتنمية قام الإنسان بتدمير البيئة الطبيعية بطرق مختلفة ،وظهر ذلك من خال الاستغلال الزائد لمواردها ما دون قدرتها على التجدد ،وكذلك من خلال ما أضافه إليها من الملوثات والنفايات التي تسببت في تدميرها وإحداث خلل في خصائصها .ظهر الاهتمام بالبيئة والحفاظ عليها في شتى المجالات كمحاولة الصالح الخلل البيئي وتجنب المزيد من الخلل ،وظهر لذلك عدة اتجاهات وأساليب بيئية ،وفي المجال المعماري يعتبر التعامل مع البيئة باستلهام خصائصها الأصلية ومحاكاة عناصرها المختلفة أحد الأساليب الجاذبة للاهتمام لتحقيق عالقة تقوم على مبادئ سليمة في عالقة المباني مع البيئة ،وهو ما يجعل من البيئة الطبيعية منبعاً لإلهام بدا ًل من التعدي عليها .وقد ساعدت استراتيجيات محاكاة البيئة الطبيعية في التطبيقات المعمارية المختلفة على توليد أشكال مستدامة لها خصائصها التي تؤثر على كفاءة المبنى وتوفير الراحة لمستخدميها .أدى الاعتماد على نظم ميكانيكية للوصول إلى بيئة داخلية مريحة حرارياً للإنسان إلى استنزاف الطاقة بصورة عامة ،وبصفة خاصة فإن البيئة الصحراوية هي الأكثر وضوحاً في ذلك ،ومع الاتجاه العالمي لترشيد استهلاك الطاقة والحفاظ على البيئة كان البد من ايجاد حلول سريعة وفعالة لمشكلة ذلك الاستهلاك مع الحصول في نفس الوقت على متطلبات الراحة الحرارية للمستخدمين .ويهدف البحث إلى دراسة وتحليل هندسة الكائنات الحية بالبيئة الصحراوية وسلوكها بهدف تطبيق نفس مبادئها كأداة هامة لتحقيق الراحة الحرارية ،بحيث يتم التعرف على الأنظمة الطبيعة المختلفة في تلك البيئة والمواد والعمليات المختلفة بها ،ومن ثم دراسة إمكانية تطبيقها معمارياً .وتتميز البيئة الصحراوية بوجود العديد من الكائنات الحية التي لديها القدرة على التكيف مع البيئة والتعامل معها داخليا وخارجياً ،وللعديد منها استراتيجيات فريدة في التكيف والاستجابة مع متغيرات المناخ الحار ،خاصة فيما يخص تجنب الاكتساب الحراري من الخارج ،وقدرتها على فقد الحرارة ،ورفع درجة حرارتها الداخلية ،وحماية أجسامهما بالعزل الجيد. 1-9التصور المقترح لفصول البحث اشتملت الدراسة على سته فصول كما يلي: الفصل الأول :الإطار العام للدراسة (الأهداف ،الأهمية ،المنهجية.)..، الفصل الثاني :الإطار النظري دراسة المفهوم النظري للمفاهيم التي لها علاقة بالبحث. الفصل الثالث :دراسة تحليلية معمارية للمكونات الشاملة للمباني ذات العلاقة 6
الفصل الرابع :دراسة موقع المشروع الفصل الخامس :تطبيق نتائج وتوصيات على واقع العمارة المعاصرة في المملكة العربية السعودية 7
الفصل الثاني: التصميم والطبيعة (مفاهيم عامه) 9-2مفهوم الطبيعة 8
9-2مفاهيم عامة: 9-9-2مفهوم البيئة الطبيعية (الإيكولوجي) يأتي مصطلح \"ايكولوجي\" من الكلمة اليونانية )(oikosالتي تعني البيئة أو المسكن ،و) (logosالتي تعني علم، فهي بذلك علم البيئة أو علم العلاقات بين الكائنات الحية مع العالم المحيط بها. البيئة الطبيعية والتي تشمل جميع الكائنات الحية بأنواعها المختلفة ،والعناصر غير الحية ،التي توجد على كوكب الأرض بشكل طبيعي ،ويمكن تمييز ومعرفة البيئة الطبيعية من خلال احتوائها على العناصر التالية: -9وحدات بيئية كاملة تعمل كأنظمة طبيعية دون تدخل بشري ،بما في ذلك جميع النباتات والحيوانات والكائنات الدقيقة ،والتربة والصخور والغلاف الجوي والظواهر الطبيعية التي تتواجد ضمن حدود جغرافية واضحة. -2موارد طبيعية عالمية وظواهر فيزيائية ليس للبشر دخل فيها مثل الهواء والماء والمناخ والطاقة الإشعاعية والشحنة الكهربائية والمغناطيسية ،التي لا تتواجد ضمن حدود واضحة المعالم. عمليات معقدة ومتشابكة ومترابطة تتميز بالعديد من المسارات التي تؤدي إلى تغير معدلات نمو الجماعات الحيه وتصل بها إلى حاله مستقرة من التوازن في إطار النظام ككل .واي عمليه تحدث لأي عنصر يؤثر على عناصر النظام الأيكولوجي الأخرى. شكل ( )9-2شبكة النظام الأيكولوجي وترابطها مع بعضها البعض (مدونة الباحث) 2-9-2مفهوم البيئة الطبيعية كنظام حي: ع ّرف عالم الحيوان الألماني ) (Haekel Ernst 9866النظام البيئي حيث قال \" …هو علم دارسة الأحياء في مواطنها الطبيعية \"...بمعنى دراسة التفاعلات بين الكائنات الحية ومحيطها كما ذكر )(RusselAckoffفي كتابه Redesigning The Futureان النظام مجموعة مكونة من عنصرين او أكثر مترابطين داخليا كما في نظام الأعداد او الجسم البشري وهو ليس عنصرا مطلقا غير قابل للتجزئة وانما هو كل يمكن تقسيمة لأجزاء وان سلوك كل عنصر في المجموعة ومميزاته يؤثر في سلوك ومميزات المجموعة. وتختلف البيئة الطبيعية عن تلك العمرانية التي صنعها البشر إلا أ ّن المناطق الجغرافية التي تضم تلك البيئات العمرانية تصنّف على أنها بيئة طبيعية. 2-2مكونات النظام البيئي -9مكونات حية )(Components Biotic تشمل المكونات الحية جميع الكائنات الموجودة ضمن النظام البيئي من حيوان ونبات وكائنات حية دقيقة. -2المكونات غير حية ) (components Abioticوتشتمل على كل مما يلي: المواد غير العضوية مثل النيتروجين والأكسجين والكربون. 1
المواد العضوية مثل الكربوهيدرات والبروتينات والدهون. عناصر المناخ مثل الرياح والرطوبة والحرارة والضوء . عناصر فيزيائية مثل الجاذبية والإشعاع. 3-2تركيب الطبيعة هناك أربعة أغلفة ميزت علوم الارض وهي الغلاف الصخري ،والغلاف الجوي ،والغلاف المائي ،والمحيط الحيوي كنظائر للصخور والحياة والماء والهواء على التوالي. كما ان بعض العلماء يشمل الغلاف الجليدي (المقابل للجليد) ضمن أغلفة الأرض كجزء متميز من الغلاف المائي ،وكذلك الغلاف الترابي (الموافق للتربة) كغلاف نشط ومتداخل. إن علم الأرض (المعروف أي ًضا باسم العلوم الأرضية أو علوم الأرض أو العلوم الجغرافية) ،هو مصطلح يشتمل كافة العلوم المتعلقة بكوكب الأرض. 4-2سمات البيئة الطبيعية الحية يذكر عالم الاحياء ) (Barry Commonerفي كتابة ( ( the Closing Circle 9179بان هنالك أربع سمات او قوانين للبيئة الطبيعية: كل مكون في البيئة الطبيعية يرتبط بمكون اخر ويتأثر به وكل ما يؤثر على أحدها يؤثر على الجميع. تحوي البيئة الطبيعية على نفايات حيث كل عنصر تنتهي دورة حياته يتم استغلاله في مكان اخر وبذلك يعاد تدويره. تعتبر البيئة الطبيعية مصدر غني وشامل للإنسان حيث استطاع التعلم منها والتطور على مر العصور من خلال محاكاة نظمها وعناصرها كما استطاع فهم ألية عملها الحيوية ،وقد أشار الكاتب الى ان التغيرات التي تحدث من قبل الأنسان قد تكون ضارة على النظام البيئي. استغال الانسان البيئة الطبيعة بصورة غير صحيحة تعني تحويل الموارد المفيدة الى أشكال غير نافعة. 5-2البيئة المستحدثة أو المشيدة: تتكون البيئة المستحدثة من البنية الأساسية المادية التي شيدها الإنسان والمؤسسات التي أقامها ،التي تقوم على تكييف القوانين الطبيعية لخدمة غايات الأنسان وتحقيق اهدافه وكما يعمل هذا النوع من البيئات على تحقيق الحماية للإنسان وبناء العالقات الاجتماعية التي مكنت البشر من الاجتماع في مجتمعات إنسانية مذهلة ومميزة وهي تشمل على المناطق السكنية وكذلك المناطق الصناعية والمدارس والمعاهد والمراكز التجارية والطرق والموانئ وكل ما شابه ذلك شكل ( )2-2نماذج للبيئة المستحدثة او المشيدة 91
6-2محاكاة النظم الطبيعية في البيئة ابتكر مفهوم أو مصطلح علم محاكاة الطبيعة بواسطة الأكاديمي المخترع الأميركي )Otto Schmitt(9161 الذي فسر ووضح جميع الدراسات والطرق والعمليات المتعلقة بمفهوم علم محاكاة النظم الطبيعة والمحاكة هي عملية تقليد الطبيعة أو محاكاتها التي تعرف أيضا باسم ( )biomimeticأو التصاميم المستوحاة بيولوجيا والتعلم وهذا المصطلح مشتق من مجموع كلمتين الأولى ( )biosوالتي تعني الحياة في اللغة الإغريقية وكلمة ( )mimesisوالتي تعني المحاكاة. حيث استفاد الانسان من الطبيعة المتزنة وجمالياتها التي هي من صنع الخالق عز وجل ،والتي طالما كانت الوسيلة المثلى لاستلهام الاحتياجات وعلى إيجاد حلول لمشكلات تصميمية عن طريق محاكاة العالم الطبيعي. ويتم ذلك من خلال عمليات تقليد الأشكال هي محاولة إعادة عملية ما في ظروف اصطناعية مشابهة إلى حد ما الحاجة إلى تصميم مستوحى من الحيوية على الرغم من اختلاف المنهجيات المحددة ،إلا أن المناهج المستوحاة من الأحياء قد صممت باستمرار تصاميم ومنتجات وظيفية ومستدامة ومذهلة .لكل نهج مزاياه وعيوبه .في النهاية ،على الرغم من ذلك ،يمكن أن يكون تصنيف الأفكار المستوحاة بيولوج ًيا إلى هذه الفئات مقي ًدا .يجب أن نقدر أي تصميمات وابتكارات مستوحاة من الطبيعة تلتزم بالمبادئ الطبيعية الرئيسية للاستدامة والوظائف ،بغض النظر عن العلامة \"الحيوية\". توفر الطبيعة مصد ًرا غير مستغل للابتكار التخريبي الذي يمكن أن يدعم طول عمر البشرية .تغير المناخ العالمي ،وزيادة عدد السكان ،والمخاوف الوبائية ،والازدهار الاقتصادي والكساد ،كلها تهدد مستقبلنا .مع قضايانا البيئية والصحية والاقتصادية الحالية ،فإننا نحتاج إلى نهج جديد ومستدام وقائم على أساس وظيفي ،أو ربما أقدم نهج على وجه الأرض. 7-2تاريخ محاكاة الطبيعة تعلمت البشرية الكثير من الدروس من خلال مراقبة المخلوقات ومحاكاة الطبيعة أو الإلهام من الطبيعة وترجع فكرتها إلى بداية الخلق ،حيث تعلم الانسان طريقة الدفن من الغراب {فَ َب َع َث ال ّله غ َرابًا َي ْب َحث فِي الأَ ْر ِض ِلي ِريَه َك ْي َف ي َوا ِري َس ْوءةَ} (المائدة )39-لكن مصطلح المحاكاة جديدا نسبيا والممارسة الفعلية للمحاكاة مستمرة منذ العصور القديمة تعلم الإنسان في جميع الثقافات المختلفة كيفية البقاء على قيد الحياة من الكائنات الحية المحيطة به ،على سبيل المثال :كانت الثقافات البدائية مثل الأسكيمو والهنود الحمر شكل ( )3-2تدل تصميماتهم البسيطة على أنهم مدركون تماماً لقيمة البيئة الطبيعية المحيطة بهم ،كما كانوا متوافقين ومتكيفين مع بيئتهم فكانت العديد من الأشكال والهياكل في العناصر المعمارية مستوحاة من الطبيعة المحيطة بهم. منزل الهنود الحمر مستوحى من اعشاش منزل شعب الاسكيمو المستوحى من منزل الدب القطبي. الطيور وشيدت من الجلود الخام. شكل ( )3-2استوحى الناس منازلهم من المخلوقات التي تعيش في بيئتهم ()delachieve 99
فكانت العديد من الأشكال والهياكل في العناصر المعمارية مستوحاة من الطبيعة ،والحضارات القديمة مثل الفراعنة المصريين والرومان والإغريق والحضارة الإسلامية تستفيد من العلوم مثل الفيزياء والرياضيات وعلم الفلك عن طريق محاولة تطبيقها في تصميماتهم ،على سبيل المثال تظهر محاكاة الطبيعة في الأعمدة الفرعونية المستوحاة من زهرة اللوتس في الحضارة المصرية القديمة الاعمدة الفرعونية المستوحاة من زهرة اللوتس العمارة الإسلامية استوحت النقوش من النباتات والاعشاب شكل ( )4-2محاكاة الطبيعة في العمارة الفرعونية والإسلامية -9الاستفادة من تقنيات المخلوقات الحية: وضع الفيلسوف والعالم اليوناني أرسطو عام ( )922–983قبل الميلاد الطبيعة في مركز دراساته العلمية في كتابه ( (Animalium Historiaوالذي يصف العديد من الظواهر الحيوانية التي كان يجب احترامها. ولعل اول من حاول تقليد تقنيات الطيور هو عباس بن فرناس ،الرجل الذي ارتبط اسمه بمحاولة الطيران الأولى للإنسان وذلك بعد أن صنع لنفسه جناحين من الريش على هيئة أجنحة الطيور شكل ( ،)5-2وصعد إلى تلة في منطقة الرصافة ،من ضواحي قرطبة بالأندلس (غرب أسبانيا) ،قرب جبل العروس ،واندفع منها في الهواء طائراً ،على مشهد من أهالي قرطبة الذين احتشدوا لمشاهدة المغامرة الخطرة ،واستطاع الطيران لمسافة بسيطة عن المكان الذي انطلق منه. لم يقم ابن فرناس بتجربته الخطرة بوحي من الخيال ،بل أنجز ابحاثا وتجارب عدة درس خلالها ثقل الأجسام ومقاومة الهواء لها ،كما راقب الطيور لفترة ،وكانت ضريبة حلمه كسور في ظهره واتهامات له بالجنون. لكنه دخل سجلات التاريخ كأول من حاول الطيران في الجو ،وفتحت محاولاته الباب واسعاً أمام كل من جاء بعده في عالم الطيران ،فبعد عدة قرون تم اختراع البالون ثم الطائرة بواسطة الأخوان رايت. كما قام دا فنشي وهو أول باحث في الهندسة الميكانيكية البيولوجية بمحاولة محاكاة الطبيعة عام 2849م عن طريق محاكاة قدرة الطائر على الطيران ،حيث قام بعمل ملاحظات عن الطيران الشراعي من دراسة الطيور والطريقة التي يوازنون بها أنفسهم بأجنحتهم وذيلهم شكل ( )5-2قدمت رسومات ليوناردو راب ًطا أساسيًا للملاحظات المبكرة في إثبات أن كل شيء في الطبيعة مترابط ،وأن القواعد الواضحة والمترابطة من الطبيعة يمكن تطبيقها من خلال الهندسة. ثم اتبعه الكثير من المفكرون في القرن التاسع عشر عندما حققوا قفزة في محاكة الطبيعة ،فتحولت من كونها مجرد فكرة \"المراقبة\" إلى التطبيق .وقام أخوان رايت brothers s'Wrightبتطوير أول نموذج طائرة لهم عام 2484م وكانت تعتبر أول محاول رايت فلاير :أول طيران بالة ذاتية تصميم ليوناردو دا فينشي لطائرة محاولة عباس بن فرناس خافقة الجناحين كالطير الدفع. للطيران شكل ( )5-2محاولات البشر لمحاكاة تقنيات الطيران للطيور 92
-2قصر الكريستال: وهو قصر معارض مصنوع من الحديد المصبوب وألواح الزجاج ،وأقيم أول مرة في منطقة هايد بارك في لندن وقام بتصميمة مصمم المناظر الطبيعية جوزيف باكستون Paxton Josephويبلغ مساحة القصر 111الف قدم ويضم القصر أكثر من 9111عمود حديدي يدعم 2224عوارض تعريشة و 31مي ًلا من المزاريب ،تضم 4111طن من الحديد في المجموع] .والقصر مستوحى من نبات الزنبق ذات الاضلاع المترابطة التي تساعد النبات في دعم الوزن الثقيل في الماء. رسم جوزيف باكستون الأول لمبنى واجهة الجناح لكريستال بالاس الأصلي زنبق الماء ذالت الاضلاع المترابطة المعرض العظيم ،حوالي عام المصدر (المؤتمر الثالث للأبداع والابتكار 9851بالقلم والحبر على ورق والتقنية) نشاف (متحف فكتوريا والبيرت) شكل ( )6-2قصر الكريستال المستوحى من نبات الزنبق -3ملعب بكين تم بناء ملعب بكين الوطني أو عش الطائر من أجل أولمبياد بكين ،2118وهو قطعة معمارية مذهلة ح ًقا. يستهلك المبنى آلاف الأطنان من الخرسانة والفولاذ ،ويجب أن يظل المبنى لمدة قرن على الأقل. وتم تصميمه وبنائه من قبل مشروع مشترك من المهندسين المعماريين بما في ذلك؛ جاك هيرزوغ وبيير دي ميرون من هرتسوغ ودي ميرون ،ومهندس المشروع ستيفان مارباخ ،والفنان آي ويوي ،و CADGالتي قادها كبير المهندسين المعماريين لي زينغانغ. بلغ مساحة المبنى 54611 2متر مربع ويمكن أن تستوعب ما يصل إلى 19111شخص 81،111 .من سعتها من خلال المقاعد الثابتة والباقي ممكن باستخدام مقاعد مؤقتة. إجمالي الحجم الداخلي الإجمالي للمبنى في مكان ما في حدود 3ملايين متر مكعب. استغرق بناء الاستاد أكثر من 36كيلومت ًرا من الفولاذ غير المغلف بوزن إجمالي يزيد عن 41ألف طن .يبلغ طول الملعب أكثر من 331مت ًرا (من الشمال إلى الجنوب) وعرضه أكثر من 221مت ًرا (من الشرق إلى الغرب). عند أعلى نقطة له ،يبلغ ارتفاع الملعب أقل بقليل من 71متراً مع أقصر ارتفاع يبلغ 4228متراً. كما انه واحد من أكبر الهياكل الفولاذية في العالم ،إن لم تكن ،تصميمه الفريد مستوحى من فكرة لف الخيط حول كرة ولكن الناتج النهائي من البنى كان مبنى يشبه عش الطير وربما ما ميزة وسبب في شهرته هو محاكاته للطبيعة وان كانت بطريقة غير مقصودة. 93
ملعب بكين الوطني ،والمعروف باسم يحتوي الاستاد على هيكلين مستقلين ،وعاء جلوس عش من اعشاش خرساني أحمر وإطار خارجي من الصلب حوله عش الطائر الطيور المختلفة المصدر: Wotjek Gurak / Flickr المصدرThomas Bachinger : Flickr شكل ( )6-2استاد بكين الذي يشبه عش الطائر)INTERERESTIG ENGINEERING( . ) ،)Bio-Inspirationوالإلهام الاحيائي () Bio-Utilizationالاستخدام الاحيائي الاستخدام الحيوي لمياه النفايات الصناعية في اثنين من التقنيات الأكثر استخداما في التكنولوجيا الحيوية الصناعية هي الاستخدام الاحيائي ) ،)Bio-Utilizationوالإلهام الاحيائي ( .)Bio-Inspirationكما تصف أسمائهم ،فإن التقنية الأولى هي الاستخدام المناسب للطبيعة كمواد في التصميم ،في حين أن التقنية الثانية هي العلاج ،أو تصحيح شيء لا يعمل بشكل كاف ،من خلال استخدام العناصر البيولوجية .مثال من صناعة الورق ويرد وصف الصناعة من قبل مؤسسة لأبحاث المياه.www.fwr.org ، الاستخدام الحيوي لمياه النفايات الصناعية في إنتاج منتجات عالية القيمة مثلكما الإنزيمات واستخدام الإنزيمات في التبييض الحيوي للحد من المادة الكيميائية استهلاك عوامل التبييض القائمة على الكلور تقديم السليمة بيئيا جديدة التكنولوجيات التي يمكن أن تقلل إلى حد كبير من الأثر البيئي لللب وصناعة الورق)2115FWR ( . من ناحية أخرى ،الإلهام الاحيائي هو استخدام الحياة والطبيعة كمصدر للإلهام خاصة في حل المشاكل .ضمن فئة واسعة جدا من الإلهام الاحيائي ،مستوحاة من الطبيعة الحيوية وقد اقترح التصميم ( )BIDكمصطلح عام يشمل جميع مختلف نهج التصميم الذي هو مستوحاة من الحياة والطبيعة والكائنات الحية .الإلهام في الطبيعة ليست جديدة ،في العلوم أو الفنون أو التصميم .من الدراسات المبكرة ليوناردو دا فينشي ،إلى مناقشات سلسلة فيبوناتشي والنسبة الذهبية في الطبيعة والفنون وتصميم التخصصات كان لها تاريخ طويل من الإلهام في الطبيعة .حركات التصميم الكامل مثل الفنون والحرف ،الحداثة وحركات الفن الحديث من أوائل القرن العشرين ،فضلا عن العضوية من ،9151هي أمثلة على ذلك .منذ منتصف القرن العشرين ،العديد من الدورات في الهندسة ،الهندسة المعمارية والتصميم استخدمت الطبيعة والبيولوجيا كمصدر للأفكار .بعض من أكثر الحالات ذات الصلة في تعليم التصميم هي إدراج الميكانيكا البيولوجية والميكانيكا الحيوية في العديد من التصميمات في 9171و ،9181كما يتضح في الكتاب الكلاسيكي ،)9179( Design for the Real World بقلم (فيكتور بابينيك) ،حيث يصف \"النماذج البيولوجية في التصميم\" .هي ثلاثة تخصصات بيولوجية مستوحاة من التطور على نطاق واسع ،والتي هي عادة ) (Bionicsو( )Biomimeticو( .)Bio mimicryمعظم المؤلفين يتفقون بشكل رئيسي على أوجه التشابه هي التعلم من الطبيعة مع التركيز على الابتكار والتكنولوجيا. ومع ذلك ،ربما الفرق الرئيسي في المحاكاة الاحيائية ( )bio mimicryمع BIDsهو أن أحد أهدافها الرئيسية هو الحفاظ على الحياة والطبيعة وهكذا تتصل بالاستدامة البيئية .المحاكاة الاحيائية ()bio mimicry 94
تساعد على الابتكار ومستوحاة من الطبيعة بدلا من أن تكون تستخدم الطبيعة ،والطبيعة تصبح مصدرا للأفكار والحلول المبتكرة للمشاكل البشرية والاحتياجات. وكما اقترحت جانين بينيوس ( ،)9117فإن أحد افترضتاها الرئيسية هو التعلم من الطبيعة مع الأخذ في الاعتبار ثلاث ركائز الأساسية التي يمكن تلخيصها على النحو التالي: )9الطبيعة كنموذج، )2والطبيعة قياس، )3والطبيعة كمرشد. التشكل الإحيائي )(Bio orphism ويشير مصطلح التشكل الإحيائي إلى محاكاة الصفات الشكلية للطبيعة .مزج الطبيعة مع المبنى هي من الأمثلة على الاستخدام الإحيائي ،مثل وجود الأشجار والشجيرات والزهور ...إلخ حول المبنى تعزيز استراتيجيات التهوية السلبية يمكن أن يجعل ذلك درجات الحرارة في الهواء الطلق أكثر برودة من خلال زراعة الأشجار والنباتات والشجيرات وحتى دمج الماء على مقربة من محيط المبنى .يمكن بعد ذلك امتصاص هذا الهواء البارد داخل المبنى من خلال فتح النوافذ مما يقلل من الحاجة إلى أنظمة التبريد الميكانيكية او أنظمة تدفئة. شكل ( )7-2تعزيز استراتيجيات التهوية السلبية كما يمكن العثور على التشكل الإحيائي في الآونة الأخيرة في تصميم هذا المبنى للمعماري سانتياغو كاالترافا ) (Calatravas Santiagoوالذي استوحى فكرته من حركة الطيران للطائر .ويعبر كاالترافا في جسوره الرشيقة الأخرى في جميع أنحاء العالم بصفات الأبنية الهيكلية بالهياكل في الكائنات الحية. الفناء الداخلي لمتحف ميلووكي للفنون استوحى فكرته من حركة الطيران للطائر متحف ميلووكي للفنون شكل ( )8-2استخدام التشكيل الاحيائي في المتحف والذي يشبه حركة الطيران للطائر المصدر)(Miad 95
الفرق بين محاكاة الطبيعة والاستخدام الاحيائي والتشكيل الإحيائي: هناك تداخلات تحدث بين محاكاة الطبيعة والاستخدام الإحيائي والتشكل الإحيائي .ولكن يمكن التمييز بينهما باعتبار أن الاستخدام الإحيائي والتشكل الإحيائي ،كالهما مجرد محاكاة للصفات الجمالية للطبيعة ،حيث أن المحاكاة البيولوجية هي محاكاة للصفات الوظيفية للأشكال والعمليات والأنظمة البيولوجية .وتعمل محاكاة الطبيعة بشكل أكثر تحدي ًدا على إشراك الجوانب الوظيفية للطبيعة التي يوفرها تكيف طبيعي معين ،بدا ًل من جمالياتها .إذا كان التصميم يتفاعل مع الوظيفة التي يوفرها تكيف طبيعي معين .أما إذا لم يحدث ذلك ،فالا يسمى محاكاة. تصميم من أجل الاستدامة العلاقات بين الاستخدام الحيوي ،والإلهام الحيوي ،والتعبئة الحيوية ،والتعبئة تصميم من أجل الاستدامة أمثلة من بيويمييكري ،بيوفيليا والتصميم المستدام في التعليم العالي تعليم التصميم 96
المراجع December 93, 2191- Christopher McFadden - 7 Solid Facts about the Beijing National Stadium – INTERERESTIG ENGINEERING January 97, 2195 -Allison Bernett - The Opportunities of Bioinspired Innovation – terrapinbrightgreen 97
Search
Read the Text Version
- 1 - 25
Pages: