تاثیر آب و هوایی اقلیم در طراحی و معماری

دکوراسیون داخلی رامسین: قبلا در مطلب زیادی در مورد تاثیر آب و هوا بر نوع اجرای طراحی دکوراسیون و معماری ساختمان توضیحاتی را ارائه نمودیم. در این مطلب قصد داریم به صورت تخصصی تر به این موضوع بپرداریم که شما را به مطالعه آن دعوت می کنیم.

معماری طی هزاران سال وجو د داشته و اصالت ارزشهای کیفی آن در طول قرنها شکل گرفته و رسالت یک معمار موفق در هر عصر و زمانی گردن نهادن به تمامی آنها و بکارگیری صحیح و منطقی مجموعه این قابلیت هاست .

به جرأت می توان گفت که اقلیم و چگونگی تأثیر شرایط آب و هوائی بر شکل گیری بنا از جمله ارکان محدود معماری است که از ابتدای ساخت سرپناه توسط بشر مورد توجه قرار داشته و با گذشت زمان و تغییر سبکها و جنبشها و تعاریف زیبائی و هنر ، و تحول نیازها و نگرش ها و گسترش فضاهای معماری ، اصل این نیاز دستخوش دگرگونی و تغییر نشده است .

از سوی دیگر مبنا و اساس کارهای اقلیمی که تا کنون در زمینه دانش ساختمان صورت گرفته است و در حال حاضر مورد استفاده اکثر ارگانها و سازمان های وابسته قرار می گیرد ، برپایه تقسیم بندی ایران به ۴ گروه اقلیمی است . در صورتیکه آخرین و کاملترین پهنه بندی اقلیمی ایران برای استفاده در امور ساختمانی ، حاصل مطالعات و تحقیقات وسیعی در این زمینه است که به سفارش مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن توسط آقای مهندس کسمائی انجام گرفته ، هنوز برای اکثر معماران و دانش پژوهان نا آشناست .

در این مقاله با نگرش متفاوت ، سعی در بیان ابزار و روشهای دستیابی به اهدا ف طراحی اقلیمی در پهنه بندی جدید ایران به کمک روش متفاوتی است که در آن با شناخت عامل یا عوامل اصلی ایجاد بحرانهای اقلیمی در بنا ( سرما ، گرما ، رطوبت ، بارندگی و …) ، با سیر جریانی که از کلیات به اجزاء منتهی می گردد ، بهترین شرایط تهیه طرح اقلیمی را فراهم می سازد .

بر همین مبنا مراحل مختلف طراحی به ۵ جزء تقسیم شده اند که عبارتند از :

اجتماع و پراکنش واحدها

تعیین کلیات ساختار کالبدی بنا

طراحی پلان و نما

محوطه سازی

طراحی جزئیات اجرائی بنا

با معرفی روشهای گوناگون جهت مقابله با عوا مل بحرانی و یا استفاده از شرایط مطلوب آب و هوائی در هر یک از مراحل فوق ، امکان بهره برداری بهینه از شرایط طبیعی جهت گرمایش و سرمایش بنا و تأمین شرایط آسایش تا حد قابل توجهی فراهم می گردد که این امر بالطبع کاهش تأسیسات حرارتی و برودتی ، کاهش هزینه های سوخت و تأسیسات ، کاهش آلودگی محیط زیست طبیعی و مواردی از این دست را به همراه دارد .

معماری طی هزاران سال وجود داشته و اصالت ارزشهای کیفی آن در طول قرنها شکل گرفته و هم اکنون این ارزشها قابل مطالعه و بررسی است . این ارزشها بسیار متنوع و گوناگون هستند و رسالت یک معمار موفق در هر عصر و زمانی گردن نهادن به تمامی آنها و به کارگیری صحیح و منطقی مجموعه این قابلیت هاست .

امروزه نیاز به اینکه راهی برای تفکر در مورد معماری گذشته پیدا شود بیش از پیش احساس می شود ؛ راهی که مسیرش با شرایط زمان میزان شده باشد .

اگر معماری را به عنوان پدیده ای نشأت گرفته از بشر و ابزاری جهت پاسخگوئی به نیازهای او بدانیم ، به نظر می رسد که یکی از بهترین راهها برای دستیابی به هدف فوق توجه به عاملی است که گذشت زمان تأثیر چندانی در تغییر احساس نیاز به آن نداشته و تح ولات زندگی بشری و روحیات او باعث تغییر و دگرگونی شکل این نیاز نشده باشد .

به جرأت می توان گفت که اقلیم و چگونگی تأثیر شرایط آب و هوایی بر شکل گیری بنا از جمله ارکان محدود معماری است که از ابتدای ساخت سرپناه توسط بشر مورد توجه او قرار داشته و با گذشت زمان و تغییر سبکها و جنبشها و تعاریف زیبایی و هنر ، و تحول نیازها و نگرشها و گسترش فضاهای معماری ، اصل این نیاز دستخوش دگرگونی و تغییر نشده است .

در صورتیکه بسیاری دیگر از عوامل شکل دهنده و معنی بخش معماری در هر عصر و زمانی دارای تعاریف مربوط به خود بوده و تغییر شرایط اجتماعی ، فرهنگی ، تاریخی و … بر روی آنها تأثیر فراوانی داشته است .انسانها فارغ از موقعیت جغرافیائی محل زندگیشان ، بدلیل خصوصیات بدنی تقریبًا یکسانی که دارا هستند ، دارای شرایط راحتی برابری بوده و در محدوده مشخصی از رطوبت و دما احساس آسایش می کنند .

این موضوع نیز تأیید می کند که اصل طراحی اقلیمی در مقایسه با سایر ارکان معماری کمتر تأثیر گرفته از محیط و باورها و اعتقادات مکانی است ، هر چند که روشها و ابزار دستیابی به آن با توجه به امکانات و شرایط ، از محلی به محل دیگر متفاوت است .

بی زمانی و بی م کانی این نیاز به همراه اقتداری که در اهداف عمده طراحی اقلیمی وجود دارد از جمله خصوصیات شاخص این رکن معماری است .

اقتداری که در عین فراهم آوردن امکان تنوع و نوآوری که بارزترین خصوصیات معماری است ، سلائق و علائق شخصی را در چارچوب معینی محدود میکند ؛ آنچنانکه تمامی معماران با اعتقادات و نگرشهای متفاوت از معماری ، خود را ملزم به رعایت آن دانسته و در صورت تجاوز از حریم آن اصل معماری آنها به زیر سؤال می رود . در معماری کشور ما ، ایران ، نیز از دیرباز توجه به اقلیم و شرایط آب و هوائی از ارکان اساسی شکل گیری فضاهای زیستی بوده است و تجربیات مردان کهن این وادی هنر به مرور زمان تبدیل به اصولی شدند که بهترین پاسخ را برای تأمین شرایط آسایش می دادند .

از سوی دیگر مبنی و اساس کارهای اقلیمی که تا کنون در زمینه دانش ساختمان صورت گرفته است و در حال حاضر مورد استفاده ارگانها و سازمان های وابسته قرار می گیرد ، برپایه تقسیم بندی ایران به ۴ گروه اقلیمی استوار است ؛ در صورتیکه آخرین و کاملترین پهنه بندی اقلیمی ایران که حاصل مطالعات و تحقیقات وسیعی در این زمینه است و به سفارش مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن در سال ۱۳۷۰ به اتمام رسیده اس ت ، هنوز برای اکثر معماران ، اساتید و دانشجویان ناشناخته و ناآشناست .

بر مبنای این تقسیم بندی می توان ابزار و روشهای دستیابی به اهداف طراحی اقلیمی را به کمک روش متفاوتی که در آن با شناخت عامل یا عوامل اصلی ایجاد بحرانهای اقلیمی در بنا ( سرما ، گرما ، رطوبت ، بارندگی و … ) ، با سیر جریانی که از کلیات به اجزاء منتهی می گردد ، جستجو کرد .

بر همین مبنا مراحل مختلف طراحی به ۵ جزء تقسیم شده که عبارتند از :

اجتماع و پراکنش واحدها

تعیین کلیات ساختار کالبدی بنا

طراحی پلان و نما

محوطه سازی

طراحی جزئیات اجرائی بنا

نکته مثبت و قابل تأملی که در این روش وجود دارد ، پرداختن به سایر زوایای معماری در کنار پاسخگوئی به مسائل اقلیمی است ، بدین نحو که اگر امکان رعایت کلیه مسائل اقلیمی در طرح بنا با توجه به اولویت اهمیت سایر عوامل مؤثر در شکل گیری بنا در کلیات میسر نبود ، در لایه های بعدی طراحی به آنها پرداخته می شود .

هر کدام از عوامل یاد شده در بندهای ۵ گانه فوق به شکل گیری تدریجی بخشی از بنا می پردازند که با عنایت به دامنه وسیع مطالب و عدم امکان پرداختن به همگی آنها در این مقاله تنها به شرح موارد اول و دوم می پردازیم :

نحوه استقرار ، اجتماع و پراکنش واحدها :

در کشور ایران بدلیل تنوع پهنه بندی آب و هوائی توجه به چگونگی چیدمان واحدها درکنار یکدیگر و در مفهومی وسیعتر شکل گیری ساختار مجموعه ها و بافتهای شهری از اهمیت بسزائی در کنترل میزان انرژی های حرارتی و شرایط اقلیم ی برخوردار است . با نگاهی گذرا به میراث ارزشمند معماری نیاکان این سرزمین و تحلیل تأثیرات سوء عوامل بحرانی بر بنا ، می توان نتیجه گرفت که در یک قاعده عمومی هر گاه عامل دما ( گرما یا سرما ) به تنهائی دلیل ایجاد شرایط بحرانی است ، واحدها و ساختار عمومی بافت ب اید تا حد امکان مجتمع بوده و از چیدمان باز و پراکنده پرهیز کرد . این امر باعث کاهش نفوذ هوای نامناسب محیط بیرون به فضاهای داخلی و بالطبع کاهش خروج هوای مناسب تولید شده در فضاهای داخلی به محیط بیرون است . با کاهش سطوح نفوذپذیر جداره های

خارجی بنا از طریق اف زایش دیواره های مشترک و جلوگیری از تلاطم جریانهای هوای گرم یا سرد به کمک فشردگی بافت ، می توان به نتیجه مورد نظر دست یافت . اما هر گاه علاوه بر دما ، رطوبت نیز به عنوان عامل بحرانی در تعریف شرایط اقلیمی منطقه ای مؤثر باشد ، اولویت نخست در جانمائی چیدمان ب افت مجموعه ، حل مشکل رطوبت است . از آنجائیکه راکد ماندن بخار آب دارای تأثیرات سوء فراوانی برای ابنیه موجود در این نوع آب و هواست ، لازم است که تا حد امکان با پراکنش چیدمان واحدها و بافت مجموعه به نفوذ جریانات هوا ، و انتقال هوای رطوبی راکد به وسیله این جریانات کمک نمود .

بنابراین عامل مؤثر در شکل دهی بافت ، پراکندگی و ایجاد فاصله مناسب بین واحدهای همسایگی مختلف به منظور سهولت دسترسی جریانهای هوا به رطوبت راکد باقی مانده در بین آنهاست .

کلیات ساختار کالبدی بنا :

کلیات ساختار کالبدی بنا به مفهوم سازماندهی فرم عمومی و استخوان بندی یک بناست .

عواملی که در این بند مورد بررسی قرار می گیرند عبارتند از :

تعیین جهت استقرار ساختمان

فرم بنا  نسبت سطح بیرونی به حجم مفید

موقعیت استقرار ساختمان نسبت به کف زمین

فرم و شیب سقف

 تعیین جهت استقرار ساختمان

تعیین جهت استقرار بنا به ۲ عامل اصلی وابسته است ؛ نخست میزان انرژیهای حرارتی تابیده شده به دیواره های قائم و دوم جهت وزش بادهای مزاحم .

باید به این نکته توجه داشت که در بسیاری از موارد هر ۲ عامل فوق لزومًا یک جهت را برای ساختمان پیشنهاد نمی کنند و گاه ممکن است که نتایج حاصل از بررسی عوامل فوق برای تعیین جهت استقرار ساختمان دارای تفاوت اساسی با یکدیگر باشد .

در این موارد جهتی را برای ساختم ان انتخاب می کنیم که یا پاسخگوی تعداد بیشتری از نیازهای اقلیمی بنا بوده و یا اینکه بنا به دلایل خاص ، از اهمیت بیشتری نسبت به دیگری برخوردار باشند .

برای تعیین جهت استقرار ساختمان با استفاده از فاکتور اول ، باید از نمودارهای انرژی خورشیدی تابیده شده بر سطوح قائم استفاده کرد .با عنایت به شرایط بحرانی هر منطقه ، جهت چرخشی برای ساختمان انتخاب می گردد که بهترین پاسخ را به وضعیت دمای نامناسب بیرون دارا باشد .

این موضوع بدین معناست که در مناطقی که اولویت های نخست طراحی اقلیمی جهت مقابله با سرما در نظر گرفته می ش ود ، باید جهتی را برای چرخش بنا انتخاب کرد که در زمستان بیشترین میزان انرژیهای حرارتی تابیده شده به دیواره های قائم را در مقایسه با جهتهای دیگر جذب می نماید .

و بالعکس در گروههائی که گرما در آنها به عنوان عامل اصلی بحران مطرح است ، جهت چرخشی برای ساختمان ا نتخاب گردد که نمودار آن حاکی از دریافت کمترین میزان انرژیهای حرارتی دیواره های قائم در تابستان است .

برای تعیین چرخش ساختمان با استفاده از فاکتورها دوم ، نخست باید فصل بحرانی منطقه مورد نظر تعیین و سپس با مراجعه به نمودار جهت وزش بادهای غالب ، نحوه اس تقرار بناء را به نحوی انتخاب نمود که کمترین میزان برخورد جریانهای باد مزاحم با دیواره های ساختمان را دارا باشد . این بدین معناست که در مناطقی که عامل بحرانی سرما ، بیشترین مزاحمت را برای ساختمان ایجاد می کند ، جهت وزش بادهای غالب در ماههای سرد سال ، و در م ناطقی که عامل بحرانی گرما است ، جهت وزش بادهای غالب در ماههای گرمسیری باید مبنای تصمیم گیری چرخش ساختمان به منظور مقابله با جریانهای باد نامناسب قرار گیرند .

هم چنان که در توضیحات فوق مشخص گردید ، برای تعیین جهت استقرار ساختمان در گروههای مختلف اقلیمی عامل دما از اهمیت بسزایی برخوردار بوده و رطوبت هوا نقش چندانی در تعیین جهت چرخش ساختمان دارا نمی باشد .

برای تعیین کلیات فرم بنا هر دو عامل دما ( گرما یا سرما ) و رطوبت مؤثرند . هر گاه در یک منطقه علاوه بر دمای هوا رطوبت نیز به عنوان عاملی جهت ایجاد شرایط نامساعد مطرح گردد ، فرم عمومی بنا باید به نحوی تعیین شود که در وهله نخست پاسخگوی رطوبت بالای محیطی باشد .

بدین منظور باید فرمی برای بنا برگزیده شود که در آن نسبت سطح خارجی بنا به حجم مفید ساختمان به حداکثر ممکن افزایش یابد . بدین صورت میزان برخ ورد جریانهای هوا با سطوح مختلف بنا افزایش می یابد که این امر خود باعث حرکت هوای رطوبی راکد و افزایش تهویه طبیعی فضاهای داخلی می گردد . فرم های آزاد با مقاطع کشیده و شکستگی های زیاد در حجم بهترین پاسخ به نیاز شرایط آب و هوای رطوبی هستند .

اما اگر تنها عامل ایجاد بحران ، دما ( گرما یا سرما ) در نظر گرفته شود ، نسبت سطح دیواره های خارجی بنا به حجم مفید ساختمان باید به حداقل ممکن کاهش یابد . این امر امکان نفوذ هوای گرم یا سرد بیرونی به فضاهای مناسب داخلی از طریق دیواره هایی را که در تماس با هوای آزاد هستند ، را تقلیل می بخشد . اشکالی که دارای فرمهای بسته با مقاطع فشرده و فاقد شکستگی حجمی بوده و کلیات ساختار آنها به احجام کروی و منحنی نزدیک است ، بهترین پاسخ جهت مقابله با شرایط نامساعد دمای بیرونی بوده و در صورت استفاده از آنها میزان اتلاف انرژی حرارتی و برودتی ت ولید شده در فضاهای داخلی به حداقل ممکن کاهش می یابد .

در تعیین موقعیت استقرار ساختمان نسبت به کف زمین نیز هر دو عامل دما ( گرما یا سرما ) و رطوبت مؤثرند . بناهای واقع در گروههای آب و هوائی که تنها دما عامل ای جاد شرایط نامساعد محیطی در آنها به شمار می رود ، بدلیل برخورداری از شرایط نامطلوب دمای هوا باید به نحوی باشند که ضایعات ناشی از سرما ، تگرگ ، برف ، بوران ، بادهای شدید سردسیری ، طوفانهای شن و گرد و غبار ، دمای بالا و …به حداقل ممکن کاهش یابد . اکثر این شرایط سخت آب و هوائی در زیرزمین به طور محسوسی قابل تثبیت یا تخفیف هستند . لذا قرارگیری بخشی از ساختمان در عمق زمین یا بالا آوردن سطح خاک نکته مثبتی است که می توان در طراحی ابنیه این گروههای اقلیمی در نظر گرفت

مطالب مرتبط