تظهر الأبراج الشاهقة بين ليلة وضحاها في مدينة دبي وذلك جعل سكان المدينة يعتادون على عدم الاكتراث بمواقع البناء أو بناطحات السحاب
إلا أن مشروعاً عمرانياً واحداً جذب انتباه جميع سكان وزوار المدينة وهو متحف المستقبل.
تم الانتهاء من إطار المتحف والذي يتألف من 2400 قطعة فولاذية في تشرين الثاني عام 2018 وتم تركيب ألواح الواجهة لهُ بعد ذلك
وأصبح جاهزاً لإستقبال الزوار منذ 22 فبراير 2022 بالفترة التي كانت تستضيف بها مدينة دبي معرض أكسبو الدولي.
شكل متحف المستقبل والغاية منه
قال لاث كارلسون المدير التنفيذي لمتحف المستقبل أنهم عانوا قليلاً في بداية الأمر في وصف شكل المتحف للأشخاص الذين لم يروه.
حيث كانوا يصفون شكله بأنه يشبه العين وأنه لا يوجد شكل معماري يمكن تشبيهه به.
تم ابتكر شكل المتحف من قبل شركة كيلا للتصاميم والتي فازت بمسابقة تصميمه عام 2015
ووصف مهندسو الشركة على أن الجزء الصلب من المتحف يمثل المعرفة والفراغ فيه يمثل مالا نعرفه، أي المستقبل.
ما يميز شكل واجهة متحف المستقبل عن بقية المباني في المدينة هو الخط العربي الظاهر على واجهته والتي هي عبارة عن أبيات شعرية كتبها صاحب السمو الشيخ محمد بن راشد آل مكتوم، حاكم مدينة دبي.
شكل الحروف أنشئ شبه النوافذ للمتحف، ففي النهار تدخل منها أشعة الشمس لتنير المتحف من الداخل أما في الليل تنار بواسطة اضاءة ليد ويمكن مشاهدتها من مسافة 14 كيلومتر.
بناء معقد لمعجزة هندسية لم يسبق لها مثيل
الخط العربي والشكل الغير تقليدي لمبنى متحف المستقبل جعلاه من أكثر المشاريع المعمارية تعقيداً التي تم بناءها على الإطلاق.
قال توبياس باولي وهو المستشار الرئيسي في شركة بورو هابولد الهندسة أنهُ كان من الممكن أن يكون تشييد مبنى متحف المستقبل مستحيلاً لولا وجود تقنيات جديدة ومتطورة في نمذجة البناء.
شركة بورو هابولد الهندسة هي شركة مهنية بريطانية تقدم خدمات في الاستشارات الهندسية والتصميم والتخطيط وإدارة المشروعات والخدمات الاستشارية للمباني والبنية الأساسية والبيئة
وكانت مسؤولة عن تطوير خوارزمية شبكية متخصصة لتصميم العناصر الفولاذية لمخطط مبنى متحف المستقبل وتشكل هيكل الأعمال الفولاذية الرئيسية.
يتماشى الإطار الخطي المعقد للهيكل مع واجهة المبنى ليكون قادراً على دعم تركيب 1024 لوح مقاوم للصدأ من الألياف الزجاجية GFRP التي تشكل الواجهة الفضية المعقدة للمتحف.
تم تصميم واجهة متحف المستقبل بواسطة الطابعة ثلاثية الأبعاد بشكل احترافي.
أضاف توبياس باولي أن المهندسين في شركته كانوا يعلمون حاجهم لوضع كل بيانات المتحف في بيئة رقمية لعدم قدرة الطرق التقليدية المتبعة على تحديد كل شيء.
فقد كان يمكن لشكل المتحف أن يصبح شكلاً آخر عند التنفيذ بسبب التحديات الهندسية أو حتى قد يتم استبدال الشكل بشكل أخر بسبب تعقيده.
كان من الصعب جداً بناء شكل متحف المستقبل بدون التكنولوجيا التي اتبعها فريق المهندسين والتي كانت عامل التمكين لإنجاز المشروع.
التحديات التي واجهها فريق المهندسين في نمذجة بناء متحف المستقبل
قام مهندسو شركة بورو هابولد الهندسة بتطوير مهاراتهم بسرعة وتعلموا النمذجة الرقمية بشكل احترافي.
أما بالنسبة للمهمة الحسابية فقد كانت تحدي كبير وخاصةً في ضبط الشكل النظري للمبنى للقضاء على أكبر قدر من الانحناءات المعقدة.
هذه التعديلات المليمترية استغرقت وقتاً طويلاً من فريق المهندسين لإنهاءها، إلا أنها كانت عامل وقاية هام من حدوث المضاعفات الهندسية اللاحقة التي كان من الممكن حدوثها.
بعد ذلك جاءت مرحلة تصميم الإطار الفولاذي وهي الخط المائل المصنوع من عوارض متقاطعة قطرياً
كان من المهم تصميم الواجهة لتكون خفيفة الوزن، لذلك اختار المهندسون الفولاذ عوضاً عن الخرسانة باعتبارها الحل الأمثل لمبنى بهذا الشكل وبهذا التعقيد
وبعد التبديلات الكثيرة في الشكل قام المهندسون بكتابة خوارزمية خاصة للوصول إلى أفضل ترتيب للإطار.
كان إنشاء البرمجة النصية البارامترية عملية طويلة إلا أنها أعطت المهندسون الأفضلية كجعل القطع الفولاذية جميعها بقطر واحد ومتوفرة من السوق
النتيجة التي توصل اليها المهندسون كانت مناسبة من حيث عدد نقاط الاتصال وأقطار الأنابيب الفولاذية والوزن الإجمالي للفولاذ المستخدم
وهذا ما أدى إلى توفير التكلفة والوقت على العمال والمقاولين والمصنعين.
الأحمال والحسابات التي قام بها المهندسون
قامت شركة بام هيجز اند هيل ومصنع الفولاذ الإنشائي إيفيرسينداي بتحليل لتسلسل البناء و تصميم التوصيل للهيكل مع لأخذ بعين الاعتبار الضغوط المتغيرة والأحمال أثناء عملية البناء.
تحليل تسلسل البناء دائماً ما يشكل مخاطرة كبيرة للمشاريع وعادةً ما تحصل الكثير من التغييرات في الهيكل بسببه.
في مشروع متحف المستقبل لم يحصل أي تغيير لأي من الأجزاء الفولاذية بفضل الجهود التي بذلت مسبقاً في التحسين والنمذجة.
وقال المهندسون أنهم طبقوا النتائج التي تعلموها في مشاريع سابقة مع استخدام تقنيات جديدة لتطوير أدوات لحل المشكلات المتوقعة.
استغرق اعمال الفولاذ فترة زمنية وصلت لـ14 شهراً للاكتمال خلالها تم استخدام المسح بالليزر لمقارنة الأماكن التي يتم بناؤها مع النموذج الثلاثي الأبعاد.
ساهمت النمذجة ثلاثية الأبعاد بحل المشكلات المرتبطة بالمرافق الميكانيكية والكهربائية وأعمال الصرف الصحي
لأنهُ عادةً ما تتم أعمال الهندسة الميكانيكة والكهربائية في المراحل اللاحقة من البناء.
مستقبل مستدام صديق بالبيئة
حاز متحف المستقبل على تصنيف LEED بلاتينيوم لأنه مجهز بحلول متقدمة للتحكم فيه واحتواءه على أنظمة لإعادة تدوير المياه.
يتم تلبية احتياجات المتحف للطاقة الكهربائية من خلال ألواح طاقة شمسية كهروضوئية، وبذلك سيتمكن الزوار من شحن سياراتهم الكهربائية أثناء قيامهم بجولة في المتحف.
يحتوي متحف المستقبل على عدد قليل من مواقف السيارات لتشجيع زواره على استخدام وسائل النقل العام.
ما الذي يحتويه متحف المستقبل بداخله ؟
تركز أقسام المتحف على الاستدامة، فتم تخصيص قسم لإظهار تأثير تغييرات المناخ، وقسم للفضاء الخاريج وقسم لمستقبل الرعاية الصحية.
يتناول المتحف أيضاً تأثير الاحتباس الحراري على الأنظمة البيئية وكيفة اصلاحها وكيفية جمع الطاقة الشمسية في الفضاء وتعدين الكويكبات لصالح البشرية.
يركز متحف المستقبل على قصة الإنسان في المستقبل والتحديات الكبيرة التي ستواجه البشرية وإيجاد حلول إبداعية للتغلب عليها.
يتم استخدام مختلف التقنيات داخل متحف المستقبل كالواقع المعزز والواقع الافتراضي لمنح زواره نظرة عامة عن المستقبل.
ومن المتوقع أن يجذب متحف المستقبل أكثر من مليون زائر سنوياً، نصفهم من خارج الإمارات العربية المتحدة.
ختاماً
قريباً سيكون لمنصة أنا مهندس تجربة معمقة مع مهندسي متحف المستقبل وكل المهندسين القائمين وراء هذه الأعجوبة الهندسية
لنقل كيفية إنجاز هذا الضريح الهندسية الأعجوبة للمهندس العربي ولجميع المهندسين الناطقين بالعربية في حاضرنا ومستقبلنا، فبالهندسة تبنى الأمم.
- إعداد: المهندسة كارمن الصالح
- تحرير: المهندس بشار الحجي
المصادر: