آبانبارهای زیرزمینی قزوین، بناهایی بهیادمان مهندسی کهن ایرانی
-
آبانبارهای زیرزمینی قزوین، بناهایی بهیادمان مهندسی کهن ایرانی
پارستودی- استان قزوین واقع در شمالغرب ایران و در ۱۳۰ کیلومتری غرب تهران روزگاری شبکهای بهشدت متراکم از بیش از صد آبانبار داشت، هرچند امروزه تنها شمار اندکی از آنها سالم باقی ماندهاند که از جملهی آنها سردار بزرگ است که بزرگترین آبانبار تکگنبدی محفوظ مانده در ایران محسوب میشود.
به گزارش پارستودی به نقل از پرستیوی، دوام قابلتوجه این سازهها به ملات ضدآب تخصصی به نام ساروج وابسته بود که مواد تشکیلدهندهی آن شامل ماسه، رس، آهک، خاکستر، موی بز و سفیدهی تخممرغ بود.
یک مطالعهی محاسباتی بر روی چهار آبانبار قزوین نشان داد که گنبدهای کوتاهتر بهطور قابلتوجهی تابش خورشیدی بیشتری نسبت به گنبدهای بلندتر جذب میکردند و از نظر حرارتی برای آبوهوای نسبتاً سرد مناسبتر بودند، که نشان میدهد هندسهی گنبد نهتنها انتخابی زیباشناختی، بلکه مؤلفهای مهم در عملکرد زیستمحیطی آبانبار بوده است.
در زیر خیابانهای پرجنبوجوش و بازارهای تاریخی قزوین، یکی از شگفتانگیزترین دستاوردهای مهندسی سنتی ایران نهفته است: شبکهای گسترده از مخازن زیرزمینی آب به نام آبانبارها.
گنبدهای عظیم آنها روزگاری در افق شهر خودنمایی میکردند، در حالی که تکنیکهای پیچیدهی ساختوساز آنها قرنها پس از ساخته شدن، همچنان الهامبخش معماران و مهندسان است.
قرنها، قزوین به این سازههای هوشمندانه وابسته بود؛ آبانبارهای سقفداری که در زیر زمین ساخته میشدند تا آب را در فصول خشک جمعآوری، ذخیره و محافظت کنند.
این دوران، مدتها پیش از آن بود که سیستمهای مدرن آبرسانی لولهکشی شده، شهرهای ایران را دگرگون کنند. این آبانبارها، دانش انباشتهشدهی نسلها را در زمینهی مهندسی هیدرولیک، مکانیک سازه، علم مواد و طراحی محیطی در خود جای داده بودند.
قزوین از این جهت برای مطالعهی آبانبارها اهمیت ویژهای دارد که روزگاری دارای شبکهای بهشدت متراکم از آنها بوده است. روایتهای تاریخی نشان میدهد که تعداد آنها زمانی نزدیک به یا بیش از صد عدد بوده، هرچند امروزه تنها شمار اندکی سالم باقی ماندهاند.
از معروفترین آنها میتوان به آبانبارهای سردار بزرگ، سردار کوچک، حاجکاظم، حکیم، مسجد جامع و بازار زبانه اشاره کرد.
پراکندگی آنها در سطح شهر تاریخی، رویکردی غیرمتمرکز به تأمین آب را بازتاب میدهد. زیرساخت ذخیرهسازی آب قزوین بهجای اتکا بر یک مخزن عظیم واحد، در بافت زندگی روزمرهی شهری تنیده شده بود و به محلهها، بازارها، مجموعههای مذهبی و دیگر فضاهای عمومی مهم خدمت میرساند.
برخی در کنار مساجد ساخته شدند، برخی دیگر بخشی از مجموعههای معماری بزرگتر بودند، و بسیاری نیز در خدمت محلههای پرجمعیت مسکونی قرار داشتند.
معماری زیرزمینی ذخیرهسازی آب
هستهی فنی یک آبانبار، مخزن ذخیرهسازی آن بود که معمولاً در زیر زمین ساخته میشد و با طاق یا گنبدی عظیم از آجر پوشانده میشد.
موقعیت زیرزمینی بهطور همزمان چندین مزیت فراهم میآورد: آب را از تابش مستقیم خورشید محافظت میکرد، قرارگرفتن در معرض دمای شدید بیرون را کاهش میداد و خاک انبوه اطراف به پایداری حرارتی کمک میکرد.
آبانبارها بهصورت مجزا وجود نداشتند: بسیاری از آنها در سیستمهای هیدرولیکی گستردهتری ادغام شده بودند، از جمله قناتها و مجاری که آب را به مخازن زیرزمینی منتقل میکردند.
شکل آبانبار بسته به شرایط محلی و الزامات معماری متفاوت بود. نمونههای قزوین شامل پلانهای دایرهای و مربعی هستند که نشان میدهد راهحل واحدی در کار نبوده است.
نمونههای اندازهگیریشده شامل گنبدهایی به ارتفاع تقریبی ۷٫۵ تا ۹ متر و عرض ۹ تا ۱۴ متر بودند، در حالی که مدلهای رایانهای از دهانههای استاندارد برای مقایسهی رفتار حرارتی فرمهای مختلف استفاده کردند.
یکی از شگفتانگیزترین نمونهها، سردار بزرگ است که مخزن عظیم مربعیشکل آن با گنبدی یکپارچه و عظیم پوشیده شده و عموماً بهعنوان بزرگترین آبانبار تکگنبدی ایران توصیف میشود، هرچند در واقع بزرگترین آبانبار حفظشده است.
سردار کوچک، راهحلی ساختاری متضاد ارائه میدهد: مخزن آن توسط ستونی عظیم در مرکز به چهار بخش مجاور تقسیم شده است که هر یک قابلیت پوشش جداگانه دارند.
چنین ترتیباتی، مشکل ساختاری پیش روی سازندگان را آشکار میسازد. پوشاندن یک مخزن آب بزرگ مستطیلی یا مربعی با بنایی سنگی بدون تکیه بر فولاد مدرن یا بتن مسلح، نیازمند کنترل دقیق بارها، رانشها و هندسه بود.
گنبد، وزن سقف را به نیروهای عمدتاً فشاری تبدیل میکرد که از طریق مصالح بنایی به سوی دیوارهای نگهدارنده منتقل میشد. آجر بهویژه برای این سیستم مناسب بود، زیرا واحدهای نسبتاً کوچک را میتوان بدون نیاز به عناصر سنگی بزرگ، در سطوح منحنی چیدمان کرد.
نتیجه، سازهای بود که ظرفیت عظیم ذخیرهسازی را با سقفی توانا در پوشش دهانههای بزرگ، با استفاده از مصالح و تکنیکهای در دسترس سازندگان سنتی ایرانی، ترکیب میکرد.
ساروج، آجر و فناوری عایقبندی در برابر آب
دوام قابلتوجه آبانبارهای قزوین به تعامل میان بنایی، عایقبندی در برابر آب و ساخت زیرزمینی وابسته بود.
آجر مادهی غالب سازهای بود، بهویژه برای طاقها و گنبدها، در حالی که ملات سنتی ضدآبی به نام ساروج بهطور گسترده در ساخت آبانبارها استفاده میشد.
این ملات تخصصی دارای موادی شامل ماسه، رس، آهک، خاکستر، موی بز و سفیدهی تخممرغ بود که نسبت آنها بسته به مکان و شرایط اقلیمی تنظیم میشد.
اهمیت این ماده با در نظر گرفتن محیطی که در آن باید عمل میکرد، روشنتر میشود. دیوارهای یک آبانبار نهتنها در معرض رطوبت، بلکه در معرض فشار هیدرواستاتیک قابلتوجهی از آب ذخیرهشده و فشار جانبی خاک اطراف نیز قرار داشتند.
در عین حال، سازه میبایست در طول دههها یا قرنها پایدار میماند و بهطور دورهای تمیز و نگهداری میشد.
گنبد بهعنوان سامانهی زیستمحیطی
شاید جذابترین جنبهی آبانبارهای قزوین این باشد که گنبد بهظاهر ساده را میتوان بهعنوان بخشی از یک سامانهی غیرفعال زیستمحیطی درک کرد، همانگونه که یک مطالعهی کمی بر روی چهار نمونهی قزوینی نشان داده است.
محققان بهجای آنکه فرض کنند فرمهای سنتی از نظر زیستمحیطی کارآمد هستند، آنها را با استفاده از دادههای هواشناسی دهسالهی قزوین آزمودند، چهار گنبد آبانبار مختلف را مدلسازی کردند و تابش خورشیدی وارده بر سطوح گنبد را در زمانهای مختلف گرمترین روز محاسبه نمودند.
سپس از تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی برای بررسی جریان هوا و توزیع حرارت درون فرمهای گنبدی بلندمرتبه و کوتاهمرتبه استفاده کردند.
نتایج آنها به نتیجهگیری خلاف انتظار انجامید. گنبدهای کوتاهمرتبه به دلیل سطح در معرض بیشتر، تابش خورشیدی بیشتری نسبت به گنبدهای بلندمرتبه دریافت میکردند.
در مقایسهی آنها، گنبد کوتاهمرتبهی سردار کوچک حدود ۸۴٫۳ درصد در ساعت ۱۴ در معرض حرارت خورشید بود، در مقایسه با ۵۲٫۵ درصد برای گنبد بلندمرتبهی کنار مسجد جامع.
در ساعت ۱۶، مقادیر متناظر بهترتیب ۷۴٫۷ و ۵۳٫۵ درصد، و در ساعت ۱۸ بهترتیب ۶۲٫۴ و ۴۳٫۲ درصد بودند. در نگاه نخست، تابش بیشتر خورشیدی ممکن است برای یک مخزن آب نامطلوب بهنظر رسد.
اما آبوهوای قزوین نسبت به محیطهای گرم و خشک کلاسیکی که اغلب آبانبارها در آنها بحث میشوند، نسبتاً سرد است.
در این بافت اقلیمی، محققان دریافتند که گنبد کوتاهمرتبه میتوانست حرارت بیشتری را حفظ کند، در حالی که فرم بلندمرتبه، گرداب قویتری از هوای گرم را در نزدیکی بخش فوقانی خود ایجاد میکرد.
بنابراین شبیهسازیهای آنها از این نتیجهگیری پشتیبانی کرد که گنبدهای کوتاهمرتبه، فرم مناسبتری برای آبانبارها در آبوهوای نسبتاً سرد قارهای قزوین بودند.
این یافته از آن جهت مهم است که نشان میدهد فرمهای معماری سنتی را نباید بهطور خودکار از طریق منطق زیستمحیطی منطقهای دیگر تفسیر کرد.
سازندگان قزوینی با ترکیب خاصی از سرمای زمستان، گرمای تابستان، تابش خورشیدی و جرم حرارتی زیرزمینی کار میکردند. گنبد صرفاً سقفی نمادین نبود: هندسهی آن بر رفتار حرارتی مخزن زیرین تأثیر میگذاشت.
آب، هوا و منطق سرمایش غیرفعال
رابطهی بین آبانبار و جو نیز بههمان اندازه مهم بود. برخی از آبانبارهای ایرانی دارای بادگیرهایی بودند که میتوانستند هوای در حال حرکت را به درون سازه هدایت کرده و به تنظیم دما و رطوبت کمک کنند.
بادگیرها در برخی مناطق به آبانبارها افزوده میشدند تا آب ذخیرهشده را در تابستان خنک نگه دارند، هرچند وجود و پیکربندی آنها بر اساس مکان متفاوت بود.
آبانبارهای باقیماندهی قزوین این تنوع را بهخوبی به تصویر میکشند. سردار کوچک دارای چهار گنبد و چهار بادگیر نیمهای توصیف شده است، در حالی که آبانبار حاجکاظم دارای دو بادگیر بلند بوده است.
آبانبار بازار زبانه نیز نشاندهندهی آرایش دیگری است با چندین عنصر سقفی و پنج بادگیر، بنا بر توصیفات معماری.
اصل اساسی ساده بود: کیفیت آب تا حدی به شرایط محیطی پیرامون آن وابسته است. هوای راکد، گرم و مرطوب میتوانست به افت کیفیت منجر شود، در حالی که حرکت کنترلشدهی هوا میتوانست به تهویه و تنظیم دما کمک کند.
بنابراین ترکیب یک مخزن زیرزمینی، بنایی سنگین، محفظهی طاقدار و در موارد مقتضی، بادگیرها، سامانهای غیرفعال ایجاد میکرد که نیاز به یخچال مکانیکی یا تهویهی نیرومند نداشت.
هوای تازهای که از طریق بادگیرها وارد میشد، گردش هوا را تقویت میکرد و میتوانست به خنکتر نگه داشتن محیط مخزن کمک کند، در حالی که موقعیت زیرزمینی و دیوارهای ضخیم، آب ذخیرهشده را از نوسانات دمای بیرون عایق میکردند.
سازندگان، ساختمانها را بر اساس استانداردهای معاصر عملکرد انرژی بهینه نمیکردند؛ آنها مسائل عملی را با استفاده از مصالح موجود، تجربه و دانش اقلیمی محلی حل میکردند.
با این حال، شبیهسازی مدرن به ما امکان میدهد که ببینیم برخی از این راهحلهای سنتی، پیامدهای زیستمحیطی قابلاندازهگیری داشتهاند.
از زیرساخت تا بنای شهری
آنچه آبانبارهای قزوین را بهویژه قابلتوجه میسازد این است که کارکرد مهندسی آنها، آنها را از تبدیل شدن به نشانههای معماری و بیانکنندهی هویت مدنی بازنداشت.
زیرساخت عملی جمعآوری و ذخیرهسازی آب درون زبان بصری بسیار توسعهیافتهی معماری ایرانی جای گرفته بود.
یک مخزن میتوانست چیزی بیش از یک حوضچهی زیرزمینی نباشد، با این حال ورودی آن ممکن بود با سردری یادمانی مشخص شود، از طریق پلکانی بلند که به سوی سطح آب فرود میآمد، در حالی که گنبد، محفظهی پنهان ذخیرهسازی را به ویژگیای قابلرؤیت در افق شهری تبدیل میکرد.
سردار بزرگ و سردار کوچک که در دوران فتحعلیشاه قاجار توسط برادران سردار ساخته شدند، نشان میدهند که چگونه زیرساخت آبی میتوانست بخشی از برنامهای بزرگتر خیریه و معماری شود.
سردار بزرگ در سال ۱۸۱۲ و سردار کوچک در سال ۱۸۱۴ تکمیل شدند و هر دو بخشی از همان مجموعهی گستردهتر ساختوساز مذهبی و مدنی مرتبط با حامیان خود بودند.
سایر آبانبارهای قزوین نیز شامل ورودیهای تزئینی، کاشیکاری، کتیبهها و معماری آجری دقیقاً ساختهشده بودند. موقعیت آنها در بازارها، محلهها و مجموعههای مذهبی همچنین به این معنا بود که فضاهایی اجتماعی بودند، نه آثار مهندسی منزوی.
سردار بزرگ دراماتیکترین نمونه در قزوین است: مخزن عظیم زیرزمینی آن با حجم تقریبی ۴۹۰۰ متر مکعب و گنبد یادمانی آن نشان میدهد که معماران قزوینی چگونه زیرساختی اساساً نامرئی را به بنایی شهری آشکار تبدیل کردند.
میراث مهندسی سازگار با اقلیم
آبانبارهای باقیماندهی قزوین در نهایت درس ارزندهای در این زمینه ارائه میدهند که چگونه معماری سنتی میتواند مهندسی هیدرولیک، مکانیک سازه، علم مواد و طراحی محیطی را در یک نوع ساختمانی واحد ترکیب کند.
مخازن زیرزمینی آنها از پایداری حرارتی زمین بهره میبردند؛ بنایی عظیم، مقاومت سازهای و اینرسی حرارتی فراهم میآورد؛ ساروج سطوحی ضدآب ایجاد میکرد؛ طاقها و گنبدهای آجری امکان پوشش فضاهای بزرگ را بدون مصالح نوین سازهای ممکن میساختند؛ و بادگیرها، در صورت وجود، میتوانستند تهویهی غیرفعال را بهوجود آورند.
آبانبارهای غولپیکر ایران: قزوین و فراتر از آن
در حالی که آبانبار سردار بزرگ قزوین اغلب بهعنوان بزرگترین آبانبار ایران ستایش میشود، دو آبانبار بسیار بزرگتر در جنوب ایران از نظر ظرفیت از آن پیشی میگیرند.
آبانبار سردار بزرگ در قزوین دارای مخزنی مربعشکل با حجمی تقریباً ۴۹۰۰ متر مکعب است و پس از آن آبانبارهای شهری مسجد جامع (۳۷۵۰)، مسجد نبی (۳۶۰۰)، سردار کوچک (۲۰۹۰)، حاجکاظم (۱۹۵۰) و حکیم (۱۹۴۴) قرار دارند.
با این حال، آبانبار کَل که با نام گنجالبحر نیز شناخته میشود، در شهر گراش در استان فارس، دارای مخزنی استوانهای به قطر ۲۹ متر و عمق ۲۱ متر است که حجمی برابر با ۱۳۸۷۲ متر مکعب آب را ذخیره میکند، یعنی نزدیک به سه برابر سردار بزرگ.
آبانبار دریادولت در بندرکنگ، استان هرمزگان، دستاورد قابلتوجه دیگری است با مخزنی استوانهای به قطر ۲۸ متر و عمق ۱۴ متر که ظرفیتی برابر با ۸۶۲۰ متر مکعب به آن میدهد.
هر سه در دورهی قاجار ساخته شدهاند که نشاندهندهی اهمیت مستمر زیرساختهای سنتی آب، حتی با ورود ایران به دوران مدرن است.
گنبد آبانبار سردار بزرگ، اگرچه از نظر اندازه (با قطری ۱۷ متر قابلمقایسه با گنبدهای مساجد جامع بزرگ ایران مانند مسجد جامع قزوین و یزد) قابلتوجه است، با این حال بهطور قابلتوجهی کوچکتر از گنبد پیشین آبانبار کَل در گراش است.
گنبد آبانبار کَل با قطر بیرونی شگفتانگیز ۳۱٫۵ متر و قطر داخلی ۲۹ متر، حتی از گنبد معروف سلطانیه که قطر داخلی آن ۲۵٫۵ متر است و اغلب بزرگترین گنبد تاریخی ایران محسوب میشود، فراتر میرود.
در زمان ساخت، گنبد آبانبار کَل سومین گنبد بزرگ بنایی در جهان بود که تنها از ایاصوفیه در استانبول و کلیسای جامع فلورانس پیشی گرفت.
آنچه این دستاورد را حتی شگفتانگیزتر میکند این است که گنبد سلطانیه و کلیسای جامع فلورانس توسط بهترین مهندسان زمان خود با تأمین مالی سخاوتمندانه از سوی امپراتوران و خانوادهی فوقثروتمند مدیچی ساخته شدند، در حالی که آبانبار کَل توسط ساکنان شهری پیرامونی ساخته شد که جمعیت آن در آن زمان چند هزار نفر بود.
اگرچه گنبد آجری در زلزلهی ویرانگری که در آغاز قرن بیستم به استان فارس رخ داد، باقی نماند، اما سازهی استوانهای تا به امروز حفظ شده است و آبانبار تا چندین دهه، تا زمان راهاندازی شبکهی مدرن آب، همچنان مورد استفاده قرار میگرفت.
این آبانبارهای جنوب ایران، اگرچه کمتر از همتایان قزوینی خود شناخته شدهاند، برخی از استثناییترین دستاوردهای مهندسی سنتی ایران را نمایندگی میکنند و شایستهی شناخته شدن در کنار آبانبارهای مشهورتر مرکز و شمال ایران هستند.
hk
