بخشی از مقاله
بررسی تاثیر اقلیم بر شکل گیري مسکن روستایی
خلاصه
امروزه توسعه پایدار به ما می آموزد که در امر طراحی مسکن توجه جدي به محیط زیست و محیط طبیعی سکونتگاه هاي انسانی داشته باشیم.متاسفانه برخلاف رویه سنتی قرنهاي گذشته، امروزه جهت طراحی ابنیه مسکونی در سکونتگاه هاي روستا یی به شرایط اقلیمی توجه کمی می شود و این امر منجر به خسارتهاي جبران ناپذیري در حال و به ویژه در آینده خواهد شد. لذا در راستاي حرکت در مسیر توسعه پایدار لازم است، قانونمندي هاي حاکم بر مسکن روستایی در کشور شناخته شده و نتایج اینگونه مطالعات مبنایی براي طراحی و برنامه ریزي پایدار قرار گیرد.
کلمات کلیدي: مسکن روستایی، طراحی پایدار، انطباق با محیط پیرامونی، مصرف بهینه انرژي، عوامل اقلیمی
مقدمه
انسان از دیرباز به دنبال مامنی جهت اسکان و آرامش خود بوده است، تا بتواند به یکی از اصلی ترین نیاز خود یعنی مسکن پاسخ دهد. هدف اصلی مسکن تامین آسایش و رفاه ساکنین آن است. در این راستا انسان کوشیده است تا با در نظر گرفتن شرایط تحمیلی محیط پیرامونی ، مسکنی بسازد تا حداکثر انطباق را با این محیط داشته باشد. به گونه اي که بتواند او را از سرماي زمستان و گرماي تابستان در امان نگه داشته و آسایش را براي او با صرف بهینه انرژي فراهم آورد.
این رویکرد در ساخت مسکن در اغلب سکونتگاه هاي بشري تا قبل از ورود تکنولوژي به حیطه مسکن ادامه داشته است، اما با ظهور تکنولوژي در ساخت مسکن، کمتر به مقوله ي انطباق با محیط طبیعی توجه گردیده است. عدم توجه به رویکرد طراحی پایدار در ساخت مسکن به جهت نفوذ تکنولوژي هاي نوین در آن، در دهه هاي اخیر سکونتگاه هاي شهري و روستایی را تحت تاثیر خود قرار داده است. این روند نه تنها با تغییر سیما و منظر روستایی، هویت اصیل آن را خدشه دار ساخته بلکه به دلیل عدم انطباق با شرایط طبیعی و محیطی پیرامون خود موجب گردیده تا انرژي زیادي جهت ایجاد رفاه نسبی براي ساکنین آن صرف گردد.
مقاله حاضر با هدف بررسی چگونگی انطباق مسکن روستایی با شرایط اقلیمی محیط پیرامونی با مطالعات اسنادي ، پرسش هاي ژرفانگر از افارد مطلع و مطالعات میدانی(برداشت 32 روستا نمونه از سراسر کشور)سعی در استخراج قانونمندي هاي حاکم بر ساخت این گونه مساکن دارد تا با معرفی آن ها به مشاوران و کارشناسان مرتبط با طراحی مسکن روستایی توجه آنها را به چگونگی این انطباق جلب نماید و تلفیق این قانونمندي ها با تکنولوژي هاي موجود راهنمایی در جهت طراحی الگوي مسکن پایدار روستایی باشد.
معرفی عناصر اقلیمی اثرگذار بر مسکن روستایی
عوامل و عناصر آب و هوایی در تغییرات کمی و کیفی خود، مسکن روستایی را تحت تأثیر قرارمیدهند. لذا در این قسمت، نخست به تعریف و تقسیم بندي عوامل و عناصر اقلیمی پرداخته میشود و سپس تأثیر این عوامل و عناصر بر مسکن روستایی مورد بررسی قرار می گیرد.
١
عناصر اقلیمی: به عناصري اطلاق میشود که وضعیت آب و هوایی یک منطقه با روابط و اثرات متقابل آنها بر یکدیگر مشخص میشود.4 این
عناصر عبارتند از:
1. دما :که مراد از آن تغییرات فیزیکی در گرما و سرماي هوا است.
2. بارش : که عبارت از مجموعه ریزشهاي جوي به صورت باران، برف و تگرگ است.
3. فشار : که عبارت از مقدار فشار هواي اتمسفر برحسب میلی بار است.
4. رطوبت یا نم نسبی : که عبارت از درصد مقدار رطوبت موجود در هوا است.
5. باد : که عبارت از جریان و جابجایی هوا تحت تأثیر اختلاف فشار است.
6. تابش نور خورشید یا ساعات آفتابی : که عبارت از زمانی است که نور خورشید در طی روز، ماه و یا یک سال بر سطح زمین می تابد.
7. تبخیر : یا مقدار بخاري که در نتیجه دما متصاعد میشود.
8. تعداد روزهاي ابري : که مقدار آن برحسب اکتاو و یا یک هشتم سنجیده میشود.
از بین عناصر فوق، دما، بارش، تابش، رطوبت و باد با توجه به تأثیر مستقیم آنها بر مسکن روستایی، مورد بررسی قرار می گیرند.
این عوامل اقلیمی اثر گذار بر احداث واحدهاي مسکونی در چهار اقلیم »گرم و خشک«، »گرم و مرطوب«، »معتدل و مرطوب« و »سرد و کوهستانی« مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
باد
تهویه در ساختمان براي سلامت، آسایش و خنک نمودن ساختمان ضروري است . عملکرد تهویه براي سلامتی این است که اکسیژن مورد نیاز جهت تنفس ساکنین و سوخت وسایل داخل ساختمان را تأمین نموده و از انباشته شدن اکسید و کربن و همچنین به وجود آمدن آلودگی در داخل جلوگیري نماید.
مساکن روستایی براي بهره گیري درست و مناسب از عملکردهاي تهویه که سلامت و آسایش ساکنان را تأمین می نماید به نحوي در ارتباط با تهویه طراحی شدهاند. در مناطق گرم و مرطوب و معتدل و مرطوب در کنار دریاها، به منظور استفاده هرچه بیشتر از جریان هوا، ، اندازه موقعیت و جهت پنجره ها نیز به گونه اي طراحی شدهاند که بیشترین جریان هوا به داخل ساختمان راه یابد. در مقابل در مناطق گرم و خشک، استفاده از بادگیرها، الگویی متمایز از سایر مناطق به مسکن روستاهاي این منطقه داده است.
علاوه بر این ها، ساختمان ها در روستاهاي کنار دریاها (شمال و جنوب) جهت استفاده از کوران و تهویه طبیعی، داراي پلان هاي گسترده و باز میباشند و اشکال هندسی طویل و باریک در این ساختمانها دیده می شود، جهت استقرار ساختمانها نیز در رابطه با باد تعریف شده اند.
بطور کلی میتوان گفت که عنصر باد با تأثیر بر پلان، فرم و نحوة استقرار ساختمان، ابعاد، سطح و جهت پنجرهها، بادشکنها، بادگیرها و ... ، بر بافت سکونتگاههاي روستایی، تأثیر قابل توجهی دارد.
رطوبت و بارش
رطوبت
رطوبت در ساختمان عاملی بالقوه در به مخاطره انداختن سلامتی و آسایش ساکنین ساختمان بوده و نیز منشأ خساراتی است که به زیبایی و مصالح ساختمان وارد می آید. دیوارهاي نمور موجب تعدد و شدت یافتن امراضی چون سرماخوردگی و روماتیسم می شود. رطوبت میزان سوخت مصرفی سیستمهاي مکانیکی را افزایش می دهد و موجب میشود که املاح نمک در مصالح حل شود و به صورت شوره و سفیدك در سطح دیوارها درآید. همچنین مکان مناسبی را براي رشد قارچها فراهم آورده و بوي ناخوشایندي ایجاد میکنند.
علاوه بر موارد فوق، رطوبت باعث ایجاد تغییراتی در مصالح میشود از جمله: تغییر ابعاد و پوسیدگی چوب، زنگ زدن فلزات، نرم شدن
اندودهاي گچی و آهکی و جدا شدن صفحات چوبی به هم چسبانده شده و ...
با توجه به نکات فوق، اهالی روستاها براي محافظت ساختمان در مقابل رطوبت، به ویژه در مناطق پرباران، به تمهیداتی اندیشیده اند که یکی از آنها ساختن خانه ها بر روي پایه هاي چوبی است. البته این وضعیتعمدتاً در مناطق معتدل و مرطوب مشاهده میشود. در مناطق کوهستانی که رطوبت کمتري وجود دارد از پایه هاي سنگ و گلی استفاده می شود.
بارش
بارش، بالاترین تأثیر خود را بر مسکن روستاهاي واقع در منطقه پرباران (اقلیم معتدل و مرطوب) گذاشته است. البته بارش در مناطق کوهستانی نیز بی تأثیر نبوده و در مناطق گرم و خشک نیز به دلیل عدم بارش، الگوي مسکن از سایر مناطق متمایز است.
بارش با توجه به تأثیري که در ایجاد رطوبت دارد به طور غیرمستقیم بر بافت روستاها مؤثر است. علاوه بر این، در مناطق پرباران براي مقابله با بارندگی زیاد، بامهاعمدتاً داراي شیب بسیار تند می باشند و بالکنهاي عریض و سرپوشیده اي نیز ایجاد میشود.
٢
در مناطق کوهستانی نیز براي استفاده از برف به عنوان عایق حرارتی، از بامهاي مسطح استفاده میشود . بامهاي مناطق گرم و خشک متفاوت از دو نوع فوق الذکر است، این تفاوت ناشی از عدم بارش در این نقطه است. بامها در این منطقهعمدتاً به شکل طاق یا گنبد است.
در نهایت می توان گفت که بارندگی با تأثیر بر شکل بام و پایه هاي ساختمان، بطور قابل توجهی بر بافت کالبدي روستاها مؤثر است.
دما و تابش
تابش
شدت تابش آفتاب در هر نقطه از زمین به موقعیت خورشید نسبت به آن نقطه بستگی دارد که با توجه به ارتفاع و زاویه تابش و هواي منطقه، این میزان در نقاط و زمانهاي مختلف، متفاوت است.
تابش از طریق دیوار، بام و پنجره به داخل ساختمان انتقال می یابد که این طرق در ذیل مورد بررسی قرار می گیرند:
الف) تابش آفتاب بر انواع دیوار
انتقال حرارت از دیوارها به داخل ساختمان به »ظرفیت و مقاومت حرارتی« مصالح بستگی دارد.5 ظرفیت حرارتی موجب به تأخیر افتادن زمان ایجاد حداکثر و حداقل دماي سطوح داخلی نسبت به زمان مربوط به سطوح خارجی میشود. ظرفیت حرارتی مصالح به »وزن مخصوص و گرماي ویژه« بستگی دارد به طوري که اگر وزن مخصوص و گرماي ویژه مصالح بیشتر باشد، ظرفیت حرارتی آنها نیز بیشتر است.
ظرفیت حرارتی دیوارها نیز به نوع ضخامت و فشردگی مصالح بستگی دارد. بطوري که ضخامت بیشتر مصالح، زمان بیشتري را براي گرم شدن نیاز دارد. در این صورت حداکثر درجه حرارت هواي داخلی پایین آمده و حداقل آن افزایش می یابد که البته به شرایط تهویه طبیعی و رنگ سطوح خارجی نیز بستگی دارد.
ظرفیت حرارتی بالاي دیوارها موجب میشود تا کنترل دماي داخل ساختمان آسانتر شود، این امر به ویژه در مناطقی که اختلاف دماي شب و روز زیاد است (مناطق خشک) و به خصوص در تابستان، از اهمیت زیادي برخوردار می شود.
مقاومت حرارتی یک دیوار مقاومتی است که دیوار در مقابل انتقال گرما از یک طرف به طرف دیگر نشان می دهد که در مقابل هدایت حرارتی قرار می گیرد، هواي ساکن بهترین عایق حرارتی است و بطور کلی مصالح ساختمانی سبک که شامل حفره ها و لایه هاي بسیار نازك هوا می باشند، مقاومت حرارتی زیادي دارند.
ب) تابش آفتاب بر انواع بام
بام یک ساختمان تأثیر پذیرترین جزء آن در برابر عوامل اقلیمی است. در شب و در زمستان، عمده ترین عامل اتلاف گرماي داخلی است که البته میزان انتقال گرما به مقاومت حرارتی مصالح نیز بستگی دارد. همچنین در فصل گرما، بام، عمده ترین عامل افزایش گرماي داخلی است لذا می توان با طراحی درست بام، اثر این عوامل را به حداقل رساند.
در تقسیم بندي بامها می توان از دو نوع بام یکپارچه یا ترکیبی سنگین و بامهاي یک لایه یا دو لایه سبک (بام و سقف) که به وسیله هوا از هم جدا شده اند، نام برد:
1ـ بام هاي یکپارچه و سنگین: این بامهااکثراً مسطح هستند. مصالح مورد استفاده در آنها بتن و آجر می باشد. انتقال گرما در این نوع از بامها به شکل هدایت است و عمده ترین عامل تعیین کننده خصوصیت گرمایی، رنگ سطح خارجی، مقاومت حرارتی و ظرفیت حرارتی می باشد.
رنگ در خصوصیت گرمایی این نوع بام، تأثیر قابل توجهی دارد. بطوري که تفاوت درجه حرارت سطح بام و هواي بیرون با رنگ تیره تا 32
درجه و با رنگ سفید تنها 1 درجه سانتیگراد است. اما با افزایش ضخامت، ظرفیت و مقاومت حرارتی تأثیر رنگ در دماي سقف بامها کاهش می یابد.
تأثیر افزودن لایه هاي عایق حرارتی گوناگون به بام در دماي سقف مؤثر است و دو نکته در اینجا حایز اهمیت است:
- تأثیر انواع عایقهاتقریباً یکسان بوده و باعث میشود حداکثر دماي سقف، حدود 5 درجه سانتیگراد کاهش یابد.
- عایقها باعث افزایش حداقل دماي سقف می گردند و از تأثیر رنگ می کاهند.
2ـ بامهاي سبک (یک لایه و دولایه): عوامل مؤثر بر خصوصیات گرمایی بامهاي دولایه عبارتند از: مصالح و رنگ سطح خارجی لایه بیرونی، وضعیت تهویه، هواي بین دو لایه و مقاومت حرارتی مصالح هر دو لایه. در بامهاي سبک یک لایه، رنگ سطح خارجی تأثیر بسیار زیادي در هواي داخلی ساختمان دارد، البته تهویه هواي داخلی نیز مؤثر است. استفاده از رنگ سفید در مناطق گرم بسیار مفید است. این رنگ در طول روز مانع انتقال گرما به داخل می شود و در طول شب موجب می شود انتقال به خارج به آسانی صورت گیرد.
استفاده از رنگ تیره باعث میشود که سطح زیرین بام حدود 30 درجه بیشتر از هواي بیرون شده و هواي داخل ساختمان را تحت تأثیر قرار می دهد که در نهایت براي ساکنان آن خانه، ناراحتیهایی را به بار می آورد. در طول شب دماي این بامها کاهش شدیدي یافته و این نیز موجب ناراحتی ساکنین ساختمان میشود.
٣
نکته اي که ذکر آن ضروري است این است که کاهش و یا افزایش ارتفاع سقف هیچ گونه ارتباطی با درجه حرارت داخل ساختمان ندارد و در صورت مساوي بودن سایر شرایط، حداکثر تا 0/5 درجه سانتیگراد دماي هواي ساختمانهاي با سقف کوتاه بیشتر است.
ج) تابش آفتاب بر پنجره
اثر حرارتی پنجره خیلی بیشتر از دیوارها و بام است، به ویژه وقتی مصالح ساختمانی سبک باشد. در برخورد تابش آفتاب با جسم شفاف، سه حالت به وجود می آید: تابش یا انعکاس می یابد، یا منتقل میشود و یا جذب شده و به اطراف انتقال می یابد، این سه حالت به نوع جسم شفاف و زاویه برخورد اشعه به سطح جسم بستگی دارد:
زاویه تابش 45 درجه بالاترین انتقال را داراست. در زاویه 45 تا 60 ، انتقال کاهش می یابد و در زاویه 60 درجه و بیشتر، تابشعمدتاً منعکس میشود.
یکی از نکات قابل توجه در این زمینه »خاصیت شیشه« است. شیشه، اشعه با طول موج کوتاه (بین 0/4 تا 2/5 میکرون) را انتقال می دهد و در برابر امواج ساطع شده با طول موج بلند 10) میکرون) کدر بوده و آنها را از خود عبور نمی دهد. لذا نور مستقیم خورشید را که طول موجی کوتاه دارد، جذب کرده و عبور می دهد و مانع انتقال انعکاس آنها به خارج از ساختمان میشود. این خاصیت موجب میشود که ساختمان گرماي زیادي را از طریق پنجره دریافت نماید.
جهت پنجره، در صورتی که سایهبان و کوران طبیعی (تهویه) وجود نداشته باشد در هواي داخل ساختمان بسیار مؤثر است. به طوري که پنجره هاي شرقی، غربی، شمالی و جنوبی در ساعات مختلف روز، با نوساننسبتاً زیادي بر هواي داخل ساختمان مؤثرند. در صورت وجود سایهبان و یا تهویه، جهت پنجره تأثیري در جذب حرارت ندارد، البته عامل مهمتر در انتقال حرارت، مصالح ساختمانی است. مصالح ساختمانی سبک، به علت مقاومت حرارتی بیشتر، مانع انتقال گرما به بیرون شده و حساسیت بیشتري را نسبت به جهت پنجره ها نشان می دهند.
در صورت وجود سایهبان، آفتاب به طور مستقیم به شیشه برخورد نمیکند، در این صورت انتقال باید به صورت تابش و هدایت انجام شود اما چون شیشه امواج ساطع با موج بلند را عبور نمی دهد گرماي بسیار ناچیزي از این طریق به داخل ساختمان می رسد.
انواع سایهبانها در ساختمانهاي سکونتگاههاي روستایی دیده می شود که عبارتند از:
• سایهبانهاي متحرك (داخلی و خارجی)
• سایهبانهاي ثابت (عمودي، افقی، قاب شکل)
• سایهبانهاي طبیعی
سایهبانهاي طبیعی (درختان) علاوه بر اینکه داراي زیبایی طبیعی هستند، آلودگیهاي صوتی و هوایی را کاهش میدهند و تابش، حرارت و باد را کنترل می کنند لذا بهترین نوع سایهبانها میباشند. در میان سایهبانهاي ثابت، نوع قاب شکل آنها، بهترین نوع است و در بین سایه بانهاي متحرك، نوع خارجی آنها مؤثرتر از سایهبان داخلی است. بدین ترتیب، مشخص میشود که تابش به چه طرقی بر اجزاي ساختمان، کلیت ساختمان و در نهایت بافت کالبدي روستاها تأثیر میگذارد.
تابش همان طوري که تاکنون مورد بررسی قرار گرفت هم بر سطوح خارجی ساختمان و هم بر سطوح داخلی آن تأثیر می گذارد. اهالی روستاها نیز از گذشتههاي دور تاکنون سعی کردهاند که ساختمانها را طوري احداث کنند تا به بهترین نحو ممکن از تابش آفتاب، استفاده کنند و حتیالمقدور با عواقب نامناسب حرارت به ویژه در مناطق گرم و خشک و در فصل تابستان، مقابله کنند. در این راستا مواردي از قبیل فرم ساختمان، جهت استقرار، رنگ بامها و دیوارها، نوع بام، نوع سقف، نوع مصالح ساختمانی، اندازه و جهت پنجره ها، نوع سایهبانها و ... به میزان زیادي از تابش تبعیت میکند و در اقلیمهاي متفاوت، موارد مختلفی از گونه هاي فوق دیده میشود بطوري که در یک نگاه، بافت کالبدي روستاهاي منطقه گرم و خشک از منطقه کوهستانی و یا معتدل و مرطوب و یا گرم و مرطوب قابل تفکیک و شناسایی است. تابش آفتاب و دماي بالا در مناطق گرم و خشک موجب شده است تا فرم ساختمان به شکل مربع، جهت استقرار شمال غربی به جنوب شرقی، نوع مصالح ساختمانی با ظرفیت حرارتی بالا، استفاده از سایهبانهاي قاب شکل و... معمول باشد. این موارد در اقلیمهاي دیگر نیز قابل بررسی می باشد.
علاوه بر موارد فوق، تابش موجب فشرده شدن بافت در اقلیم گرم و خشک شده تا ساختمانها به عنوان سایه بانی براي یکدیگر عمل کنند. از سویی دیگر، معابر کم عرض و باریک و در بعضی از جاها همراه با سایه بان در مناطق گرم و خشک دیده می شود که ناشی از تابش و گرماي بالا است.
