إعداد : المهندس إبراهيم عبد الله أبا الخيل
الطين مادة بناء عريقة و غنية عن التعريف خاصةً في الجزيرة العربية فمن منا لم يسكن هو أو أباؤه أو أجداده في مساكن من الطين، الطين كان مادة البناء الوحيدة – وعلى قرون مضت – في كثير من مناطق الجزيرة العربية، ولكن نتيجة لرغبة مجتمعاتنا في البحث عن الحياة الحديثة في القرن العشرين الميلادي توقف البناء بهذه المادة لأنها لم تكن تواكب الحديث ( هذا ما كان يُعتقد) وكان البناء بالطين يرمز للتخلف الذي يجب أن نتركه خلفنا ونتطلع للمستقبل الحديث. وتم فعلا منع البناء بالطين في النصف الثاني من القرن العشرين، وهجر معلمو وعمال بناء الطين المهنة، وضاعت الخبرة الطويلة، وتوجه عمال الطين إلى العمل في الوظائف الحكومية و الأعمال التجارية.
الطين مادة طبيعية تستخرج من التربة المنتشرة بشكل واسع على سطح الأرض ، وقد يرجع البناء بها الى القرن التاسع قبل الميلاد، حيث اكتشف في عام ٢٠٠٦م حائط من الطين في سوريا يرجع تاريخه إلى هذا العهد.
هناك معالم تاريخية مهمة شيدت من هذه المادة مثل مدينة شبام في اليمن أو غدامس في ليبيا وكلها من المعالم العالمية المسجلة لدي منظمة اليونسكو ، هذه المدن يستشهد بها اليوم كبار المعماريين في العالم ويعتبرونها أمثلة يجب أن ننهل منها عند بناء المدن الحديثة، لما تضمنته من معايير استدامية اقتصادية واجتماعية و بيئية. ولعل من أهم الأمثلة التاريخية الإسلامية العالمية التي شيدت من الطين قصر الحمراء في غرناطة بأسبانيا، الذي شيدت حوائط قلاعه الكبيرة وأبراجها الدفاعيه من الطين ذو اللون الاحمر ، والذي استخرج من موقع بناء القصر، وكان ذلك سببا في تسمية هذا القصر بالحمراء. البناء بالطين يرجع الي عصور قديمة في أوروبا، ويؤكد القصر علي الأمثلة المختلفة من القصور والقلاع والمساكن الأخرى التي انتشرت في أوروبا، والتي شيدت من الطين بتقنيات تقليدية محلية .
استخدم الطين في الجزيرة العربية في أنحائها المختلفة منذ القدم وتركت الأجيال المتعاقبة من سكانها أمثلة رائعة للبناء بالطين، تعتبر اليوم أعمال نموذجية للمحافظة على البيئة ومراعاة الجوانب الاقتصادية والاجتماعية.
في هذا العدد نستعرض مباني طينية حديثة من مختلف أنحاء العالم وبالرغم من الإهتمام الملحوظ عالمياً لإستخدام هذه المادة الطبيعية في البناء، فإننا مازلنا في منطقتنا – التي عرفت عمارتها التقليدية ببناءها بالطين – ، وبالرغم من حاجتنا لتطوير تقنيات بناء جديدة لمعالجة مشاكل الحد من استهلاك الطاقة وانبعاثات الكربون، فإننا لانرى أي خطوات لإعادة استخدام هذه المادة. على أنه ظهرت محاولة في الثمانينيات الميلادية كنت مشاركاً فيها لإعادة البناء بالطين من خلال بناء جناح الهيئة الملكية للجبيل وينبع في مهرجان الجنادرية للتراث والثقافة في عام 1987م، ثم تلاه بعد ذلك في التسعينيات بناء مسجد للهيئة العليا لتطوير مدينة الرياض وكانت من طوب الطين المكبوس، إلا أن المسيرة توقفت عند هذا الحد تقريباً.
اليوم ونحن نمر بمرحلة ما يعرف بالاستدامة والمحافظة على البيئة والمباني الخضراء، تبدو مادة الأسمنت المستخدمة في الخرسانة مادة غير صديقة للبيئة، حيث أن صناعتها تنتج نسبة 5٪ من انبعاثات الكربون على المستوى العالمي، كما تطور البناء بالطين نتيجة الأبحاث والدراسات واستعمال تقنيات النانو الجديدة لتصبح المادة أكثر ملائمة للبناء بالطرق الحديثة.
مشروعات من أنحاء مختلفة من العالم :
المشروعات التي نستعرضها في هذا العدد تأتي من النمسا وسويسرا وفرنسا وأسبانيا وتشيلي والولايات المتحدة الأمريكية والمكسيك واستراليا.
فمشروع مسكن روش من تصميم مكتب Boltshauser Architects وتنفيذ مارتن روش وهو صاحب المسكن في نفس الوقت، يهدف إلى إيجاد حلاً اقتصادياً وملائماً للبيئة . ويعتبر روش من أكثر المتخصصين في البناء بالطين وله أعمال كثيرة من الطين، ويعرف روش باهتمامه بإبقاء الطين خالياً من الإضافات بحيث يمكن اعادة استخدامه وتدوير المادة من جديد بطريقة اقتصادية. ومن الجدير بالذكر أن روش شارك في بعض أعمال مشروع مركز الملك عبد العزيز الثقافي العالمي في المنطقة الشرقية، وهذه الأعمال نفذت من مادة الطين. في مشروع مسكن روش استخرجت مادة الطين من موقع البناء واستخدمت بطريقة نقية بحيث يمكن عند الإنتهاء من الحاجة للمبنى إعادة ردم هذه المادة في موقعها، بدون أن يكون هناك أي تأثير سلبي على البيئة. شيدت المباني من حوائط من الطين المضغوط من خلال وضعه بين شدات وضغطه آلياً وهي طريقة سريعة للبناء بالطين.
المشروع الثاني هو مشروع مسكن الصحراء الذي صممه ونفذه مكتب DUST الأمريكي، المشروع عبارة عن مسكن تم بناءه في وسط صحراء أريزونا، وهو ذو عمارة حديثة. التصميم هنا يحاول أن يعالج عدد من المشاكل الاقتصادية والبيئية من خلال توجيه المبنى لتوفير التهوية الطبيعية، وتجنب أشعة الشمس المباشرة في فصل الصيف بحيث يحافظ المبنى على درجة حرارة مقبولة داخل فراغاته، كما تم إستخدام المواد المتوفرة في الموقع (الطين والماء والبحص) وبذلك يمكن التوفير في تكلفة النقل.
المشروع الثالث هو مشروع مطعم Acre الذي شيد وسط الحقول في المكسيك ومصممه Fabrikg، المشروع هو مطعم يستقبل مرتاديه في إطار طبيعي جاذب وسط حقول من النخيل وشجر المانجو، ويتفاعل المشروع جيداً مع الموقع فيوفر الظلال والتهوية الطبيعية لمرتادي المطعم. ويستخدم الطين المستخرج من الموقع .
المشروع الرابع هو مشروع مصنع أعشاب Ricola في سويسرا لمصممه Herzog & de Meuron وشارك Martin Rauch في تنفيذه، المشروع يستخدم حوائط من وحدات جاهزة من الطين المضغوط التي تم تصنيعها في مصنع قريب في أجواء عمل محمية من تقلبات الطقس، تم نقلها فيما بعد إلى موقع البناء لتجمع بين بعضها وتشكل الحوائط الخارجية للمشروع. يلبي التصميم متطلبات الجهة صاحبة المشروع التي تهدف في كافة أعمالها إلى المحافظة على البيئة والارتباط بالطبيعة.
المشروع الخامس هو مشروع مسكن خاص صممه
Arias Arquitectos Asociados ويقع في تشيلي المشروع هو مسكن لعائلة ترغب في أن يكون مسكنها محافظاً على البيئة، شيد المسكن من هيكل معدني وحوائط وقواطع داخلية من الطين.
المشروع السادس مجمع طبي تجاري في فرنسا من تصميم
Boris Bouchet Architectes وهو مشروع يتكون من مستوصف وبقالة ويخدم المستوصف والبقالة مجموعة من القرى، نفذ دوره الأرضي من الطين أما الدور الأول فمن الخشب.
المشروع السابع هو مشروع المسبح البلدي لمدينة TORO في أسبانيا من تصميم Vier Arquitectos SLP يتميز هذا المشروع بتصميم يهدف إلى إبراز جماليات مادة الطين سواء في الخارج أو الداخل، وتعتمد هذه الجماليات على الطابع والملمس الطبيعي للمادة والأجواء الداخلية الرطبة التي توفرها الحوائط في فصل الصيف.
أما المشروع الثامن فهو مشروع مساكن مؤقتة لرعاة الأغنام في صحراء استراليا الشمالية الغربية من تصميم Luigi Rosselli . المشروع حائز على جوائز عدة مهمة ويتميز بمراعاته للبيئة وبمعالجة جيدة للعزل الحراري حيث تستند المساكن على مرتفع تم ردمه تعزل المباني من الحرارة تماماً من الجهة الخلفية، أما الواجهة الأمامية فهي من الطين المضغوط وبها فتحات كبيرة مظللة .
وتم استخراج الطين من الموقع
طرق البناء بالطين :
مادة الطين لم تعد اليوم المادة التقليدية المتعارف عليها في الماضي بل تم تطويرها لتكون أكثر معاصرة و أكثر صلابة وتحملاً وأكثر ملائمة للبيئة، حيث تعمق الباحثون في خصائص هذه المادة،وسوف نحاول هنا ان نتطرق لبعض الجوانب العلمية التي تم التوصل لها – وليس كلها – علي ضوء تقدم الابحاث والدراسات والتجارب لتطوير البناء بالطين، كما أنه يجب التنويه على أننا تعودنا تسمية هذة المادة بالطين وفي الحقيقة فإن الطين يمثل جزء من مكونات تربة الأرض.
فالتربة هي التي تبنى منها المباني الطينية وتستخرج من القشرة السطحية للأرض وهي مكونة من :
- أحجار صغيرة وتمثل المكون الأكثر حجماً (2 إلى 20 سم) .
- رمل حصى (2 ملم إلى 2 سم) .
- رمل ( 60 جزئية من الملم إلى 2 ملم) .
- مواد عضوية ( جزئين من الملم إلى 60 جزئية) .
- الطين وهو مكون من حبيبات التربة الدقيقة يصعب رؤيتها بالعين المجردة وتمثل النسبة الأقل من التربة.
تختلف نسبة هذه المكونات من موقع إلى آخر وتختلف طريقة الإنشاء حسب مكونات كل تربة، أما المواد العضوية فهي غير مرغوبة في التكوين المطلوب للبناء وتتواجد في الجزء الأعلى من التربة وتقل كلما تعمقنا في الحفر.أما الطين فهو المادة اللاصقة لمكونات التربة، فالطين إذا ما خلط بالماء يتحول إلى صلصال و يعتبر المادة اللاصقة بين مكونات التربة ، إن الشكل الميكرسكوبي لحبيبات الطين يوضح أنها عبارة عن صفائح يمكن أن تلتصق فيما بينها، بينما الحجر والحصى والرمل فهي ذات أشكال دائرية وغير متنظمة توجد بينها فراغات. ويمثل الطين بالنسبة للتربة ما يمثله الأسمنت بالنسبة للخرسانة، وتمثل قطع الحجر والرمل الهيكل الإنشائي لتربة البناء .
هناك أنظمة بناء متعددة يمكن البناء بها بمادة الطين ومن أهمها :
حوائط الطين المضغوط :
التربة المستخدمة في بنائها تكون مكونة من أحجار وحصى ورمل ورمل دقيق وطين (صلصال) بنسبة متوازنة. يتم ضغط التربة بين شدات لتكتسب صلابة عالية، وتستخدم نسبة طين أو صلصال كافية لتوفير أكبر قدر من التماسك كما تستخدم نسبة من الرمل تمنع تشققها عند الجفاف.
طوب اللبن ( طين مصبوب في قوالب يدوياً) :
التربة المستخدمة هنا يجب أن تكون الأحجار والحصى فيها بنسبة قليلة عن المكونات الأخرى وهي تربة يسهل تشكيلها باليد. كما أنها يجب أن تحتوي على نسبة من الرمل كافية لمنع تشققها .
الطين المخفف :
التربة المستخدمة خالية من الأحجار والحصى ونسبة الرمل قليلة، وبالتالي هي مكونة معظمها من الطين، ولذلك يتم خلطها بالقش أو الرمل لمنع التشقق تستخدم في بناء حوائط ذات هياكل إنشائية من الخشب حيث يتم تغطية الخشب بالطين.
وإختفاء التشقق عند إضافة الرمل أو التبن
التلييس بالطين :
تستخدم تربة خالية من الحجر والحصى وتتوازن نسب الطين والرمل والرمل الدقيق فيها، ويمنع استعمال الرمل بنسبة أعلى من ماهي في اللبن من تشقق التليس، وتستخدم في التلييس كطبقة النهو، وتكون مادة طين في حالة لزجة.
طوب الطين المكبوس :
تستخدم آلة لكبس الطوب وتعمل إما يدوياً أو آلياً وعادة ما يخلط الطين بالأسمنت لتقويته.
حوائط الطين السائل :
وهي طريقة بدأت تأخذ طريقها للانتشار ويستخدم الطين بحالة سائلة تماماً كما هو الأسمنت السائل، ويتم صبها باستخدام آليات تصنيع الأسمنت، وهي طريقة أكثر استدامة ومحافظة على البيئة كونها تحل محل الأسمنت الذي يستهلك طاقة عالية في تصنيعه، ويؤدي إلى انبعاثات كربون عالية، بينما الطين السائل يستخدم التربة الطبيعية ولايستخدم إلا الهواء وأشعة الشمس في جفافه. ونظراً لانتشار المادة على سطح الأرض (التربة) فإنه قد لايحتاج إلى نقله إلى مواقع البناء بل يستخرج من حفريات تربة الموقع. وبذلك يوفر في تكاليف النقل ويقلل بطريقة غير مباشرة من تأثير حركة النقل على انبعاثات الكربون.
إعادة استخدام الحفريات :
وعلى ذكر الحفريات فإن هناك توجه اليوم لإعادة استخدام النفايات الناتجة عن الحفريات المستخرجة من التربة في مواقع البناء في المدن، وهي ذات كميات هائلة ، فبعد أن يتم فحصها وتصنيعها يمكن استخدامها للبناء، وهو ما عرضته بلدية باريس مؤخراً وتوضح الصور المرفقة عينات من التربة المستخرجة من نفايات حفريات مواقع البناء في المدينة.
الخصائص الإنشائية للبناء بالطين :
إن طبيعة المواد المكونة للتربة من حبيبات أو جزئيات هي أن تتكون بينها فراغات نتيجة لشكل الحبيبات أو الجزئيات، فحبيبات الحصى أو الرمل مثلاً تكون دائرية أو بأشكال غير منتظمة، الأمر الذي يؤدي إلى وجود فراغات بينها ، وكلما زادت الفراغات كلما قل تماسك التربة. ولذلك يجب العمل على تقليل هذه الفراغات إلى حد إلغائها تماماً ليتم التماسك كاملاً وهو أمر صعب تحقيقه 100 ٪.
مايحدث عملياً هو أنه إذا كانت التربة غير متماسكة فإنه يتم تحديد حجم الحبيبات وخلطها بحبيبات أقل حجماً، بحيث تملئ الفراغات بينها، ويمكن الاستمرار في هذه العملية حتى ملئ الفراغات بشكل كبير، الأمر الذي سيؤدي إلى زيادة الاحتكاك بين مكوناتها مما يزيد من تماسكها، وهذا ما يحدث في حالة الحوائط المبنية بالطين المضغوط.
لكن هذه الطريقة التي تهدف إلى زيادة تماسك التربة تجعلها صعبة التشكيل ، ولكي يتم تشكيلها يجب أن تكون المادة في حالة من السيولة يسهل صبها وتشكيلها بدون زيادة كمية الماء االتي تحتويها. و لذلك كان يجب البحث عن طريقة أخرى. وتم التوصل إلى ذلك بالاقتباس من الوسائل الحديثة المستخدمة في تسييل الخرسانة الأسمنتية بدون استعمال الماء . الطريقة تكمن في أن يتم ملئ الفراغات بمواد بحيث لا تتلامس الحبيبات الأكبر حجماً فيما بينها وتحافظ على سيولة المادة بدون إضافة الماء، وبذلك تصبح المادة أكثر ليونة وسيولة وتسمح بصبها وتشكيلها، وهذا هو الذي يحدث في حالة حوائط الطين السائل.
دور الماء :
أثبتت الأبحاث أن هناك علاقة تكامل إنشائية بين مكونات التربة والماء فلو خلطنا حبيبات الرمل بالماء فإنها تتماسك فيما بينها وذلك يرجع إلى وجود احتكاك بين حبيبات الرمل يكسبها شئ من الصلابة ثم أن هناك قوى شد في الماء تشد حبيبات الرمل إلى بعضها البعض فتتماسك، كما أثبتت الأبحاث أن هناك عنصر آخر يكمل هذه العلاقة وهو الهواء ، فبدون الهواء لا تلتصق حبيبات الرمل فيما بينها إذا خلطت بالماء تماماً كما ما يحصل على شاطئ البحر عندما يبني الأطفال قصور الرمل ، فإذا ما غمرتها الأمواج تلاشى الرمل ، ذلك أن الرمل تشبع كثيراً بالماء الذي حل محل الهواء وغمر الفراغات بين حبيبات الرمل.
وإذا كان هذا التماسك يحدث بين حبيبات الرمل ذات الشكل الدائري والماء والهواء فإن التماسك بين الماء والطين ذو الحبيبات المتناهية الصغر التي تأخذ شكل صفائح يكون أكثر بكثير. الفرق بين خلط الرمل بالماء بدون الطين، هو أن الرمل الخالي من الطين إذا جف من الماء لايتماسك، بينما إذا أضيف له الطين يبقى متماسكاً. وذلك يرجع إلى كون الطين يحافظ على نسبة من الماء والهواء تتداخل وتبقى محبوسة بين صفائحه تجعل الطين رطباً دائماً .
الشكل الميكروسكوبي لمكونات الطين :
من جهة أخرى يوضح الشكل الصفائحي لمادة الطين اختلاف شكل الصفائح المكونة للمادة من طين إلى آخر، مما يجعل بعضها قابل للتشقق عند الجفاف أكثر من غيره نتيجة لتأثير شكل الصفائح على تداخل الماء بينها، فكلما زاد التشرب بالماء كلما انتفخت مادة الطين ، ولذلك يتم إضافة مادة الرمل أو التبن التي تشكل هيكلاً إنشائياً في أنواع الطين القابلة للتشقق.
حائط الطين آلة تكييف ومادة عزل طبيعية :
بعد أن يجف الحائط المبني من الطين يظل رطباً كونه يختزن كمية من الماء داخل التجاويف التي هي من طبيعة التربة، ويتوازن هذا الماء مع درجة رطوبة الهواء داخل فراغات المبنى بحيث يتبخر الماء داخل التجاويف عندما ترتفع درجة حرارة الهواء داخل المبنى، هذا التحول من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية أو من الماء (السائل) إلى البخار (الغاز) يصاحبه فقدان في السعرات الحرارية فيبرد الحائط . وعندما تنخفض درجة حرارة الهواء داخل المبنى يتكثف البخار متحولاً إلى ماء ويصاحب ذلك اكتساب للسعرات الحرارية التي افتقدها فترتفع درجة حرارة الحائط.
الفكرة في حائط الطين المضغوط هو احتوائه على هذه التجاويف نظراً لوجود الحصى و الرمل في مكوناته، من جهة أخرى فإن الطين ليس عازلاً للحرارة كما هي العوازل المتعارف عليها، لكن نتيجة إلى سماكة الحوائط فإن ذلك يساعد على عزله للحرارة.
مصادر الصور:
2.7.8.9.12.13.14 Batir en terre – author: Laetitia Fontaine et Romain Anger
Publisher: BELIN
5، amaco.org
6، Empreinte.asso.fr
10،11 مجلة البناء
إضافة تعليق جديد