با تشدید تنش‌های ژئوپلیتیک و پیشرفت تسلیحات نظامی، مفهوم پناهگاه‌های زیرزمینی از فضاهای صرفاً نظامی به مراکزی چندمنظوره برای حفاظت از جمعیت غیرنظامی، داده‌های حیاتی و زیرساخت‌های ضروری تکامل یافته است. این مقاله به بررسی جامع اصول طراحی سازه‌های امن در دل کوه و فضاهای زیرزمینی با کاربری‌های مختلف می‌پردازد. از ملاحظات ژئوتکنیک و مهندسی سازه در برابر موج‌های انفجار گرفته تا استانداردهای بین‌المللی مانند ISO 22359:2024، نمونه‌های تاریخی پناهگاه‌های جنگ جهانی دوم در برلین و پروژه‌های معاصر مانند مراکز داده زیرزمینی در معادن آلپ ایتالیا، همگی گویای تحولی عمیق در این عرصه هستند. این مقاله با نگاهی به آینده، چالش‌های روانشناختی زندگی در فضاهای بسته و راهکارهای نوین در ایجاد زیست‌گاه‌های پایدار زیرزمینی را نیز بررسی می‌کند.

بازگشت به زیرزمین

در زیر سطح مرئی شهرها، معماری نامرئی گسترده شده است. متروها، تونل‌ها، شبکه‌های آب و کابل‌های انتقال داده، شبکه‌ای متراکم را تشکیل می‌دهند که زندگی شهری را حفظ می‌کند، اما عمدتاً نادیده باقی می‌ماند . زمین زیر پای ما یک خلأ نیست، بلکه قلمرویی پیچیده است که زیرساخت‌ها، خاطرات و اضطراب‌های عصر ما را در خود جای داده است. در سال‌های اخیر، با کمیاب شدن زمین و تشدید فشارهای اقلیمی، معماران و شهرسازان نگاه خود را به سوی پایین‌ترین نقطه معطوف کرده‌اند و قلمرو زیرزمینی را به عنوان یک مرز فیزیکی و مفهومی دوباره کشف کرده‌اند .

طراحی زیرزمینی، به ویژه با هدف حفاظت در برابر تهدیدات جنگی، همواره محل تلاقی معماری با سیاست، فناوری و باورها بوده است. از دخمه‌های رم گرفته تا پناهگاه‌های هوایی جنگ جهانی دوم، فرود به زیر زمین نمادی از حفاظت و در عین حال پنهان‌شدگی بوده است. شهرنشینی قرن بیستم این حرکت را به یک سیستم تبدیل کرد: متروها، پناهگاه‌ها و تأسیسات خدماتی، مقطع شهری را به عنوان ابزاری برای حکمرانی بازتعریف کردند . در پس وعده کارایی و پیشرفت، زیرزمین اضطراب‌های دوران جنگ، نظارت و فروپاشی را در خود جذب کرد. تکامل این فضاها نه تنها نحوه ساخت‌وساز جوامع، بلکه نحوه ترس آن‌ها را نیز آشکار می‌سازد .

امروزه، زمین به مرز جدیدی برای گسترش شهری و سازگاری اکولوژیکی تبدیل شده است. با انتقال زیرساخت‌های دیجیتال، سیستم‌های انرژی و سپرهای اقلیمی به زیر سطح، معماری با فضایی مواجه است که هم فنی و هم متافیزیکی است؛ ضروری اما حاشیه‌ای، نامرئی اما تعیین‌کننده . چالش معماری امروز نه تنها اشغال این فضا، بلکه قابل درک ساختن آن، تبدیل امر نادیدنی به دانش، و پنهان به قلمروی جدیدی از طراحی است .

مبانی طراحی: از زمین‌شناسی تا سازه

۱. ژئوتکنیک و پایداری در برابر بارهای دینامیکی

طراحی سازه‌های امن در دل کوه نیازمند درک عمیقی از علم مکانیک سنگ و خاک است. مجموعه‌های علمی منتشرشده در سال ۲۰۲۵ با عنوان “مسائل ژئومکانیک و مهندسی ژئوتکنیک در طراحی و ساخت ساختمان‌های زیرزمینی” نشان می‌دهد که مسائل ژئوتکنیکی در سراسر فرآیند ساخت‌وساز زیرزمینی پایدار هستند و با حفاظت از محیط زیست ارتباط تنگاتنگی دارند . هنگام حل مسائل مهندسی مرتبط با سازه‌های زیرزمینی، در نظر گرفتن ویژگی‌های مکانیکی ژئوتکنیک و تعامل آن با سازه ضروری است .

پایداری سازه‌های زیرزمینی در برابر بارگذاری ناشی از انفجارهای طولانی‌مدت، یکی از محورهای اصلی تحقیقات جدید است. مدل‌های مقاومت دوخطی و نمودارهای فشار-ضربه (P-I diagram) ابزارهای تحلیلی هستند که برای ارزیابی آسیب‌پذیری تونل‌ها و فضاهای زیرزمینی در برابر بارهای دینامیکی به کار می‌روند . این تحلیلات به مهندسان امکان می‌دهد تا ضخامت پوشش بتنی و عمق مناسب استقرار سازه را بر اساس نوع خاک و شدت تهدید تعیین کنند.

۲. تحلیل پایداری شیب و حفاری عمیق

یکی از چالش‌های اساسی در ساخت ورودی‌های تونل‌ها و فضاهای زیرزمینی، پایداری شیب‌ها در برابر جابجایی‌های ناشی از زلزله است. روش‌های تحلیل حدی و تکنیک‌های پیش‌بینی جابجایی با استفاده از روش‌های نوسانی، به مهندسان در طراحی شیب‌های پایدار در برابر شوک‌های لرزه‌ای و انفجاری کمک می‌کند . حفاری‌های عمیق نیز نیازمند سازه‌های نگهبان قابل بازیافت و سیستم‌های مهاربندی چندگانه هستند که در پروژه‌های بزرگ مقیاس مانند ایستگاه‌های مترو و پناهگاه‌های عمیق به کار گرفته می‌شوند .

۳. سیستم‌های سازه‌ای: بتن به مثابه سپر

انتخاب مصالح در سازه‌های پناهگاهی نقشی حیاتی دارد. بتن مسلح با چگالی بالا، به دلیل مقاومت فشاری عالی و قابلیت جذب انرژی، همچنان گزینه اول است. در پروژه‌های معاصر مانند خانه پناهگاهی در نیوزیلند، از پانل‌های پیش‌ساخته بتنی استفاده شده که در کارخانه تولید و در محل نصب شده‌اند . این روش نه تنها کیفیت ساخت را افزایش می‌دهد، بلکه در مناطق دورافتاده که دسترسی به بتن‌ریزی درجا دشوار است، راهکاری عملی محسوب می‌شود. در این پروژه، از همان رویکرد قالب‌بندی چوبی برای بتن‌های درجا استفاده شد تا تفاوت میان بتن پیش‌ساخته و درجا غیرقابل تشخیص باشد .

استانداردهای بین‌المللی: ISO 22359:2024

در اوت ۲۰۲۴، استاندارد مهمی با عنوان “امنیت و تاب‌آوری — رهنمودهایی برای پناهگاه‌های حفاظتی مقاوم” (ISO 22359:2024) منتشر شد . این سند راهنمایی‌های جامعی برای طراحی، استفاده و نگهداری پناهگاه‌های سخت‌شده ارائه می‌دهد. این استاندارد مشخصاتی را در مورد چیدمان، سازه‌ها، تجهیزات و اقدامات مرتبط با یک پناهگاه تعیین می‌کند .

مخاطبان این استاندارد، سازمان‌ها یا افرادی هستند که مسئول یا درگیر تصمیم‌گیری، برنامه‌ریزی، اجرا، اداره، استفاده یا نگهداری از پناهگاه‌ها می‌باشند؛ از جمله دولت‌های محلی، منطقه‌ای و ملی، آژانس‌های حفاظت مدنی، امدادگران و کسب‌وکارهایی مانند طراحان، سازندگان و تأمین‌کنندگان تجهیزات . نکته مهم آنکه این سند حداقل الزامات یا مشخصات دقیق برای ویژگی‌های پناهگاه‌ها را پوشش نمی‌دهد و پناهگاه‌های نظامی نیز مشمول الزامات اضافی هستند که خارج از حیطه این استاندارد قرار دارد .

مطالعه تطبیقی تاریخی: پناهگاه‌های برلین

تجربه جنگ جهانی دوم در برلین، یکی از غنی‌ترین منابع درس‌آموخته برای طراحی پناهگاه‌های شهری است. با نزدیک شدن جنگ به برلین، رایش سوم ساخت بیش از دویست پناهگاه هوایی برای غیرنظامیان، برج‌های ضدهوایی عظیم برای دفاع هوایی، و شبکه گسترده‌ای از پناهگاه‌های زیرزمینی برای اعضای مهم دولت را اجرا کرد . پناهگاه‌های هوایی در سراسر پایتخت پراکنده بودند و تقریباً به تمام جمعیت چهار میلیونی برلین در هنگام حمله، مأمنی امن می‌دادند .

سه برج ضدهوایی اصلی در تیرگارتن، فردریشزاین و هومبولت‌هاین ساخته شدند که عمدتاً برای دفاع هوایی و پناهگاه سربازان مستقر در برلین استفاده می‌شدند. مشهورترین پناهگاه برلین، پیشواپناهگاه (Führerbunker)، بخشی از مجموعه بزرگی از پناهگاه‌های زیرزمینی بود که برای محافظت از نخبگان رایش ساخته شد و کیلومترها زیر مرکز شهر امتداد داشت . این پناهگاه‌ها امروزه یادآور یکپارچگی و اغلب سرکوبگر گذشته هستند، اما در عین حال برای تفکر هوشمندانه درباره کاربری‌های آینده آن‌ها نیز مناسب می‌باشند .

معماری منظر و اختفا: پنهان‌شدگی در برابر دیدگان

یکی از اصول کلیدی طراحی سازه‌های حفاظتی، پنهان‌شدگی در عین حفاظت است. پروژه “پناهگاه” در نیوزیلند نمونه بارز این رویکرد است. این خانه ۱۴۵ مترمربعی که عمدتاً زیرزمینی است، در تپه‌ای با شیب ملایم حفر شده است. در طراحی آن تلاش شده تا به طور یکپارچه با چشم‌انداز طبیعی ترکیب شود، به‌گونه‌ای که با چشم غیرمسلح از زمین و هوا تقریباً نامرئی است و در واقع، از بیشتر زوایا، حتی هنگام نزدیک شدن به سایت، دیده نمی‌شود .

شکل ۱: نمای بیرونی پناهگاه نیوزیلند که به سختی در چشم‌انداز طبیعی قابل تشخیص است

سقف سازه با پوشش گیاهی محلی (tussock) پوشانده شده است تا خطوط مصنوعی ساختمان را محو کند. این پوشش سبز، باغی موج‌دار با رنگ‌های فصلی ایجاد می‌کند که به طور نامحسوسی در محیط طبیعی فرو می‌رود . هنگامی که از کوه جان به پایین نگاه می‌کنید، خانه اصلاً دیده نمی‌شود و این شاید بزرگترین موفقیت آن باشد .

نمای شمال غربی که از تپه بیرون زده، کاملاً شیشه‌ای و در قاب بتن محصور شده است. یک پیش‌آمدگی بزرگ، نور تابستان را کنترل می‌کند، سطحی از محافظت در برابر عناصر طبیعی ایجاد می‌کند و با غروب آفتاب از نشت نور به بیرون جلوگیری می‌کند . در پشت بنا، خط سقف اندکی بالا رفته و از خطوط طبیعی زمین پیروی می‌کند. پنجره‌های سقفی (clerestory) در سراسر طول سازه کشیده شده و نور را به فضاهای غارمانند زیرزمینی می‌کشانند .

سیستم‌های تأسیساتی و چالش‌های زیست‌محیطی

۱. عایق‌کاری و کنترل رطوبت

ساخت‌وساز در زیر زمین مستلزم تصمیم‌گیری برای ایجاد پلانی ساده است که نه تنها برای چشم‌انداز وسیع مناسب باشد، بلکه پیچیدگی‌های سیستم‌های گسترده عایق‌کاری رطوبتی را به حداقل برساند. هر چه مسیرهای پیچ و خم‌دار بیشتری در زیر زمین داشته باشید، به راه‌حل‌های عایق‌کاری رطوبتی بیشتری نیاز دارید . در پروژه نیوزیلند، عایق‌کاری رطوبتی یک سیستم فوق‌پیشرفته است و ماهیت ساخت در یک سایت منزوی، اهمیت قابلیت ساخت را دوچندان کرده است .

۲. بهره‌وری انرژی و اینرسی حرارتی

یکی از مهم‌ترین مزایای فضاهای زیرزمینی، اینرسی حرارتی بالای زمین است. دمای ثابت عمق زمین (در حدود ۱۰ تا ۱۶ درجه سانتیگراد بسته به عرض جغرافیایی) می‌تواند به طور چشمگیری هزینه‌های گرمایش و سرمایش را کاهش دهد. در پروژه مرکز داده تنتینو دیتاماین در کوه‌های دولومیت ایتالیا، از این ویژگی به بهترین شکل استفاده شده است.

شکل ۲: نمای داخلی مرکز داده تنتینو دیتاماین در اعماق معدن

این مرکز داده که در یک معدن فعال به عمق ۱۰۰ متری زمین ساخته شده، از شرایط منحصربه‌فرد زمین‌شناسی بهره می‌برد. برخلاف تصور رایج از معادن به عنوان مکان‌هایی مرطوب، سنگ دولومیت در این ناحیه کاملاً خشک و پایدار است . دیواره‌های سنگی علاوه بر ایجاد یک سپر فیزیکی در برابر اختلالات سطحی مانند زلزله یا درگیری‌های مسلحانه، به عنوان محافظی در برابر تداخلات الکترومغناطیسی نیز عمل می‌کنند که امنیت فیزیکی و سایبری را به طور همزمان ارتقا می‌دهد .

گرمای تولیدشده توسط سرورها در این مرکز داده هدر نمی‌رود، بلکه برای گرم کردن بخش‌های دیگر معدن که هنوز فعال هستند، مورد استفاده مجدد قرار می‌گیرد. این چرخه حرارتی چه برای گرمایش محصولات ذخیره‌شده (مانند سیب، پنیر و شراب) و چه برای پشتیبانی از سایر سیستم‌های خنک‌کننده، نشان‌دهنده رویکردی پایدار در مدیریت انرژی است .

۳. تهویه و کیفیت هوا

سیستم‌های تهویه در پناهگاه‌های زیرزمینی باید علاوه بر تأمین اکسیژن کافی، قادر به فیلتر کردن عوامل شیمیایی، بیولوژیکی، رادیولوژیکی و هسته‌ای (CBRN) باشند. طراحی این سیستم‌ها باید بر اساس حداکثر جمعیت پناهنده و حداقل مدت زمان ماندگاری (معمولاً ۲ تا ۴ هفته بدون ارتباط با بیرون) محاسبه شود. فیلترهای کربن فعال و سیستم‌های فشار مثبت برای جلوگیری از نفوذ هوای آلوده از طریق درزها و ترک‌ها، از الزامات اساسی این فضاها هستند.

کاربری‌های متنوع فضاهای امن زیرزمینی

۱. مراکز داده و زیرساخت دیجیتال

پروژه تنتینو دیتاماین نمونه‌ای از تحول دیجیتال در فضاهای زیرزمینی است. با افزایش هزینه‌های زمین و انرژی، اپراتورهای مراکز داده در حال بررسی رویکردهای جایگزین برای ساخت‌وساز هستند که سایت‌های زیرزمینی یکی از گزینه‌های اصلی است . این مرکز داده با بودجه ۵۰.۲ میلیون یورویی (حدود ۵۸.۹۵ میلیون دلار) از طریق ترکیبی از سرمایه‌های عمومی و خصوصی تأمین مالی شده است. اتحادیه اروپا از طریق صندوق نسل آینده (Next Generation fund) کمک‌کننده اصلی به این پروژه است .

آنچه این پروژه را متمایز می‌کند، نه تنها موقعیت مکانی، بلکه شرایط درون آن است. ترکیب امنیت فیزیکی با تأثیرات کم محیطی و انرژی، انگیزه اصلی انتخاب این مکان بوده است . عمق معدن آن را به طور طبیعی عایق‌بندی کرده و نیاز به کنترل فعال آب و هوا را کاهش می‌دهد .

۲. فضاهای مسکونی لوکس

خانه پناهگاهی نیوزیلند نمونه‌ای از کاربری مسکونی با استانداردهای امنیتی بالاست. این خانه ۱۴۵ مترمربعی با پلانی ساده شامل آشپزخانه، نشیمن و ناهارخوری در مرکز و دو اتاق خواب در طرفین، هر کدام با حمام خصوصی طراحی شده است . در پشت بنا، فضایی به عنوان ورودی اصلی و در مرحله دوم پروژه، محل اتصال تونل به آشیانه هواپیما و باند فرودگاه در نظر گرفته شده است .

مشتری خواستار استفاده از بتن برای ایجاد حس یک پناهگاه بوده است. این خواسته علاوه بر جنبه زیبایی‌شناختی، راهکاری عملی برای ساخت‌وساز در منطقه دورافتاده نیز بود . نتیجه نهایی، فضایی ساده اما مجلل است؛ تمیز، ترد و بی‌آلایش .

۳. فضاهای مدنی و ذخیره‌سازی

معادن و فضاهای زیرزمینی قابلیت تبدیل به انبارهای امن مواد غذایی، موزه‌ها، کتابخانه‌های ملی و آرشیوهای اسناد حیاتی را دارند. در پروژه ایتالیا، معدن فعال علاوه بر مرکز داده، به ذخیره‌سازی محصولات کشاورزی محلی نیز ادامه می‌دهد . این استفاده ترکیبی (mixed-use) از فضاهای زیرزمینی، مدل اقتصادی پایدارتری برای بهره‌برداری بلندمدت فراهم می‌کند.

چالش‌های انسانی و روانشناختی

۱. طراحی بیوفیلیک و نورپردازی

زندگی و کار در فضاهای بسته و بدون نور طبیعی می‌تواند عوارض روانی جدی مانند افسردگی، اضطراب و اختلال در ریتم شبانه‌روزی ایجاد کند. طراحی موفق فضاهای زیرزمینی باید این چالش را از طریق راهکارهای نوین جبران کند. در پروژه نیوزیلند، اگرچه ساختمان در دل تپه فرو رفته، اما نمای کاملاً شیشه‌ای رو به شمال غرب و پنجره‌های سقفی در پشت بنا، نور طبیعی را به عمق فضا می‌کشانند .

سیستم‌های نورپردازی مصنوعی نیز باید با قابلیت تنظیم طیف نوری بر اساس ساعت روز (شبیه‌سازی طلوع و غروب خورشید) طراحی شوند. استفاده از تصاویر طبیعت، فضاهای سبز داخلی (آتریوم‌های شیشه‌ای) و متریال‌های طبیعی مانند چوب می‌تواند به کاهش تنش روانی کمک کند.

۲. فضاهای اجتماعی و حریم خصوصی

در شرایط بحرانی که ممکن است گروه‌های بزرگی از مردم برای مدت طولانی در فضایی محدود اسکان یابند، طراحی فضاهای جمعی و خصوصی اهمیت حیاتی می‌یابد. پناهگاه‌های مدرن باید علاوه بر فضاهای خواب جمعی، اتاق‌های کوچک برای خانواده‌ها، فضاهای بازی کودکان، کتابخانه، نمازخانه و سالن‌های اجتماعات را نیز در خود جای دهند. ایجاد حس اجتماع و حفظ کرامت انسانی در شرایط سخت، هدف نهایی طراحی این فضاهاست.

۳. امنیت روانی و حس مکان

معماری می‌تواند با ایجاد حس امنیت و ماندگاری، به کاهش اضطراب ساکنان کمک کند. در پروژه نیوزیلند، استفاده از بتن و ایجاد حس پناهگاه، تفسیری از ماندگاری و استحکام است که در قلب آن، فضاهایی با زیبایی بی‌چون‌وچرا قرار دارد . این دوگانگی میان سختی مصالح بیرونی و ظرافت فضای داخلی، به ساکنان اطمینان می‌دهد که در عین حفاظت فیزیکی، از کیفیت زندگی نیز برخوردار خواهند بود.

نتیجه‌گیری: آینده سکونت در اعماق

با تشدید بحران‌های اقلیمی، افزایش جمعیت شهری و تداوم تهدیدات ژئوپلیتیک، معماری زیرزمینی دیگر یک انتخاب حاشیه‌ای نیست، بلکه به بخشی ضروری از برنامه‌ریزی شهری تاب‌آور تبدیل می‌شود. شهرهای معاصر دیگر تنها در خط آسمان خود (skylines) وجود ندارند، بلکه در اعماق خود نیز گسترش می‌یابند .

طراحی فضاهای زیرزمینی با کاربری‌های مختلف – از مراکز داده گرفته تا مجتمع‌های مسکونی – نیازمند رویکردی بین‌رشته‌ای است که در آن مهندسی ژئوتکنیک، سازه، تأسیسات مکانیکی و روانشناسی محیطی در هم می‌آمیزند. استانداردهایی مانند ISO 22359:2024 چارچوبی بین‌المللی برای اطمینان از کیفیت و ایمنی این فضاها فراهم می‌کنند .

پروژه‌های پیشگامی مانند مرکز داده در معدن ایتالیا و خانه پناهگاهی در نیوزیلند نشان می‌دهند که می‌توان فضاهایی زیرزمینی خلق کرد که نه تنها از ساکنان خود در برابر تهدیدات خارجی محافظت کنند، بلکه از نظر زیست‌محیطی پایدار و از نظر انسانی دلپذیر باشند. آینده معماری، بیش از آنکه در آسمان‌خراش‌ها باشد، در اعماق زمین رقم خواهد خورد؛ جایی که امنیت، پایداری و زیبایی در سایه‌های سنگی تحقق می‌یابند.

چالش نهایی برای معماری، نه فقط اشغال این فضا، بلکه قابل درک ساختن آن، تبدیل امر نادیدنی به دانش، و پنهان به قلمروی جدیدی از طراحی است . شاید روزی فرا برسد که شهرهای زیرزمینی، نه به عنوان پناهگاه‌های اضطراری، بلکه به عنوان شیوه اصلی سکونت بشر در برابر چالش‌های سطح زمین، به حیات خود ادامه دهند.