بخشی از مقاله
بررسي نقش ارتفاع گنبد اصلي در آکوستیک مسجد امام اصفهان
چکیده
در این پروژه هدف ما بررسي آکوستیک مسجد امام است. اگر کسبي تا به حال به مسجد امام اصفهان سري زده باشد یکی از کارهایی که حتماً به امتحان آن خواهد پرداخت چگونگي بازگشت صوت در این مسجد است. اتفاقی جالب که در کنار معماري زیپاي مسجد امام مي تواند نظر هر گردشگري را به خود جلب کتد. اما تنها جذب گردشگران هدف این طراحی زییا نبوده است. این امر یک مهندسي پسیار عالي را نشان مي دهد که به هدف خاصي انجام شده است. در گذشته بدلیل نبود تکنولوژي صوتي پیشرفته امروزي، براي رساندن صدايي یک سخنران به مستمعین، مشکلاتی وجود داشت. در همین دوره شیخ بهایی گنبد مسجد امام را به گونه اي طراحی می کند که صداي سخنران حتی زمانی که چندان بلند صحبت نمی کند به راحتی به تمامی مستمعین برسد. در این تحقیق به بررسي گثیدي که در مسجد امام اصفهان قرار دارد پرداخته شده است تا بتوانیم از فن آوري به کار رفته در آن براي طراحی سالنهاي کنفرانس امروزي استفاده کنیم. هدف اصلی بررسي علت قرار گیري گتید در این ارتفاع است.
کلمات کلیدگي: مسجد امام، آکوستیک، گنبد جنوبی
۱. مقدمه: این مسجد که در ضلع جنوبی میدان امام قرار دارد در سال ۱۰۲۰ هجري به فرمان شاه عباس اول در بیست و چهارمین سال سلطنت وی شروع شده و تزئینات و الحاقات آن در دوره جانشیتان او به اتمام رسیده است. معمار مهندسی آن استاد علی اکبر اصفهانی و ناظر ساختمان محبعلی بیلک الله بوده اند. این مسجد از شاهکارهای جاویدان معماری، کاشیکاری و نجاری در قرن یازدهم هجری است. در زمان شاه عباس صفويه، زماني که این پادشاه تصمیم گرفت که اصفهان را به یکی از شهرهاي متمدن اسلامی تبدیل کند، ساخت مسجد امام به عنوان یک مکان عبادت عمومی در دستور کار قرار گرفت و جزء اولین طرحهاي گسترش مدنیت در اصفهان در زمان این پادشاه است[۱] از آنجا که دروازه ورودي بازار بزرگ اصفهان در سمت دیواره شمالی میدان نقش جهان ( امام) قرار گرفته است، بنابراین دهانه وروالذي مكسسجك امام ( امام) به گونه اي در نظر گرفته شده است که در میانه دیواره جنوبي قرار گیرد[۲] مسجد امام یکی از شاهکارهای معماری و کاشیکاری و حجاری ایران در قرن یازدهم هجري است و آخرین سال تاریخی که در مسجد دیده می شود سال ۱۰۷۷ هجری یعنی آخرین سال سلطنت شاه عباسی دوم و ۱۰۷۸ هجری یعنی اولین سال سلطنت شاه سلیمان است و معلوم می دارد که اتمام تزیینات مسجد در دوره جانشینان شاه عباس کبیر یعنی شاه صفی و شاه عباس دوم و شاه سلیمان صورت گرفته است.
این مسجد عظیم دارای دو شبستان قرینه در اضلاع شرقی و غربی صحن است. یکی از این شبستانها (شبستان شرقی) بزرگتر اما ساده و بی تزیین است و دیگری (شبستان غربی) کوچکتر است اما تزییناتی با کاشیهای خشت هفت رنگ دارد و محراب آن نیز از زیباترین محرابهای مساجد اصفهان است [ ۱]. در دو زاویه جنوب غربی و جنوب شرقی دو مدرسه به طور قرینه قرار دارد که مدرسه زاویه جنولبا شرقی را که حجرههایی نیز برای سکونت طلاب دارد، مدرسه ناصري و مدرسه زاویه جنوب غربی را سلیمانیه مي نامند[۱]. در مدرسه جنوب غربي مسجد قطعه سنگ ساده اي به شکل شاخصی در محل معیني تعبیه شده است که ظهر حقیقي اصفهان را در چهار فصل سال نشان مي دهد و محاسبه آن را شیخ بهاني دانشمند فقیه و ریاضیدان معروف عهد شاه عباس انجام داده است [۱] بین دروازه ورودي مسجد و صحن چهار ایوان یک راهروي سرپوشیده قرار گرفته است. سقف این راهرو به شکل گنبدهاي است
وراهي سریع براي دستیابي به ایوان شمالي به شمار مي آید. این راهرو نسبت به ورودي مسجد زاویه دار ساخته شده است وزاویهاي ۴۵ درجه را ایجاد مي کند. هدف از این زاویه این است که صحن مسجد رز به قبیله قرار گیرد[۲].
اگر از این راهروي ورودي صرفنظر کنیم، طرح مسجد نسبت به محور شمال به جنوب متقارن است. ایوانهای جنوبی، شرقی و غربي هر یک به تالاري منتهي مي شوند که این تالارها سقفهاي گنبدي شکل دارند. ایوان جنوبي توسط هشت نمازخانه با سقف هاي گنبدي احاطه شده است که براي فصلهاي سرد مناسبند. این نماز خانهها توسط راهروهایي سرپوشیده به صحن مسجد راه دارند. منارهها هم در ورودي اصلي مسجد و هم در ایوان جنوبي به صورت جفت قرار گرفته اند[۲]. گنبد جنوبي مسجد نیز بزرگترین گنبدي است که در این مسجد وجود دارد. ورودي اصلي بنا ارتفاعي معادل ۲۷ متر دارد. دو مناره اي که در کنار این ورودي قرار گرفته اند هر کدام ۴۲ متر ارتفاع دارند. در میان ایوانها هم بلندترین ایوان، ایوان جنوبي است. ارتفاع ایوان بزرگ جنوبي مسجد ۳۳ متر است و دو مناره در طرفین آن قرار گرفته اند که ارتفاع هر یک از آنها ۸ متر است. این دو مناره با کاشي تزیین شده اند و نامهاي محمد و علي به طور تکراراي به خط بنایی بر بدنه آنها نقشی بسته است. گنبد جنوبی هم که در پشت این ایوان قرار گرفته است ارتفاعي معادل ۵۲ متر دارد. این گنبد به صورت دو جداره ساخته شده است. از نکات جالب در مسجد امام انعکاس صورت در مرکز گنبد بزرگ جنوبي است[۱].
۲. آکوستیک مسجد امام: همانطور که مي دانیح در مورد یک سطح مقعر زماني که امواج صوتي از هر جهتي به چنین سطحي برخورد کند، امواج به گونهاي بازتابانده خواهند شده که در نقطهاي متمرکز شوند. حال در مورد مسجد امام، مسأله این است که اگر امواج در حال متمرکز شدن در یک نقطه هستند چگونه مستمعینی که در گذشته براي شنیدن سخنان سخنراني که در این مسجد بوده است به استفاده از بلندگو نیازمند نبودند. اگر موج در این فضا پخش نمي شده پس چطور همه حاضرین صداي سخنران را مي شنیده اند. نکاتی که در اینجا وجود دارد به شرح زیر است. در اینجا ما با دو مطلوب مواجه هستیم. اول اینکه مي خواهیم صوت تا حد ممکن به همه حضار برسد. دوم اینکه مي خواهیم صوت با قدرت خوبي به همه حضار برسد. مي توان گفت که این دو امر در خلاف جهت هم حرکت مي کنند. یعني زماني که صوت را در یک محوطه وسیعي پخش کنیم، قدرت صوتي که به هر نقطه خواهد رسید کمتر مي شود. این امر به خاطر پخش صوت به صورت کروي است. بنابراین ما باید هر دو مورد را بررسي کنیم. در این مطالعه بخشی اول کار یعني پخش صوت در بیشترین فضاي ممکن مورد توجه قرار گرفته است. براي بخش دوم نیز فعالیتهایی در حال انجام است که هنوز به نتیجه نهایی نرسیده است.
دربررسی هاي انجام شده، متوجه شدیم که در پخش صوت علاوه بر قوسی که گنبد داخلی دارد، ارتفاع قرار گرفتن این گنبد نیز مؤثر است. در حالی که در مورد تقویت صوتی که به هر نقطه خواهد رسید دو جداره بودن گتید اثر گذار خواهد بود. بنابراین اول به بررسي شکل هایی که در زیر مشاهده خواهید کرد از نقشه اي خارج شده که توسط سازمان میراث فرهنگي از بناي مذکور تهیه شده است. در شکل ۱ ابعاد گنبد داده شده است. براي آنکه نحوه بررسي حالات مختلفی که در ادامه در نظر گرفته مي شوند یکسان باشد، در تمامی این بررسی ها، فرض مي کنیم که منبع تولید صوت درست در زیر مرکز گنبد قرار گرفته است. با این فرضی کار بررسي بسیار آسانتر خواهد شد، زیرا در تمامي جهات تقارنی را شاهد خواهیم بود.
به منظور بررسي اثر ارتفاع گنبد بر رزي انتشار صوت به تغییر مکان گنبد مي پردازیم. به این ترتیبی که فرض مي کنیم گنبد در محلهایي به جز مکان اصلي خود قرار گرفته است. سپس با تغییر ارتفاع منبع صوت سعي مي کنیم تا انتشار صوت را در زیر گنبد مورد بررسي قرار دهیم. ارتفاع گنبد در حال حاضر ۳۹/۰۹۷ متر از کف صحن است. بنابراین ما گنبد را در چهار ارتفاع مختلف در نظر مي گیریم. این ارتفاع ها به این ترتیب هستند: ۴۱/۶۹۷ متر، ۳۹/۰۹۷ متر، ۳۶/۶۹۷ متر و ۳۳/۶۹۷ متر. یعنی یک بار گنبد را در ارتفاع حال حاضر خود در نظر مي گیریم. در موارد بعدي گنبد را با فاصله هایي به بالا و پایین انتقال مي دهیم.
در هر مورد هم منبع صوت را در ارتفاعهايی ۱۰، ۲، ۴ و ۶ متري در نظر گرفته ایم. در مورد بیشترین ارتفاع منبع صوتي در ارتفاع ۸ متري نیز در نظر گرفته شده است. اگر براي انتشار صوت خطوطي را رسم کنیم که بعد از برخورد با گنبد بازتابش مي یابند، مي توانیم شکلهایی را بدست أوريم که در ادامه آمده است.
۲. ۱. گثید در ارتفاع ۴۱/۶۹۷ متري:
همانطور که ذکر شد، باید منبع صوت را در مکانهاي مختلف تغییر دهیم و اثر آن را بر روي انتشار صوت بررسي کنیم.
اگر بیشترین فضایی را که این صوت در هر ارتفاعي از منبع صوت در محیط پخش مي شود را در یک نمودار بیاوریم نمودار ۶ را خواهیم داشت.
مي ببینیم که نموداري که از نقاط بدست آمده عبور داده مي شود داراي یک ماکزیمم است. با توجه به شکل ۶ بیشترین انتشار صوت را زماني خواهیم داشت که منبع صوت در ارتفاع ۱۳/۳۹۶ متري از سطح زمین قرار گیرد. در این زمان صوت در فضایی به شعاع ۱۳/۷۴۲ متري منتشر خواهد شد.
۲. ۲. گثید در ارتفاع ۳۹/۰۹۷ متري:
