بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش به تحلیل انرژی استفاده از سایه اندازی جدارهها در دو نوع از خانههای یزد که طرح آنها حاکی از هوشمندی معماران ایرانی است با نام خانهی اولیا و خانهی زرگر پرداخته میشود. ابتدا طرح تیپ ساختمانهای سنتی در شهر یزد مورد مطالعه قرار گرفته است. سپس بر اساس مشخصات تیپ معماری شهر یزد، مدل سازی طرح معماری خانهها انجام شده است.
در ادامه بر مبنای پارامترهای اقلیمی، تحلیل انرژی ساختمان به کمک نرم افزار Energy Plus صورت گرفته است و در نهایت سایهی جدارههای اصلی مشتمل بر دیوارها و پنجرهها ، کف تالار و ایوان و حیاط و تاثیر آن بر دمای جدار های افقی و عمودی اصلی برای دو حیاط خانه بررسی شده است و درستی طرح این خانهها بر مبنای صرفه جویی انرژی در اقلیم یزد نتیجه گیری شده است.
مقدمه
از جمله نمونههای معماری با رویکرد اقلیمی را می توان در بناهای قدیمی مناطق گرمسیر مشاهده کرد به عنوان مثال در شهر یزد نوسان درجه حرارت در منطقه بسیار زیاد است، همچنین تابش آفتاب و حرارت آن در تابستان به ایجاد محیطی گرم و سوزان دامن می زند. در معماری بناهای این اقلیم دیوارهای خشتی و آجری با ضخامت نسبتا زیاد ساخته میشوند مانند خازن حرارتی، نوسان درجه حرارت را در طی شبانه روز کاهش می دهند.
درجه حرارت بالا در روز و پائین در شب، تابستانهای خیلی گرم و زمستانهای سرد همه باعث یافتن راه حلی برای طراحی سایه انداز مناسب در تابستان و ایجاد فضا های گرم و مناسب در زمستان میشود. این ویژگی نقش عمده ای در ترکیب فشرده و بسته خانههای یزد دارد. دیوارها و بام های ضخیم از نفوذ گرمای تابشی به داخل جلوگیری میکند و طرح حیاط مرکزی و فرورفتگیهای سطح نما خود سبب سایه اندازی می شود.
در مقاله حاضر به تحلیل انرژی سایه اندازی جدارهها در دو خانهی یزد با نامهای خانهی اولیا و خانهی زرگر پرداخته شده است. این تحلیل به کمک شبیه سازی دو بخش اصلی هر یک از خانهها در نرم افزار Open Studio1-0-10 و محاسبهی دمای سطوح این دو بخش در نرم افزار Energy Plus 8 صورت گرفته است. دلیل انتخاب خانه زرگر و اولیا مطالعهی پیشینی است که در ارتباط با این دو خانه صورت گرفته بود که در رابطه با گذر قنات و تاثیر آب بر معماری آنها میباشد. از آن تحقیق نتیجه میشود که معماری این دو خانه با طرح قبلی شکل گرفته است. سوال اصلی این است که آیا حجم معماری آنها با توجه به اقلیم و کمک به آسایش دمایی شکل گرفته است ؟
شهر یزد
شهر یزد در موقعیتی به مختصات طول جغرافیایی شرقی 54,4 درجه وعرض جغرافیایی شمالی 31,9 درجه و ارتفاع 1237 متر از سطح دریا واقع شده است. آب و هوای منطقه جزء محدوده گرم و خشک محسوب میشود. از نظر پهنه بندی اقلیمی شهر یزد دارای زمستانهای سرد و تابستانهای گرم و خشک میباشد.
فرم بناها در یزد
بناها در یزد کاملا محصور و درون گرا بوده و کلیه بناها بجز حمامها دارای حیاط مرکزی هستند. با قرار دادن بازشوها رو به فضای نسبتا مرطوب و معتدل حیاط و مسدود نمودن جداره خارجی ساختمان، ارتباط فضای زیست داخل با فضای نامساعد بیرون قطع شده و یک خرد اقلیم برای آسایش انسان در اقلیم گرم و خشک منطقه بوجود میآید.
در شهر یزد بویژه محله دارالشفا بخش اصلی خانهها رو به شمال شرق واقع شده اند.[2] جهت شمال شرقی بخش اصلی خانه یعنی بخش تابستان نشین باعث میشود که این قسمت عمدتا در سایه قرار گیرد روبه روی این بخش قسمت زمستان نشین ساخته شده که از آفتاب مطبوع زمستان بهره میگیرد. ایوانها عموما پشت به قبله یعنی تقریبا پشت به جنوب است و قسمت تابستان نشین خانهها پشت به آفتاب بعدازظهر تابستان و در ساهی واقع شده و اصطلاحاً نسار نام دارد.
قسمت دیگر که روبه قبله است از آفتاب زمستان که برای این ناحیه مطبوع است بهره میگیرد. حیاط به خاطر تنگی و بلندی دیوار اطاق های چهارطرف گود است و در ساعات گرم روزهای تابستان سایه میگیرد و از طرفی شبها که هوا خنک است هوای سرد در پائین حیاط گود می نشیند و تا ساعاتی از روز که هنوز آفتاب کاملا بالا نیامده هوای حیاط خنک است
حیاط و عناصر داخل آن به دو صورت ساخته شده است:
-1 حیاطهای مسطح که معمولاً مستطیل شکل است و دارای دو محور عمود برهم است که به موازات آن چهار باغچه است که در خانهی زرگر استفاده شده است.
-2 حیاط با گودال باغچه که در خانهی اولیا بکاربرده شده است.
ویژگیهای اقلیمی خانههای حیاط مرکزی زرگر و اولیا
بطور کلی تطبیق شیوه زندگی با شرایط اقلیمی از خصوصیات بسیار مهم نواحی اقلیم گرم و خشک از جمله شهر یزد است.به عنوان مثال خانههای زرگر و اولیا خانههای درون گرای موسوم به چهارفصل هستند که در آنها عملکرد فضاها تحت تاثیر اقلیم منطقه و مصالح کاربردی آن بارز است.در این دوخانه از حیاط مرکزی استفاده شده است البته با این تفاوت که حیاط مرکزی خانه ی اولیا در واقع از نوع گودال باغچه است.
ابعاد حیاط مرکزی هرچه کوچکتر باشد سایه ایجاد شده بیشتر و تبادل حرارتی کمتر میشود اما بجز ابعاد , ارتفاع جدارههای احاطه کننده حیاط نیز حائز اهمیت است. همان طور که در شکل 1 دیده میشود دامنه دمای هوا در حیاط مرکزی یزد از 16,5 درجه سانتی گراد تا 35,6 درجه سانتی گراد متغیر است که متوسط آن 28,4 درجه است.
در این مقاله این بازهی تغییر دمایی در دو خانهی اولیا و زرگر از دمای حیاط ،دمای ایوان تا دمای اتاق در سطح کف و دیوار نمایش داده شده است.
شکل:1 نمایش تغییر دمایی در خانههای سنتی یزد - از دمای محیط تا دمای قابل قبول برای اتاق -
مدلسازی خانه های زرگر و اولیا
بمنظور بررسی میزان سایه اندازی جدارهها برروی حیاط و بر روی همدیگر احجام دو ساختمان زرگر و اولیا ابتدا در نرم افزار Open Studio شبیه سازی شده است. سپس میزان سایه اندازی و نفوذ تابش خورشید در حیاط و در عمق فضاها در دو روز بحرانی از سال یعنی انقلاب تابستانی 1 - تیر - و انقلاب زمستانی - 1 دی - و در ساعات متفاوت از روز که شدت تابش و جهت تابش و زاویه ارتفاع خورشید متفاوت است بررسی شده است. هم چنین برای مشخص شدن بازهی تغییر دمایی در طی روز و در فضا های مختلف بنا از جمله حیاط-ایوان-تالار، دمای سطوح افقی و عمودی جدارهها توسط نرم افزار Energy Plus محاسبه و در نهایت مقایسه شده اند.
جدول:1 نمایش زاویه سمت و ارتفاع خورشید در ساعات خورشیدی مهم دو روز اول تیر و اول دی ماه
