تاثیر اقلیم در معماری

 

 

اهمیت تاثیر اقلیم در معماری، انجام مطالعات و تحقیقات جامعی را در این زمینه می طلبد. بخصوص در ایران که تنوع شرایط اقلیمی در آن کاملا مشهود است. انجام مطالعات وسیع در این زمینه امری ضروری است.
این تحقیقات به دو صورت نظری و عملی انجام می گیرد. نخست، مباحث نظری مربوط به اقلیم و ساختمان، مورد بررسی قرار می گیرد سپس،با بهره گیری از آمار آب و هوایی مناطق مختلف و انجام تقسیم بندی های اقلیمی، همچنین با استفاده از نمونه های ساختمانی مناطق مختلف اقلیمی، آزمایشات و محاسبات دقیق انجام می گیرد. از آنجا که آزمایشات عملی در چارچوب وظایف موسسات تحقیقات ساختمانی صورت می گیرد و این امر تنها با در نظر گرفتن بودجه و زمان کافی از سوی سازمانهای مربوطه امکان پذیر است، همچنین به دلیل نبود امکانات عملی جهت انجام این برنامه ها و عدم دسترسی به آمار و اطلاعات آب و هوایی مناطق مختلف، مطالعات حاضر بیشتر بر جنبه نظری صورت می گیرد.
معماری و اقلیم، پیوندشان بیشتر شبیه به رابطه نوزاد و آغوش می ماند، یا نسبت هر رستنی با خاک، حریم امن و بستر بالیدن. با ارتباطی تکامل آفرین، الهام بخش و البته، نه محیط زا. در این معنا، آغوش، خاک و اقلیم، رابط حیات و سرزندگی و نبودشان نمود میرایی است. تجربیات معماری بومی در پهنه جهان و آروین های آن در معماری ایران زمین نیز، خود گواه تاکیدی بر اندیشه ی فرم زایی ملاحظات اقلیمی در معماری است تا عاملی بر محدودیت آن یا اسارت معمار.
میزان متفاوت و ترکیب گوناگون عوامل اقلیمی که خود ناشی از تفاوت موقعیت جغرافیای مناطق مختلف است، حوزه های اقلیمی متفاوتی در جان پدید آورده که هر یک خصوصیات خاصی دارد. محیط زیست، شهرها و حتی بناهای مربوط به این حوزه های اقلیمی، ویژگیهای خاصی متناسب با شرایط اقلیمی خود به دست آوردند. هدف این گزارش، تعیین حوزه های مختلف اقلیمی ایران در ارتباط با معماری و ارائه اطلاعاتی است که برای دست یابی به طرحهای منطقی معماری و هماهنگ با اقلیم مورد نظر است.
در این گزارش تاثیر هریک از عناصر اقلیمی (تابش آفتاب، رطوبت و باد) بر ساختمان مورد بررسی قرار می گیرد. در میان این عناصر، تابش آفتاب،که نور و حرارت طبیعی را به وجود می آورد، مهمترین عنصر به شمار میرود.

 

تاثیر اقلیم در معماری

تقسیمات اقلیمی در جهان

در مورد تقسیم بندی اقلیمی نقاط مختلف جهان، روشهای گوناگونی پیشنهاد شده که از میان روش کوپن – دانشمند اتریشی- مورد قبول قرارگرفته است. کوپن براساس رشد و نمو انواع نباتات، پنج نوع اقلیم در مقیاس جهانی معرفی کرده است که عبارتند از:
1. اقلیم بارانی استوایی: در این اقلیم فصل سرد وجود ندارد و معدل دمای هوا در سردترین ماه سال بیش از18 درجه سانتی گراد است.
2. اقلیم گرم و خشک: در این مناطق، به دلیل آنکه میزان بارندگی سالانه بخار آب مورد نیاز جهت رطوبت هوا را تامین نمی کند، هوا به طور کلی خشک است.
3. اقلیم گرم-معتدل: معدل دمای هوای سردترین ماه سال در این مناطق بین 18 و3- درجه سانتی گراد و معدل دمای هوا در گرمترین ماه سال بیش از 10 درجه سانتی گراد است. در این مناطق زمستان کوتاه است ولی ممکن است حدود یک ماه یا بیشتر زمین یخ بسته یا پوشیده از برف باشد.
4. اقلیم سرد و برفی: در این اقلیم معدل دمای هوا در گرمترین ماه سال بیش از 10 درجه و در سردترین ماه سال کمتر از 3- درجه سانتی گراد است. بارندگی در این مناطق معمولا” به صورت برف است و در طول چند ماه ازسال زمین پوشیده از برف و یخ است.
5. اقلیم قطبی: در این اقلیم معدل دمای هوا در گرمترین ماه سال کمتر از 10 درجه سانتی گراد است. در این جا برخلاف اقلیم بارانی و استوایی فصل گرم وجود ندارد.

 

تاثیر اقلیم در معماری

تقسیمات اقلیمی در ایران

اصولا در بسیاری در مناطق جهان، اقلیم بوسیله عرض جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا مشخص می شود. ایران با قرار گرفتن بین 25 و 40 درجه عرض جغرافیایی شمالی، در منطقه گرم قرار دارد و از نظر ارتفاع نیز، فلات مرتفعی است که مجموع سطوحی از آن که ارتفاعشان از سطح دریا کمتر از 475 متر است، درصد بسیار کمی از سطح کل کشور را تشکیل می دهند.
با وجود اینکه ایران دارای دو حوزه بزرگ آب (دریای خزر و خلیج فارس) است، بدلیل وجود رشته کوه های البرز و زاگرس و نحوه قرارگیری آنها، اثرات این دو حوزه محدود به نواحی بسیار نزدیک به آنها است و این حوزه ها، به ندرت اثری در تعدیل درجه حرارت قسمت های داخلی دارند.
بی شک در کشوری کوهستانی مانند ایران، هرگز دو نقطه از نظر اقلیمی مانند یکدیگر نیستند. با این وجود، بهترین روش برای دستیابی به پایه ای به منظور تعیین مناطق اقلیمی کشور، همان اصول کوپن است که ناگزیر باید از آن پیروی کرد.
بنابراین، تقسیمات چهار گانه ایران را که توسط دکتر حسن کنجی پیشنهاد شده نمی توان مورد استفاده قرار داد. وی تقسیم بندی کوپن را با کمی تغییر و با توجه به عوارض جغرافیایی کشور به شرح زیر پذیرفته است.

1. اقلیم معتدل و مرطوب (سواحل جنوبی دریای خزر)
2. اقلیم سرد (کوهستان های غربی)
3. اقلیم گرم خشک (فلات مرکزی)
4. اقلیم گرم و مرطوب (سواحل جنوبی)

 

تاثیر اقلیم در معماری

اقلیم معتدل و مرطوب (سواحل جنوبی دریای خزر)

سواحل دریای خزر با آب و هوای معتدل و بارندگی فراوان، از جمله مناطق معتدل محسوب می شود. این منطقه که به صورت نواری بین رشته کوه های البرز و دریای خزر محصور شده، از جلگه های پستی تشکیل شده است که هر چه به طرف شرق پیشروی می کند، رطوبت و اعتدال هوا کاهش می یابد. در حقیقت، رشته کوه های البرز که حد فاصل دو آب و هوای متضاد هستند، جلگه های پست خزر را از فلات مرکزی جدا می کنند. از جمله ویژگی های این اقلیم، رطوبت زیاد هوا و اعتدال درجه حرارت آن است. دمای هوا در روزهای تابستان معمولا بین 25تا30 درجه سانتی گراد و شبها بین 20تا23 درجه سانتی گراد و در زمستان معمولا بالای صفر است. در این منطقه، بارندگی بسیار زیاد و در تابستان به صورت رگبار است. شهرهای رشت، بندر انزلی، بابلسر و گرگان در این منطقه قرار دارند.
بارندگی در تابستان کم و در زمستان زیاد است و بیشتر به صورت برف می بارد. به طور کلی در این منطقه، فصل بهار کوتاه است و تابستان و زمستان را از هم جدا می کند.

 

تاثیر اقلیم در معماری

تقسیمات اقلیمی و تیپولوژی معماری

با توجه به شکل گیری و ترکیب معماری بومی مناطق مختلف ایران در می یابیم که ویژگی های متفاوت هر یک از این اقلیم ها، تاثیر فراوانی در شکل گیری شهر ها و ترکیب معماری این مناطق داشته اند. بنابراین، تعیین دقیق حوزه های اقلیمی در سطح کشور و دستیابی به مشخصات اقلیمی مناطق مختلف، در ارائه طرح های مناسب و هماهنگ با اقلیم هر منطقه اهمیت فراوانی دارد.

 

تاثیر اقلیم در معماری

ویژگی های معماری بومی مناطق معتدل و مرطوب

معماری بومی این مناطق که بیشتر کرانه های دریای خزر و دامنه های شمالی کوه های البرز را شامل می شود، به طور کلی دارای ویژگی های زیر است:
1. در نواحی بسیار مرطوب کرانه های نزدیک دریا برای حفاظت ساختمان از رطوبت بیش از حد زمین، خانه ها بر روی پایه های چوبی ساخته شده اند. ولی در دامنه کوه ها که رطوبت کمتر است، معمولا خانه ها بر روی پایه هایی از سنگ و گل و در اندکی از موارد بر روی گربه رو ها بنا شده اند.
2. برای حفاظت اتاق ها از باران، ایوانک های عریض و سرپوشیده ای در اطراف اتاق ها ساخته اند. این فضاها، در بسیاری از ماه های سال برای کار و استراحت و در برخی موارد برای نگهداری محصولات کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرد.

3. بیشتر ساختمان ها با مصالحی با حداقل ظرفیت حرارتی بنا شده اند و در صورت استفاده از مصالح ساختمانی سنگین، ضخامت آنها در حداقل میزان ممکن حفظ شده است (در این مناطق بهتر است از مصالح ساختمانی سبک استفاده شود.چون در زمانی که نوسان دمای روزانه هوا کم است، ذخیره حرارت هیچ اهمیتی ندارد و علاوه بر این، مصالح ساختمانی سنگین تا حدود زیادی تأثیر تهویه و کوران را که یکی از ضروریات در این منطقه است کاهش می دهد.
4. در تمام ساختمان های این مناطق، بدون استثناء از کوران و تهویه طبیعی استفاده می شود. بطور کلی، پلان ها گسترده و باز و فرم کالبدی آنها بیشتر شکل های هندسی، طویل و باریک است. به منظور حداکثر استفاده از وزش باد در ایجاد تهویه طبیعی در داخل اتاق ها، جهت قرارگیری ساختمان ها با توجه به جهت وزش نسیم های دریا تعیین شده است. در نقاطی که بادهای شدید و طولانی می وزد، قسمت های رو به باد ساختمان ها کاملا بسته است.
5. به منظور استفاده هر چه بیشتر از جریان هوا، همچنین به علت فراوانی آب و امکان دسترسی به آن در هر نقطه، ساختمان ها به صورت غیر متمرکز و پراکنده در مجموعه سازمان دهی شده است.
6. به علت بارندگی زیاد در این مناطق، بام ها شیبدار است و شیب بیشتر آنها تند است.

 

تاثیر اقلیم در معماری

اقلیم و ساختمان

نکته قابل توجه اینکه، اگر چه عناصر اقلیمی تمام ساختمان ها را تحت تأثیر قرار می دهد و اصول مطرح شده در این قسمت در مورد تمام آنها صدق می کند، ولی در بکار گیری این اصول باید توجه داشت که در برخی ساختمان های خاص ممکن است تأثیر عناصر اقلیمی نسبت به تأثیر عوامل داخلی آن ساختمان ها (مانند حرارت ناشی از وجود افراد،چراغ های روشنایی و دستگاه های حرارت زا ) بسیار اندک بوده، نقش تعیین کننده ای نداشته باشد. بنابراین، نتایج به دست آمده در این فصل، در مورد ساختمان هایی صدق می کند که عوامل داخلی عمده ای در آنها دخالت ندارد.

 

تاثیر اقلیم در معماری

تابش آفتاب و تأثیر آن بر ساختمان و محیط اطراف

نور خورشید، همیشه برای ایجاد روشنایی طبیعی در ساختمان لازم است. ولی از آنجا که این نور در نهایت به حرارت تبدیل می شود میزان تابش مورد نیاز برای هر ساختمان باید با توجه به نوع آن و شرایط اقلیمی محل آن تعیین شود.
بنابراین، شدت تابش آفتاب و حرارت حاصل از آن در یک نقطه از سطح زمین، به فاصله ای که پرتوی خورشید باید طی کند، ضخامت ابرو وضعیت آلودگی هوا بستگی دارد. به همین دلیل، شدت تابش آفتاب در یک محل با ارتفاع آن محل از سطح دریا متناسب است و در مناطق مرتفع، چون پرتوی خورشید فاصله ی کمتری از اتمسفر را طی می کند،حرارت بیشتری تولید می نماید. همچنین در ظهر محلی هر منطقه که خورشید در قائم ترین حالت خود نسبت به زمین آن محل قرار دارد و فاصله آن کمتر است، شدت تابش آفتاب بیشتر از صبح و عصر است که خورشید در مایل ترین حالت نسبت به زمین محل مورد نظر قرار دارد.
با توجه به مطالب فوق در می یابیم که شدت تابش آفتاب در هر نقطه از سطح زمین، به موقعیت خورشید نسبت به آن منطقه بستگی دارد. از آنجا که موقعیت خورشید به دلیل حرکت وضعی و دورانی زمین در ساعت ها، روزها و فصل های مختلف متفاوت است، برای بررسی شدت تابش آفتاب بر سطوح مختلف و حرارت حاصل از آن باید موقعیت خورشید نسبت به محل مورد نظر در زمان های مختلف مشخص باشد. بدین منظور،در این قسمت موقعیت خورشید مورد بررسی قرارمی گیرد.

 

تاثیر اقلیم در معماری

موقعیت خورشید
در هر نقطه از سطح زمین،مسیر حرکت خورشید در آسمان در روزهای مختلف سال متفاوت است. برای مثال، حرکت خورشید نسبت به ساختمانی که در نیم کره شمالی و رو به جنوب قرارگرفته،بدین طریق است که در تابستان خورشید از شمال شرقی محوطه ی این ساختمان طلوع و در شمال غربی آن غروب می کند.در زمستان، طلوع خورشید از جنوب شرقی و غروب آن در جنوب غربی محوطه ساختمان مزبور صورت می گیرد و فقط در اول فروردین و اول مهر ماه،خورشید کاملاًًًًًًًًً از شرق طلوع کرده،در غرب غروب می کند.
موقعیت خورشید را در هر منطقه ودر هر زمان می توان به و سیله ی دو زاویه یکی ((زاویه تابش )) و دیگری ((جهت تابش )) مشخص کرد.زاویه تابش زاویه ای است که بین امتداد پرتوی خورشید و سطح افق تشکیل می شود و جهت تابش زاویه ای است که بین تصویر امتداد پرتو خورشید بر صفحه افق و شمال واقعی پدید می آید.(3-3)تغییرات روزانه و سالانه ی این دو زاویه به عرض جغرافیایی محل بستگی دارد. در بسیاری از کشورها،مقاذیر این دو زایه برای نقاط گوناگون و در زمان های مختلف محاسبه شده و به صورت جدول ها و منحنی هایی ارائه شده است. ولی چنانچه موقعیت خورشید براتی نقاط خاصی مورد نظر باشد، آنها را می توان از طریق محاسبات ریاضی به دست آورد.
اولین عامل موثر در محاسبه ی موقعیت خورشید، زاویه ی چرخش خورشید است. این زاویه، زاویه ی است که بین دو صفحه ای که از خط استوا می گذرد و خطی که مرکز زمین و خورشید را به هم متصل می کند، ایجاد می شود و در طول سال از 23.5 درجه به طرف بالای صفحه ی استوا تا 23.5 درجه به طرف پایین صفحه ی استوا یعنی 47 درجه تغییر می یابد. دیگر عوامل موثر در تعیین زاویه ی تابش و جهت تابش، عرض جغرافیایی و زمان مورد نظر است.

 

تاثیر اقلیم در معماری

تابش آفتاب

به طور کلی، تابش آفتاب با ساطع شدن پنج نوع پرتو یک ساختمان را تحت تأثیر قرار می دهد. این پنج نوع پرتو به ترتیب اهمیت عبارتند از:

• پرتو مستقیم با طول موج کوتاه
• پرتو پراکنده از آسمان با طول موج کوتاه

• 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.
• 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 و روز
• • بارش برف سنگین
• • رطوبت کم هوا
میانگین دمای هوا در گرم ترین ماه سال در این اقلیم بیش از 10 درجه سانتی گراد و متوسط دمای هوا در سردترین ماه سال کمتر از 3- 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 3000 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.

 

تاثیر اقلیم در معماری

فرم بنا
برودت بسیار میانگین دمای هوا در گرم ترین ماه سال در این اقلیم بیش از 10 درجه سانتی گراد و متوسط دمای هوا در سردترین ماه سال کمتر از 3- 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 3000 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.

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.
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.

1. 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.

2. استفاده از ایوان و حیاط کوچک در بنا
از آنجایی که در بیشتر روزهای سال در مناطق کوهستانی سرد و یا بسیار سرد است اکثر فعالیت های روزمره در اتاق ها انجام می پذیرد. لذا ابعاد حیاط ها در این مناطق قدری کوچکتر از نواحی فلات مرکزی ایران است.
ساختمان ها در این اقلیم دارای ایوان اند ولی عمق آنها نسبت به ایوان های مناطق جنوبی کشور به مراتب کمتر می باشد و همانند ایوان های منطقه خزر، کاربرد نشیمن ندارند و صرفا جهت حفظ ورودی ها ی بنا از برف و باران استفاده می شوند.
نکته دیگر پائین بودن کف حیاط بناهای اقلیم سرد به اندازه 1 تا 1.5 متر از سطح پیاده روها است تا بتوان آب جاری در نهر ها و جوی ها را بر باغچه حیاط یا آب انبار واقع در زیر زمین سوار نمود و از سوی دیگر زمین مانند عایق حرارتی اطراف بنا را احاطه کرده، مانع از تبادل حرارتی بین بنا و محیط پیرامون آن و باعث حفظ حرارت درون ساختمان می شود.

3. پلان، فرم بنا و نحوه قرار گیری آن
در حوزه اقلیمی سرد و کوهستانی، بناها دارای پلان و بافت متراکم می باشند. فرم بنا باید به گونه ای باشد که سطح تماس آن را با سرمای خارج کمتر نماید تا حرارت کمتری از درون به بیرون انتقال یابد. لذا از احجامی نظیر مکعب یا مکعب مستطیل استفاده می نمایند تا نسبت سطح خارجی بنا به حجم داخلی آن کاهش یابد و آن را در حداقل ممکن نگه دارد.
ساختمان ها بین 20 درجه به طرف غرب و 45 درجه به سمت شرق و در سایه باد یکدیگر و خارج از سایه آفتاب هم، در محور شمالی – جنوبی مستقر می شوند.

4. اتاق های کوچک با ارتفاع کم
در نواحی سرد و برفی، باید از ایجاد اتاق ها و فضاهای بزرگ داخل بنا اجتناب نمود چرا که با افزایش سطح تماس آنها با فضای سرد بیرونی، گرم کردن این فضای وسیع مشکل خواهد بود.
بنابراین در این مناطق سقف اتاق ها را پائین تر از اتاق های مشابه در سایر حوزه های اقلیمی در نظر می گیرند تا حجم اتاق کاهش یابد و سطح خارجی نسبت به حجم بنا حداقل گردد. ارتفاع کم سقف در تالار ها و اتاق های مهم و طاق راسته ها و حجره های بازارهای این مناطق نیز مشهور است.

5. بازشوهای کوچک
در این مناطق برای جلو گیری از تبادل حرارتی بین داخل و خارج بنا از بازشوهای کوچک و به تعداد کم استفاده می کنند. در صورت بزرگ بودن پنجره ها، استفاده از سایبان الزامی است. بازشوها در ضلع جنوبی برای استفاده هر چه بیشتر از تابش آفتاب، بزرگتر و کشیده تر انتخاب می شوند. همچنین از استقرار بازشوها در جهت بادهای سرد باید اجتناب نمود. پنجره های دو جداره نیز برای رساندن تبادل حرارتی به حداقل ممکن مناسب ترند. در ضمن به منظور جلوگیری از ایجاد سوز در داخل و خروج حرارت داخلی به خارج ساختمان، میزان تعویض هوای هوای داخل وتهویه طبیعی را باید به حداقل ممکن رساند.
در مقایسه با اقلیم گرم و خشک ابعاد بازشوها در این حوزه اقلیمی برای استفاده از انرژی حرارتی حاصل از تابش آفتاب افزایش یافته است.
بنابراین در این مناطق سقف اتاق ها را پائین تر از اتاق های مشابه در سایر حوزه های اقلیمی در نظر می گیرند تا حجم اتاق کاهش یابد و سطح خارجی نسبت به حجم بنا حداقل گردد. ارتفاع کم سقف در تالار ها و اتاق های مهم و طاق راسته ها و حجره های بازارهای این مناطق نیز مشهور است.

6. دیوارهای نسبتا قطور
قطر زیاد دیوارها نیز به نوبه خود از تبادل حرارتی بین فضای داخلی بنا و محیط بیرونی ساختمان جلوگیری می کند. معیارهای معماری اقلیم سرد و کوهستانی و گرم و خشک تقریبا مشابه است و تنها تفاوت آنها در منابع حرارت دهنده می باشد که در اقلیم گرم و خشک این منبع از سمت بیرونی بنا و در اقلیم سرد از سمت داخل فضا می باشد. لذا باید در این اقلیم به کمک مصالح بنایی قطر دیوارها را زیاد نمود تا این جداره بتواند به عنوان منبع ذخیره حرارت داخل بنا عمل نماید.
دیوارهای قطور، گرما و حرارت تابش آفتاب روزانه را در طول شب حفظ و به تعدیل دمای داخل ساختمان کمک می نماید. در معماری بومی این مناطق تا حد ممکن تلاش می شود تا به شکل طبیعی یا یا با استفاده از بخاری و گرمای ناشی از حضور افراد، پخت وپز یا حضور حیوانات، بنا را گرم نمود.

7. بام های مسطح
ابن یه سنتی در کوهپایه های شمالی سلسله کوههای البرز دارای بام های شیب دار و در مناطق کوهستانی غالبا مسطح هستند.
بام های شیب دار در صورت مناسب بودن پوشش آن به مراتب از بام های مسطح بهترند چرا که آب باران را به سهولت از روی بام دور می کنند. ولی در صورت کاهگلی بودن پوشش بام، قدرت آن در برابر رطوبت و باران و به ویژه برف بسیار تضعیف خواهد شد. چرا که آب ناشی از ذوب تدریجی برف وارد سقف کاهگل می گردد و بنا مرطوب و نم دار می گردد. به همین دلیل به محض بارش برف، آن را از روی چنین بامی پارو می کنند و با غلتکی سنگی و کوچک، بام را دوباره غلتک می کشند تا پوشش کاهگلی آن مجددا متراکم و سوراخ های ایجاد شده در اثر نفوذ آب مسدود گردند.
انتخاب بام های مسطح در اقلیم سرد مشکلی ایجاد نمی نماید چرا که با نگهداری برف بر روی بام ازآن به عنوان عایق حرارتی در مقابل سرمای زیاد هوای خارج که چندین درجه کمتر از درجه حرارت برف است استفاده می شود و همچنین فضای زیر اسکلت خرپا که کاربرد انباری دارد، عایق مناسبی بین فضای داخل و خارج بنا خواهد بود. لذا دو جداره بودن سقف بنا در این اقلیم برای حفظ گرمای بنا حائز اهمیت است.

 

تاثیر اقلیم در معماری

نوع مصالح

مصالح مورد استفاده در ابنیه سنتی در مناطق سرد و کوهستانی مانند سایر حوزه های اقلیمی از مصالح موجود در آن اقلیم است. این مصالح باید از ظرفیت و مقاومت حرارتی خوبی برخوردار باشند تا گرمای بنا را در فضای داخلی آن حفظ نماید.
لذا بدنه این ابنیه از سنگ ( یا چوب، ملات کاهگل، خشت و آجر ) و پوشش سقف و بام از تیر های چوبی و کاهگل می باشد. از سنگ و مصالح مقاوم و سنگین برای برای پی سازی بنا استفاده می کنند و در برخی نقاط، کرسی چینی با مصالح سنگین جهت جلو گیری از رطوبت به کار می رود، هر چند ابنیه این مناطق، به طور کلی، بر روی زمین بنا می شوند.
در این رابطه می توان از شهر جوانرود و روستاهای اطراف آن واقع در منطقه غربی رشته کوه زاگرس و در 95 کیلو متری شمال غرب کرمانشاه نام برد. در این منطقه ساختمانهای سنگی، سیمایی موزون و هماهنگ به کل بافت شهر و همچنین به بافت روستاها داده است. سنگ که به وفور در این منطقه کوهستانی وجود دارد و به صورت لاشه و یا قواره در دیوارهای قطور ساختمان ها به کار می رود.  در این منطقه اقلیمی سرد و نسبتا پر باران، بام ساختمان ها مسطح و با تیر چوبی و کاهگلی پوشیده شده است. هر چند که بام اغلب ساختمان ها های جدید در جوانرود دارای خرپای چوبی و پوشش شیروانی است.

 

تاثیر اقلیم در معماری

کالبد شهری و روستایی

بافت شهری و روستایی حوزه اقلیمی سرد و کوهستانی در جهت مقابله با سرمای شدید شکل گرفته است. ویژگی های بافت شهری و روستایی در این اقلیم عبارتند از:
1. بافت متراکم و فشرده
2. فضاهای کوچک و محصور
3. بهره گیری از جهات آفتاب و زمین ( به عنوان عوامل تعیین کننده ی جهت استقرار و گسترش شهر و روستا و سیمای آنها )
4. معابر باریک به موازات خط تراز زمین

با توجه به شرایط اقلیمی منطقه سرد و کوهستانی در ایران به منظور جلوگیری از اتلاف حرارتی و کوران هوا، بنا ها به صورت متراکم و فشرده و متصل و در کنار هم ساخته می شوند تا سطح تماس فضاهای گرم مسکونی با محیط سرد خارج کاهش یابد. همچنین بنا ها طوری کنار هم قرار می گیرند که یکدیگر را محصور نمایند و فضاهای شهری تا حد امکان کوچک شوند تا نفوذ جریان باد سرد به داخل فضاهای شهری کم گردد و تابش حرارت از سطح خارجی دیوارهای گرم ابنیه به فضاهای کوچک و محصور شهری، هوای سرد آنها را تعدیل نماید.
نکته قابل مشاهده دیگر در این نوع شهرها، طراحی معابر کم عرض و باریک برای استفاده بهتر از حرارت و جلوگیری از تبادل گرما و سرما است. معمولا در این نوع اقلیم، مجتمع های زیستی در وسط دامنه بلندی ها و رو به جنوب و در داخل زمین یا روی آن به منظور بالا بردن ظرفیت حرارتی دیواره های بدنه شمالی و افزایش حجم داخلی نسبت به سطح بیرونی، استقرار می یابند. در واقع در صورت استقرار روستا در پائین دره اولا خطر سیل خیزی و نابودی روستا وجود خواهد داشت. ثانیا نفوذ هوای سرد سنگین به دره ها باعث افزایش شدت سرما به هنگام شب خواهد شد. ثالثا جبهه شمالی کوه همواره در سایه قرار گرفته و سرد می باشد در حالیکه روستاها و شهر ها باید جهت حداکثر استفاده از تابش خورشید، رو به دره و در آفتاب بنا گردند. رابعا به علت فزونی ناهمواری های زمین و شدت باد در بالای کوه و دسترسی به منابع آبی و رود خانه ها که در قسمت پائین ارتفاعات جاری هستند، استقرار بافت روستایی و شهری بر بالای کوه صحیح نمی باشد.

 

تاثیر اقلیم در معماری

اقليم گرم و خشک (ساختمان در اين اقليم)

اما شرايط تابستانی حكم بر فشردگی ساختمان نموده و داشتن فرمی مكعب شكل را ضروری مي‌نمايد در هر صورت با بريدن قسمتی از اين مكعب و پر نمودن حفره ايجاد شده با سايه (سايه ديوار، درخت، پيچك، چفته مو) و هوای خنك شده بوسيله تبخير آب سطح چمن برگ درختان، حوض و فواره مي‌توان اقليم نسبتاً مطلوبی در ساختمان ايجاد نمود در اطراف اين باغچه داخلی پلان ساختمان مي‌تواند آزاد باشد بدين ترتيب پلان كلی ساختمان در اين مناطق بطرف داخل معطوف مي‌گردد. آنچه بدين ترتيب برای مناطق گرم و خشك پيشنهاد مي‌گردد همان فرم زيبا و مشهور خانه‌های سنتی ايران است كه از دوران ماقبل تاريخ تاكنون نه تنها در مناطق داخلی ايران بلكه در نواحی خشك خاورميانه نيز تكرار شده است. ساختمانهای حياط دار قديمی بهترين فرم و تركيب ممكن اجزاء يك ساختمان برای تعديل اقليم بشمار مي‌روند. اطاقهای اينگونه منازل كه فقط به داخل حياط باز مي‌شوند در برابر سرمای زمستان باد و طوفان شن كه معمولاً در مناطق كويری در جريان است حفاظت مي‌شوند. در زمستان اطاقهای رو به جنوب و در تابستان اطاقهای رو به شمال اين مجموعه مورد استفاده قرار گرفته و بدين ترتيب محل زندگی نيز با اقليم هماهنگ مي‌گردد حياطهای داخلی كه شامل درخت، حوض و سطوح سبز گياهان هستند يكی از مؤثرترين عوامل ايجاد رطوبت در هوای خشك اينگونه مناطق به شمار مي‌روند. در شب هوای سرد مجاور پشت بام بطرف پائين حركت كرده و در داخل حياط و جسم ديوارها مي‌ماند و به این ترتيب باعث افت حداكثر دمای هوای داخل حياط در روز مي‌شود در نتيجه در روز هنگاميكه دمای هوای خارجی و شدت تابش آفتاب به حداكثر مي‌رسند هوای داخل ساختمان نسبتاً معتدل خواهد ماند.

 

تاثیر اقلیم در معماری

تهويه مورد نياز اقليم گرم و خشک

در مناطق گرم و خشک بايد ميزان تهويه طبيعی در روز را به حداقل ممكن رساند، چون در اثر ورود هوای گرم خارج بداخل، دمای هوا و سطوح داخلی نيز افزايش مي‌يابد. به خصوص در طول روز كه سرعت باد زياد و در نتيجه ميزان تهويه طبيعی نيز زياد است، تغييرات دمای هوای داخلی در سطحی نزديك به دمای هوای خارج تغيير مي‌نمايد. از طرف ديگر، چون رطوبت هوای اينگونه مناطق كم است. حتی با جريان هوايی با سرعت كم امكان سرد شدن بدن از طريق تبخير عرق بدن وجود داشته و در نتيجه احتياج به سرعت زياد هوا برای خنك سازی از راه تبخير لازم نمي‌باشد. سرعت هوا برای ايجاد چنين وضعيتی مي‌تواند cm 15 در ثانيه باشد و اين سرعتی است كه در نتيجه اختلاف دمای سطوح و همچنين در نتيجه نفوذ هوای خارج بداخل از طريق درز پنجره‌ها، در هوای اطاق بوجود مي‌آيد و بدين ترتيب نيازی به باز بودن پنجره‌ها نخواهد بود. در عصر و شب، بدليل پايين بودن دمای هوای خارج نسبت به دمای هوا و سطوح داخلی تهويه طبيعی امكان سريع خنك شدن هوای داخلی را بوجود مي‌آورد. نياز به كوران در عصر و شب وجود دارد. وجود پنجره‌های باز شو را ضروری مي‌سازد اما بايد به اين نكته توجه داشت كه راندمان تهويه به اندازه پنجره‌ها متناسب نيست. با هماهنگ ساختن محل، شكل و نحوه باز شدن پنجره‌ها، مي‌توان اندازه آنها را بقدری كوچک انتخاب نمود كه حرارت كسب شده از طريق آنها را به حداقل رسانده و در عين حال امكان تهويه بطور مفيد را بوجود آورد. ضمناً بايد به مشكل ورود گرد و غبار بداخل ساختمان نيز توجه داشت. در مناطقی كه هميشه طوفان شن و گرد و غبار وجود دارد ساختمانهايی كه بر روی پيلوتی قرار گرفته‌اند مقدار بسيار كمی از گرد و غبار و شن موجود در هوا را دريافت مي‌نمايند، چون معمولاً در ارتفاع بيش از m 10ميزان شن وجود در هوا بشدت افت مي‌نمايد.

 

تاثیر اقلیم در معماری

پيرامون اقليم گرم و خشک

دومين گروه بزرگ اقليمی كشور است. محدوده جغرافيايی اين پهنه اقليمی عمدتاً دربخشهای مركزی كشور و به صورت نوار باريكی در جنوب غربی كشور (دامنه‌های جنوب غربی رشته‌ كوههای زاگرس) گسترش يافته است. تنوع عرض جغرافيايی و ارتفاع نقاط مختلف واقع در اين پهنه اقليمی بسيار زياد است در اين اقليم در شمالي‌ترين و جنوبي‌ترين نقطه كشور شرايط آب و هوايی مشابهی ايجاد شده، به طور مثال (در گز) كه در شمالی ترين نقطه اين پهنه اقليمی قرار گرفته است (در عرض جغرافيايی º37 شمالی) با ارتفاع 500 متر از سطح دريا، پايين‌ترين (ني‌ريز) كه در جنوبی ترين محدوده اين پهنه قرار گرفته (در عرض جغرافيايی º29 شمالی) با ارتفاع 2100 متر از سطح دريا، مرتفع ترين نقطه اين گروه را تشكيل می دهند. شرايط آب و هوايی كليه زيرگروههای اقليمی اين گروه در زمستان نسبتاً سرد و در تابستان نيمه گرم و خشك است. شرايط حرارتی هوا در فصل زمستان امكان بسيار زيادی را جهت استفاده از انرژی خورشيدی در گرمايش ساختمان بوجود مي‌آورد و به همين دليل تقريباً در كليه زيرگروههای واقع در اين پهنه اقليمی درصد سالانه امكان بهره‌گيری از انرژی خورشيدی بالاتر از درصد نيازهای ديگر است. در اين گروه بدليل پايين بودن رطوبت نسبی هوا بخصوص در فصل گرم در كليه زيرگروههای اقليمی می توان با بهره‌گيری از عملكرد مصالح ساختمانی سنگين در بخشی از فصل گرم سال شرايط حرارتی فضاهای داخلی را كنترل نمود. اما شدت گرمای هوا در گرمترين ماههای سال درحدی است كه سرمايش مكانيكی را ضروری ‌می سازد. نوع سيستم مكانيكی مورد نياز بدليل بالا بودن رطوبت هوا و بدليل گرمای شديد و هوا كولر گازی يا سيستم تهويه مطبوع و در ساير زير گروههای اين پهنه اقليمی كولر آبی است.در هر صورت بهره‌گيری از انرژی خورشيدی، كاهش اتلاف حرارت ساختمان و جلوگيری از تاثير هوای گرم خارج و تابش شديد آفتاب بر ساختمان از اهداف عمده طراحی اقليمی در اين پهنه اقليمی است.

 

عنوان مقاله: تاثیر اقلیم در معماری