اقلیم و معماری

علی رغم تغییرات فصلی و محلی زاویه تابش آفتاب و در نتیجه طول زمان و شدت تابش خورشید در نظر گرفتن این پارامتر و محاسبه آن در شهرسازی ،برنامه ریزی شهری و طرح ریزی شبکه گذرهای شهری( بافت شهر ) امری ضروری و اجتناب ناپذیر است .<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

در این رابطه باید بدانیم که گذر های شهری گرمسیری ( شهرهای واحه ای و یا عرضی پایین ) به ویژه در فصل تابستان به سایبان بیشتری نیاز دارند لذا در طراحی این شبکه باید تلاش نمود تا جهت گیری گذر ها به گونه ای باشد که کمتر در معرض تابش آفتاب قرار گیرند . بنابر این توصیه می شود که در چنین شهرهایی جهت معابر و گذرهای شهری حتی الامکان شرقی - غربی باشد . بالعکس در شهرهای سردسیر( خاص مناطق کوهستانی و عرضهای بالا ) در صورتی که شرایط توپوگرافیک و غیره اجازه بدهند بهتر است که خیابانها و کوچه ها و معابر شمالی - جنوبی باشد تا شهروندان بتوانند هم از نور و تابش خورشید بیشتر بهره بگیرند و هم اینکه شدت و مدت یخبندان معابر کمتر و در نتیجه آمد و شد بهتر گردد .

باد نیز یکی از پارامترهای جوی است که می تواند در رابطه با بافت شهر مورد توجه قرار گیرد . جهت گیری معابر و بافت شهر بالاخص درسمت توسعه شهر یا مناطق قابل توسعه باید به گونه ای باشد که با بادهای مزاحم مقابله کند و از بادهای مناسب بهره بگیرد . برای این منظور شدت و جهت انواع باد و بالاخص باد غالب باید بررسی و شناسایی شود و سپس بر اساس آن طراحی نمود . در رابطه با باد غالب و مزاحم ( باد مسلح به ماسه ) باید گذرها طوری طراحی شوند که این باد به راحتی بتواند از داخل شهر عبور کند .

مقاومت مصالح به کار رفته :

می دانیم که محیط و طبیعت معمولاً مواد و مصالح مورد نیاز و سازگار یا اقلیم رادر اختیار انسان قرار می دهد اما متأسفانه در عصر حاضر بنا به دلایلی بیشتر از مصالح غیر بومی و وارداتی استفاده می شود که کمتر با اقلیم ناحیه هماهنگی دارد و لذا دردسرهای زیادی به بار می آید .

به عنوان مثال در مناطق کویری و بیابانی رس بسیار زیاد است و خشت یا آجر حاصل از آن که در معماری شهرهای کویری مانند یزد مورد استفاده قرار می گیرد ضمن عایق بودن در مقابل تغییرات حرارتی از نظم و استحکام نیز گاه با تیر آهن رقابت می کند ،و یا در مناطق جنگلی مثل شمال ایران جنس مصالح به کار رفته در بناها باید به گونه ای باشد که در برابر رطوبت و خوردگی حاصل از آن ( یعنی عمل هوازدگی شیمیایی و پوسیدگی ) مقاومت بیشتری داشته باشند و به این ترتیب بکار بردن مصالح فلزی در این مناطق چندان مناسب نیست و سنگهای ساختمانی مثل آهک و تراورتن و غیره نیز برای روکار و نمای ساختمان مطلوب نخواهد بود زیرا باران در انحلال و خوردگی آنها نقش بسزایی دارد . از اینرو در چنین مناطقی بکارگیری مصالح چوبی ،سفالی و امثال آن مستحکم تر و مقرون به صرفه تر خواهد بود .

درجه حرارت یکی از مهمترین عناصر آب و هوایی است که باید در احداث ساختمان مورد توجه قرار گیرد . به ویژه مصالح فلزی بر اثر درجه حرارت منبسط و منقبض می شوند و این مسأله باید برای جلوگیری از لغزش و یا تکان خوردن تبرهای حمال مورد توجه قرار گیرد و برای دوره گرم و یا انقباض و شکستگی در هوای سرد به گونه ای حمایت و تقویت شوند . کابلهای استیل (فلزی) در هوای گرم شکم می دهند و در هوای سرد سفت و آماده بکار می شوند . تیرهای فلزی عمودی و قائم واقع در سمت آفتابگیر ساختمان نسبت به طرف سایه گیر آن بیشتر منبسط می شوند و به این ترتیب متحمل خمیدگیهای روزانه شده که خود سبب ایجاد کششها و فشارهایی در ساختمان می گردد . البته استفاده از رنگها که بخش وسیعی از انسولاسیون خورشید را منعکس می سازند به کم کردن این گونه مسائل و مشکلات کمک می کنند . امروزه رنگهای منعکس کننده و طرحهای ایمنی برای به حداقل رساندن خطر سرریز شدن یا ترکیدگی ناشی از انبساط محتویات تانکرهای ذخیره ( مثلاً آب ) تولید می شوند .

بنابراین در شهرهای به ویژه گرم و بیابانی که دامنه گرما زیاد است دیوارها . بامها و مصالح به کار رفته در آنها در روز منبسط و به هنگام شب منقبض می گردند . در این قبیل موارد بهتر است که مصالح ساختمانی را با توجه به ضریب انبساطشان انتخاب نماییم و بعلاوه از اختلاط مصالح ساختمانی که ضریب انبساطشان با هم فرق دارد حتی الامکان اجتناب ورزیم .

رطوبت نسبی موجود در هوا نیز به لحاظ اینکه بر روی مواد و مصالح ساختمانی پوشش و یا روکش ساختمان و رنگها اثر می گذارند با اهمیت است . فلزات عموماً از نظر فساد و خوردگی تدریجی تحت شرایط رطوبت نسبی بالا بسیار متعدد هستند . فساد فیزیکی و شیمیایی رنگها نیز توسط هوای مرطوب به سرعت افزایش می یابد و بنای سنگ کاری شده نیز تحت شرایط رطوبتی سریع تر خرد و تجزیه می شوند . ریزش باران نه تنها اثرات مخرب رطوبت را زیادتر می کندبلکه دارای آثار فیزیکی مستقیم بر روی سطوح رو باز نیز هست . بارانهای سنگین بناهای خاکی و سفالی را فرسوده می کنند و روانابها و سیلابهایی ایجادمی کنندکه فونداسیونها را به تحلیل می برند . این نوع بارانها بتن تازه ریخته شده را حفر ،خاکریزهای زمین را فرسوده و اکثر فعالیتهای متحرک زمینی را کند یا متوقف می سازند . سدها ،کانالها ،ستونها و پلها نیز باید حداکثر مقاومت را در برابر بارانهای سنگین و سیل ناشی از آن داشته باشند .

شکل بنا و نور و روشنایی :

عمده ترین عوامل مؤثر در نورگیری ساختمان عبارتند از :

الف : عرض جغرافیایی و موقعیت خورشید که در زاویه تابش و جهت تابش نیز مؤثر است .

ب : طول زمان تابش و شدت تابش که اولی به تعدادساعات آفتابی در روز بستگی دارد و دومی یعنی شدت تابش به عواملی نظیر ارتفاع ،مقدار ابر ،هواریزه ها (گرد و غبار معلق در هوا ) و آلودگی جو وابسته است .

ج : بافت شهری و جهت گیری کوچه ها . خیابانها و معابر که مسلماً بافت فشرده و متراکم و معابر تنگ نورگیری را کم می کند و به عکس .

د : تراکم و فشردگی مساکن که به مساحت آنها بستگی دارد . طبعاً در زمینها و قطعات کوچک فاصله و در نتیجه نورگیری بناها کم می شود .

ه : فرم و جهت صحن حیاط در ارتباط با موقعیت ساختمانهای همجوار

و : وجود و یا عدم وجود بالکن و همچنین میزان کشیدگی بالکن ها و ایوانها در ارتباط با تابش خورشید و سایه گیری

ز : محل قرار گیری پنجره ها ،تعداد پنجره ها ،شکل و ابعاد پنجره ها که یکی از مهمترین مسائل در نورگیری ساختمانهاست . مثلاً در عرضهای پایین باید ارتفاع پنجره کم و شکل آن عرضی باشد و به عکس در عرضهای بالا ارتفاع پنجره زیاد و شکل آن طولی باشد و در عرضهای میانی ابعاد پنجره در حد متوسط و به شکل مربع در نظر گرفته شود .

ح : و بالاخره جنس و رنگ مصالح رو کار و نمای ساختمان نیز در میزان نورگیری مؤثر است . دیوارهای سفید و یا دارای رنگ روشن چون ضریب انعکاس بالایی دارند نور را به خوبی منعکس و به ساختمانهای همجوار منتقل می کنند و رنگهای تیره عکس این حالت را دارند . اگر چه رنگهای روشن حرارت کمتری را به درون ساختمان منتقل می کنند و مقدار نور و روشنایی را افزایش می دهند اما این نوع رنگها و بالاخص رنگ سفید به چشمها زیان می رسانند و از سوی دیگر به علت وجود گرد و غبار و آلودگی جو دائماً کثیف و بد منظر هستند و یک نوع آلودگی چشم انداز را در پی دارند و قدر مسلم پاکیزه نگهداشتن آنها هزینه بر و کاری بس دشوار است .

شکل بنا و تعادل حرارتی :

به طور کلی انسان برای برقراری تعادل حرارتی و آسایش گرمایی به شیوه های گوناگون به مقابله با محیط و شرایط آب و هوایی می پردازد مثلاً از غذا و پوشاک و و سایل گرمایی و مسکن مناسب برای کنترل دمای بدن خود استفاده می کند .

بدیهی است که یکی از معیارهای مهم برای ایجاد تعادل حرارتی و در نتیجه منطقه آسایش ، بکارگیری استانداردهای معماری و طراحی ساختمان برای افزایش یا کاهش دمای درون بنا می باشد . برای نیل به این منظور می باید عوامل مؤثر در درجه حرارت فضای درونی ساختمان را بشناسیم و سپس با توجه به نیازهای حرارتی طرحی و شکلی مناسب را انتخاب کنیم تا هم تعادل حرارتی و احساس آسایش به دست آید و هم هزینه های مربوط به دستگاههای حرارتی و برودتی به حداقل خود برسد . عمده ترین عوامل مؤثر در حرارت بنا عبارتند از :

الف : تقریباً تمام عوامل مؤثر در نورگیری بنا

ب : شکل بام و جنس مصالح به کار رفته در آن

ج : ارتفاع سقف نسبت به کف

د : ضخامت دیوارها ، دیوارهای عایق

ه : تعداد لایه های به کار رفته در بام یا سقف ، جداره یا دیواره و پنجره ها

و : تهویه عرضی

در اقالیم بسیار گرم ساختمان باید به گونه ای طراحی شود که حرارت خارج را به خود جذب نکند ، به ویژه حرارتی که توسط اشعه مستقیم آفتاب تولید می شود . در این نواحی بایستی سعی کنیم از بامهای گنبدی استفاده کنیم زیرا اولاً انحناء و قوس بام باعث می شود تمام انرژی خورشیدی جذب نشود و همواره بخشی از آن در سایه قرار گیرد ، ثانیاً توسط این نوع بامها ارتفاع سقف نسبت به کف بنا زیاد می گردد و لذا فضای داخل دیرتر گرم می شود . ضخامت بام و یا دو جداره بودن آن نیز بهتر می تواند حرارت داخلی را از افراط و تفریط حفظ کند .جنس این گونه بامها بهتر است از مواد گلین ( کاه گل ) باشد زیرا حرارت ناشی از تابش شدید خورشید در سطح آنها متراکم می شود و کمتر نفوذ می کند . استفاده از دیوارهای ضخیم یا دولایه و یا دیوارهای عایق حرارت از دیگر موارد کنترل دمای اینگونه بناهاست . احداث سایه بانها و ایوانهای وسیع سرپوشیده برای ایجاد سایه نیز توصیه می شود .دریچه ها و پنجره های بنا را باید از تابش مستقیم آفتاب دور نگه داشت و حتی الامکان آنها را در جبهه شمالی ساختمان تعبیه نمود( در مناطق گرم نیمکره شمالی ).

به علاوه در و پنجره ها باید به گونه ای نصب شوند که از حداقل آفتاب در تابستان و حداکثر آفتاب در زمستان استفاده شود . ارتفاع در و پنجره و کشیدگی سایه بانها نیز مهم است . بعلاوه استفاده از بادگیرها همانند بادگیرهای سنتی یزد ، گناباد و تهویه عرضی ( قرینه نمودن درها و پنجره ها برای ایجاد کوران ) از دیگر تمهیدات لازم برای کنترل حرارت در مناطق گرم است .

برعکس در آب و هواهای سرد و بسیار سرد طرح و شکل ساختمان و حتی مصالح به کار رفته در آن باید به گونه ای باشد که بتوان حرارت درونی بنا را حفظ نموده و از خروج آن ممانعت بعمل آورد . در این گونه مناطق بامهای مسطح مناسب هستند زیرا به نسبت حداکثر جذب انرژی خورشیدی صورت می گیرد و گرمای بیشتری به محیط و فضای داخلی بنا وارد می شود . آسفالت و قیراندود نمودن بان به غیر از ایجاد مقاومت در برابر وزن برف به علت رنگ تیره انرژی بیشتری را کسب می کند . در این مناطق دوجداره بودن سقف یا بام و دیوارها ، استفاده از دیوارهای ضخیم یا عایق و امثال آن نیز تبادل حرارت بیرون و درون بنا را کم می کند . ارتفاع سقف باید کوتاه باشد تا فضای درون زودتر گرم شود. درها و پنجره ها حتی الامکان رو به آفتاب و به گونه ای باشد که حداکثر انرژی خورشیدی را دریافت نماید . دو جداره بودن پنجره ها و شیشه ها و خودداری از احداث بالکن و سایه بان و نظایر آن از دیگر توصیه های معماری خاص این مناطق است .

شکل بنا و باد :

برای مقابله با آثار مخرب باد اگرچه مقاومت مصالح ساختمانی باید به دقت در نظر گرفته شوند ولیکن طرح و شکل بنا و طرز قرارگیری آنها می تواند بسیار مهمتر باشد . در برنامه ریزی و طراحی ساختمانها و بناها لازم است موارد زیر مطالعه و بررسی گردد :

الف : شرایط و ویژگیهای باد :

ویژگی باد در رابطه با طراحی ساختمان اصولاً عبارتست از آشفتگی باد ( توفانی بودن ) ، سرعت باد ( بالاخص سرعت زیاد ) ، جهت باد ، وزش باد در سطح زمین و تداوم باد . بررسی این ویژگیها می تواند در مورد بادهای غالب، بادهای محلی و یا حالات استثنائی باد ( مثل تورنادوها ، هاریکن ها و …) انجام بگیرد . اگرچه شرایط و ویژگیهای باد معمولاً برای یک ناحیه جغرافیایی عمومیت دارد ولیکن به علت نوع و ماهیت چشم انداز ساختمانهای مجاور و غیره این شرایط برای مکانهای خاص بطور قابل توجهی متفاوت هستند . لذا هر طرح ساختمانی باید احتمالات این شرایط محلی مربوط به مقر بنا را در نظر بگیرد .

آثار مهم باد بر ساختمانها :

اثرات عمده باد بر ساختمانها را در می توان در چند طبقه کلی قرار داد :

ساختمانهای دارای شکل مدور نسبت به بناهای زاویه دار و حاوی سطوح صاف مقاومت و دوام باد را کمتر می کنند مانند بناهایی با سقف گنبدی .

ساختمانهای بلند و مرتفع که دارای ابعاد افقی کوتاه هستند در برابر واژگون شدن و یا خم شدن کامل در قسمتهای فوقانیشان مستعدترند .

بناهای پهلو باز یا دارای اشکال بادگیر چون تمایل دارند باد را به چنگ درآورند نیروی باد رابیشتر خواهند کرد .

برآمدگی یا جلوآمدگی بنا ، جانپناهها و دیوارهای بلند ، سایبانها و بالکنها و دیوارهای بی دوام و ناپایدار به اثر کشش همه جانبه بر ساختمان می افزایند .

علائم ، نشانه ها ، دودکشها ، آنتنها ، چهارطاقیها و سایر تجهیزات روی بام ساختمانها نیز دستخوش اثر روییدگی می شوند .

ه : ضرایب راحتی و آسایش ساختمان :

بدیهی است که در معماری ، برنامه ریزی و طراحی ساختمان اگر به مواردی که تا کنون بیان شد توجه داشته باشیم و آنها را به دقت رعایت کنیم شرایط زیستی مناسی فراهم می گردد و زیستمندان از راحتی و آسایش لازم برخوردار خواهند بود .

به هر حال امروزه باید در حداقل فضای ممکن بناهایی احداث شود که نیاز آسایش انسان در تمام فصول را بر آورده سازد . برای نیل به این هدف نیز باید سعی نمود در زمستان به جای استفاده از سوختهای فسیلی و دستگاههای گرم کننده بیشتر از انرژی خورشیدی و طبیعت بهره گرفت و در تابستان هم از حداکثر سایه ، باد و دیگر ویژگیهای اقلیمی سود جست .

با تشکر از استاد :سرکار خانم محمد ابراهیمی

اقلیم و معماری

مطالب مشابه :

تابش خورشید

تابش خورشید

تنظیم شرایط محیطی

اقلیم و معماری

تاثیر اقلیم در معماری

معماری اردبیل

مقاله کامل اقلیم در معماری و تاثیر آن در معماری

نمونه سوالات علوم زمین1