تاثیر اقلیم در معماری

تاثیر اقلیم در معماری

هدف اصلی دراین تحقیق بررسیهای اقلیمی در طرح ریزی شهری می باشد چرا که شرایط آب و هواییبه موازات سایر عوامل محیطی از مهمترین عوامل موثر در شکل گیری و تکوین شهرهاو تداوم حیات شهری به شمار می آید .در واقع شهرها ،عناصر شهری وعملکرد آنهاهمواره از عناصر و عوامل آب و هوایی متأثر بوده و هستند .این تأثیر پذیری تاقبل از پیدایش مادر شهرها و شهرهای بزرگ تقریباً یکسویه بوده و از آن به بعدشهرها نیز در اوضاع اقلیمی فضای پیرامون خود تأثیر گذاشته و تغییرات اقلیمیمیکرو را پدید آورده اند به گونه ای که امروزه یک قلمرو اقلیمی خاص به نام ” میکرو کلیمای شهری” ظهور یافته و مطالعات مربوطه تحت عنوان ” آب و هوا شناسیشهری ” مطرح گردیده است.


در این رابطه باید بدانیم که در روابطمتقابل بین پروژه های ساختمانی و هوا یا آب و هوا دو جنبه کلی وجوددارد.

اول : اثرات آب و هوا بر روی طرح و شکل ساختمان و استقرارآن

دوم : اثرات مستقیم آب و هوا بر روی فعالیتهای ساختمانی

دررابطه با این موارد و برنامه ریزی مربوط به آن موارد زیر باید مد نظر قرارگیرند :

الف : مکان یابی مناسب و مطلوب

ب : نظم و ترتیب بناهانسبت به یکدیگر و در رابطه با تأثیر پذیری از عناصر اقلیمی

ج : مقاومتمصالح به کار گرفته شده در برابر عناصر و عوامل آب و هوایی

د : پلان،شکل و طراحی ساختمان نسبت به شرایط آب وهوایی

ه : ضرایب راحتی وآسایش مبتنی بر یک معماری همساز با اقلیم

الف ) مکانیابیپروژه

در این رابطه دو عنصر دماو باد بیشترین نقش را بر عهده دارند . بنابراین به منظور آمایش شهری و بالاخص ساخت و سازهای جدید لازم است کهبخشهای خوش آب وهوا تر و دارای شرایط حرارتی مطلوب تر به مناطق مسکونی،آموزشی ،اداری ،خدماتی و تفرجگاهی اختصاص یابند و ابنیه ای مانند انبارها،صنایع آلوده ساز و امثال آن به نقاط دارای هوای نامساعدتر هدایت شوند . هرچند که برای برخی از کالاها باید شرایط حرارتی و رطوبتی مناسبی در نظر گرفت .

ب ) نظم و ترتیب و جهت گیری بنا :

مورفولوژی و یا ساخت وبافت شهر همانگونه که متأثر از سایر پارامترهای طبیعی است از شرایط آب وهوایی نیز تأثیر پذیر است .مثلاًیک رودخانه و یا یک دریاچه به غیر از موارددیگر در امتداد سواحل خود یک میکرو کلیمای خاص و گاه فرح بخش به وجود میآورند که همین می تواند یکی از دلایل ساخت طولی و یا نواری شهرها در ایننواحی باشد و یا اینکه شهرهای مشرف بر کوهستانها به دلیل وجود هوای سالم ومطبوع کوه خود را به روی دامنه ها بالا می کشند و چنین گسترشی ضمن اینکه درساخت شهر اثر می گذارد نوعی طبقه بندی اجتماعی به وجود می آورد که خود دربافت شهر مؤثر واقع می شود . بدین معنی که حاشیه رفاه در بخشهای مرتفع ودامنه ای بافتی درشت و گسترده و غیر متراکم ( مساکن ویلایی و بزرگ با معابرکمتر ) را به وجود می آورد در حالی که در قسمتهای کم ارتفاع تر و دارای آب وهوای نا مناسب تر بافت شهر ریز و متراکم و فشرده ( مساکن کوچک و چند طبقه بامعابر و کوچه های بسیار ) است .به نظر می رسد در میان عناصر جوی دو عنصر تابشخورشید و باد بیش از بقیه در ساخت و بالاخص بافت شهر تأثیر می گذارند .

علی رغم تغییرات فصلی و محلی زاویه تابش آفتاب و در نتیجه طول زمانو شدت تابش خورشید در نظر گرفتن این پارامتر و محاسبه آن در شهرسازی ،برنامهریزی شهری و طرح ریزی شبکه گذرهای شهری

( بافت شهر ) امری ضروری واجتناب ناپذیر است .

در این رابطه باید بدانیم که گذر های شهریگرمسیری ( شهرهای واحه ای و یا عرضی پایین ) به ویژه در فصل تابستان بهسایبان بیشتری نیاز دارند لذا در طراحی این شبکه باید تلاش نمود تا جهت گیریگذر ها به گونه ای باشد که کمتر در معرض تابش آفتاب قرار گیرند . بنابر اینتوصیه می شود که در چنین شهرهایی جهت معابر و گذرهای شهری حتی الامکان شرقی – غربی باشد . بالعکس در شهرهای سردسیر

( خاص مناطق کوهستانی و عرضهایبالا ) در صورتی که شرایط توپوگرافیک و غیره اجازه بدهند بهتر است کهخیابانها و کوچه ها و معابر شمالی – جنوبی باشد تا شهروندان بتوانند هم ازنور و تابش خورشید بیشتر بهره بگیرند و هم اینکه شدت و مدت یخبندان معابرکمتر و در نتیجه آمد و شد بهتر گردد .

نکته دیگر آنکه بافت فشرده ومتراکم در مراکز شهری ،محلات فقیر نشین و کم در آمد و یا در مناطق دارای ابرآلودگی زیاد به مقدار قابل توجهی از نورگیری فضاهای ساخته شده می کاهد . ازاینرو در بافت شهری اینگونه مناطق رعایت فاصله مناسب بین ساختمانها به منظوربهره گیری بیشتر از نور و تابش خورشید امری ضروری است و لذا باید بافت شهریرا گسترده تر نمود . در اکثر شهرهای شوروی سابق و بلوک شرق برای این منظوررشد عمودی بناها را زیاد نموده و در عوض فاصله افقی و فضایی آنها را افزایشداده اند .

باد نیز یکی از پارامترهای جوی است که می تواند در رابطهبا بافت شهر مورد توجه قرار گیرد . جهت گیری معابر و بافت شهر بالاخص درسمتتوسعه شهر یا مناطق قابل توسعه باید به گونه ای باشد که با بادهای مزاحممقابله کند و از بادهای مناسب بهره بگیرد . برای این منظور شدت و جهت انواعباد 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 طراحیشوند که این باد به راحتی بتواند از داخل شهر عبور کند .

اثر باراننیز در بافت شهرهای دامنه ای نباید از نظر برنامه ریزان دور بماند چرا کهکوچه ها و خیابانهای تقریباً عمود بر شیب و یا اریب از شدت روان آب و سیلحاصل از بارندگی می کاهد و بالعکس معابر واقع در جهت شیب بر شدت آن می افزاید .

ج ) مقاومت مصالح به کار رفته :

می دانیم که محیط و طبیعتمعمولاً مواد و مصالح مورد نیاز و سازگار یا اقلیم رادر اختیار انسان قرار میدهد اما متأسفانه در عصر حاضر بنا به دلایلی بیشتر از مصالح غیر بومی ووارداتی استفاده می شود که کمتر با اقلیم ناحیه هماهنگی دارد و لذا دردسرهایزیادی به بار می آید .

به عنوان مثال در مناطق کویری و بیابانی رسبسیار زیاد است و خشت یا آجر حاصل از آن که در معماری شهرهای کویری مانند یزدمورد استفاده قرار می گیرد ضمن عایق بودن در مقابل تغییرات حرارتی از نظم واستحکام نیز گاه با تیر آهن رقابت می کند ،و یا در مناطق جنگلی مثل شمالایران جنس مصالح به کار رفته در بناها باید به گونه ای باشد که در برابررطوبت و خوردگی حاصل از آن ( یعنی عمل هوازدگی شیمیایی و پوسیدگی ) مقاومتبیشتری داشته باشند و به این ترتیب بکار بردن مصالح فلزی در این مناطق چندانمناسب نیست و سنگهای ساختمانی مثل آهک و تراورتن و غیره نیز برای روکار ونمای ساختمان مطلوب نخواهد بود زیرا باران در انحلال و خوردگی آنها نقشبسزایی دارد . از اینرو در چنین مناطقی بکارگیری مصالح چوبی ،سفالی و امثالآن مستحکم تر و مقرون به صرفه تر خواهد بود .

به طور کلی یک ساختمانمی باید برای مقابله و مقاومت در برابر نیروهای حاصل از عناصر و عوامل آب وهوایی نضیر افت و خیز های درجه حرارت ،تغییرات رطوبت ،باران و بار سنگین برفو یخ ونیروی باد و فشار طراحی شود .

درجه حرارت یکی از مهمترین عناصرآب و هوایی است که باید در احداث ساختمان مورد توجه قرار گیرد . به ویژهمصالح فلزی بر اثر درجه حرارت منبسط و منقبض می شوند و این مسأله باید برایجلوگیری از لغزش و یا تکان خوردن تبرهای حمال مورد توجه قرار گیرد و برایدوره 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 آمادهبکار می شوند . تیرهای فلزی عمودی و قائم واقع در سمت آفتابگیر ساختمان نسبتبه طرف سایه گیر آن بیشتر منبسط می شوند و به این ترتیب متحمل خمیدگیهایروزانه شده که خود سبب ایجاد کششها و فشارهایی در ساختمان می گردد . البتهاستفاده از رنگها که بخش وسیعی از انسولاسیون خورشید را منعکس می سازند به کمکردن این گونه مسائل و مشکلات کمک می کنند . امروزه رنگهای منعکس کننده وطرحهای ایمنی برای به حداقل رساندن خطر سرریز شدن یا ترکیدگی ناشی از انبساطمحتویات تانکرهای ذخیره ( مثلاً آب ) تولید می شوند .

هنگامی که درجهحرارت به سرعت به زیر نقطه انجماد و یخبندان می رسد . بتن . سنگ و دیگر انواعمصالح ساختمانی ( بخصوص اگر مرطوب باشند ) دستخوش خسارات زیادی قرار می گیرند . انبساط یخ در درزها و شکافها و یا در زمین مرطوب مجاور دیوارهای سنگ کاریشده غیر مسلح و فاقد آبگذر ( مجرای زهکشی ) عموماً منجر به شکستگی و تخریبساختمانها می شود .

بنابراین در شهرهای به ویژه گرم و بیابانی کهدامنه گرما زیاد است دیوارها . بامها و مصالح به کار رفته در آنها در روزمنبسط و به هنگام شب منقبض می گردند . در این قبیل موارد بهتر است که مصالحساختمانی را با توجه به ضریب انبساطشان انتخاب نماییم و بعلاوه از اختلاطمصالح ساختمانی که ضریب انبساطشان با هم فرق دارد حتی الامکان اجتناب ورزیم . در جدول زیر ضریب انبساط بعضی مصالح آمده است :

الف ) تابش آفتاب
تابش اشعه خورشید به سطح زمین باعث ایجاد گرمای طبیعی می شود .

ب ) دمای هوا
میزان گرما و سرمای شطح زمین عامل اصلی تعیین کننده درجه حرارت هوای بالای آن است .
هوا عبور دهنده کلیه طیف های نور خورشید بوده و در اثر دریافت اشعه خورشید دمای آن به طور مستقیم افزوده نمی گردد اما لایه های هوا به وسیله تماس با سطح زمین که در اثر دریافت اشعه خورشید گرم شده اند ; گرم می شوند و سپس لایه های گرم شده هوا , گرمای خود را به وسیله جابجایی به لایه های دیگر منتقل میکنند . جریان هوا و باد نیز باعث تماس بیشتر توده های عظیم هوا با سطح زمین شده و بدین طریق باعث گرمی هوا می شود.
و عکس این مطلب در زمستان و شب رخ می دهد . بدین ترتیب که هوا در اثر تماس با سطح زمین گرمای خود را از دست می دهد و سرد می شود . در نتیجه میزان تغییرات روزانه و سالانه درجه حرارت هوا به تغییرات درجه حرارت سطح مورد تماس آن بستگی دارد .
با توجه به این که سطح دریا ها خیلی آهسته تر از سطح زمین تحت تآثیر آفتاب گرم می شوند لذا میانگین درجه حرارت هوای بالای خشکی ها در تابستان بالا تر و در زمستان پایین تر از میانگین درجه حرارت هوای بالای دریاهاست .
ارتفاع از سطح دریا نیز تعیین کننده درجه حرارت هوا می باشد و در یک عرض جغرافیایی مشخص , مناطقی که در ارتفاع بیشتری قرار دارند سرد تر از مناطق پایین تر هستند .
ج ) رطوبت هوا

منظور از رطوبت هوا مقدار آبی است که به شکل بخار در هوا وجود دارد, که این بخار از طریق تبخیر آب سطح اقیانوس هاو دریا ها و همچنین سطوح مرطوبی چون گیاهان وارد هوا می شود. هر چه هوا گرم تر باشد بخار آب بیشتری را در خود نگه می دارند . به عنوان مثال ظرفیت پذیرش بخار آب در هوایی که دمای آن ۱۸ درجه سیلسیوس است سه برابر هوایی است که دمای آن ۲ درجه سیلسیوس می باشد . همچنین با کم شدن ارتفاع تراکم بخار آب در هوا زیاد می شود.
شرایط اقلیمی و خصوصیات آب و هوایی
سلسله جبال البرز و زاگرس نواحی مرکزی ایران را از دریای خزر در شمال و جلگه بین النهرین در غرب جدا می کنند . کوههایی نیز به صورت منفرد در مرکز و شرق ایران وجود دارند از جمله کوه تفتان ، شیر کوه و …
کوهستان های غربی که دامنه های غربی رشته کوههای فلات مرکزی ایران و سراسر کوههای زاگرس را در بر می گیرد از مناطق سردسیر کشور به شمار می آیند .
کلیات آب و هوایی این منطقه به شرح زیر می باشد
سرمای شدید در زمستان و هوای معتدل در تابستان
اختلاف بسیار زیاد درجه حرارت هوا بین دمای شب وروز
بارش برف سنگین
رطوبت کم هوا
میانگین دمای هوا در گرم ترین ماه سال در این اقلیم بیش از ۱۰ درجه سانتی گراد و متوسط دمای هوا در سردترین ماه سال کمتر از ۳- درجه سانتی گراد می باشد .
نوسانات دمایی در طی شبانه روز نیز در نواحی کوهستانی بیشتر است . در این اقلیم دره ها در فصل تابستان بسیار گرم و در زمستان معتدل اند . مقدار تابش آفتاب در فصل تابستان در این منطقه زیاد و در زمستان بسیار کم است . زمستان ها طولانی ، سرد و سخت بوده و تا چند ماه از سال ، زمین پوشیده از یخ ، و بهار کوتاه مدت است و زمستان و تابستان را از هم جدا می کند. سرما از اوایل آذر ماه شروع می شود و کم و بیش تا اواخر فروردین ادامه می یابد . در سراسر این منطقه از آذربایجان گرفته تا استان فارس ، زمستان ها به شدت سرد می باشد .
در این نواحی ، میزان بارندگی در تابستان کم و در زمستان زیاد است و بیشتر به صورت ریزش برف می باشد . برف های پیاپی بیشتر قله ها را می پوشاند . در ارتفاعات بالای ۳۰۰۰ متر همواره برف وجود دارد و این کوهستان ها سرچشمه رودخانه ها و قنات ها در کشور محسوب می شوند .
بارش برف در نواحی شمال و شمال غربی منطقه بیش از نواحی جنوب غربی آن است . علی رغم بارندگی فراوان ، رطوبت در این اقلیم کم می باشد . همچنین سلسله جبال غربی همانند سدی مانع از نفوذ هوای مرطوب مدیترانه به داخل فلات ایران می شوند و رطوبت هوا را تنها در دامنه های خود نگاه می دارند . برخلاف نواحی شمال ایران و سواحل دریای خزر که غلظت هوا به دلیل پستی زمین و بارش زیاد است در اقلیم سرد ، این غلظت کمتر بوده و همین امر میزان استفاده از تهویه طبیعی هوا را کاهش می دهد .
فرم بنا
برودت بسیار زیاد هوا در بخش عمده ای از سال ، در نواحی سرد و کو هستانی باعث شده است تا حداکثر استفاده از تابش آفتاب ، بهره گیری از نوسان روزانه دما ، حفظ حرارتی و جلو گیری از باد سرد زمستانی در فضاهای مسکونی امری ضروری گردد . لذا فرم بنا در جهت مقابله با سرمای شدید طراحی و اجرا می شود . در ادامه ، به توضیح خصوصیات کلی فرم بنا در این اقلیم خواهیم پرداخت .



۱- ساختمان های درون گرا با حیاط مرکزی:
بناهای سنتی در اقلیم سرد مانند نواحی مرکزی فلات ایران دارای حیاط مرکزی بوده و سایر قسمت ها دورتادور این حیاط چیده می شوند . اتاق های واقع در سمت شمال حیاط بزرگتر از سایر قسمت ها و تالار یا اتاق اصلی نشیمن خانه نیز در این سمت حیاط واقع شده است تا از تابش مستقیم و حرارت آفتاب در فصل سرد زمستان استفاده کنند . جبهه جنوبی ساختمان به دلیل کوتاه و معتدل بودن فصل تابستان کمتر به کار گرفته می شود . لذا اتاق های جنوبی و اتاق های شرقی و غربی – در صورت وجود – به عنوان انباری یا فضاهای خدماتی همچون اتاق خدمه یا سرویس های بهداشتی کاربرد دارند .
برخلاف مناطق معتدل و مرطوب سواحل جنوبی دریای خزر ، خانه های این مناطق ، اغلب دارای زیر زمینی با سقف کوتاه در پائین زمستان نشین هستند که به علت خنکی هوای آن ، در تابستان برای سکونت و آسایش ساکنان خانه به کار می رود .
۲-استفاده از ایوان و حیاط کوچک در بنا:
از آنجایی که در بیشتر روزهای سال در مناطق کوهستانی سرد ویا بسیار سرد است اکثر فعالیت های روزمره در اتاق ها انجام می پذیرد . لذا ابعاد حیاط ها در این مناطق قدری کوچک