بخشی از مقاله
چکیده
یکی از مهمترین عوامل مؤثر در طراحی ساختمانها، اقلیم میباشد. در معماری سنتی ایران، همگونی ساختمان با عوامل اقلیمی از طریق طراحی بهینه و انتخاب مصالح مناسب صورت گرفته است به گونهای که علاوه بر توجه به مسائل زیبایی شناختی، آسایش فضای داخلی بدون استفاده از سیستمهای انرژیبر فراهم گردد. با رشد صنعت و دستیابی به انرژیهای فسیلی، توجه به مسائل اقلیمی در طراحی ساختمان کاهش یافت . این موضوع، موجب افزایش مصرف سوخت و انرژی برای گرمایش و سرمایش ساختمانها گردید. لذا اهمیت مسئله طراحی با کمترین استفاده از سیستمهای مکانیکی آشکار است. در این میان نمای ساختمان به عنوان واسط بین فضای بیرون و درون، نقش اساسی را در کنترل شرایط محیطی و تأمین آسایش دارد . این مقاله که از روش توصیفی از نوع همبستگی بر اساس فرضیهی "ویژگی مصالح بکار رفته در نمای ساختمان، بر عملکرد آن در برابر عوامل اقلیمی تأثیر گذار است" و با استفاده از روش گیونی1 در انتخاب مصالح در مناطق مختلف شکل گرفته است، به بررسی تأثیر عوامل خرد اقلیم بر آسایش محیطی و حرارتی در نمای ساختمانهای شهر تهران میپردازد تا از این طریق بتوانند به نوعی معماری همساز با اقلیم دست یابد. در انتها پس از بررسی مواردی از قبیل نقش مقاومت و ظرفیت حرارتی مصالح و مقایسهی آنها با شرایط آسایش انسان به ارائه راهکارهایی جهت ایجاد آسایش از طریق معرفی مصالح متناسب و سازگار با اقلیم شهر تهران برای نمای ساختمانها و در نتیجه کاهش مصرف انرژی و بهینه سازی مصرف آن بپردازد.
واژه های کلیدی: اقلیم، شرایط آسایش، مصالح،شهر تهران ، کاهش مصرف انرژی و بهینه سازی
-1 مقدمه
در کشور ایران با وجود مناطق مختلف اقلیمی و شرایط متغیر آب و هوایی، طراحی معماری بر مبنای اقلیم راهحل مناسبی جهت فراهم نمودن شرایط آسایش انسان میباشد. در معماری سنتی ایران، این تطابق به خوبی دیده میشود. ابنیه سازان سنتی با استفاده از وسایل و مصالح محلی با عوامل نامناسب و فرسایشی طبیعت مقابله کردهاند و جهت فراهم نمودن شرایط آسایش در داخل ساختمانها، استفاده بهینه از عوامل اقلیمی همیشه مسئله اساسی و مهم در طراحی سنتی بوده است. با پیشرفت دنیای مدرن و حضور پررنگ تأسیسات مکانیکی در زندگی امروزی، توجه به عوامل اقلیمی در طراحی ساختمانها کمرنگ شده است. در حالی که با توجه به شرایط اقلیمی و شناخت مصالح میتوان در کاهش مصرف انرژی مفید واقع شد.
شناخت مصالح تنها به نحوه تولید و خصوصیات فنی آنها خلاصه نمیشود. برای انتخاب صحیح مصالح نیاز به در نظر داشتن نکات مهم دیگری نیز میباشد. مطابقت مصالح با شرایط اقلیمی تأثیر به سزایی در طراحی دارد و موجب دوام و پایداری ساختمان از نظر مصرف انرژی میشود که نیازمند شناخت اقلیم منطقه، شناخت مصالح کاربردی و تطبیق آنها با پارامترهای اقلیمی میباشد.
-2 تقسیمات اقلیمی کشور
آنچه در بررسی معماری بومی ایران مشهود است تعیین تیپولوژی معماری کشور و حداکثر استفاده از ویژگیهای اقلیمی برای به حداقل رساندن میزان استفاده از سیستمهای مکانیکی در کنترل فضاهای داخلی ساختمان میباشد.
با توجه به شکل گیری و ترکیب معماری بومی مناطق مختلف ایران در می یابیم که ویژگی های متفاوت هریک از این اقلیمها تأثیر فراوانی در شکلگیری شهرها و ترکیب معماری بناها در این مناطق داشتهاند. بنابراین تعیین دقیق حوزههای اقلیمی در سطح کشور و دستیابی به مشخصات اقلیمی مناطق مختلف در ارائه طرح مناسب و هماهنگ با اقلیم منطقه اهمیت فراوانی دارد.
در مورد وضعیت آب و هوایی ایران، تحقیقات بسیاری صورت گرفته است که در این میان اصولی که کوپن2 برای تقسیمات اقلیمی ارائه کرده، قابل استناد است. بر اساس این دسته بندی تهران در منطقه گرم و خشک قاره ای قرار دارد. به دلیل کم بودن عرض جغرافیایی و خشک بودن عمومی هوای ایران (به استثنای مناطق ساحلی) نوسان روزانه و سالانه درجه حرارت هوا در بیشتر مناطق کشور بسیار زیاد است. در نتیجه یک شهر یا منطقه ممکن است در فصول مختلف سال دارای اقلیمهای متفاوتی باشد. از این رو دستهای دیگر از تقسیمات اقلیمی مطرح میشود. این دسته بندی با استفاده از جدول زیست-اقلیمی اولگی3 (که شرایط آسایش فیزیکی انسان را با توجه به شرایط اقلیمی پیرامون بیان میکند) کشور را به پنج اقلیم تابستانی و شش اقلیم زمستانی تقسیم میکند. از این روش نیز می توان به اقلیم چهار گانه کوپن رسید، در حالی که این روش حاوی اطلاعات بیشتر و قابل استفاده تری است. بر طبق نقشه های ارائه شده توسط ریاضی در کتاب اقلیم و ساختمان، تهران در اقلیم سرد زمستانی و گرم و خشک تابستانی قرار دارد.[2] این قرارگیری سبب طراحی ساختمان در هر دو فصل گرم و سرد جهت کاهش مصرف سوخت و طراحی بهینه می شود.
-3 اقلیم و انسان
ایجاد تعادل حرارتی بین بدن و محیط اطراف، از جمله نیازهای اولیه برای تأمین سلامتی و آسایش انسان است. برای برقراری این تعادل، علی رغم تغییرات زیاد درجه حرارت هوای اطراف، دمای پوست باید ثابت بماند یا فقط به میزان بسیار کمی تغییر کند. طبق استاندارد آسایش تطبیقی، بدن انسان قابلیت تطبیق با محیط خود را داراست. در نتیجه در ماههایمختلف سال، بدن انسان در دماهای مختلفی احساس آسایش میکند. از نظر فیزیولوژیک، شرایط آسایش حرارتی محدوده ای است از دما و رطوبت که در آن مکانیسم تنظیم حرارتی بدن در حداقل فعالیت خود باشد. عقیده بسیاری از محققین بر آن است که »خنثی بودن حرارتی« تعبیر دقیق تری از آسایش حرارتی است.
در منطقه آسایش، تغییرات رطوبت هوا بیشتر از تغییرات دمای آن برای انسان قابل تحمل است. به همین دلیل، در این تحقیق بررسیهای صورت گرفته بر مبنای تغییر درجه حرارت میباشد.
تعیین محدوده آسایش حرارتی بر محاسبات حرارتی ساختمان، اندازه دستگاههای حرارتی و برودتی، ضخامت عایق و جنس پوسته خارجی ساختمان تأثیر مستقیم دارد. بنابراین لازم است که برای هر منطقه اقلیمی محدوده آسایش حرارتی به طور دقیق مشخص گردد.
طبق استاندارد آسایش تطبیقی که ابتدا توسط هامفری4 و نیکول 5 ارائه گردید، رابطه ای برای محاسبه دمای آسایش مردم تهران توسط حیدری معرفی شده است. دمای آسایش مردم تهران در ماههای مختلف در تصویر زیر نشان داده شده است که بر اساس میانگین دمای ماهانه و با استفاده از معدل پنج ساله (2005-2009) دمای هوا در ایستگاه سینوپتیک ژئوفیزیک محاسبه شده است.
