مقاله بررسی مصرف انرژی در معماری های سنتی و معایب معماری های جدید از نظر اتلاف انرژی

بخشی از مقاله

بررسی مصرف انرژي در معماري هاي سنتی و معایب معماري هاي جدید از نظر اتلاف انرژي

چکیده

انسان همواره در طول تاریخ سعی مینماید به منظور ایجـاد سـرپناهی امـن بـراي سـکونت، آن را بـا محـیط پیرامون خود هماهنگ سازد تا بتواند شرایط مناسبی براي ادامه حیات خویش ایجاد کند و درحقیقـت شـرایط جغرافیایی، اقلیمی نیز در شکل گیري این فضاي زیست، دخالت مستقیمی دارد. در ایران بـه علـت دارا بـودن، چهار اقلیم متفاوت گرم ومرطوب، گرم و خشک، معتدل و مرطوب و سرد، معماريهـاي متفـاوتی (بـه ویـژه در طراحی مسکن بومی) هماهنگ با اقلیم بوجود آمده که در چنین فضاهاي ساخته شدهاي، به کـارگیري مصـالح بومی که کمترین تأثیر نامطلوب برمحیط را دارند و همچنین کاهش میزان انرژي مصرفی با اسـتفاده از مصـالح محلی، موجب پایداري محیط زیست و افزایش دوام بناها گردیدهاند. از این رو در این مبحث، سعی بـرآن اسـت تا بتوانیم معماري بومی ایران را در اقلیمهاي متفاوت باتوجه به پایداري محیط و صرفهجویی در مصـرف انـرژي بررسی نموده و معایب معماري جدید در هر اقلیم را از نظر مواردي همچون به کارگیري مصـالح ناهماهنـگ بـا شرایط منطقه، طراحی نامناسب بنا ، عدم صرفهجویی در مصرف انرژي و تخریب محیط به صورت اجمالی مورد ارزیابی قرار دهیم. در انتها به جمع بندي و ارائه راهبردهایی در صـرفهجـویی انـرژي در سـاختمان باتوجـه بـه فنآوري جدید میپردازیم.

واژه های کلیدی: ساخت و ساز پایدار، معماري سنتی، مصالح بومی، انرژي قابل تجدید، فرم خطی

-1 مقدمه

1ـ1ـ طرح مسئله

چگونگی برخورد با طبیعت ومعماري در آن، واکنشی است که هر انسانی در نقاط مختلف کرة زمین داشته و خواهـد داشت و معماري با ارزش باقی مانده از دوران گذشته نشان دهندة فائق آمدن او به صورت کامل یا ناقص بـر عـواملی همچـون مسائل اقلیمی ، آب و هوا و… میباشد. از اینجاست که ما شاهد معماري بومی گوناگونی در کشورهاي مختلف جهان همخـوان با اقلیم و فرهنگ میباشیم که ویژگیهاي خاص منطقه خود را نشان میدهند. در ایران به علت دارا بودن شرایط گوناگون اقلیمو فرهنگ، ویژگی خاصی دارد و معماريهاي متفاوتی هماهنگ با اقلیم در آن بوجود آمده است. لذا به منظور بررسـی معمـاري سنتی هر اقلیم، به ویژه طراحی مسکن بومی، نکاتی را مدنظر قرار دادهایم که شامل موارد ذیل میباشند :

الف ـ خصوصیات اقلیمی هر منطقه چه تأثیري بر معماري آن منطقه خواهد گذاشت؟
ب ـ نحوة به کارگیري مصالح بومی و انرژي هاي قابل تجدید درمعماري هر منطقه باتوجه به شرایط اقلیمی به چه صورت میباشد ؟
ج ـ آیا در ساخت و سازهاي هر منطقه حفظ محیط زیست و صرفهجویی در مصرف انرژي مورد توجه قرار میگیرد؟

مروري 1ـ2ـ بر ادبیات

به منظور ارائه دیدگاه صاحبنظرانی که در زمینه بررسی معماري سنتی ایران در ارتبـاط بـا میـزان انطبـاق آنهـا بـا شرایط اقلیمی و ساخت و ساز پایدار تحقیق کردهاند، گزیدهاي از نظرات برخی ازایشان را انتخاب نمـودهایـم کـه پـس از ارائـه مطالب، در این بخش در مبحث چارچوب نظري، موضوعات مطرح شده را مورد ارزیابی قرار خواهیم داد.

ـ داراب دیبا و شهریار یقینی : ایشان در مطالعات خود به بررسی معماري بومی گـیلان »درچـارچوب مطالعـه معمـاري سـنتی ایران ، براساس شرایط محیطی« پرداخته و در ابتدا به بررسی طراحی مسکن در خطه گیلان اشاره نموده و باتوجه به موقعیـت محیط پیرامون بناهاي مسکونی چند تیپ از الگوي مسکن را مورد ارزیـابی قـرار دادهانـد. سـپس بـا بررسـی فضـاهاي داخلـی خانههاي سنتی گیلان، فضاي معماري را به سه دسته تقسیم نمودهاند: الف ـ فضــاهاي بسته شـامل اتاقهـا ب ـ فضـاهاي نیمه باز شامل ایوانها ج ـ فضاهاي بازکه شامل محدودة حیاط پیرامون خانه میباشد که »اهمیتی به اندازه بقیـه خانـه دارد.«
ایشان در بخشی دیگر از مطالعه خود هشت ویژگی کلی معماري روستایی گـیلان را برشـمرده و در نهایـت بـا بیـان مشـکلات
ساختمانهاي امروزي، اشاره مینمایند که »معماري جدید بایدحتماً از مصالح رایج در محل اسـتفاده نمایـد و محـدودیتهـاي اقلیم را به دقت در نظر گیرد.[1]“
ـ حسین غضنفرپور: وي در »بررسی وضعیت ارتباط اقلیم و مسکن در استان کرمان« اشاره مینماید کـه »در دهـههـاي اخیـر توجه زیادي به عامل اقلیم نشده و مساکن غیرمتناسب ، مسائل و مشکلاتی را به بار آورده است.« سپس با توجه به آب وهـواي متنوع استان کرمان آن را به دو بخش گرم و خشک و گرم و تاحدودي مرطوب تقسیم بندي نموده و با درنظر گرفتن تـأثیرات میزان تابش خورشید و دما ونحوة قرار گرفتن در برابر وزش باد، معیارها و اصولی را براي ساخت بنا از نظر چگونگی فرم پـلان، رنگ مصالح ونوع آن در اقلیمهاي مذکور مطرح کرده است تا بتوانند از حداکثر انرژي هاي قابل تجدید استفاده نمایند.[2]
ـ محمد جواد ثقفی و اصغر ساعد سمیعی: در تحقیقات به عمل آمده توسط ایشان »ارتباط محیط با سازگاري مصالح همجوار و صرفهجویی در ساختمان« مورد بررسی قرار گرفته و در مطالعات خود بیان میدارند که با توجه بـه »بحـران انـرژي در جهـان، عدم سازگاري مصالح و استهلاك رو به افزایش ساختمانها به ویژه در برخی از شرایط محیطی« بایستی این مقوله مورد ارزیـابی قرار گیرد. از اینرو با ذکر اهمیت انتخاب پوشش مناسب بدن، به بررسی چگونگی ساخت بناهاي گذشته که با توجه به »رعایت شرایط آب وهوا و موقعیت ناهمگن مورد استفاده در ساختمان« مطرح نمودهاند. در ایـن جـداول بـا نشـــان دادن »احتمـــال ناســازگاري در تجمع یا همجواري مصالح در رابطه با عکسالعملهاي شیمیائی یا فیزیکی« به راههاي مناسـبی بـراي انتخـاب مصالح متنوع و مناسب براي ساختمان اشاره مینمایند. در پایان بحث، دیوارههاي روپوشدار به عنـوان »دیوارهـایی کـه عـایق حرارتیمستقیماً روي نماي خارجی آنها نصب میشوند« معرفی گشته و بیـان مـیدارنـد کـه دیوارهـاي روپـوشدار موجـب

میگردند تا »کل سازة ساختمان در مقابل تغییرات درجه حرارت و اثرات محیط حفاظت شده واز تلف شدن حرارت سـاختمان جلوگیري به عمل آید.[3]«
1ـ3ـ چارچوب نظري

با در نظرگرفتن تحقیقات متعددي که در زمینه طراحی بنا باتوجه به شرایط اقلیمی صورت گرفتـه بایسـتی بـه ایـن نکته اشاره نمود که در مطالعات انجام شده، مبحث ساخت و ساز پایدار در ارتباط با بناهاي سنتی ایـران بـه صـورت موضـوعی

خاص مدنظر قرار نگرفته و همواره به چگونگی ساخت بناهاي گذشته در تطـابق بـا شـرایط اقلیمـی پیرامـون آنهـا در منـاطق مختلف پرداخته شده است. در برخی از مطالعات نیز به اهمیت مسئله انرژي در بنا و چگونگی بـه کـارگیري انـرژيهـاي قابـل تجدید و عدم استفاده از انرژيهاي فناپذیر اشاره شده و یا به طور اخص به ایـن نکتـه پرداختـه شـده اسـت. از ایـن رو درایـن تحقیق تمامی نظرات و مطالعات جمعآوري شده و در قالب چهار اقلیم متفاوت ایران باتوجه به نمونههـاي مـوردي در شـهرها، ویژگیهاي معماري سنتی ایران در ارتباط با مقوله پایداري مورد بررسی قرار گرفته است.

1ـ4ـ فرضیات

در راستاي موضوعات مطرح شده، فرضیاتی باتوجه به مطالب موردنظر، ارائه میگردند که عبارتند از:

الف ـ تنوع ویژگیهاي اقلیمی، عامل مهم در کثرت فرم ساخت و سازها محسوب میگردند.
ب ـ مصالح بومی در گذشته، به صورت صحیح و کاملی در بناها به کار گرفته شدهاند.

ج ـ استفاده بهینه از انرژيهاي قابل تجدید همچون جریان هـوا، نـور خورشـید، در سـاخت و سـازهاي گذشـته مشـاهده میشود.
دـ معماري سنتی کمترین تأثیر منفی را برمحیط زیست و اکوسیستم میگذارد.

هـ ـ باتوجه به عوامل فوق میتوان بیان نمود که معماري سنتی در راستاي ساخت و ساز پایدار بوده است.
و ـ شیوههاي معماري جدید، نکات فوق را مد نظر قرار نداده و مشکلات خاصی را براي ساکنین بناها در هر اقلـیم بوجـود آورده است.

1ـ5 روش

در چهار اقلیم کلی ایران، معماري سنتی مناطق گرم و مرطوب، گـرم و خشـک، معتـدل و مرطـوب و سـرد، از نظـر ساخت و ساز در رابطه با اقلیم و شرایط پایداري بررسی خواهد شد. چرا که تیپولوژي بنـا و یـا بـه عبـارتی مسـکن در منـاطق گوناگون، حاکی از تأثیرپذیري آن از عوامل محیطی ـ اقلیمی و حتی فرهنگی میباشد. همچنین معایب معماري جدیـد در هـر اقلیم، از نظر استفاده از مصالح ناهماهنگ با شرایط منطقه، طراحی نامناسب بنا و عدم صرفهجویی در مصرف انـرژي و تخریـب محیط زیست را به صورت اجمالی مطرح مینمائیم و در انتها به جمعبندي و ارائه راهبردهایی در صرفهجویی انرژي سـاختمان با توجه به فنآوري جدید میپردازیم. به منظور انجام این تحقیق از روشهاي تحلیلی و پژوهشی استفاده شده و برمبناي منـابع کتابخانهاي، اسنادي و آماري، اطلاعات جمعآوري گشته است.

2ـ بررسی معماري سنتی ایران باتوجه به ساخت و ساز پایدار در چهار اقلیم ایران

2ـ1ـ معماري منطقه معتدل و مرطوب

به منظور بررسی ساخت وساز در این اقلیم، منطقه گیلان در نظر گرفته شده است. از این رو در ادامه بحث به تحلیل معماري سنتی این منطقه میپردازیم.

2ـ1ـ1ـ اقلیم گیلان

این منطقه پر بارانترین منطقه شمالی ایران است و داراي رطوبت زیـاد و گرمـاي هـوا در تابسـتان باشـد، از ایـنرو

»باران مداوم و رطوبت نسبی زیاد، عامل اصلی شکل گیري معماري در این سرزمین است[4]«

2ـ1ـ2ـ ویژگیهاي معماري بومی ـ روستایی گیلان

به منظور بررسی ویژگیهاي معماري بومی این منطقه، این بناهـا از نظـر نـوع مصـالح سـاختمانی و تـأثیر بـاد و نـور خورشید بر آنها و چگونگی نسبت به این عوامل و ساختار فضائیشان مورد مطالعه قرار خواهند گرفت.
الف ـ ساختار فضایی بنا: »شکل گیري معماري بومی گیلان برمبناي مدولهایی از مربع میباشد کـه بـه صـورت خطـی در امتداد شرق ـ غرب و عمود بر جریان باد«توسعه یافته است[5]، این گونه شکلگیري نمونهاي از معماري برونگرا میباشد که از ویژگیهاي آن، داشتن ارتباط بصري و فیزیکی مستقیم با فضاي بیرون خانـه، نداشـتن حیـاط و گسـترش در ارتفـاع میباشد که ما در معماري بومی گیلان شاهد آن میباشیم (شکل .(1 قابل ذکر است که بناها در فضاهاي باز سبز (گیاهی)

قرار می گیرند.

شکل 1ـ ساخت وساز خانههاي گیلان بر مبناي مدول پایه

ب ـ تأثیر جریان هوا و نور خورشید بر بنا: به منظور جلوگیري از نفوذ باران به داخل ساختمان توسط باد، سقف شـیبدار تا نزدیکی کف زمین در یک یا دو طرف بنا که در سمت باد قراردارد ادامه می یابد. »همچنین به منظـور ممانعـت از نفـوذ رطوبت از سطح زمین به داخل بنا، سطح آن بالاتر از زمین قرار گرفته و در فضاي بین کف و زمـین جریـان هـوا موجـب تبخیر رطوبت و تهویه هوا شده و سبب خشک و قابل استفاده شدن کف ساختمان می شود[6]«

ج ـ مصالح ساختمانی: ساقههاي برنج عناصر اصلی تشکیلدهنده پوشش سقف هاي شیبدار هستند. اسکلت بنا و در واقع ایستایی ساختمان از چوب میباشد که از آن در بدنهها نیز استفاده میشود و پوشش نهایی آن با خشت است و گـلانـدود میشود و از مصالح دیگري همچون سنگ، خشت و سفال نیز در کنار ساختمانهايتماماً چـوبی اسـتفاده شـده اسـت[7]

همانگونه که بیان گردید تمامی مصالح به کار رفته در بنا از مصالح موجود در محل میباشد که موجـب کـاهش انـرژي در حمل و نقل مصالح از نقاط دیگر شده است. (شکل (2

شکل 2ـ خانه بومی گیلان

2ـ1ـ3ـ ویژگیهاي معماري جدید گیلان

امروزه دیگر ما شاهد معماري بومی و سنتی در این منطقه نمیباشیم و در عوض ساختمانهایی با سازة فلزي یا بتنی، پوشش آجري و سقفهاي شیبدار با فرمهایی به اصطلاح هنرمندانه با پیروي کورکورانه از معماري بیگانگان و تفکیک فضاهاي داخلی تنها به منظور پاسخ به نیازهاي خانواده، جایگزین ویژگیهاي پیشین بناها گشتهاند و همین نکات موجب از دسـت دادن هویت معماري بومی منطبق با محیط شدهاند که یکی از پیامهاي اصلی شیوة جدید معماري، بالا بودن هزینه ساخت و افـزایش استفاده از انرژیهاي غیرقابل تجدید (و یا فسیلی) به منظور گرمایش و سرمایش است که علت اصلی آن عدم استفاده از مصـالح بومی میباشد.

2ـ1ـ4ـ انطباق معماري جدید با معماري بومی گیلان

شاید ایجاد معماري بومی در حال حاضر از نظر استحکام ودوام وهمچنین نیازهاي امروزي ساکنین پاسـخگو نباشـد، اما میتوان با استفادة صحیح از اصول معماري و عوامل تشکیل دهنـدة آن، مصـالح بـومی، همچـون »چـوب و ]پـیش سـاخته نمودن[ و اجرا دقیق آن در بنا و اتصالات بهتر، عمر این ساختمانها را افزایش داده تا از این طریق اجراي آن آسانتر و سـریعتـر صورت گیرد و دیگر به هزینه کمتري به منظور ساخت و تعمیر و نگهداري بنا نیـاز باشـد.« از سـوي دیگـر، در پوشـش بناهـا، استفاده از »ساقه هاي نباتی« به جاي سفال میتواند موجب دوام و استحکام بیشتر آنها گــردد. تمامی این عوامل میتوانـد در پایداري محیط و همچنین ایجاد ساخت و ساز پایدار مؤثر افتد.[8]

2ـ2ـ معماري منطقه گرم و خشک

در بررسی و مطالعه معماري این نوع اقلیم میتوان به معماري مسکن بسیاري از شهرهاي فلات مرکزي ایـران اشـاره نمود که داراي معماري درونگرا هماهنگ با این نوع اقلیم میباشند. در این مبحث به بررسی معماري مسکن یزد که نمونـهاي از معماري درونگرا میباشد، خواهیم پرداخت.

2ـ2ـ1ـ اقلیم یزد

ویژگیهاي اقلیمی این منطقه »خشکی، کم آبی، گرماي شدید در تابستان[9]«به همراه طوفانهاي شـنی در برخـی از مواقع سال و وزش باد در جهات مختلف وهمچنین »سرماي شدید در زمستان« میباشد.[10]

-2-2-2 ویژگیهاي معماري بومی یزد

الف ـ ساختار فضایی بنا: شاخص اصلی معماري بومی یزد، درونگرایی آن میباشد. ایـن نـوع معمـاري داراي حیـاط مرکزي بوده و اتاقهامعمولاً در چهار سمت آن واقع شده است و به منظور تهویه فضاي داخلی، در گوشهاي از بنا بادگیر ساخته میشود (شکل .(3 فرم حیاطهامعمولاً به صورت گودال باغچه (در برخی موارد مسطح) میباشند. در واقع گودال باغچه فضایی است که در اطراف آن اتاقها زیرزمین جاي گرفته و این چنین ترکیبی، فضـاهاي خنـک در اتاقهـاي زیـرین بوجـود مـیآورد و موجب میشود تا از جریان هوا به شیوة صحیح استفاده شود و دیگر نیازي بــه دستگاههاي خنککنندة مصـنوعی نباشـد و در نتیجه مصرف انرژي کاهش یابد[11] (شکل (4

شکل 3ـ خانه نعمتالهی

شکل 4ـ طرحی از حیات یک خانه داراي گودال باغچه

ب ـ تأثیر جریان هوا و نور خورشید: در اقلیم گرم و خشکی همچون یزد که داراي طوفانهاي شدید همـراه بـا شـن و گرماي زیاد در تابستان و سرماي شدید در زمستان است، هماهنگی با طبیعت و شرایط محیطی ضرورت بیشتري پیدا میکند، به عنوان نمونه در این اقلیم بایستی فرم پلان فشرده باشد تا سطوح کمتري در مقابل نور خورشید قـرار گیرنـد. همانگونـه کـه توضیح داده شد به علت تابش شدید نورخورشید در تابستان و سرماي زیـاد زمسـتان، جهـت قرارگیـري سـاختمان در سـمت جنوب تا جنوبشرقی میباشد تا بیشترین میزان انرژي را در فصل زمستان دریافت کند. همچنین به منظور استفاده از بادهـاي مناسب، معماران گذشته از بادگیر استفاده میکردند تا بدین شیوه، جریان هواي مطبوع را به داخل اتاقها انتقال دهند و هـواي گرم و آلوده به بیرون فرستاده شود. در واقع بادگیر کار مکش را انجام میداده است، اجراي بادگیر در شهرهاي مختلف منطقـه گرم وخشک با توجه به اوضاع جوي منطقه و جهت وزش باد متفاوت میباشد به عنوان مثـال »در یـزد بـه علـت وزش بـاد در جهات مختلف، بادگیري چهار طرفه ساخته میشود معمولاًو داراي ارتفاع زیادي میباشد.[12]« باتوجه به مطالـب یـاد شـده، معماري مسکن در یزد به شکلی بوده تا از انرژي قابل تجدید همچون جریان هوا و نور خورشید به طرزکاملاً مناسب و بهینهاي استفاده شود که این امر موجب کاهش استفاده از انرژيهاي فسیلی شده و بدین طریق پایداري محیط را تضمین کرده است.

ج ـ مصالح ساختمانی: مصالح ساختمانی در هر شرایط آب و هوایی به نوعی عمل مـیکنـد، بـه طـوري کـه در آب و هواي گرم و خشک مورد مطالعه نوع مصالح به کار رفته در میزان راحتی ساکنان در ساختمان تأثیر زیـادي دارد. درایـن اقلـیم مصالح ساختمانی به نحوي باید انتخاب شوند که در مقابل گرما مقاومت فراوانی داشته و از ظرفیـت حرارتـی بـالایی برخـوردار باشند. از جمله مصالحی که سازندگان بنا از آن استفاده میکنند گل و مشتقات آن است و چنانچه سنگ یا چوب در بناها بکار برده شوند، آن را با خاك و گل مخلوط مینمایند چرا که این نوع مصالح با آب و هواي خشک یـزد تطـابق نـدارد. شـایان ذکـر است که گل مورد نیاز، از خاك همان محل پس از کودبرداري زمین به دست میآید که این امر موجب میشود تا با استفاده از مصالح محلی، مصرف انرژي کاهش یابد چرا که دیگر نیازي به صرف انرژي بیشتر به منظور حمل و نقل مصالح از نقاط دیگر به مکان مورد نظر نمیباشد، همچنین ساخت و ساز در هنگام تولید مصالح، استفاده و دورریزي آن تأثیر سویی بر محیط پیرامون نخواهد داشت. نکته حائز اهمیت دیگر در امر ساخت بنا، ضخامت مصالح به کار برده میباشد، ضخامت دیوارها باید به گونـهاي باشد که بتواند در مقابل تابش طولانی نور خورشید مقاومت کند، همچنین رنگ مصالح به کار برده شده در بنا بایسـتی روشـن باشد تا بتواند مقدار زیادي از انرژي خورشید را منعکس نماید، رنگ روشن خاك بهترین رنگ مصالح انتخابی در منطقه گـرم و