بخشی از مقاله
اقلیم سرد در ایران و معماري ساختمان در ارتباط با حفاظت از انرژي
چکیده
در این مقاله هدف اصلی بررسی پارامترهاي اقلیمی موثر در طراحی بنا در اقلیم سرد در راستاي بهینه سازي مصرف انرژي است . در این راستا از تکنیک مطالعه اسنادي جهت گردآوري داده ها استفاده شده است و نیز براي تحلیل داده ها از روش توصیفی -تحلیلی استفاده شده است. در این مقاله ابعادي چون فرم بنا، نوع مصالح، کالبد شهر و روستا و سایر موارد در ارتباط با اقلیم سرد مورد بررسی قرار گرفته است.نتایج ابن مقاله در قالب ارائه ویژگی هاي بنا در اقلیم سرد ایران است.
واژگان کلیدي: اقلیم سرد، بنا، معماري، انرژي.
-1مقدمه
سلسله جبال البرز و زاگرس نواحی مرکزي ایران را از دریاي 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 هاي غربی که دامنه هاي غربی رشته کوههاي فلات مرکزي ایران و سراسر کوههاي زاگرس را در بر می گیرد از مناطق سردسیر کشور به شمار می آیند. [1]
کلیات آب و هوایی این منطقه به شرح زیر می باشد سرماي شدید در زمستان و هواي معتدل در تابستان اختلاف بسیار زیاد درجه حرارت هوا بین دماي شب وروز بارش برف سنگین رطوبت کم هوا
میانگین دماي هوا در گرم ترین ماه سال در این اقلیم بیش از 10 درجه سانتی گراد و متوسط دماي 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.[2] 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 هاي پیاپی بیشتر قله ها را می پوشاند . در ارتفاعات بالاي 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 سدي مانع از نفوذ هواي مرطوب مدیترانه به داخل فلات ایران می شوند و رطوبت هوا را تنها در دامنه هاي خود نگاه می دارند . برخلاف نواحی شمال ایران و سواحل دریاي 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 .[5]
-2فرم بنا
برودت بسیار زیاد هوا در بخش عمده اي از سال ، در نواحی سرد و کو هستانی باعث شده است تا حداکثر استفاده از تابش آفتاب ، بهره گیري از نوسان روزانه دما ، حفظ حرارتی و جلو گیري از باد سرد زمستانی در فضاهاي مسکونی امري ضروريفرمگردد . لذا بنا در جهت مقابله با سرماي شدید طراحی و اجرا می شود . در ادامه ، به توضیح خصوصیات کلی فرم بنا در این اقلیم خواهیم پرداخت. [7]
-2-1 ساختمان هاي درون گرا با حیاط مرکزي:
بناهاي سنتی در اقلیم سرد مانند نواحی مرکزي فلات ایران داراي حیاط مرکزي بوده و سایر قسمت ها دورتادور این حیاط چیده می شوند . اتاق هاي 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 هاي جنوبی و اتاق هاي شرقی و غربی – در صورت وجود – به عنوان انباري یا فضاهاي خدماتی همچون اتاق خدمه یا سرویس هاي بهداشتی کاربرد دارند .
برخلاف مناطق معتدل و مرطوب سواحل جنوبی دریاي خزر ، خانه هاي این مناطق ، اغلب داراي زیر زمینی با سقف کوتاه در پائین زمستان نشین هستند که به علت خنکی هواي آن ، در تابستان براي سکونت و آسایش ساکنان خانه به کار می رود. [3]
-2استفاده از ایوان و حیاط کوچک در بنا:
از آنجایی که در بیشتر روزهاي سال در مناطق کوهستانی سرد ویا بسیار سرد است اکثر فعالیت هاي روزمره در اتاق ها انجام می پذیرد . لذا ابعاد حیاط ها در این مناطق قدري کوچکتر از نواحی فلات مرکزي ایران است .
ساختمان ها در این اقلیم داراي ایوان اند ولی عمق آنها نسبت به ایوان هاي مناطق جنوبی کشور به مراتب کمتر می باشد و همانند ایوان هاي منطقه خزر ، کاربرد نشیمن ندارند و صرفا جهت حفظ ورودي ها ي بنا از برف و باران استفاده می شوند .
نکته دیگر پائین بودن کف حیاط بناهاي اقلیم سرد به اندازه 1 تا 5٫ 1 متر از سطح پیاده روهااست تا بتوان آب جاري در نهر ها و جویها را بر باغچه حیاط یا آب انبار واقع در زیر زمین سوار نمود و از سوي 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. [6]
-3پلان ، فرم بنا و نحوه قرار گیري آن:
در حوزه اقلیمی سرد و کوهستانی ، بناها داراي پلان و بافت متراکم می باشند . فرم بنا باید به گونه اي باشد که سطح تماس آن را با سرماي خارج کمتر نماید تا حرارت کمتري 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]
-4اتاق هاي کوچک با ارتفاع کم:
در نواحی سرد و برفی ، باید از ایجاد اتاق ها و فضاهاي بزرگ داخل بنا اجتناب نمود چرا که با افزایش سطح تماس آنها با فضاي سرد بیرونی ، گرم کردن این فضاي وسیع مشکل خواهد بود .
بنابراین در این مناطق سقف اتاق ها را پائین تر از اتاق هاي مشابه در سایر حوزه هاي 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 هاي مهم و طاق راسته ها و حجره هاي بازارهاي این مناطق نیز مشهور است. [1]
-5بازشوهاي کوچک:
در این مناطق براي جلو گیري از تبادل حرارتی بین داخل و خارج بنا از بازشوهاي کوچک و به تعداد کم استفاده می کنند . در صورت بزرگ بودن پنجره ها ، استفاده از سایبان الزامی است . بازشوها در ضلع جنوبی براي استفاده هر چه بیشتر از تابش آفتاب ، بزرگتر و کشیده تر انتخابهمچنینمی شوند . از استقرار بازشوها در جهت بادهاي سرد باید اجتناب نمود . پنجره هاي دو جداره نیز براي رساندن تبادل حرارتی به حداقل ممکن مناسب ترند . در ضمن به منظور جلوگیري از ایجاد سوز در داخل و خروج حرارت داخلی به خارج ساختمان ، میزان تعویض هواي هواي داخل وتهویه طبیعی را باید به حداقل ممکن رساند .
در مقایسه با اقلیم گرم و خشک ابعاد بازشوها در این حوزه اقلیمی براي استفاده از انرژي حرارتی حاصل از تابش آفتاب افزایش یافته است. [8]
-6 دیوارهاي نسبتا قطور:
قطر زیاد دیوارها نیز به نوبه خود از تبادل حرارتی بین فضاي داخلی بنا و محیط بیرونی ساختمان جلوگیري می کند . معیارهاي معماري 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 .
دیوارهاي قطور ، گرما و حرارت تابش آفتاب روزانه را در طول شب حفظ و به تعدیل دماي داخل ساختمان کمک می نماید . در معماري بومی این مناطق تا حد ممکن تلاش می شود تا به شکل طبیعی یا یا با استفاده از بخاري و گرماي ناشی از حضور افراد ، پخت وپز یا حضور حیوانات ، بنا را گرم نمود. [11]
-7بام هاي مسطح:
ابن یه سنتی در کوهپایه هاي شمالی سلسله کوههایالبرز داراي بام هاي شیب دار و در مناطق کوهستانی غالبا مسطح هستند . بام هاي شیب دار در صورت مناسب بودن پوشش آن به مراتب از بام هاي مسطح بهترند چرا که آب باران را به سهولت از روي بام
