موزه‌ی آینده یکی از عجیب‌ترین و چالشبرانگیزترین سازه‌های معماری است که سال آینده هم‌زمان با اکسپوی ۲۰۲۰ دبی، افتتاح خواهد شد.
ماجرای یک موزه خاص
سازه‌ی موزه‌ی آینده از ۲۴۰۰ بخش متقاطع فولادی تشکیل شده است که در نوامبر ۲۰۱۸ تکمیل شدهاند؛ پنل‌های نما هم به‌زودی نصب خواهند شد؛ این موزه سال آینده یعنی درست مقارن با برگزاری رویداد مهم اکسپوی ۲۰۲۰، افتتاح خواهد شد. این رویداد از ۲۰ اکتبر ۲۰۲۰ آغاز می‌شود.
شکل آینده‌نگرانه‌ی موزه به‌صورت چنبره‌ای با فضای خالی بیضی‌شکل است که نقطه‌ی دسترسی آن حلقه‌ای بزرگ است. لث کارلسون مدیر اجرایی موزه‌ی آینده می‌گوید:
توصیف سازه برای افرادی که آن را ندیده‌اند کمی مشکل است زیرا این سازه را نمی‌توان کاملا به شکل خاصی تشبیه کرد.
Killa Design، شرکت معماری بومی است که طرح آن برای موزه‌ی آینده در سال ۲۰۱۵ برنده شد. به نقل از معمار این شرکت، بخش یکپارچه‌ی سازه استعاره از دانش کنونی بشر و بخش خالی استعاره از ندانسته‌ها یا به‌بیان‌دیگر، آینده است.
شکل غیرمتداول سازه‌ی موزه، تنها عامل تمایز آن از میان صدها طرح ساخت‌وساز در کل امارات نیست. ازآنجاکه پنل‌های نما ثابت هستند بخش زیادی از خوشنویسی عربی در ارتفاع ۷۸ متری موزه به چشم می‌آیند. مدیران موزه هنوز درباره‌ی معنی خوشنویسی‌ها چیزی نگفته‌اند؛ اما متن خوشنویسی، شعری از شیخ محمد بن راشد آل مکتوم، حاکم دبی، نخست‌وزیر و نائب رئیس‌جمهور امارات متحده‌ی عربی است. خطوط شکسته به مثابه پنجره‌ی موزه عمل می‌کنند. در طول روز، نورهای رنگی فضای داخلی موزه را پر می‌کنند و به‌واسطه‌ی ۱۴ کیلومتر نورپردازی LED در طول شب، جلوه‌ای چشمگیر به وجود می‌آید.
ساخت‌وساز پیچیده
خوشنویسی و شکل غیرعادی ساختمان، موزه‌ی آینده را به یکی از پیچیده‌ترین پروژه‌های ساخت‌وساز تبدیل کرده‌اند. به نقل از شرکت مهندسی بریتانیایی BuroHappold، مشاور ارشد پروژه‌ی موزه‌ی آینده، ساخت این بنا بدون استفاده از طراحی پارامتری و مدل‌سازی اطلاعات ساختمانی (Bim) غیرممکن بود.
طراحی پارامتری، فرآیندی وابسته به تفکر الگوریتمی است که امکان دستکاری متغیرها یا پارامترهای ویژه را برای تغییر خروجی معادله فراهم می‌کند. Bim، فناوری مبتنی بر مدل سه‌بعدی است که به متخصصان ساخت‌وساز در طراحی مشارکتی و مستندسازی پروژه‌ها کمک می‌کند. اگرچه سال‌ها است از Bim در ساخت‌وساز استفاده می‌شود، اما سرعت فراگیری آن آهسته بوده است. توبیاس باولی، رئیس پروژه‌ی BuroHappold برای موزه‌ی آینده می‌گوید:
به همین دلیل لازم بود مدیر پروژه و تیم آن طرح‌های دوبعدی خود را ارتقا دهند. باولی می‌گوید: «لازم بود تمام اعضای پروژه کار با Bim را یاد بگیرند و عملکرد روزمره‌ی خود را تغییر دهند.» اولین وظیفه‌ی محاسباتی، تنظیم شکل تئوری ساختمان برای حذف منحنی‌های پیچیده بود. نهایی ساختن دستکاری‌های میلی‌متری به زمان زیادی نیاز داشت؛ این تغییرات با چشم قابل ردیابی نبودند اما باعث شدند بخش زیادی از پیچیدگی‌ها حذف شوند.
مرحله‌ی بعدی، طراحی چارچوب فولادی، معروف به شبکه‌ی مورب بود. شبکه‌ی مورب از تیرهای متقاطع قطری و نمای خارجی سبک تشکیل شده است. کاربردی‌ترین راه‌حل برای کاهش پیچیدگی سازه، انتخاب تیرها از جنس فولاد یا دیواره‌ی بتنی بود.
شرکت بوروهپلود برای رسیدن به آرایش بهینه، الگوریتم رشد را با درنظرگرفتن بی‌نهایت جابه‌جایی احتمالی نوشت. ساخت متن پارامتری هم فرآیندی طولانی بود اما بوروهپولد موفق شد روش‌های خود را روی پروژه اجرا کند. برای مثال قطر تمام بخش‌های فولادی یکسان و از بازار قابل تهیه بودند. به‌گفته‌ی باولی: «کاری که ما انجام دادیم پروژه‌ای کاملا جدید بود.»
نتیجه نهایی، شبکه‌ای مورب و بهینه از نظر تعداد نقاط اتصالی، قطر لوله‌های فولادی و حتی وزن کلی فولاد به کار رفته بود که باعث صرفه‌جویی در هزینه و زمان مشتری، پیمانکارها و سازندگان شد. در مرحله‌ی بعدی شرکت پیمانکاری Bam Higgs & Hill و شرکت Eversendai Engineering (تولید‌کننده‌ی فولاد سازه)، با درنظرگرفتن تنش‌ها و بارهای جابه‌جایی در فرایند نصب، قبل از شروع ساخت‌وساز به اجرای تحلیل توالی‌سازی ساخت‌وساز و طراحی اتصال سازه پرداختند. باولی در این باره توضیح می‌دهد:
همیشه تحلیل توالی‌سازی با ریسک‌های زیادی همراه است و معمولا با تغییرات زیادی در اجزا همراه است؛ اما در این پروژه به لطف تلاش‌های قبلی برای بهینه‌سازی و مدل‌سازی شبکه‌ی مورب، هیچ‌کدام از بخش‌های فولادی تغییر نکردند. ما از پروژه‌های قبلی درس گرفتیم و با استفاده از فناوری‌های جدید راه‌حلی برای مسائل موجود پیدا کردیم؛ بنابراین دوباره با آن‌ها روبه‌رو نشدیم
همراه‌با ساخت تیرآهن حلقوی و برج حامل شبکه‌ی مورب، ساخت سازه‌ی فولادی، روی‌هم‌رفته ۱۴ ماه طول کشید. در فرایند ساخت‌وساز از اسکن لیزری برای مقایسه موقعیت‌های نصب با مدل سه‌بعدی استفاده شد. با وجود مدل‌سازی سه‌بعدی کامل، مشکلات مرتبط با نصب مکانیکی، الکتریکی و لوله‌کشی (MEP) هم خودبه‌خود حل شدند به‌گفته‌ی باولی:
MEP معمولا تا مراحل آخر پروژه به درازا می‌کشد. تصور می‌کردیم این فرایند ریسک زیادی داشته باشد، اما نه‌تنها اتفاقی نیفتاد؛ بلکه همه چیز به‌خوبی پیش رفت. در مدل دیجیتالی تمام مشکلات حل شده بودند بنابراین مادامی که براساس نقشه پیش بروید، می‌توانید طبق انتظار عمل کنید. از طرفی باتوجه به تلاش زیادی که برای مدل‌سازی صورت گرفته است، هیجان کار هم پائین می‌آید.
عامل اصلی تبدیل طرح‌های دوبعدی به مدل‌های سه‌بعدی، آماده‌‌سازی زودهنگام مهندسی MEP در آغاز پروژه بود؛ به این ترتیب مشکلات خیلی پیش‌تر از مرحله‌ی ساخت‌وساز حل شدند. از سوی دیگر نگاشت‌های لیزری مدل‌های سه‌بعدی هم سودمند بودند.
تاکنون، تقریبا ۶۰ الی ۷۰ درصد از نمای موزه‌ی آینده نصب شده است. تعداد کم کارگران در محل ساخت‌وساز باعث می‌شود مهندسی پیچیده‌ی پشت صحنه ساده به‌نظر برسد. به دلیل شکل هندسی ساختمانِ هفت طبقه و برش‌های خوشنویسی، هیچ دو پنل فایبرگلاسی یکسان نیستند. قالب‌گیری و ساخت هر ۱۰۲۴ پنل به‌صورت مجزا انجام شده است و سپس فولاد ضد زنگ و لعاب به آن‌ها اضافه شده است. این پروژه به‌شدت متمرکز بر نیروی کار است به طوری که در یک روز، تنها امکان ساخت شش پنل وجود دارد. به‌گفته‌ی باولی، تقریبا یک سال طول کشید تا شرکت Affan به توسعه‌ی طرح و ساختار پنل و نمونه‌سازی فرآیندهای تولیدی از جمله ابزارهای ماشینی بپردازد که به‌وسیله‌ی کامپیوتر کنترل می‌شوند.
در اینجا باز هم، اهمیت مدل‌سازی دیجیتال مشخص می‌شود. هر کدام از واحدهای لعاب‌دار، منحصر‌به‌فرد هستند و با پنل‌های مجاور خود برای ایجاد خوشنویسی پیوسته، ترکیب می‌شوند. از متن پارامتری برای تعیین موقعیت نهایی و اندازه‌ی حروف و یافتن تعادل بهینه بین میزان نور طبیعی ورودی به موزه، دریافت حرارت خورشید، تهویه‌ی هوا و زیباشناسی استفاده شده است. درنتیجه این بنا، امتیاز لازم برای رتبه‌بندی در گروه ساختمان‌های LEED Platinum را کسب می‌کند. LEED Platinum معتبرترین و مهم‌ترین گواهی اختصاص‌یافته به ساختمان‌های سبز است.
به دلیل یکپارچه‌سازی تمام ابعاد ساختمان، هرگونه تغییر در خوشنویسی، روی شبکه‌ی مورب و MEP تأثیر خواهد گذاشت. باولی می‌گوید: «این قسمت از کار از شبکه‌ی مورب هم پیچیده‌تر بود زیرا سعی کردیم چهار یا پنج معادله را هم‌زمان حل کنیم. به همین دلیل، فرآیندی پیوسته برای یکپارچه‌سازی و تکامل اجزا در جریان بود».
مانند بخش فولادی، تلاش زیادی هم به برنامه‌ریزی برای توالی‌سازی نصب پنل‌ها اختصاص یافت. نصب برخی بخش‌های پیچیده‌تر هم نیاز به دو یا سه روز زمان داشت. باولی می‌افزاید:
در اینجا باز هم، اهمیت مدل‌سازی دیجیتال مشخص می‌شود. هر کدام از واحدهای لعاب‌دار، منحصر‌به‌فرد هستند و با پنل‌های مجاور خود برای ایجاد خوشنویسی پیوسته، ترکیب می‌شوند. از متن پارامتری برای تعیین موقعیت نهایی و اندازه‌ی حروف و یافتن تعادل بهینه بین میزان نور طبیعی ورودی به موزه، دریافت حرارت خورشید، تهویه‌ی هوا و زیباشناسی استفاده شده است. درنتیجه این بنا، امتیاز لازم برای رتبه‌بندی در گروه ساختمان‌های LEED Platinum را کسب می‌کند. LEED Platinum معتبرترین و مهم‌ترین گواهی اختصاص‌یافته به ساختمان‌های سبز است.
به دلیل یکپارچه‌سازی تمام ابعاد ساختمان، هرگونه تغییر در خوشنویسی، روی شبکه‌ی مورب و MEP تأثیر خواهد گذاشت. باولی می‌گوید: «این قسمت از کار از شبکه‌ی مورب هم پیچیده‌تر بود زیرا سعی کردیم چهار یا پنج معادله را هم‌زمان حل کنیم. به همین دلیل، فرآیندی پیوسته برای یکپارچه‌سازی و تکامل اجزا در جریان بود».
مانند بخش فولادی، تلاش زیادی هم به برنامه‌ریزی برای توالی‌سازی نصب پنل‌ها اختصاص یافت. نصب برخی بخش‌های پیچیده‌تر هم نیاز به دو یا سه روز زمان داشت. باولی می‌افزاید:
لحظه‌ی نصب اولین گروه پنل‌ها قابل وصف نیست. درست مانند بخش MEP، مدل‌سازی این بخش هم با دقت بالایی انجام شد. در نصب یا ظاهر هیچ پنلی هم اشتباهی رخ نداد.
آینده‌ی سبزتر
از ابتدا قرار بود، موزه‌ی آینده در رتبه‌بندی LEED Platinum شرکت کند. این ساختمان مجهز به ابزار کنترلی پیشرفته، سیستم‌های بازیافت آب خاکستری (به پساب تولیدشده در خانه‌ها و محیط‌های اداری گفته می‌شود) و آسانسورهای احیاکننده‌ی توان بود. از طرفی، برق ساختمان از طریق آرایه‌های خورشیدی فتوولتائیک مستقر در خارج ساختمان تأمین می‌شود.
بازدیدکنندگان همچنین می‌توانند وسایل نقلیه‌ی برقی خود را در مسیر گشت موزه شارژ کنند و برای تشویق حمل‌ونقل عمومی، تعداد محدودی فضای پارکینگ، در نظر گرفته شده است. موزه همچنین مصرف پلاستیک یک‌بار مصرف را محدود کرده است؛ به‌گفته‌ی کارلسون گوشت‌های فرآوری‌شده و پروتئین‌های جایگزین در منوی موزه قرار خواهد گرفت.
تمرکز اصلی نمایشگاه‌های موزه‌ی آینده بر پایداری است. برخی طبقات به موضوع‌هایی مثل تغییرات اقلیمی، فضا، آینده‌ی سلامت و بهداشت و درمان اختصاص یافته‌اند. این موزه به آثار گرمایش جهانی بر اکوسیستم‌های بحرانی و راه‌حل آن‌ها خواهد پرداخت. همچنین به بررسی کاربرد انرژی خورشیدی در فضا و استخراج سیارکی به سود بشریت اشاره خواهد کرد. از طرفی نگاهی هم به مسئله‌ی معنویت خواهد داشت. کارلسون می‌گوید:
مجموعه‌ی وسیعی از فناوری‌ها شامل واقعیت افزوده و واقعیت مجازی، بازدیدکننده را به سمت آینده و تجربه‌ی تئاتر متمرکز هدایت خواهد کرد. کارلسون می‌گوید: «این موزه جایی برای نمایش اشیاء، صرفا با برچسب‌هایی در کنار آن‌ها نیست. در بسیاری از گالری‌های اصلی هیچ برچسبی به کار نخواهد رفت؛ بلکه در محیط گالری به‌جای اینکه مخاطب صرفا تماشاگر باشد می‌تواند شرکت‌‌کننده باشد و تجربه‌ی خود را شکل دهد.»
کارلسون امیدوار است موزه‌ی آینده چشم‌انداز خوش‌بینانه‌ای از آینده را ارائه دهد که کاملا در تضاد با چشم‌انداز سرد و متروکی است که صنعت سرگرمی از آینده، نمایش می‌دهد. او می‌افزاید: «در این موزه روش پاسخگویی خلاقانه به چالش‌ها و درعین‌حال حفظ نگاه واقع‌گرایانه به مشکلات پیش رو را نمایش می‌دهیم.»
یکی از طبقه‌ها به نمایش گجت‌های نوظهور اختصاص خواهد یافت، اما تمرکز اصلی بر فناوری‌های سودمند برای بشریت مثل فناوری‌های کمک به تغذیه‌ی جهانی، کمک به نیاز آب و پایدارسازی حمل‌ونقل است. پیش‌بینی می‌شود، موزه‌ی آینده سالانه بیش از یک میلیون بازدیدکننده را جذب کند که نیمی از آن‌ها از امارات متحده‌ی عربی خواهند بود.
هنوز راه زیادی تا تکمیل موزه و فضای داخلی آن باقی مانده است؛ اما به اعتقاد تیم ساخت‌وساز، نمایشگاه‌ها و فضای داخلی هم باید به‌اندازه‌ی نمای ساختمان تأثیرگذار باشند. باولی امیدوار است موزه‌ی آینده به شاخصی از عملکرد ساختمان‌سازی مدرن در دنیای کنونی تبدیل شود. شکل غیرعادی بنا نشان می‌دهد همه‌چیز از استراتژی‌های اطفای حریق و استخراج دود تا پاک‌سازی محیط خارجی به‌خوبی مدل‌سازی، تحلیل و بهینه‌سازی شدهاند.
مدل‌سازی پارامتری حرکت افراد در ساختمان به کاهش زمان‌بندی صف افراد کمک می‌کند و عرض مناسب راهروها، تعداد آسانسورها، طراحی بهینه‌ی سالن فروش بلیط، جریان عبور مردم را تسهیل می‌کنند. از تمام داده‌های مراحل طراحی و ساخت برای عملیات نگه‌داری موزه هم استفاده می‌شود. باولی با اشاره به درس‌های زیادی که از پروژه‌ی موزه‌ی آینده گرفته است، می‌گوید:
این درس‌ها شامل مواردی مثل MEP مناسب، پایداری، ساختار هوشمند و یکپارچه و تجهیزات بهینه هستند که سال‌ها درباره‌ی آن‌ها صحبت کرده‌ایم. چنین امکاناتی نه‌تنها هزینه را برای مشتری کاهش می‌دهند بلکه عملکرد ساختمان را از نظر امنیتی، سلامتی و رفاهی تغییر می‌دهند. این پروژه، دانش ساختمان‌سازی ما را متحول کرد و دلیل آن ضرورت پروژه بود؛ چراکه در غیر این صورت نمی‌توانستیم چالش‌های مربوط به ظاهر ساختمان را حل کنیم. این پروژه، روش کار ما را تغییر داد و به سود پروژه‌های آینده خواهد بود.
به‌نظر می‌رسد موزه‌ی آینده حتی قبل از افتتاح، به نمادی از طراحی ساختمان‌های آینده تبدیل شده است.
