اقلیم و معماری
مقدمه
اقليم در معماري تاثير بسيار زيادي دارد و اغلب طرحهاي معماري بدون در نظر گرفتن مسائل اقليمي، ناقص، نامطلوب و هزينه بر خواهد بود.[2] از گذشتههاي دور كه مصرف سوختهاي فسيلي به راحتي براي همه امكانپذير نبود و فناوري، انسان را با هنر و معماري بيگانه نكرده بود، ذوق و استعداد بشر در جستجوي معماري، آثاري خلق كرد كه امروزه به عنوان شاهكارهاي معماري و پديدههاي شگفتانگيز مورد تشويق و تحسين همگان به ويژه متخصصان قرار گرفته است. علاوه بر معماري با مقياس خرد، برنامهريزي شهري به صورت كلان مطرح است كه هنر شكل دادن به رشد طبيعي شهر و هدايت برنامههاي مختلف بر روي آن صورت ميگيرد. تأثير عناصر اقليمي مانند تابش، رطوبت نسبي، باد، اختلاف فشار در نواحي مختلف با شرايط ويژهي جغرافيايي در محل (طول، عرض جغرافيايي، ارتفاع از سطح دريا و توپوگرافي) متفاوت است. بررسي شرايط اقليمي هر مكان و روابط متقابل انسانها بر روي نوع مساكن و آسايش انسانها امري ضروري است و در امور اقتصادي، بهداشت رواني و سلامت محيطزيست نيز تأثير زيادي دارد. شايد بتوان اين اصول را با الهام از يك شعار باستاني در معماري مطرح ساخت: 1. استواري (محكم بودن سازهها) 2. زيبايي (نقشه) زيباييهاي فيزيكي منطبق بر ارزشهاي فرهنگي 3. راحتي (سرد و گرم) 4. سلامتي (بهداشت). [3] مسكن در مفهوم نوين خود نه تنها به ساختمان فيزيكي خانه اشاره دارد بلكه شعاع پيراموني و خدمات اجتماعي و تسهيلات مربوطه را نيز در بر ميگيرد. در برنامهريزيهاي توسعه و عمران يك منطقه، آب و هوا نقش مهمي بر عهده دارد كه با جمعآوري دادههاي هواشناسي ميتوان در زمينهي فعاليتهاي انساني متناسب و سازگار با محيط پيشنهادها و توصيههاي مناسب در مكانهاي مختلف را ارائه نمود. صرفهجوييهاي اقتصادي (از نظر سوخت و انرژي) اثر مستقيمي در ميزان مصرف سوختهاي طبيعي و فسيلي دارند. اهميت معماري همساز با اقليم هر منطقه ميتواند وضعيت سوخت و مصرف انرژي در كشور و درجهي آسايش انسان را بهبود بخشد و وضعيت اقتصادي را با توجه به مبالغ هنگفتي كه در مصرف سوخت وجود دارد، تا حدودي كاهش دهد. بررسي ويژگيهاي اقليمي مناطق مختلف و تعيين نوع معماري هر منطقه بر اساس آمارها و دادههاي اقليمي، يك اصل اجتنابناپذير است، عامل مهم در معماري، انسان و راحتي و آسايش اوست. در طراحي ساختمان تأمين آسايش فيزيكي و طبيعي ساكنين بسيار با اهميت است، لذا تأثير متقابل انسان و شرايط اقليمي و مسكن او از بديهيات ميباشد. استفاده از شاخصهاي مسكن براي كيفيت زندگي رايج است. شاخصهاي مزبور شامل فضاي فيزيكي، جنبه اقتصادي، جنبه اجتماعي است. انسان به سبب منفعت طلبي و سودجويي ميخواهد با حداقل هزينه، بيشترين بازدهي را عايد خود سازد و بهترين برنامهريزيها را در جهت رفاه خود به كار گيرد. مطالعات اقليمي به منظور استفاده در برنامهريزي و طراحي فضاي شهري يكي از قديميترين انواع مطالعات در شهر سازي است. در عصر حاضر از يك سو قيمت انرژي روز به روز افزايش مييابد و از سوي ديگر با گران شدن و مصرف آن اكثر منابع فسيلي جهان رو به كاهش گذاشته است. انسان بايد حداكثر بهرهبرداري را از انرژيهاي خدادادي و طبيعي به عمل آورد و آيندهاي روشن و مدبرانه براي خود و نسل آينده فراهم سازد، لذا حداكثر استفاده از امكانات بالقوهي اقليمي هر منطقه ضروري است. كاستن از هزينههاي گرمايشي و سرمايشي با استفاده از انرژيهاي تجديدپذير براي ايجاد آسايش در ساختمان از اصولي است كه برنامهريزان به آن توجه مبرم دارند. در اين رابطه با رعايت عوامل طبيعي و اصول ساختمان سازي يكي از اقدامات اساسي حداكثر بهرهبرداري بهينه از انرژيهاي طبيعي براي آسايش در ساختمان ميباشد. تأكيد جوامع بر مديريت صحيح منابع و توسعهي بهرهبرداري مطلوب و منطقي انسان از اين منابع، برنامهريزان را موظف كرده تا از علوم بشري به عنوان مسيرهاي اصلي براي رسيدن به اهداف استفاده نمايند. توجه به اقليم در ساخت و ساز و راهكاري است كه به صورت يك فن جديد در آمده و شامل دو نظام غيرفعال و فعال ميباشد. در سيستمهاي غيرفعال، انرژي به صورت طبيعي به كار گرفته ميشود و بيواسطه در اختيار انسان قرار ميگيرد ولي در نظام فعال، انرژي به كمك تجهيزات الكترومكانيكي جريان مييابد.
هنر معماران در گذشته اين بود كه با كمك گرفتن از توانهاي اقليمي، آسايش انسان را در بدترين شرايط آب و هوايي فراهم ميكردند، اين امر را به راحتي ميتوان از مقايسهي سبك معماري سنتي با مدرن بدست آورد. استفاده از شيوههاي گوناگون ساخت و سازهاي شهري، نوع مصالح، شيوهي طراحي ساختمانها، سبك پنجرهها، استفاده از رنگهاي منطبق با ذوق و سليقهي افراد حكايت از توجه به آسايش روح و روان انسان دارد. [11] اهميت استفاده از توانهاي اقليمي از ديرباز مورد توجه صاحبنظران و برنامهريزان بوده است. همواره هواشناسان و متخصصين بهداشت و محيطزيست در كنار مهندسين و طراحان شهري براي بررسي اثرات اقليم شناسي و ساختمان و آگاهي از اثر آب و هوا بر روي شهر و و يا برعكس تاثير شهر بر روي آب و هوا تصميمگيري كرده و هر يك ديدگاههاي خاصي را پيشنهاد نمودهاند، گروهي نقش محيط بيروني (فضاي سبز، منظرمناسب) را در كنترل فضاي داخلي بررسي نموده و بعضي شرايط رطوبتي و حرارتي را در رابطه با احتياجات انسان به صورت بيوكليماتيك مورد توجه قرار دادهاند. [10] و شيوهي ساختمان سازي را در تأمين نيازهاي رفاهي انسان مشخص نمودهاند. عدهاي شرايط ميكروكليماي محل و اثرات تابش و باد را با جهت استقرار ساختمان مورد تأكيد قرار داده و انطباق سازهها را با طراحيهاي خاص و كنترل مطرح نمودهاند.
صاحبنظران شاخصهاي مختلفي را براي تعيين اقليم يك محل بكار بردهاند كه بر اساس عرضهاي مختلف جغرافيايي متفاوت ميباشد. بعضي از انواع شاخصها بر اساس مهمترين پارامترهاي به كار رفته عبارتند از: [3]
1. شاخص اولگي (دماي خشك و رطوبت نسبي)
2. تورنت وايت (درجه حرارت ماهانه و تبخير و تعرق بالقوه)
3. بيكر (درجه حرارت و سرعت باد)
4. دمارتن (بارش سالانه و دماي ماهانه)
5. اوانز (دماي خشك و رطوبت نسبي)
6. گيوني (دماي خشك دماي مرطوب رطوبت نسبي)
7. ماهاني (حداكثر و حداقل درجه حرارت و رطوبت نسبي)
امروزه زندگي شهري پيچيدهتر از گذشته شده و نيازهاي يك شهروند متعدد و متنوع شده است. انسان عصر حاضر نسبت به گذشته از دانش و فناوري بيشتر و برتري بهرهمند شده است، بنابراين در طراحيها و برنامهريزيهاي شهري بويژه مكانيابي شهرهاي جديد يا شهركهاي حومهاي علاوه بر تجربيات پيشينيان و معيارهاي منتخب آنان بايد شرايط و نيازهاي كنوني جوامع شهري نيز در نظر گرفته شود. عدهاي از جغرافيدانان در مكانيابي شهرها بيشتر به عوامل طبيعي مكان، تاكيد دارند و معتقدند شهرهاي كمارتفاعي كه در جلگه يا دشت قرار گرفته و داراي رودخانه يا درياچهاي هستند، بهترين موقعيت را براي آمايش شهري و استقرار شهرهاي نوپا دارند و بستر مناسبي براي فعاليتهاي انسان در زمينهي كشاورزي، صنعت، حمل و نقل ارتباطات و ساختمانسازي فراهم ميكنند. اينگونه شهرها بيشتر در مناطق معتدله و عرضهاي جغرافيايي مياني مستقر شدهاند. بديهي است شيبي كه يك شهر بر روي آن شكل ميگيرد، در گسترش فيزيكي و توسعهي كمي و كيفي آن دخالت زيادي دارد. عدهاي از كارشناسان معتقدند اگر كه شيب شهرها بيشتر از 11 درجه نباشد، شرايط مناسبي براي برنامهريزي مطلوب فراهم خواهد شد. با انجام يك سري مطالعات توپوگرافيك ميتوان جهت شبكهي خيابانها و معابر شهري را به تناسب شيب زمين مشخص نمود. با انتخاب بهترين مسير ممكن از لحاظ شيب ميتوان كارآيي خيابانها و معابر شهري را بهبود بخشيد و از انباشت مواد تخريبي ناشي از سيل، حركت آبهاي روان و سيلابها و قرار گرفتن خيابانها در جهت پشت به آفتاب جلوگيري نمود.
در زمينهي اقليم و معماري شهرهاي مرتفع به ويژه شهرهاي كوهستاني مسئلهي نورگيري خيابانهاي شهري و به دور ماندن از تابش مستقيم آفتاب عامل مهمي است. در نواحي سردسير و عرضهاي جغرافيايي بالا و يا كوهستانهاي بلند برف و يخ به علت دوام زياد مشكلاتي را به ويژه در زمستان در پي دارد، به همين سبب در طراحيها و برنامهريزيهاي شهري براي ساخت خيابانهاي جديد بايد به نكات مختلف توجه نمود، از جمله جهت قرار گرفتن خيابانها نبايد عمود بر جهت شيب باشد، بلكه بايد با جهت شيب زاويه داشته باشد، زيرا در صورت عمود بودن اولاً شيب خيابان زياد شده و حمل و نقل شهري با اتلاف انرژي و وقت زياد انجام ميشود و ثانياً در ضلع جنوبي خيابانها اغلب برف، آب، يخ، انباشته ميشود. ظرفيت تخليهي كانالهاي كنار خيابان و شبكه فاضلاب شهري بايد از راس شيب به سمت قاعده افزايش يابد. طراحان و برنامهريزان شهري بايد در طرحها و پروژهها به جنبههاي مثبت و منفي فرآيندهاي بيروني و ديناميك محيطي توجهي خاص داشته باشند، زيرا فرآيندهاي بيروني و دروني در رونق شهرها و موقعيت طرحهاي عمراني و ساختماني موثر ميباشند به طوري كه توسعهي پايدار محيط از اولويت زيادي برخوردار است. به منظور بررسيهاي اوليه در زمينهي كارهاي عمراني و طرحهاي ساختماني در عرضهاي مختلف جغرافيايي و اقليمهاي مختلف ميتوان براي پايداري محيط و حفظ تعادل آنها اقداماتي انجام داد تا ضريب ايمني بالا رفته و خطرات احتمالي كاهش يابد، بنابراين قبل از هر اقدام عمراني و انجام هر گونه برنامهريزي بايد به چند مورد توجه كرد:
1. انجام مطالعات مقدماتي و كسب اطلاعات لازم از محيط مورد مطالعه
2. اقدامات پيشبيني كننده و پيشگيري شونده و حفاظتي و رعايت استانداردهاي ساختماني
معمولاً آب و هوا در توسعه و يا ركود عمليات عمراني نقش موثري داشته و در تكوين توسعه و گسترش شهرها و سكونتگاههاي انساني دخالت زيادي دارد. به طوري كه در احداث شهرهاي جديد، فرودگاهها، جادهها، عمليات ساختماني، خانهسازي، تعبيهي سيلبندها و سيلگيرها و... همه به نحوي به مطالعات اقليمي وابسته هستند، اگر جغرافيدانان بتوانند با استناد به آخرين آمارها و دستاوردهاي علمي- اقليمي ميزان خسارات وارده به منافع مردم را پيشبيني نمايند و رخداد آن را كاهش دهند، در قلمرو اقليم كاربردي پا نهادهاند. اگر مطالعهي شهرها بر اساس شيب صورت گيرد مشاهده ميشود كه در شهرهاي كوهستاني به علت طولاني بودن فصل سرما، يخبندان، ريزش برف، محدوديتهايي در ساختمانسازي وجود دارد و معماري در اينگونه شهرها سبك خاصي بايد داشته باشد، به طوري كه ساختمانها و بام آنها و مواد و مصالح بكار رفته بايد به گونهاي طراحي شوند كه تحمل برفهاي سنگين و انقباض و انبساط ناشي از اثرات سرما و يخبندان را داشته باشد. خانههاي مسكوني، ساختمانهاي اداري، تجاري، صنعتي، كارخانهها در اين مناطق بايد داراي ديوارهاي ضخيم، پنجرهها و شيشههاي دوجداره باشند تا هزينهي سوخت كاهش يابد. مسئولين شهري همواره بايد سطوح خيابانها و معابر را در مقابل برف مجهز نموده تا عبور و مرور و انجام هرگونه فعاليت با مشكل مواجه نشود. در اينگونه شهرها بايد از برنامهريزيهاي خاص عمراني متناسب با منطقه استفاده كرد. در مكان گزيني برخي سازهها مانند فرودگاه، بيمارستان و... بايد در برابر شرايط اقليمي به ضريب ايمني آنها توجه بيشتري شود. انتخاب باند فرودگاه در نقاط مهگير مقرون به صرفه نيست. تاسيس بيمارستان و كارخانه در محلهاي بادگير، عوارض جانبي زيادي در بر دارد. ايجاد شبكههاي مواصلاتي در مسير برف و يخ، حمل و نقل شهري و عبور و مرور را كند و گاهي مخاطرهآميز مينمايد و ممكن است حتي برنامهريزيهاي شهري را متوقف نموده و يا به تعطيلي بكشاند.
اگر در اطراف شهر، رودخانهاي وجود داشته باشد احتمال دارد هنگام طغيان آن به راههاي ارتباطي، ساختمانها، كابلهاي برق، تلفن، خطوط لوله و... خسارات جدي وارد شود. خطوط انتقالي و پلها نيز تا حدودي با خطر تخريب مواجه ميشوند، لذا مخاطرات طبيعي در عرضهاي جغرافيايي بالا و ارتفاعات، مهمترين عامل بازدارندهي اسكان مردم و توسعهي انواع فعاليتهاي انساني است.
در شهرهاي پايكوهي، مخاطرات طبيعي نسبت به شهرهاي كوهستاني كمتر بوده و هوايي پاك و سالم به اينگونه شهرها جنبهي ييلاقي و تفرجگاهي ميبخشد و خطرهاي ناشي از آن مانند سيل، بارانهاي رگباري و سنگين و بادهاي شديد كارهاي عمراني را محدود ميسازد. بعضي شهرهاي درهاي نيز تحت تاثير بادهاي محلي هستند و گاهي دود و آلودگيهاي طبيعي ناشي از كارخانجات و سوخت وسايل نقليه را به داخل خيابانها هدايت نموده و باعث تغيير رنگ سازهها در ظاهر و وارد شدن خسارات سنگين به بدنهي آنها ميشود. شهرهاي هموار در جلگهها و دشتها ممكن است، در بعضي عرضهاي جغرافيايي شرايط اقليمي مطلوبتري داشته باشند، ساختمانها و بناها در اينگونه مناطق بايد به شكلي طراحي شوند كه انرژي دريافتي آنها نسبت به مناطق سردسير بيشتر و نسبت به مناطق خيليگرم كمتر باشد. در شهرهاي نواحي خشك و نيمه خشك نيز وجود بادگيرها در بعضي جاها معماري سنتي را بازگو مينمايد. طرحهاي عمراني و برنامهريزيهاي شهري در اينگونه مناطق نيز بايد منطبق با شرايط محيط و نياز و خواست مردم باشد. در شهرهاي ساحلي نيز به سبب وجود رطوبت و نم نسبي زياد، شكل مساكن و استقرار سكونتگاهها و انجام طرحهاي عمراني و برنامهريزيهاي شهري محدوديتهاي منطبق بر اقليم دارند، لذا شناخت شرايط اقليمي و معماري و برنامهريزيهاي شهري بايد مورد مطالعه قرار گيرد.
7-1. تأثير تابش در استقرار سكونتگاهها
امروزه تعيين ميزان نورگيري فضاهاي ساخته شده اعم از ساختمان يا خيابان، محاسبهي ابعاد، جهت قرار گرفتن پنجرهها، نورگيريها، مقاومت فيزيكي مصالح در برابر تابش، ارزيابي و برآورد زاويهي تابش در فصول مختلف سال در عرضهاي جغرافيايي متفاوت از اهميت زيادي برخوردار است. براي محاسبهي زاويهي تابش در عرضهاي مختلف و فصول متفاوت معمولاً از فرمول زير استفاده مينمايند. بديهي است زاويهي ميل خورشيد در فصول مختلف تغيير مينمايد.
عرض جغرافيايي محل=
زاويهي ميل خورشيد =
زاويهي تابش يا ارتفاع خورشيد =
نورگيري در هر نقطه از كره زمين به موقعيت خورشيد نسبت به آن نقطه بستگي دارد كه با زاويه و جهت تابش مشخص ميشود. ارزيابي اين دو مشخصه در عرضهاي مختلف جغرافيايي براي فضاي سازهها اعم از خرد (معماري) و كلان (شهرسازي) اهميت زيادي دارد. در دورهي گرم سال كه تقريباً در اكثر مناطق كره زمين زاويهي تابش عمودي و طول روز بيشتر است، شدت انرژي دريافتي بيشتر از ساير فصول است. اين ويژگي نه تنها در مطالعات شهري بلكه در مقياسهاي ناحيهاي و منطقهاي حائز اهميت ميباشد كه بايد مدت تابش و شدت تابش را نيز مورد توجه قرار داد. منظور از مدت تابش، زمان بين طلوع و غروب آفتاب است كه تابعي از عرض جغرافيايي، فصول، ابرناكي آسمان و شرايط ديگر است. شدت تابش بيانگر مقدار انرژي تابشي دريافتي بر واحد سطح در زمان معين بر حسب كالري است كه تابعي از عرض جغرافيايي، زاويهي تابش، كروي بودن زمين، ارتفاع، ابرناكي، هوا ويزهها، تراكم، دود آلودگي و ذرات بخار آب ميباشد. جهت استقرار ساختمان عامل مهمي در آسايش يا عدم آن قلمداد ميشود. عواملي چون شيب، توپوگرافي، دسترسي و ارتباط با ساختمانهاي اطراف، چشمانداز، شرايط اقليمي محل، باورهاي مردم، عوامل فرهنگي (مشرف نبودن و ديد نداشتن، رو به قبله بودن ساختمانها) تأثير زيادي در آسايش انسان داشته و همگام با عامل تابش در جهت و تمركز سكونتگاهها مطرح ميباشد. عليرغم تغييرات فصلي و محلي زاويهي تابش، طول زمان و شدت تابش در شهرسازي و برنامهريزي شهري و طراحيها، امري ضروري است. بعضي گذرگاهها و معابر در شهرهاي گرم و خشك در دورهي گرم سال به علت جذب گرما نياز به وسايل سرمايشي و استفاده از انواع سايبانها دارند، در طراحي اين مكانها، جهتگيري گذرگاهها بايد به گونهاي باشد. كه كمتر در معرض تابش آفتاب قرار گيرند وجهت معابر نيز در اينگونه مناطق بايد غربي- شرقي باشد. در شهرهاي كوهستاني يا مناطق عرضهاي جغرافيايي بالا جهت كوچهها و خيابانها بايد شمالي، جنوبي باشد. به منظور حداكثر استفاده از تابش در عرضهاي جغرافيايي بالا، بين ساختمانها بايد فضاهاي ساخته شده با فاصلهي مناسب و در عرضهاي جغرافيايي پايين فاصلهي كم بين فضاها رعايت شود.
اثر باران و باد نيز نبايد از نظر برنامهريزان در شهرهاي مختلف دور بماند، زيرا خيابانها و كوچههاي عمود بر شيب يا اريب از شدت رواناب و سيلهاي ناشي از بارندگي ميكاهد و بر عكس، معابر واقع در جهت شيب بر شدت رواناب ميافزايد، لذا دربارهي آثار آب و هوا بر طرح و شكل ساختمان بايد به مكان يابي مناسب ساختمان و نظم و ترنيب بناها توجه زيادي شود.
در زمينهي مكانيابي و نظم و ترتيب بناها دو عنصر دما و باد بيشترين تأثير را دارند. [1] در عرضهاي جغرافيايي بالا، مناطق سرد و ارتفاعات، نظم و ترتيب ساختمانها بايد طوري باشد كه بيشترين استفاده از نور خورشيد براي آسايش هر چه بيشتر ايجاد شود، بنابراين بايد ساختمانها با فاصله از يكديگر ساخته شوند و معابر عريضي نيز داشته باشند، ولي در مناطق گرمسير عرضهاي جغرافيايي متوسط و پايين و دشتهاي واحهاي طراحي و ساخت ساختمانهاي فشرده و در كنار هم ميتواند با ايجاد سايه جلوي شدت آفتاب را بگيرد. گاهي سقفهاي گنبدي در هواي گرم تعديل ايجاد ميكند. استفاده از بادگير با اشكال مختلف در مناطق گرم رايج است. شكل بادگيرها در مناطق گرم و خشك با مناطق گرم و مرطوب متفاوت است، وزش باد در مناطق مرطوب در فصل گرم ايجاد كوران نموده و سبب تهويهي مطبوع ميشود. وزش بادهاي شديد در مناطق بياباني منجر به جابجايي ماسهها ميشود كه براي كارهاي عمراني، جادهسازي، امور مربوط به كشاورزي خطرناك است و موجب بروز آسيب و خساراتي ميشود. باد در جادهها و بزرگراهها با ايجاد گرد و غبار جلوي ديد رانندهها را گرفته و باعث تصادفات جادهاي و افزايش مرگ و مير ميشود.
علاوه بر مكان يابي و نظم و ترتيب بناها در عرصه هاي مختلف به چند نكته نيز به شرح ذيل بايد اشاره نماييم:
- تاثبر مقاومت مواد و مصالح
- رابطه پلان و طرح و شكل با نور
- تاثير ضريب آسايش و راحتي همساز با اقليم
7-2. تأثير مقاومت مواد و مصالح
استفاده از مصالح ساختماني در گذشته و معماريهاي سنتي مديون محيط اطراف ساختمانها بود كه منطبق با اقليم منطقه انتخاب ميشد، ولي با توسعهي فناوري، امروزه از مواد و مصالح وارداتي نيز كمك گرفته ميشود، كه غير بومي و هزينه بر بودن آنها مشكلاتي را ايجاد ميكند.
در مناطق گرم و خشك، استفاده از مصالحي كه خاصيت ارتجاعي داشته و همچون عايقي مانع ورود گرما و سرما در فصول مختلف هستند، رايج است. زيرا اين مواد همچون عايقي مانع ورود گرما و سرما در فصول مختلف سال ميشود. مصالح روشن نيز ضريب انعكاس و آلبدوي زيادي داشته و نور خورشيد را منعكس مينمايد. آگاهي از ضريب انبساط مصالح ميتواند كمك زيادي به انتخاب مواد و مصالح سازهها در اقليمهاي مختلف نمايد.
در مناطق مرطوب بايد از مصالحي استفاده كرد كه در برابر رطوبت و خوردگي به صورت هوازدگي شيميايي و پوسيدگي مقاومت نمايد. بكار بردن مصالح فلزي، سنگهاي ساختماني (تراورتن) آهك به عنوان روكار و نماي ساختمان با توجه به رطوبت زياد هوا مناسب نميباشد. استفاده از آلومينيوم، مصالح چوبي و سفالي مقرون به صرفهتر و با دوامتر است. در مناطق سرد، عرضهاي جغرافيايي بالا و ارتفاعات نيز هنگامي كه درجه حرارت به سرعت به زير نقطهي انجماد و يخبندان ميرسد، به انواع مصالح ساختماني آسيب وارد ميشود، انبساط يخ در شكافها و درزها منجر به تخريب بعضي مواد ميشود. ساختمانها بايد آنقدر محكم ساخته شوند كه تحمل تراكم و انباشتگي برفهاي سنگين را داشته باشند. احداث حفاظهاي مكمل و اضافي براي جلوگيري از ريزش آنها ضروري است. افزايش پتانسيل خطر يخزدگي بر روي پلها، كابلها، برجها، ضريب ايمني را كاهش ميدهد باد نيز به عنوان عامل فشار و بازدارنده بايد جدي تلقي شود تا به مهندسيسازهها خللي وارد نشود.
7-3. رابطهي پلان و طرح و شكل با نور
در پلان، طرح و شكل ساختمان به نور و روشنايي داخل سازهها، تعادل گرمايي، موقعيت و محل بنا، شكل بنا، تهويه، دفع آلودگي و ايجاد فاضلاب بايد توجه شود. بنابراين در طرح سازهها بايد ضريب ايمني را بالا برد و راحتي و آسايش ساكنين را از نظر بيوكليماي انساني فراهم نمود. [1]
از نظر نورگيري چنانچه قبلاً اشاره شد عرض جغرافيايي و موقعيت خورشيد (مدت و شدت تابش) بسيار موثر ميباشد. طول زمان تابش با توجه به فصل، عرض جغرافيايي كه با ساعات آفتابي، شدت تابش، ارتفاع و ابر آلودگي هوا ارتباط دارد ميتواند به نوعي بر سازهها و الگوي طراحي كمك كند. عواملي مانند بافت شهرها، جهتگيري كوچهها، خيابانها و معابر نيز حائز اهميتاند. تراكم و فشردگي مساكن در عرضهاي مختلف جغرافيايي متفاوت است. فرم و جهت حياط در ارتباط با موقعيت ساختمانهاي همجوار نيز نقش دارد. وجود يا عدم وجود بالكن و تراس در ارتباط با تابش خورشيد و سايه و محل قرارگيري پنجرهها، تعداد و ابعاد آنها از مهمترين نكات در نورگيري ساختمانهاست. در عرضهاي پايين جغرافيايي به علت انرژي زياد، ارتفاع پنجرهها كم و شكل آنها عرضي است، به عكس در عرضهاي جغرافيايي بالا ارتفاع پنجرهها زياد و شكل آنها طولي است. در عرضهاي جغرافيايي متوسط، ابعاد آنها در حد متوسط و به شكل مربع ميباشد. جنس و رنگ مصالح و نماي ساختمان نيز در ميزان نورگيري مهم است. براي اينكه روند نور و گرما به داخل ساختمانها متناسب با نياز ساكنين باشد، بايد معماري و طراحي سازهها در عرضهاي جغرافيايي بالا بر اساس بافت گسترده و غير متراكم، مساكن باز و غيرفشرده با پنجرههاي زياد باشد تا نورگيري مناسب صورت گيرد و نيز از احداث بالكن و سايهبان پرهيز كرد. با استفاده از روشهاي رياضي، كل انرژي تابيده شده در سطوح مختلف و جهات مختلف را ميتوان محاسبه نمود تا استقرار سازهها از نظر تابش در بهترين مكان باشد. يكي از اين روشهاي محاسباتي استفاده از روشكسينوسي است. [3] كه فرمول آنعبارت است از:
IS= IN
IS = شدت تابش بر روي سطوح افقي
IN= شدت تابش بر روي سطح عمودي
= زاويهي بين شعاع تابش و خط عمود بر سطح افق
در اينجا IN از فرمول زير محاسبه ميشود.
IN = × P (A sin H)
IN = گرماي حاصل از تابش آفتاب
= ثابت خورشيدي
H = زاويهي تابش يا ارتفاع خورشيد
A = ضريب خاموشي
از معادله زير بدست ميآيد:
= آزيموت
B = زاويهي تابش
= زاويهي جهت قرار گرفتن ديوار
از آنجايي كه پنجرهها از يك سو عامل ارتباطي با داخل ساختمان، فضاي خارج و مانعي در برابر عوامل محيطي و نوعي حفاظ فيزيكي، روحي براي افراد داخل و خارج ساختمان و از سوي ديگر منبع تأمين نور و روشنايي و بخشي از انتقال انرژي به داخل و خارج اتاق ميباشند، با استفاده صحيح از آنها ميتوان مشكلات تهويه را برطرف و كوران هوا ايجاد نمود. آسايش، زماني فراهم است كه ضوابط و شرايط اقليمي، فرهنگي، فيزيكي در طراحي پنجرهها به گونهاي رعايت شود كه جهت پنجرهها را با توجه به حداقل دريافت انرژي در تابستان و حداكثر آن در زمستان (دي ماه) و وضعيت باد غالب در منطقه انتخاب نمايند.
7-4. تأثير ضريب آسايش و راحتي همساز با اقليم
بكار بردن استانداردهاي معماري و طراحي ساختمان براي افزايش يا كاهش دما يكي از معيارهاي مهم براي ايجاد تعادل حرارتي در منطقهي آسايش محسوب ميشود. عوامل موثر در درجه حرارت فضاي دروني ساختمان بايد شناخته شده و با توجه به نيازهاي حرارتي، طرح و شكل مناسب آنها انتخاب گردند. انسانها براي برقراري تعادل حرارتي و آسايش گرمايي به شيوههاي مختلف با محيط و شرايط آب و هوايي مقابله مينمايند. شاخصهاي متعددي براي آسايش گرمايي ( حرارتي ) و استرس ناشي از گرما ارائه شده است. آسايش حرارتي از نقطهنظرهاي مختلف داراي تعاريف متفاوتي است. از طرفي بين آسايش حرارتي و احساس حرارتي تفاوت وجود دارد. امروزه مشخص گرديده كه دماي هوا در كنار رطوبت و حركت هوا (باد) به عنوان قدرت سردكنندگي هوا معرفي شده و شاخصهاي آسايش گرمايي ناميده ميشود. دماي مفيد، شاخص قراردادي ارزيابي احساس گرما و سرماي بدن انسان است. ايجاد دماي مناسب و تهويهي مطبوع در فضاي داخلي بنا يكي از موارد مهم معماري است كه در رابطه با آسايش يا عدم آسايش انسان موردتوجه قرار ميگيرد. مفاهيم گرما و سرما بيشتر ناشي از احساس طبيعي انسان و شرايط فيزيولوژيكي وي ميباشد. تمام عوامل موثر در نورگيري بنا در شرايط گرماييداخل ساختمان مؤثر است [5].
در عرضهاي جغرافيايي بالا و آب و هواهاي سرد، شكل ساختمان و نوع مصالح مناسب بايد بتواند گرماي داخلي بنا را حفظ كند. در چنين شرايطي بامهاي مسطح ميتوانند حداكثر انرژي را جذب نمايند و گرماي بيشتري را به فضاهاي داخلي ارسال كنند، بامهاي آسفالته و قيراندود به علت داشتن رنگ تيره انرژي بيشتري را كسب ميكنند. كوتاه بودن سقف و ارتفاع كم اتاق، باعث زود گرم شدن فضاهاي داخلي ميشود. درها و پنجرهها براي حداكثر دريافت انرژي بايد رو به آفتاب (رو به قبله) باشند. دو جداره بودن پنجرهها و شيشهها براي اين مناطق توصيه ميشود. در عرضهاي جغرافيايي پايين و مناطق گرم و خشك ساختمانها بايد به گونهاي طراحي شوند كه گرماي بيرون را به خود جذب نكنند. بامهاي گنبدي و انحناي قوس آنها باعث ميشود، تمام انرژي جذب نگردد و بخشي از آن در سايه قرار گيرد. تفاوت دماي بين اين دو بخش موجب ايجاد اختلاف فشار و پيدايش باد ميشود. ارتفاع زياد سقف نسبت به كف، فضاهاي داخل را ديرتر گرم ميكند. ضخامت بامها و دو جداره بودن آنها بهتر ميتواند درجه حرارت داخلي را از گرما يا سرماي شديد حفظ كند. ديوارهاي ضخيم يا دو لايه و ديوارهاي عايق حرارت و گرما از ديگر موارد كنترلكنندهي دما در اينگونه بناها است. از گذشتههاي دور احداث بازار، ايوانهاي سرپوشيده و سايهبان براي ايجاد سايه از نكات مورد توجه در اين مناطق بوده است. پنجرههاي ساختمانها بايد از تابش مستقيم آفتاب دور بوده و در جهت رو به شمال ساختمان تعبيه گردند تا از حداقل آفتاب در تابستان و حداكثر آن در زمستان استفاده شود. بادگيرها براي كنترل دماي ساختمان، قرينه كردن درها و پنجرهها براي ايجاد تهويهي عرضي كوران ضروري است. در مناطق مرطوب طرح و شكل بناها بايد به گونهاي باشد كه رطوبت نسبي يا بارش، خسارت كمتري به بنا وارد سازد. شكل بام معمولاً بصورت شيرواني شيبدار، گاليپوش و سفال بوده و كف اتاقها از سطح زمين بلندتر و زير آن به شكل پيلوت خالي باشد تا رواناب حاصل از بارندگي شديد به سرعت از اطراف ساختمان خارج شده و رطوبت كمتري به كف اتاق و ديوارها برسد. گاهي وجود بالكنهاي عريض و سرپوشيده ميتواند اتاقها را از اثر باران مصون نگه دارد. در فصل تابستان وجود پنجره و استفاده از آن در نواحي مرطوب ميتواند با جا به جا كردن هوا ايجاد كوران نمايد و اگر پنجرهها در جهت مسير باد قرار نگرفته باشند بايد از كولر گازي و تهويه مطبوع استفاده كرد.
7-5. طراحي ساختمان، دفع زباله و كاهش آلودگيها
يكي از مواردي كه امروزه در طراحي بنا مورد توجه قرار ميگيرد آلودگيهاي زيستمحيطي است. علاوه بر دما و رطوبت هواي داخل ساختمان، پاكيزگي و سلامت نگاهداشتن، فضاي زيست آن بسيار مهم است. يكي از بهترين موارد استفاده از تهويهي طبيعي استفاده از وزش باد است و تهويهي عرضي بوسيله پنجرههاي قرينه انجام ميشود، آشپزخانه و محل استقرار موتورخانه (شوفاژخانه) بايد جايي باشد كه كمترين مزاحمت را داشته و آلودگيها را به سرعت از محل خارج كند. در زمينهي آلودگيهاي بصري ميتوان از پنجرههايي با جهت مخالف، و براي كاهش آلودگيهاي صوتي از شيشههاي دو جداره استفاده كرد و سقفها، ديوارها را مجهز به عايق (پشم شيشه) به صدا نمود (عايق صوتي). در اطراف مسير ساختمان بايد درخت كاشته شود تا انعكاس صدا كاهش يابد، از آنجايي كه در هواي گرم در مجاري فاضلاب فعاليت بيولوژيكي زياد است و انواع ميكروبها در آنجا زندگي ميكنند و به سرعت تكثير ميشوند. بايد به سيستم فاضلاب و الگوي شهري توجه خاصي مبذول گردد، بطور كلي در طراحيهاي محيطي و كالبدي پروژهها بايد مجموعه و سيستم روح و روان انسان و محيط و تعامل بين آنها مورد تحليل قرار گيرد.
معيارهاي محيطي، اقليمي كه بايد در برنامهريزي و طراحي شهري مورد توجه قرار گيرد به شرح زير است:
- انطباق دقيق و مناسب با شرايط متغير اقليمي و رسيدن به الگوهاي مناسب معماري براي ايجاد فضاي زيستي راحت براي انسان با توجه به امكانات و محدوديتها
- مطالعهي دقيق شرايط طبيعي و اقليمي مانند آفتاب، درجه حرارت، رطوبت، تأثير جهت وزش بادهاي مطلوب و نامطلوب براي طراحي فضاهاي متناسب جهت استفاده در طي سال
- حداكثر استفاده از منابع و انرژيهاي تجديدپذير
- ايجاد رابطهي مطلوب بين طرح فضايي مجموعهها و شكل و جنس زمين با حداقل هزينه
- توجه به فضاهاي باز، نيمهباز، حياط به عنوان فضايي با عملكردهاي متفاوت براي زندگي
- انتخاب جهات درست استقرار و نورگيري متناسب با شرايط اقليمي و تنظيم اندازه پنجرهها و بازشوهاي ساختمان با توجه به ميزان نياز به نور، رطوبت و دما
- طراحي معابر و فضاهاي عمومي متناسب با شرايط اقليمي منطقه
- ايجاد نظام اقليمي خرد (ميكروكليمايي) براي ايجاد فضاهاي زيستي راحت در مجتمعهاي مسكوني
- اتخاذ روشي مناسب براي مقابله با آلودگي هواي شهر و ساخت محوطههايي براي تصفيه هوا و خارج كردن مواد آلودهي اطراف جادهها
- در نظر گرفتن عرض كافي براي خيابانهاي اصلي و بزرگراهها براي كاشت درختان به صورت چند رديف و ايجاد و حفظ جنگل در دامنههاي شيبدار حاشيه بزرگراهها
- مكانيابي كاربريهاي جديد آلودهكننده در انتهاي مسير باد با ايجاد موانعي مانند ديوار، كاشت گياهان، ايجاد خاكريز براي حفظ كاربريهاي حساس از خطر آلودگي
شناخت عناصر آب و هوايي حاكم بر منطقه و آشنايي با پتانسيلهاي موجود اقليمي و سپس بكارگيري اين عوامل براي طراحي و آمادهسازي منطقه به منظور سكونتگاههاي شهري و ساختمانسازي ضروري است. با توجه به رشد سريع جمعيت و محدوديت فضا بايد در حداقل فضاي ممكن ساختمانهايي احداث شوند كه نياز آسايشي انسان را در تمام فصول برآورده سازند، به طوري كه به جاي استفاده از سوختهاي فسيلي و دستگاههاي گرمكننده بيشتر از انرژي خورشيدي و ساير انرژيهاي تجديدپذير بهره جويند و در تابستان و فصول گرم از حداكثر سايه و كوران باد استفاده نمايند. كوران باد سبب تهويهي محل ميشود، مفهوم نوين تهويه نه تنها به معناي جايگزيني هواي آلوده با هواي تازه بيرون است، بلكه كنترل كيفيت هواي ورودي را نيز با در نظر گرفتن دما، رطوبت و خلوص آن در بر ميگيرد، تا محيطي مناسب و آرام و به دور از هرگونه خطر آلودگی به وجود آورد. باد از جمله روشهاي تهويه است. انواع تهويه عبارتند از: تهويهي طبيعي مثل باد، تهويه مكانيكي (مصنوعي ).
- تهويهي مكانيكي يا مصنوعي به 4 نوع تقسيم ميشود:
الف) تهويهي تخليهاي Exhausted Ventilation
ب) تهويهي فشاري Plenum Ventilation
ج) تهويهي متوازن balanced Ventilation
د) تهويهي مطبوع Air- Conditioning
- در تهويهي تخليهاي، هوا توسط هواكشهايي به خارج يا بيرون رانده ميشود كه به واسطهي آن نوعي مكش توليد ميشود.
- تهويهي فشاري، در اين سيستم هواي تازه با پنكههاي گريز از مركز (گريزنده) به داخل وارد ميشود تا فشار مثبت ايجاد كرده و هواي آلوده را خارج سازند. اين روش براي تامين هواي تازهي ساختمانها و كارخانجات بكار ميرود.
- تهويهي متوازن: اين نظام تركيبي از تهويهي تخليهاي و فشاري است. پنكهي وارد كنندهي هوا بايد متوازن با هواكش خارج كننده باشد
- تهويهي مطبوع: تهويهي مطبوع عبارت است از: كنترل همه عوامل يا حداقل سه عامل اول موثر بر شرايط فيزيكي و شيميايي جو در هر ساختاري اين عوامل عبارتند از: دما، رطوبت، جريان هوا، توزيع هوا، گرد و غبار، باكتريها و بخارهاي سمي كه بيشتر از همه بر سلامت و آرامش انسان تاثير منفي ميگذارند. اين سيستم در كنترل عوامل بيماريزا در هوا از اهميت خاصي برخوردار است.
ارزيابي محيطهاي انسان ساخت و شهرها را ميتوان با كمك شاخصهاي زير انجام داد: [4]
1. كيفيت محيط از نظر آب و هوا
2. دسترسي به آب، بويژه آب آشاميدني
3. كيفيت محيط از نظر آلودگي صوتي و بصري
4. شرايط فضاي سبز در محيط
5. شرايط گذران اوقات فراغت در فضاي آزاد
6. كيفيت نحوهي جمعآوري فاضلاب و دفع بهداشتي زباله
7. كيفيت محيط از نظر وجود ارتعاش، امواج الكترومغناطيس و پرتوزايي
اصولا ارزيابي محيطهاي انسان ساخت يعني آزمودن، امتحان، ارزشدهي، سنجيدن و در اين سنجش منابع اكولوژيكي محيط، مورد آزمون قرار ميگيرد. توانها سنجيده ميشود و براي محيطهاي انسان ساخت برنامهريزيها برآورد ميشوند. [11]
خلاصه فصل هفتم :
تأثير عوامل و عناصر حرارتي و رطوبتي از گذشته تمدن بشر تاكنون بر معماري بر كسي پوشيده نيست در اين فصل برنامههاي مربوط به معماري در مقياس خرد و شهرسازي در مقياس كلان بررسي شده و اهداف برنامهريزي حول و حوش تأمين درجه آسايش انسان به صورت معنوي و غيرمعنوي ميباشد. نقش حرارت، رطوبت، باد، سرما، گرما و نورخورشيد در عرضهاي مختلف جغرافيايي سبكهايي متنوع از تصميمگيري انسان در استفاده از فناوريهايش را ايجاب نموده به طوري كه سبك مساكن نوع مصالح ساختماني شيوه طراحيها، استواري، زيبايي، راحتي، سلامت را شامل ميشود. نورگيري هر نقطه از كره زمين به موقعيت خورشيد نسبت به آن نقطه بستگي دارد و براي فضاي سازهها اهميت زيادي داشته در دورهي گرم سال در اكثر مناطق كره زمين زاويه تابش عمودي و طول روز بيشتر است شدت انرژي دريافتي بيش از ساير فصول است. مدت تابش و شدت تابش تابعي از عرض جغرافيايي، زاويه تابش، ارتفاع، ابرناكي، هوا و يزهها، تراكم، آلودگي و ذرات بخارآب ميباشد. جهت استقرار ساختمان نقش زيادي در آسايش ساكنين آن دارد. در عرضهاي پايين جغرافيايي به علت انرژي زياد ارتفاع پنجرهها كم و غالباً شكل آنها عرضي است در عرضهاي بالا ارتفاع پنجرهها زياد و شكل آنها طولي است و در عرضهاي جغرافيايي متوسط شكل پنجرهها مربع است جنس و رنگ مصالح نيز در بازتاب نور دخالت دارد.
در آب و هواي سرد نوع مصالح بايد بتواند گرماي داخلي بنا را حفظ نمايد بامهاي مسطح ميتوانند حداكثر انرژي را جذب نموده و گرماي بيشتري را به فضاهاي داخلي ارسال نمايند. كوتاه بودن سقف و ارتفاع كم اتاق باعث زود گرمشدن فضاهاي داخلي ميشود دوجدارهبودن شيشهها، استفاده از عايق كه خاصيت ارتجاعي دارد مانند يونوليت و پشم شيشه در اتلاف انرژي فصل سرد كمك مينمايد بامهاي گنبدي و انحناي قوس آنها باعث ميشود تمام انرژي جذب نشود و اختلاف فشار دو طرف قوس موجب وزش باد شده و در دوره گرم سال موجب خنكشدن فضاي مسكوني گردد.
گاهي قرينه قراردادن پنجرهها باعث تهويه طبيعي و مطبوع و ايجاد جريان هوا شده و آسايش راحتي انسان در بعضي فصول تأمين ميشود.
انواع تهويههاي مصنوعي به صورت تخليهاي، فشاري، متوازن، مطبوع ميتواند به طور غيرطبيعي و استفادهكردن از باد باعث ايجاد شرايط مطلوب براي انسان شود جهت كاهش آلودگيها در نواحي شهري و حومه نيز تدابيري انديشيده شده و به صورت پيشنهاد مطرح گرديد.
ارزيابي محيطهاي انسانساخت و شهرها را ميتوان با كمك شاخصهاي زير انجام داد: [4]
1. كيفيت محيط از نظر آب و هوا
2. دسترسي به آب، بويژه آب آشاميدني
3. كيفيت محيط از نظر آلودگي صوتي و بصري
4. شرايط فضاي سبز در محيط
5. شرايط گذران اوقات فراغت در فضاي آزاد
6. كيفيت نحوهي جمعآوري فاضلاب و دفع بهداشتي زباله
7. كيفيت محيط از نظر وجود ارتعاش، امواج الكترومغناطيس و پرتوزايي
اصولاً ارزيابي محيطهاي انسانساخت يعني آزمودن، امتحان، ارزشدهي، سنجيدن و در اين سنجش منابع اكولوژيكي محيط، موردآزمون قرار ميگيرد. توانها سنجيده ميشود و براي محيطهاي انسانساخت برنامهريزيها برآورد ميشوند.[11]
1. زمرديان، محمدجعفر : كاربرد جغرافياي طبيعي در برنامهريزي شهري، منطقهاي، انتشارات پيام نور، 1378 .
مطالب مشابه :
جهت وزش باد غالب ماهانه و سالانه
هواشناسی جوانرود - جهت وزش باد غالب ماهانه و سالانه - آمار واطلاعات هواشناسی جوانرود , طرح
جهتیابی با نشانههای طبیعی(2)
1-جهتیابی به کمک باد غالب: بادها را از جهتی که میوزند، نامگذاری میکنند مانند باد شمالی
وارونگی دما ( اینورژن) چیست؟....
عوامل زیر در در وارونگی دما موثر. 1-سمت و سرعت باد. 2-وجود رشته کوهها و جهت آنها نسبت به باد غالب
مطالعه بسترشناسی سایت دانشگاه شیراز
سایت دانشگاه شیراز مشتمل بر تپه ای با نیروهای باد و تابش آفتاب غالب و تعیین شیب
معرفی روستای آب باد کامفیروز
روستای آب باد از توابع بخش شیراز مرکز استان در کشت برنج غالب است که مراحل
۱۷ - باغ جهان نما
مکانهای دیدنی شیراز و نسیم باد مصلی از همین باغ تعلق داشته و غالب درختان
اقلیم و معماری
موسسه چشم انداز هزاره سوم ملل -شیراز و وضعيت باد غالب در منطقه انتخاب نمايند.
آب و هوای قلات :
از این رو تعداد روزهای خشکی هوا در شهرستان شیراز از همچنین وزش باد از دو اما غالب
برچسب :
باد غالب شیراز