مقاله بررسی ساختار معماری خانه زنبور عسل ، بعنوان الگوی مناسب برای طراحی معماری آرمانشهر ایرانی

اشکالی که در طبیعت یافت می شوند به منظور حداکثر کارایی شکل می گیرند و مقدار نیرویی که ضروری می باشد را با استفاده از کمترین مقدار ماده انتقال می دهند.در واقع فرم و ساختار طبیعی، حاصل جریان پیوسته سازگاری با نیروهای محیطی است.
علاوه بر ساختارهای طبیعی؛ تنوع، پیچیدگی، ظرافت، غنا و زیبایی بر پایه اصل بقا و میل به ادامه حیات اورگانیزم ها شکل گرفته و به وجود آمده است.

با نگرش و بازگشت به طبیعت از نظر استفاده فنی از فرم، حجم، تبادلات انرژی و ساختارهای ایستایی؛ در عمل اگر چهار شاخه طراحی به صورت مشترک در طراحی بنا از آغاز دخالت نمایند، بهترین پاسخ طرح، نتیجه می گردد. در طول تاریخ تکامل، هرگاه مسیر حرکت بشر از رفتار طبیعت فاصله گرفته ؛ سبب شده است پدیده های مشهودی به عنوان آسیب های طبیعی یا معضلات ویژه پدید آیند .

معماران، از دیرباز همواره در حال الهام گیری از طبیعت در ساخت و ساز خود بوده اند. پیروی معماران از طبیعت، موجب خلق آثار بسیار زیبا و گوناگونی شده است. طبیعت همواره منبع بی پایان الهامات خلاقانه بشر بوده و خواهد بود با مطالعه و تحلیل فرآیندهای رفتاری، شکلی و ساختاری طبیعت، همواره بسیاری از مسائل حیاتی حل می گردد . مشکلات اقتصادی، تمایل به بیشترین بهره وری از محصولات با کمترین میزان اتلاف انرژی و ماده ، ضرورت سازماندهی و هماهنگی مصالح و محیط زندگی با کره زمین، توسعه چشمگیر فناوری های پیشرفته و گسترش تواناییهای فنی؛ بشر را مجبور ساخته که به فرآیندها و پدیده هایی که در طبیعت رخ می دهند توجه دقیق تری نماید.

زنبور عسل

زنبورهای عسل از خانواده حشرات بوده و به شکل گروهی زندگی می کنند و همانند مورچه ها جانورانی اجتماعی هستند که در درون کندوی خود کارها را تقسیم می کنند ، یک گروه از زنبورهای عسل که در یک کندو زندگی می کنند شامل یک ملکه(ماده)، تعدادی زنبور نر و تعداد بیشتری زنبورهای کارگرهستند. طول عمر زنبور نر حدود 24 روز، زنبور کارگر حدود 21 روز و ملکه حدود 16 روز می باشد. زنبورها شش پا دارند که سه به سه در دو طرفشان قرار دارد. شاخک های آنها برای احساس کردن و دریافت اطلاعات از محیط است. چشم های آنها به صورت شبکه ای متشکل از میلیون ها لنز خاکستری رنگ است و توانایی دید رنگی دارد. زنبورها از طریق حرکات بدنی و رقص که انجام می دهند، محل گل ها را به همدیگر اطلاع می دهند. در فصل بهار، معمولا زنبورهای کارگر با انتخاب یک ملکه جدید به ساختن کندوی جدید اقدام می کنند.یک کندو بین50 تا60 هزارزنبور کارگر دارد. کارگرها مسولیت تهیه غذا برای نوزادان و ملکه را بر عهده دارند و علاوه بر آن با بال زدن هوای داخل کندو را خنک نگاه می دارند، آنها محافظان کندو نیز هستند.

اصل ارتباط با طبیعت در خلقت زنبور عسل

" بوفون " دانشمند جانورشناس و طبیعی دان معروف می گوید :
"ما اگر این جانوران را یکایک مورد مطالعه قرار دهیم، می بینیم که هوش آنها از میمون و سگ و بسیاری از حیوانات کمتر است و احساساتی که ما تصور می کنیم در آن ها هست به نظر نمی رسد. بنابراین ناچاریم اعتراف کنیم صفاتی که ما به آنها نسبت می دهیم ناشی از اجتماع آنهاست (اصل خلقت آنها مبتنی بر ارتباط با طبیعت است ). به همین دلیل است که ما همکاری آن ها را می بینیم و خیال می کنیم که ذکاوتی فوق العاده دارند در صورتیکه چنین نیست ، زیرا هر عملی که از آنها سر می زند علی رغم تمایل افراد و بر حسب امر طبیعت است و هر عملی که بر حکم طبیعت و مقتضیات مادی از آنها سر بزند طبعاً نتیجه ای دارد وآن نتیجه هم نتایج دیگری به وجود می آورد که جمعاً منتهی به هدف و مقصودی می شود"

زنبور عسل در قرآن

کلمه »نحل« به معنی زنبور عسل، در آیات 68 و 69 سوره مبارکه نحل در جزء چهارده قرآن کریم آمده است. در این آیات چنین می خوانیم: »پروردگار تو به زنبور عسل وحی فرستاد که از کوه ها و درختان و داربست هایی که مردم می سازند خانه هایی برگزین« (سوره نحل،آیه ( 68 نخستین مأموریت زنبور در آیه 68 سوره نحل، مأموریت خانه سازی ذکر شده است. شاید به این دلیل که مسئله مسکن مناسب، نخستین شرط زندگی است و به دنبال آن، فعالیت های دیگر امکان پذیر است.

نحوه ساخت عمارت شهر عسل

در شهر زنبور عسل یا کندو فرد به تنهایی ارزش و حیات ندارد بلکه ارزش و حیات او وابسته به اجتماع است. گویی شهر عسل ، یک موجود جاندار بزرگ است که هر یک از ذرات وجود او یکی از زنبورها هستند و آن ذرات به تنهایی نمی توانند زندگی کنند اما وقتی جمع شدند ، یک جامعه بزرگ را تشکیل می دهند (بحث سلسله مراتب و ارتباط با طبیعت را نشان می دهد) . ساختن شان عسل در کندو از سقف شروع میشود. زنبورها معمولا ساختن آن را از دو یا سه نقطه ی مختلف شروع میکنند و به طرف پایین به پیش می روند. آن ها حجره ها را تک تک در کنار هم می سازند، در حالی که دیواره های جانبی اولین حجره ها را اضافه می کنند حجره های جدیدی در کنار آن ها و رو به پایین می سازند. به تدریج که این قسمتهای مثلثی شکل از اطراف گسترش می یابند، حجره ها یک به یک از بالا به پایین شکل می گیرند. اتصال مجموعه هایی که جداگانه توسط گروه های مختلف ساخته شده اند چنان استادانه صورت می گیرد که به هیچ وجه قابل تفکیک از یکدیگر نیستند.حجره ها برای پرورش نوزادان و ذخیره کردن عسل و دانه های گرده مورد استفاده قرار می گیرند. همه ی این حجره ها به یکدیگر شبیه اند. ملکه تخم خود را در بخش مرکزی شان می گذارد و در بخش های کناری عسل و گرده ذخیره می شود.

حجره های بزرگتر مخصوص پرورش نرهاست. و معمولا در قسمت های پایینتر شان قرار دارد. بزرگترین حجره ها که مخروطی شکلند نیز برای پرورش ملکه ساخته می شود و معمولا در حاشیه های شان واقع شده اند. زنبور عسل وقتی که موم خود را بکار برد ، چند مرتبه به وسیله زبان و شاخک ها آن چه را که نصب کرده صاف و منظم وبه طور دلخواه می نماید و بعد همان طور که ناگهان آمده بود ناگهان از سقف جدا می شود . وارد جمعیت می گردد و بلافاصله بعد از وی زنبور دیگری جای او را می گیرد و سنگ های جدید را روی سنگ اولیه عمارت می گذارد و کار به همین رویه پیش می رود.  به این طریق مقدار زیادی موم از سقف آویزان می شود ولی این موم هنوز طرح معینی ندارد و مثل سنگ بزرگی است که ازسقف آویزان کرده باشند.

وقتی که این موم به اندازه کافی بزرگ شد آن وقت زنبور دیگری که از حیث شکل با زنبوران عادی فرق دارد ازگروه زنبوران جدا می شود و به موم نزدیک می گردد ولی این زنبور برخلاف زنبوران دیگر موم ندارد. زنبور مزبور دارای وظیفه معماری یا بنایی است وقتی که به موم نزدیک شد محل اولین خانه را تعیین می نماید تعیین محل این خانه اولیه ، خیلی اهمیت دارد برای این که خانه های دیگر از لحاظ مهندسی و ریاضی وابسته بدان است . این زنبور مقداری از موم را برمی دارد حفره ای ایجاد می کند و اطراف حفره را بالا می آورد ولی قبل از این که کار را به پایان برساند آن را رها می کند ، انگار که یک قانون مطلق در کندوی زنبور عسل وجود دارد که هیچ یک از کارها نباید به وسیله یک کارگر (تنها) به پایان برسد بلکه تمام کارگران باید در اتمام کار سهیم باشند (سلسله مراتب برای رسیدن به هدف که همان ساختن خانه است ). همین که کار را رها کرد کارگر دیگری که او نیز بنا می باشد جای او را می گیرد در حالی که در اطراف او زنبوران دیگر موم تولید می کنند و روی موم های دیگری می گذارند و یا خانه های جدید به وجود می آورند .

کم کم ما که ناظر کار زنبوران هستیم مشاهده می کنیم که خانه هایی در دو طرف این موم به وجود آمد و تقریباً می توان گفت این قطعه موم در آن موقع شبیه به زبان انسان است که در طرفین آن خانه هایی شش ضلعی به وجود آمده باشد.  در دو طرف سنگ اول که به سقف نصب گردیده ، سنگ های دیگری از طرف زنبوران نصب می گردد و در آن ها هم از این خانه ها به وجود می آید به طوری که همواره زنبوران می توانند آزادنه از این ردیف ها که هر یک دارای خانه های مختلف می باشند ، بگذرند و هرگز برای عبور و مرور دچار زحمت نمی شوند .

هنگام ایجاد این ردیف ها و خانه ها زنبورها از نقشه معینی تبعیت می کنند هر یک از این ردیف ها 22 یا 32 میلی متر است و پهنی خیابان هایی که این ردیف ها از یکدیگر جدا می کنند 11 میلی متر است به طوری که دو زنبور پشت به پشت می توانند از این خیابان ها عبور کنند ( نظم و سیستم شهرسازی انسانی که می توان مأخذ آن را سیستم شهرسازی زنبورها دانست و سیستم حداقل عرض کوچه ها که به اندازه پهنای شانه دو نفر است هنگامی که از کنار هم رد می شوند ، مظهر آن از طبیعت است ). 

چیز دیگری که نشان می دهد در ساختمان این ردیف ها و خانه ها عقل و محاسبه دخالت دارد این است که زنبورها گاهی اشتباه می کنند و حال آن که اگر کورکورانه از غریزه تبعیت می کردند هرگز اشتباه نمی کردند . بر اثر اشتباه گاهی وسعت خیابان ها خیلی زیاد یا خیلی کم می شود که در آن موقع با اضافه کردن و یا کاستن موم و حتی گاهی اوقات با خراب کردن یک ردیف در صدد برمی آیند که این اشتباه را اصلاح کنند.

اشکال مختلف خانه های کندو

به طور کلی شکل خانه هایی که در کندو ساخته می شود 4 نوع است : 1 -خانه های سلطنتی که وسعت دارد و شبیه به یک میوه بلوط است .2-خانه هایی که مخصوص تربیت زنبوران نر و جمع کردن محصول در موقع فراوانی گل هاست . 3-خانه هایی که مخصوص نگاهداری سایر نوزادان و انبارهای معمولی است . 4-یک نوع خانه است که مثل اتاق های ریخت و پاش ما برای هر کاری صلاحیت دارد و به همین جهت اتاق های مزبور که در زوایای کندو ساخته می شوند ، منظم نیستند یعنی شکل هندسی ساختمان آن ها منظم نمی باشند. من و شما هم اگر می خواستیم در کندو خانه بسازیم بعد از آن که خانه های اصلی را وسط کندو می ساختیم هنگامی که نوبت پر کردن زوایا می رسید ناچار بودیم که خانه های کج و معوج و کوچک و بزرگ بسازیم ، زیرا در گوشه های کندو به واسطه نامساعد بودن مکان نمی توان خانه های هندسی منظم ساخت.

هندسه خانه زنبور عسل

هر یک از این خانه ها عبارت از یک شش ضلعی است که شش زاویه دارد . این شش ضلعی روی یک هرم قرار گرفته است. وضع ساختمان این خانه ها از لحاظ هندسی طوری است که وقتی عسل در آن پر شد هرگز نمی ریزد مگر این که ناگهان یکی از ردیف ها که هر یک دارای خانه های مختلف است خراب شود. 

در بیشتر شان های زنبورهای عسل یک گوشه از منشور شش ضلعی به طرف بالا قرار دارد و گوشه ی دیگر به طرف پایین. در موارد استثتایی شان هایی ساخته می شود که اضلاعشان به طرف بالا و پایین قرار دارد. .بدون تردید شکل هندسی، عمق حجره ها و نحوهی قرار گرفتنشان در کنار یکدیگر به شان های عسل مقاومت زیادی می دهد. کسی که برای اولین بار یک شان عسل را بلند می کند از سنگینی وزن آن تعجب می کند. یک شان عسل به ابعاد  37 در 22/5سانتیمتر است و می تواند حدود 2 کیلوگرم عسل را در خود جای دهد. اما زنبورها برای ساختن این شان ها فقط 40 گرم موم به کار می برند. 

زنبورها مهندسین هنرمندی هستند که ماده ساختمانی بناهای خود را تولید می کنند .ضخامت دیوارهای سلول های کندو 0/7 میلی متر است .این ضخامت مدام توسط شاخک های زنبور کنترل می شود. به گفته دکتر رید مهندس انگلیسی و از مشاهیر علم هندسه ، اگر ما بخواهیم از فضایی استفاده کنیم به طوری که هیچ نقطه خالی بدون فایده بین بناهای آن باقی نماند باید آن فضا را به سه طریق تقسیم کنیم :– 1 در آن مثلث هایی به وجود آوریم که هر سه ضلع آن مساوی باشد. – 2 مربع هایی بسازیم که هر چهار ضلع آن متساوی باشند .– 3 شش ضلعی هایی به وجود آوریم که هر شش ضلع آن متساوی باشند. 

زاویه و ضخامت دیواره های کندو

از ابتدای ساختن حجره ها زاویه ی دیواره ها با یکدیگر 120 درجه است. مقطع شش ضلعی حجره ها از بالا دیده نمی شود، زیرا یک حلقه ی موم دهانه ی بالای حجره ها را گرفته است، به محض برداشتن این حلقه، شکل منشور منظم شش ضلعی نمایان می شود.  دیواره های حجره ها با زاویه حدود 13 درجه نسبت به قاب شان عسل ساخته می شود.این زاویه مانع سرازیر شدن عسل مایع به خارج می شود. 

فاصله ی دو دیواره رو به روی هم در یک حجره 5/2 میلیمتر برای حجرهی کارگری و 6/2 میلیمتر برای زنبور نر است. ضخامت هر دیواره حدود 0/073 میلیمتر با خطای نسبی 0/002 میلیمتر می باشد. دقت این معماران کوچک خارق العاده و صرفه جویی آن ها در استفاده از مصالح بی نظیر است. صنعتگران نیز بدون استفاده از ابزار دقیق امکان انجام چنین کارهایی را ندارند.تحقیق در مورد توانایی زنبورها برای محاسبه ضخامت دیواره های حجره هایشان حتی از موضوع قبلی نیز مشکلتر است.

مسلما زنبورها می توانند دقیقا ضخامت دیواره ها را اندازه بگیرند. در غیر این صورت ممکن نیست بتوانند دیوارههایی با ضخامت 0/073 میلیمتر ( برای حجرههای نرها 0/094 میلیمتر ) بسازند. موقعی که زنبورها حجره های یک شان عسل را می سازند، ابتدا در بخش فوقانی کندو حلقه ای از موم درست می کنند، سپس آن را به کمک آرواره هایشان به تدریج به طرف پایین می برند و به صورت حجرهه ای شش ضلعی در می آورند. در طول این عملیات پیوسته ضخامت دیواره ها را اندازه می گیرند و موم های اضافی را از دیواره ها برمی داند. زنبورها این عمل را آنقدر دقیق انجام می دهند که گویی آموزش اختصاصی در فیزیک مکانیک به آن ها داده شده است.

زنبور عسل، معماری ریاضی دان

در این مقاله، که در نشریه نخستین همایش ملی آرمان شهر ایران در سال 1390 به چاپ رسیده است،ما شاهد تلاش برای مصرف کردن حداقل سطح در داخل یک گوشه تنگ هستیم. قبل از همه باید چندضلعی را به شکلی انتخاب کرد که با تکرار آن بتوان سطح کندو را بدون هیچ فاصله یا شکافی پوشاند. چه شکل های منتظمی برای این منظور مناسب اند؟

فیثاغورث: برای نخستین بار به این مطلب توجه کرد که صفحه را دور یک نقطه، تنها با سه نوع از چند ضلعی های منتظم می توان پوشاند. یعنی: مثلث متساوی الضلاع، مربع و شش ضلعی منتظم