تاثیر اقلیم سرد در بناهای ساختمانی

اقلیم سرد و بناهای ساختمانی

شرايط اقليمي و خصوصيات آب و هوايي
سلسله جبال البرز و زاگرس نواحي مركزي ايران را از درياي خزر در شمال و جلگه بين النهرين در غرب جدا مي كنند . كوههايي نيز به صورت منفرد در مركز و شرق ايران وجود دارند از جمله كوه تفتان ، شير كوه و ...
كوهستان هاي غربي كه دامنه هاي غربي رشته كوههاي فلات مركزي ايران و سراسر كوههاي زاگرس را در بر مي گيرد از مناطق سردسير كشور به شمار مي آيند .
كليات آب و هوايي اين منطقه به شرح زير مي باشد :
•سرماي شديد در زمستان و هواي معتدل در تابستان
•اختلاف بسيار زياد درجه حرارت هوا بين دماي شب وروز
•بارش برف سنگين
•رطوبت كم هوا
ميانگين دماي هوا در گرم ترين ماه سال در اين اقليم بيش از 10 درجه سانتي گراد و متوسط دماي هوا در سردترين ماه سال كمتر از 3- درجه سانتي گراد مي باشد .
نوسانات دمايي در طي شبانه روز نيز در نواحي كوهستاني بيشتر است . در اين اقليم دره ها در فصل تابستان بسيار گرم و در زمستان معتدل اند . مقدار تابش آفتاب در فصل تابستان در اين منطقه زياد و در زمستان بسيار كم است . زمستان ها طولاني ، سرد و سخت بوده و تا چند ماه از سال ، زمين پوشيده از يخ ، و بهار كوتاه مدت است و زمستان و تابستان را از هم جدا مي كند. سرما از اوايل آذر ماه شروع مي شود و كم و بيش تا اواخر فروردين ادامه مي يابد . در سراسر اين منطقه از آذربايجان گرفته تا استان فارس ، زمستان ها به شدت سرد مي باشد .
در اين نواحي ، ميزان بارندگي در تابستان كم و در زمستان زياد است و بيشتر به صورت ريزش برف مي باشد . برف هاي پياپي بيشتر قله ها را مي پوشاند . در ارتفاعات بالاي3000 متر همواره برف وجود دارد و اين كوهستان ها سرچشمه رودخانه ها و قنات ها در كشور محسوب مي شوند .
بارش برف در نواحي شمال و شمال غربي منطقه بيش از نواحي جنوب غربي آن است . علي رغم بارندگي فراوان ، رطوبت در اين اقليم كم مي باشد . همچنين سلسله جبال غربي همانند سدي مانع از نفوذ هواي مرطوب مديترانه به داخل فلات ايران مي شوند و رطوبت هوا را تنها در دامنه هاي خود نگاه مي دارند . برخلاف نواحي شمال ايران و سواحل درياي خزر كه غلظت هوا به دليل پستي زمين و بارش زياد است در اقليم سرد ، اين غلظت كمتر بوده و همين امر ميزان استفاده از تهويه طبيعي هوا را كاهش مي دهد .
فرم بنا
برودت بسيار زياد هوا در بخش عمده اي از سال ، در نواحي سرد و كو هستاني باعث شده است تا حداكثر استفاده از تابش آفتاب ، بهره گيري از نوسان روزانه دما ، حفظ حرارتي و جلو گيري از باد سرد زمستاني در فضاهاي مسكوني امري ضروري گردد . لذا فرم بنا در جهت مقابله با سرماي شديد طراحي و اجرا مي شود . در ادامه ، به توضيح خصوصيات كلي فرم بنا در اين اقليم خواهيم پرداخت .
1. ساختمان هاي درون گرا با حياط مركزي
بناهاي سنتي در اقليم سرد مانند نواحي مركزي فلات ايران داراي حياط مركزي بوده و ساير قسمت ها دورتادور اين حياط چيده مي شوند . اتاق هاي واقع در سمت شمال حياط بزرگتر از ساير قسمت ها و تالار يا اتاق اصلي نشيمن خانه نيز در اين سمت حياط واقع شده است تا از تابش مستقيم و حرارت آفتاب در فصل سرد زمستان استفاده كنند . جبهه جنوبي ساختمان به دليل كوتاه و معتدل بودن فصل تابستان كمتر به كار گرفته مي شود .لذا اتاق هاي جنوبي و اتاق هاي شرقي و غربي – در صورت وجود –به عنوان انباري يا فضاهاي خدماتي همچون اتاق خدمه يا سرويس هاي بهداشتي كاربرد دارند.
برخلاف مناطق معتدل و مرطوب سواحل جنوبي درياي خزر ، خانه هاي اين مناطق ، اغلب داراي زير زميني با سقف كوتاه در پائين زمستان نشين هستند كه به علت خنكي هواي آن ، در تابستان براي سكونت و آسايش ساكنان خانه به كار مي رود .
2. استفاده از ايوان و حياط كوچك در بنا
از آنجايي كه در بيشتر روزهاي سال در مناطق كوهستاني سرد ويا بسيار سرد است اكثر فعاليت هاي روزمره در اتاق ها انجام مي پذيرد . لذا ابعاد حياط ها در اين مناطق قدري كوچكتر از نواحي فلات مركزي ايران است .
ساختمان ها در اين اقليم داراي ايوان اند ولي عمق آنها نسبت به ايوان هاي مناطق جنوبي كشور به مراتب كمتر مي باشد و همانند ايوان هاي منطقه خزر ، كاربرد نشيمن ندارند و صرفا جهت حفظ ورودي ها ي بنا از برف و باران استفاده مي شوند .
نكته ديگر پائين بودن كف حياط بناهاي اقليم سرد به اندازه 1 تا 1.5 متر از سطح پياده روهااست تا بتوان آب جاري در نهر ها و جويها را بر باغچه حياط يا آب انبار واقع در زير زمين سوار نمود و از سوي ديگر ، زمين مانند عايق حرارتي اطراف بنا را احاطه كرده ، مانع از تبادل حرارتي بين بنا و محيط پيرامون آن و باعث حفظ حرارت درون ساختمان مي شود .
3. پلان ، فرم بنا و نحوه قرار گيري آن
در حوزه اقليمي سرد و كوهستاني ، بناها داراي پلان و بافت متراكم مي باشند . فرم بنا بايد به گونه اي باشد كه سطح تماس آن را با سرماي خارج كمتر نمايد تا حرارت كمتري از درون به بيرون انتقال يابد . لذا از احجامي نظير مكعب يا مكعب مستطيل استفاده مي نمايند تا نسبت سطح خارجي بنا به حجم داخلي آن كاهش يابد و آن را در حداقل ممكن نگه دارد .
ساختمان ها بين 20 درجه به طرف غرب و 45 درجه به سمت شرق و در سايه باد يكديگر و خارج از سايه آفتاب هم ، در محور شمالي – جنوبي مستقر مي شوند .
4. اتاق هاي كوچك با ارتفاع كم
در نواحي سرد و برفي ، بايد از ايجاد اتاق ها و فضاهاي بزرگ داخل بنا اجتناب نمود چرا كه با افزايش سطح تماس آنها با فضاي سرد بيروني ، گرم كردن اين فضاي وسيع مشكل خواهد بود .
بنابراين در اين مناطق سقف اتاق ها را پائين تر از اتاق هاي مشابه در ساير حوزه هاي اقليمي در نظر مي گيرند تا حجم اتاق كاهش يابد و سطح خارجي نسبت به حجم بنا حداقل گردد . ارتفاع كم سقف در تالار ها و اتاق هاي مهم و طاق راسته ها و حجره هاي بازارهاي اين مناطق نيز مشهور است .
5. بازشوهاي كوچك
در اين مناطق براي جلو گيري از تبادل حرارتي بين داخل و خارج بنا از بازشوهاي كوچك و به تعداد كم استفاده مي كنند . در صورت بزرگ بودن پنجره ها ، استفاده از سايبان الزامي است . بازشوها در ضلع جنوبي براي استفاده هر چه بيشتر از تابش آفتاب ، بزرگتر و كشيده تر انتخاب مي شوند . همچنين از استقرار بازشوها در جهت بادهاي سرد بايد اجتناب نمود . پنجره هاي دو جداره نيز براي رساندن تبادل حرارتي به حداقل ممكن مناسب ترند . در ضمن به منظور جلوگيري از ايجاد سوز در داخل و خروج حرارت داخلي به خارج ساختمان ، ميزان تعويض هواي هواي داخل وتهويه طبيعي را بايد به حداقل ممكن رساند .
در مقايسه با اقليم گرم و خشك ابعاد بازشوها در اين حوزه اقليمي براي استفاده از انرژي حرارتي حاصل از تابش آفتاب افزايش يافته است .
6. ديوارهاي نسبتا قطور
قطر زياد ديوارها نيز به نوبه خود از تبادل حرارتي بين فضاي داخلي بنا و محيط بيروني ساختمان جلوگيري مي كند . معيارهاي معماري اقليم سرد و كوهستاني و گرم و خشك تقريبا مشابه است و تنها تفاوت آنها در منابع حرارت دهنده مي باشد كه در اقليم گرم و خشك اين منبع از سمت بيروني بنا و در اقليم سرد از سمت داخل فضا مي باشد .لذا بايد در اين اقليم به كمك مصالح بنايي قطر ديوارها را زياد نمود تا اين جداره بتواند به عنوان منبع ذخيره حرارت داخل بنا عمل نمايد .
ديوارهاي قطور ، گرما و حرارت تابش آفتاب روزانه را در طول شب حفظ و به تعديل دماي داخل ساختمان كمك مي نمايد . در معماري بومي اين مناطق تا حد ممكن تلاش مي شود تا به شكل طبيعي يا يا با استفاده از بخاري و گرماي ناشي از حضور افراد ، پخت وپز يا حضور حيوانات ، بنا را گرم نمود .
7. بام هاي مسطح
ابن يه سنتي در كوهپايه هاي شمالي سلسله كوههاي البرز داراي بام هاي شيب دار و در مناطق كوهستاني غالبا مسطح هستند .
بام هاي شيب دار در صورت مناسب بودن پوشش آن به مراتب از بام هاي مسطح بهترند چرا كه آب باران را به سهولت از روي بام دور مي كنند . ولي در صورت كاهگلي بودن پوشش بام ، قدرت آن در برابر رطوبت و باران و به ويژه برف بسيار تضعيف خواهد شد . چرا كه آب ناشي از ذوب تدريجي برف وارد سقف كاهگل مي گردد و بنا مرطوب و نم دار مي گردد . به همين دليل به محض بارش برف ، آن را از روي چنين بامي پارو مي كنند و با غلتكي سنگي و كوچك ، بام را دوباره غلتك مي كشند تا پوشش كاهگلي آن مجددا متراكم و سوراخ هاي ايجاد شده در اثر نفوذ آب مسدود گردند .
انتخاب بام هاي مسطح در اقليم سرد مشكلي ايجاد نمي نمايد چرا كه با نگهداري برف بر روي بام ازآن به عنوان عايق حرارتي در مقابل سرماي زياد هواي خارج كه چندين درجه كمتر از درجه حرارت برف است استفاده مي شود و همچنين فضاي زير اسكلت خرپا كه كاربرد انباري دارد ، عايق مناسبي بين فضاي داخل و خارج بنا خواهد بود . لذا دو جداره بودن سقف بنا در اين اقليم براي حفظ گرماي بنا حائز اهميت است .
نوع مصالح
مصالح مورد استفاده در ابنيه سنتي در مناطق سرد و كوهستاني مانند ساير حوزه هاي اقليمي از مصالح موجود در آن اقليم است. اين مصالح بايد از ظرفيت و مقاومت حرارتي خوبي برخوردار باشند تا گرماي بنا را در فضاي داخلي آن حفظ نمايد .
لذا بدنه اين ابنيه از سنگ ( يا چوب ، ملات كاهگل ، خشت و آجر ) و پوشش سقف و بام از تير هاي چوبي و كاهگل مي باشد . از سنگ و مصالح مقاوم و سنگين براي براي پي سازي بنا استفاده مي كنند و در برخي نقاط ، كرسي چيني با مصالح سنگين جهت جلو گيري از رطوبت به كار مي رود ، هر چند ابنيه اين مناطق ، به طور كلي ، بر روي زمين بنا مي شوند .
در اين رابطه مي توان از شهر جوانرود و روستاهاي اطراف آن واقع در منطقه غربي رشته كوه زاگرس و در 95 كيلو متري شمال غرب كرمانشاه نام برد . در اين منطقه ساختمانهاي سنگي ، سيمايي موزون و هماهنگ به كل بافت شهر و همچنين به بافت روستاها داده است .سنگ كه به وفور در اين منطقه كوهستاني وجود دارد و به صورت لاشه و يا قواره در ديوارهاي قطور ساختمان ها به كار مي رود . در اين منطقه اقليمي سرد و نسبتا پر باران ، بام ساختمان ها مسطح و با تير چوبي و كاهگلي پوشيده شده است . هر چند كه بام اغلب ساختمان ها هاي جديد در جوانرود داراي خرپاي چوبي و پوشش شيرواني است .
كالبد شهري و روستایی
بافت شهري و روستايي حوزه اقليمي سرد و كوهستاني در جهت مقابله با سرماي شديد شكل گرفته است . ويژگي هاي بافت شهري و روستايي در اين اقليم عبارتند از :
1. بافت متراكم و فشرده
2. فضاهاي كوچك و محصور
3. بهره گيري از جهات آفتاب و زمين ( به عنوان عوامل تعيين كننده ي جهت استقرار و گسترش شهر و روستا و سيماي آنها )
4. معابر باريك به موازات خط تراز زمين
با توجه به شرايط اقليمي منطقه سرد و كوهستاني در ايران به منظور جلوگيري از اتلاف حرارتي و كوران هوا ، بنا ها به صورت متراكم و فشرده و متصل و در كنار هم ساخته مي شوند تا سطح تماس فضاهاي گرم مسكوني با محيط سرد خارج كاهش يابد . همچنين بنا ها طوري كنار هم قرار مي گيرند كه يكديگر را محصور نمايند و فضاهاي شهري تا حد امكان كوچك شوند تا نفوذ جريان باد سرد به داخل فضاهاي شهري كم گردد و تابش حرارت از سطح خارجي ديوارهاي گرم ابنيه به فضاهاي كوچك و محصور شهري ، هواي سرد آنها را تعديل نمايد .
نكته قابل مشاهده ديگر در اين نوع شهرها ، طراحي معابر كم عرض و باريك براي استفاده بهتر از حرارت و جلوگيري از تبادل گرما و سرما است . معمولا در اين نوع اقليم ، مجتمع هاي زيستي در وسط دامنه بلندي ها و رو به جنوب و در داخل زمين يا روي آن به منظور بالا بردن ظرفيت حرارتي ديواره هاي بدنه شمالي و افزايش حجم داخلي نسبت به سطح بيروني ، استقرار مي يابند . در واقع در صورت استقرار روستا در پائين دره اولا خطر سيل خيزي و نابودي روستا وجود خواهد داشت . ثانيا نفوذ هواي سرد سنگين به دره ها باعث افزايش شدت سرما به هنگام شب خواهد شد . ثالثا جبهه شمالي كوه همواره در سايه قرار گرفته و سرد مي باشد در حاليكه روستاها و شهر ها بايد جهت حداكثر استفاده از تابش خورشيد ، رو به دره و در آفتاب بنا گردند . رابعا به علت فزوني ناهمواري هاي زمين و شدت باد در بالاي كوه و دسترسي به منابع آبي و رود خانه ها كه در قسمت پائين ارتفاعات جاري هستند ، استقرار بافت روستايي و شهري بر بالاي كوه صحيح نمي باشد

تاثیر اقلیم سرد در بناهای ساختمانی

مطالب مشابه :

فضاهای زيرزمينی مساكن ايرانی

اقلیم گرم و خشک (مانند بادرود )

فرم ابنیه در اقلیم سرد و کوهستانی

تاثیر اقلیم سرد در بناهای ساختمانی

اقلیم وپنجره

- خصوصيات اقليم گرم و خشك

اقلیم سرد و بناهای ساختمانی

بررسی اقلیمی ابنیه سنتی ایران