بخشی از مقاله
تبیین نقش اقلیم در معماری بومی کرمان
چکیده:
بسیاری از اصول طراحی اقلیمی ساختمانها در معماری سنتی ایران به خوبی به کار برده شده است وآنچه امروزه حائز اهمیت است چگونگی عینیت بخشیدن به این مفاهیم و بازیابی آنها است برای رسیدن به این مقصود ابتدا به بررسی اقلیمی شهر کرمان پرداخته شده و نیازهای اقلیمی منطقه از نظر آسایش انسان در فضاهای زندگی و شرایط ساخت و ساز معماری تعیین گردیده است .سپس با توجه به پیش فرض اینکه معماری بومی پاسخی است در جهت نیازهای اقلیمی، یکی از محلات قدیمی کرمان به عنوان نمونه موردی مورد مطالعه قرار گرفته وبا برداشت های میدانی نحوه ی پاسخگویی به نیازهای اقلیمی منطقه و تمهیدات به کار رفته در این محله به عنوان الگویی برای معماری امروزی استخراج شده اندودر نهایت این پژوهش نشان دهنده ی راه حل های بسیار دقیق و حساب شده معماری بومی در سازگاری فضا های کالبدی با اوضاع اقلیمی است.
کلمات کلیدی: طراحی اقلیمی،معماری بومی ،کرمان
1
-2مقدمه:
از اقدامات موثر در جهت بهینه سازی مصرف انرژی و کاهش آلودگی های محیط زیست ،طراحی اقلیمی ساختمانها بر اساس اصول معماری همساز با اقلیم می باشد که از دو جهت حائز اهمیت است: از یکسو ساختمان های با طراحی اقلیمی از نظر آسایش حرارتی انسان کیفیت بهتری دارند .دارای شرایط محیطی سالمتری هستند، تنوع و تغییر روزانه و فصلی نور، حرارت و جریان هوا در این ساختمان ها فضاهای متنوع و دلپذیری ایجاد می کند .از سوی دیگر هماهنگی ساختمان با شرایط اقلیمی موجب صرفه جویی درمصرف سوخت مورد نیاز جهت کنترل شرایط محیطی این گونه ساختمان ها می شود.[1]
به منظور ارزیابی شرایط زیست اقلیمی کوشش های زیادی صورت گرفته است از جمله کارهای انجام شده در این زمینه در سطح جهانی کار اولگی((1953 می باشدکه به صورت علمی شرایط رطوبتی و حرارتی را در رابطه با احتیاجات انسان و طراحی اقلیمی مطرح کردو اقدام به ترسیم جدول بیوکلیماتیک نمود.ماهانی((1971 جدول هایی را ارائه داد که در آن منطقه آسایش با استفاده از میانگینها قابل ارزیابی است.[2]گریشفیلد((1979 به انتخاب محل ساختمان اشاره می کند و استفاده بهینه از حداکثر شرایط خرد اقلیم محلی را در آسایش مفید می داند.[3]در کشور ما نیز با توجه به کاهش ذخائر پایان پذیر نفت، آلودگی شهرها و صدمات جبران ناپذیر سوختهای فسیلی به محیط زیست توجه به اقلیم و طراحی اقلیمی از نیمه دوم دهه 1350 ه- شمجدداً مورد توجه واقع گردید .از اولین کارهای انجام شده، در این زمینه میتوان به ارائه نقشه بیوکلیماتیک ایران برای اولین بار توسط مهندس عادل((1349، تهیه نقشه ی زیست اقلیم ایران توسط محمد رضا کاویانی((1372 ،پهنه بندی اقلیمی ایران توسط مرتضی کسمایی((1373، و... اشاره کرد.[1]
تحقیقات انجام گرفته در زمینه سازگاری اقلیمی در ایران بیشتر به پهنه بندیهای زیست-اقلیمی پرداخته و کمتر به سازگاری اقلیمی مساکن به صورت موردی توجه شده است .این در حالی ست که مطلب مهم جهت درک ارزش معماری هر عصر و هر منطقه ای،دانستن چگونگی مطابقت ساختمان با اقلیم خاص است[4] از طرفی نمونه های موفق بسیاری از کاربرد اقلیم در معماری ستنی ما مشهود است که جایگاه و پیوستگی آن ها توسط خطا و آزمایش طی صدها سال آزمایش شده است . بنابراین مرور راه حل های گذشته می تواند شیوه ای مناسب برای دستیابی به روشهای جدید برای حل معضلات امروزی باشد با توجه به این موضوع این تحقیق درصدد برآمده است که با مطالعه وضعیت زیست اقلیم شهر کرمان به بررسی تاثیرات اقلیم بر معماری این شهر بپردازد و با ارائه راهکارهای مناسب و نشان دادن الگوی استفاده از این راه کارها در معماری بومی ،زمینه سازگاری بیشتر اقلیم و معماری را درساخت و ساز های جدید این شهرفراهم آورد.
-3روش تحقیق:
در این پژوهش ابتدا برای ارزیابی وضعیت گرمایی شهر کرمان و تشخیص مسائل معماری آن،آمار مربوط به فاکتورهای اقلیمی: متوسط حداقل وحداکثر دما، متوسط حداقل و حداکثر رطوبت نسبی و … از ایستگاه سینوپتیک کرمان در یک دوره آماری 10 ساله (1380-1390)جمع آوری شد .سپس با استفاده از شاخص مرسوم در بیوکلیمای ساختمان ،شاخص ماهانی شرایط بهینه ساختمانهای کرمان مورد ارزیابی قرار گرفت وحدود آسایش در روز و شب هر ماه با توجه به متوسط سالانه دمای هوا و گروه رطوبتی آن ماه به دست آمد.همچنین وضعیت حرارتی هوا در روزها و شبهای هر یک از ماههای سال با مقایسه متوسط حداکثر ماهانه با حدود آسایش در روز و متوسط حداقل ماهانه با حدود آسایش در شب تعیین گردید.سپس با توجه به وضعیت حرارتی هوا در هرماه و اطلاعات ثبت شده، شاخصهایی برای کل سال، ارائه و پیشنهادهای معماری بر پایه شرایط اقلیمی منطقه داده شد.
در نهایت پس از تعیین وضعیت زیست اقلیم شهر کرمان به منظور تطبیق مساکن موجود در بافت قدیم با این شرایط زیست اقلیمی ،یکی از محلات قدیمی کرمان(محله خواجه خضر) به عنوان نمونه موردی انتخاب شده و پس از برداشت های میدانی در این بافت و شناسایی معماری حاکم بر آن ،خصوصیات بناهای این بافت سنتی با توجه به سازگاری اقلیمی مساکن این بافت تاریخی با شرایط آب و هوایی پیرامون مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت.
2
-4بررسی اقلیمی شهر کرمان:
شهر کرمان به عنوان مرکز استان کرمان در عرض جغرافیایی 30 درجه و 15 دقیقه و طول جغرافیایی 56 درجه و 58 دقیقه در دشتی به ارتفاع متوسط 2500 تا 2400 متر قرار گرفته است[5]و دارای آب و هوای خشک می باشد. مهمترین شرایط اقلیمی این شهر را خشکی هوا و کمی رطوبت، اختلاف زیاد دمای شب و روز ، تابش شدید آفتاب و تبخیر زیاد، گرمای تابستان و سرمای زمستان ، حرکت شنهای روان و غیره ... تشکیل می دهد.
-1-3مشخصات آب و هوایی :
بر اساس اطلاعات ایستگاه سینوپتیک کرمان در سالهای 1380 تا 1390 همانطور که در نمودارهای زیر دیده می شود؛ به بررسی مشخصات آب و هوایی شامل دمای هوا، رطوبت نسبی هوا، جریانهای باد، بارندگی، ساعات آفتابی،می پردازیم.
1-1-3دمای هوا:
نمودار شماره-1 مقایسه متوسط دمای ماهانه، متوسط حداقل و متوسط حداکثر ایستگاه کرمان، ماخذ نگارندگان
متوسط حداقل مطلق دما در زمستان گاه به کمتر از-3/0 درجه رسیده است این در حالی است که متوسط حداکثر مطلق دما درتابستان تا حدود 37 درجه بالا رفته است .نوسان دما در یک ماه(اختلاف بین حداقل و حداکثر دما )غالبا بیش از 15 بوده و حتی به21 نیز می رسد. ماه تیر با دمای متوسط حدود 28/2 درجه سانتیگراد گرم ترین ماه سال و دی ماه با متوسط دمای 4/9 درجه سانتی گراد سردترین ماه در شهر کرمان می باشد همچنین معدل سالیانه دما16/8 و نوسان سالیانه حدود 40 درجه است.
-2-1-3رطوبت نسبی هوا :
نمودار شماره -2 مقایسه متوسط ، حداقل و حداکثر رطوبت نسبی ماهیانه ایستگاه کرمان، ماخذ نگارندگان
همان طورکه از نمودار رطوبت نسبی ایستگاه کرمان بر حسب درصد استناد می شود. همراه با کاهش دما در فصل زمستان مقدار میانگین رطوبت نسبی افزایش یافته و حداکثر رطوبت نسبی که در مواقع حداقل دما رخ می دهد به فصل زمستان تعلق داردو به حداکثر مقدار خود در بهمن ماه 97/9 درصد می رسد. به همین ترتیب فصل تابستان که در آن دمای ایستگاه بالا می باشد شاهد حداقل رطوبت نسبی هم در مقدار میانگین آن و هم حداکثر رطوبت نسبی می باشیم، به گونه ای که متوسط حداقل رطوبت نسبی درتیر ماه 4/2 درصد می باشد .
3
-3-1-3بارندگی :
نمودار شماره -3 آماربارندگی در ایستگاه سینوپتیک کرمان، ماخذ نگارندگان
بر اساس نمودارمشخص می شود رژیم بارندگی ایستگاه و مناطق اطراف آن زمستانه است واکثر بارندگی منطقه در فصل زمستان به خصوص بهمن ماه ( به طور متوسط در حدود 22/8 میلی متر) رخ می دهد. در فصل پاییز که دومین فصل بارندگی های منطقه می باشد، بیشترین بارش در ماه آذر وجود دارد. در فصل بهار که سومین فصل بارندگی ایستگاه محسوب می گردد، ماه فروردین بالاترین مقدار نزولات جوی( 21/4 میلی متر) را در این فصل به خود اختصاص داده است. در فصل تابستان مقدار بارندگی اندک و ناچیز و بیشتر ناشی از اثرات بارندگی های موسمی تابستان جنوب شرق ایران می باشد.
-4-1-3تعداد روزهای یخبندان:
نمودار شماره -4 آمارروزهای یخبندان در ایستگاه سینوپتیک کرمان، ماخذ نگارندگان
بر پایه اطلاعات این نمودار ملاحظه می گردد ، تعداد روزهای یخبندان 72 روزدر سال می باشد. بیشترین تعداد روزهای یخبندان را در فصل زمستان داریم به طوری که بیش از 47 روز در این فصل یخبندان مشاهده گردیده است و ماه دی با 22روز یخبندان با بیشترین روزهای یخبندان در کل سال در مرتبه اول قرار دارد.. بعد از فصل زمستان، روزهای یخبندان در فصل پاییز با 24روز در مرتبه بعدی قرار می گیرد. کم ترین روزهای یخبندان با متوسط یک روز در ماه به ماه فروردین در فصل بهار تعلق دارد.
-5-1-3جریان های باد:
بر اساس گل بادهای ماهانه در ماه های خرداد تا شهریور ،باد غالب از شمال شرق تا شمال می ورزد در ماه مهر وزش باد از جهات مختلف بوده و فراوانی کمتری را نشان می دهد از آبان ماه بادهایی که جهت جنوب غرب تا غربی دارند با فراوانی کم شروع می شوند و فراوانی و سرعت آن ها به تدریج تا اردیبهشت ماه افزایش می یابد. در اردیبهشت بادهایی که از جهات شمال شرق،شمال و شمال غربی می وزند دارای فراوانی بالاتری می باشند ولی در مقایسه با بادهای غربی و جنوب غربی از سرعت کمتری برخوردارند. [6]
4
-6-1-3ساعات آفتابی:
نمودار شماره -5 جمع ساعات آفتابی ماهیانه ایستگاه سینوپتیک کرمان، ماخذ نگارندگان
در ایستگاه سینوپتیک کرمان به طور متوسط سالیانه درحدود 3382 ساعت آفتابی داریم که حداکثر ساعات آفتابی با 352/8 ساعت در ماه مرداد و حداقل آن با 204/3ساعت در ماه دی به وقوع می پیوندد.
-2-3 تحلیل اطلاعات اقلیمی با شاخص آسایش ماهانی:
وضعیت حرارتی هوای داخل ساختمان، صرف نظر از عملکرد عناصر حرارت زای داخلی یا سیستمهای حرارتی، تابع شرایط اقلیمی است .میزان تأثیر شرایط اقلیمی در وضعیت حرارتی هوای داخل ساختمان، به نوع و مقیاس ساختمان و خصوصیات ساختمانی جدارهای خارجی آن بستگی دارد.[1]در این بخش از پژوهش به منظور بررسی شرایط آسایش انسان در داخل ساختمان وتأثیر شرایط اقلیمی در تعیین خصوصیات کالبدی ساختمان از معیار ماهانی استفاده میشود. که در آن ابتدا میانگین ماهیانه دما (حداکثر - حداقل) و نوسانات ماهیانه آن را مشخص نموده و سپس مشخصات رطوبتی، باد غالب و مقایسه دمای حداکثر و حداقل ماهیانه با محدودههای راحتی در شب و روز و نهایتاً شاخصهای ماهیانه باتوجه به وضعیت رطوبت و دما در جداول درج می گردد که در ذیل به بررسی نتایج حاصل از این شاخص برای کرمان پرداخته می شود:
دمای هوا در روزهای 4 ماه از سال( آذر، دی، بهمن و اسفند) سرد،4 ماه از سال (فروردین،اردیبهشت،مهر و آبان) مناسب و4 ماه از سال (خرداد، تیر ، مرداد و شهریور )از شرایط گرم برخوردارند.همچنین وضعیت حرارتی هوا در شبهای3ماه از سال(خرداد،تیر ومرداد) مناسب و در بقیه ماههای سال از وضعیت سردی برخوردار است .
جدول. 2 شاخص های گرمایی معیار ماهانی
5
بعد از مشخص شدن وضعیت حرارتی ایستگاه و مشخص شدن راحتی یا عدم راحتی ماههای مختلف از لحاظ درجه حرارت، وضعیت خشک و یا مرطوب بودن هر ماه مشخص ونتایج آن در جدول4 ثبت گردید بر طبق این جدول شاخص A1 برای تمام ماههای سال انتخاب شد .این شاخص نمودار وضعیتی است که در آن اختلاف دمای شب وروز (نوسان دمای شبانه روزی بیش از 10 درجه ) ایجاد ناراحتی حرارتی می کند.برای 3 ماه از سال شاخص A2 انتخاب میشود .این شاخص بیانگر وضعیتی است که در آن در شب های معتدل نیز هوای داخل ساختمان گرم و ناراحت کننده می باشد این اشکال هنگامی ایجاد می شود که روزها گرم،رطوبت نسبی هوا کم و دامنه نوسان شبانه روزی نیز از بیش از 10 درجه باشدهمچنین ظرفیت گرمایی اجزای ساختمانی بسیار زیاد باشد.برای 4 ماه از سال شاخص A3 انتخاب شد که نشانگر مواقعی است که دمای روز از حداقل دمای منطقه ی آسایش در شاخص ماهانی کمتر است و در نتیجه سرمای زیاد ایجاد ناراحتی حرارتی می کند. [7 ]
یاد آوری این نکته حائز اهمیت است که محدوده های داده شده مطلق نمی باشند چرا که آسایش با فرهنگ ،زمان ،سلامتی ،میزان چربی که یک شخص در بدن خود دارد ،میزان پوشاک آن و مهم تر از همه ،فعالیت فیزیکی او تغییر می کند[8 ]
