بخشی از مقاله
سیر تحول بادگیر به عنوان یکی از مظاهر معماري پایدار
چکیده
ایرانیان از دیرباز براي مساعد کردن شرایط زیست خود و مقابله با شرایط نامساعد اقلیمی، با حداکثر استفاده از امکانات طبیعی، از تمهیدات خاصی بهره گرفته اند. امروزه نیز با به کارگیري شیوه هاي نوین، همواره می توان در جهت دستیابی به اهداف معماري پایدار گامی مؤثر پیمود. یکی از این تمهیدات که در معماري سنتی ایران نقش به سزایی داشته است، عنصر بادگیر می باشد که به عنوان یک سیستم سرمایش ایستا شناخته شده است. بادگیرها در تعدیل دما و رسانیدن آن به دماي در حد آسایش نقش مؤثري داشته اند و تهویه مطبوع را با هدایت جریان باد و بهره گیري از انرژي پاك و تجدیدپذیر طبیعت فراهم می آوردند. در این مقاله سعی شده است تا با بررسی سیر تحول بادگیرها از گذشته تا امروز، به این مهم دست یافت که استفاده از نیروهاي تجدیدپذیر طبیعی همچون باد، در جهت تأمین نیاز آسایش بشري همواره بسیار مؤثر بوده است؛ چرا که علاوه بر صرفه جویی در مصرف سوخت هاي فسیلی که رو به اتمام است، از تخریب محیط زیست نیز جلوگیري می شود و اینگونه است که به اهداف معماري پایدار نزدیک تر خواهیم شد. راهکاري که گذشتگان ما به خوبی آن را درك کرده بودند و امروزه نیز با الگوگیري از همان نوع معماري و البته با کمک تکنولوژي هاي جدید می توان آن را دوباره احیا کرد.
واژه هاي کلیدي: بادگیر، نیروهاي تجدیدپذیر، معماري پایدار.
-1 مقدمه
کره زمین در نتیجه فعالیت هاي بی پرواي انسان ها، آسیب هاي فراوانی دیده است. با توجه به اینکه معماري از جمله شاخص ترین فعالیت هاي اقتصادي محسوب می گردد، لذا توجه به بحث پایداري در معماري با توجه به مساله انرژي در جامعه و هزینه هاي ساخت و ساز از اهمیت ویژه اي برخوردار است.
منابع طبیعی، همانند سرمایه هایی هستند که بدون آنها چرخه طبیعت از حرکت باز خواهد ایستاد؛ و ما براي بقاي آسایش به این منابع نیازمندیم. ایجاد انطباق میان این منابع و رفاه اقتصادي و آسایش کالبدي، هدف والاي زندگی در جهان می باشد.
معماري سنتی ایران نشان دهنده توجه خاص ایرانیان در استفاده صحیح و موثر از انرژي هاي تجدید پذیر در زمان هاي قدیم می باشد، که براي انجام این کار از روش هاي بسیار ساده ولی مؤثر استفاده می کردند که در هر اقلیمی بر اساس شرایط آب و هوایی و فرهنگی و ... این روش ها متفاوت بوده است. دراین زمینه می توان به ساختمان هاي سنتی ایران اشاره داشت که بر اساس منابع طبیعی انرژي شکل گرفته اند و حداکثر نور آفتاب را در زمستان و حداکثر سایه را در تابستان جهت تأمین تهویه طبیعی و ایجاد آسایش براي ساکنین، فراهم می آورند. بادگیر یکی از بهترین نمونه ها در این زمینه می باشد که در ادامه به بررسی ساختار و عملکرد این عنصر پایدار که جایگاه خود را در معماري سنتی ایران و همچنین معماري امروز دنیا تثبیت کرده است، می پردازیم.
روش کسب اطلاعات در این مقاله بر مبناي مطالعات کتابخانه اي، استفاده از مقالات و نشریات معتبر داخلی و خارجی، بررسی نمونه هاي موجود و جستجوي اینترنتی می باشد.
-2 بادگیر و سیر تحول آن
بادگیر از مظاهر و سمبل هاي تمدن ایرانی به حساب می آید؛ که اگر چه قیقاد ً معلوم نیست لینِاو آنها در کدام شهر ایران ساخته شده، ولی به طور یقین می توان گفت که اولین بادگیرها در تاریخ جهان، در منطقه یزد خودنمایی کرده اند و بعدها در بناهاي باستانی کشورهاي خاور نزدیک و کشورهاي عربی مانند
عراق، کویت و کشورهاي حوزه خلیج فارس از آنها استفاده شده است. [1]
بادگیرها که در گذشته به عنوان سیستم تنفسی شهر محسوب می شدند، جریان طبیعی هوا را به داخل ساختمان هدایت می کردند و با توجه به اینکه بادگیر،معمولاً در ضلع جنوبی حیاط، یعنی در قسمت تابستان نشین خانه ساخته می شدنوعاً، به تالار و حوض خانه، کلاه فرنگی و زیر زمین مرتبط می شد. معمولاً آنها را از خشت خام، آجر، گل، گچ و چوب شورونه می ساختند و چهار بخش عمده آنها شامل بدنه، قفسه، تیغه ها و سقف می شد. بادگیر خانه ها همچنین
نمایانگرتشخّص و منزلت اجتماعی صاحبان آنها بود، که این موضوع از طریق ارتفاع و نوع تزئینات بادگیر مشخص می شد. [17]
بادگیرها، علاوه بر خانه ها، بر روي محراب مساجدي چون مسجد ریگ و ملا اسماعیل و همچنین بر روي آب انبارهایی چون عصرآباد و حسین آباد (که به دلیل داشتن هفت بادگیر در کشور منحصر به فرد هستند) نیز مورد استفاده قرار می گرفتند. [17]
بادگیر سنتی با وجود همه ي فوایدش، داراي مشکلاتی نیز میباشد که می توان به گرد و غبار ورودي، ورود جانوران و میسر نبودن کنترل میزان رطوبت، برودت و هواي ورودي اشاره کرد. در طراحی هاي جدید، دو نمونه بادگیر توانسته اند تا حدودي معایب بادگیرهاي سنتی را مرتفع کنند، که عبارتند از بادگیر با ستون خیس شونده و بادگیر با سطوح خیس شونده. [2]
در بادگیر با ستون خیس شونده، دهانه ي ورودي هوا تغییراتی داشته و سطوحی از سفال یا پرده ضخیم در ستون بادگیر اضافه شده است. خیس کردن این سطوح میتواند امکان سرمایش تبخیري هوا را فراهم کرده و هوا را در شرایط مطبوعی وارد ساختمان کند. [2]
در بادگیرهاي با سطوح خیس شونده پوشالهایی در دهانه ورودي بادگیر، جاسازي میکنند که توسط یک پمپ آب مرطوب میشود. هوا در حین عبور از لابه لاي این پوشال ها به صورت تبخیري، خنک شده و دماي آن به میزان قابل ملاحظه اي کاهش مییابد. در نهایت آب اضافی به حوضچه هاي زیرین میریزد و دوباره مورد استفاده قرار میگیرد و حوضچه هاي زیر بادگیر نیز از پایین به یکدیگر راه دارند. [2]
-3 نحوه عملکرد و نکاتی چند در طراحی بادگیرها
مرحوم پیرنیا درکتاب آشنایی با معماري اسلامی ایران طرز کار بادگیر را بدین گونه توضیح می دهد:
"طرز کار بادگیراصولاً بر این پایه نهاده شده است که از وزش باد براي کشاندن هواي خوش به درون ساختمان و از عکس العمل نیروي آن یعنی مکش براي راندن هواي گرم و آلوده استفاده می شود. شاید این توضیح لازم نباشد که چون باد به مانع یا دیواره پره هاي درونی بادگیر برخورد کند، ناچار به فرود آمدن می شود، ولی دانستن این نکته لازم است که شکاف هاي دیگر بادگیر که پشت به جهت وزش باد هستند، هواي آلوده وگرم داخل را به به بیرون هدایت می کنند و کار هواکش و دستگاه مکنده را انجام می دهند." [3]
-1-3 عملکرد بادگیر بر اساس اصل کشش دهانه هاي رو به باد و مکش دهانه هاي پشت به باد
این نوع عملکرد بادگیر در حقیقت با توجه به این اصل صورت می گیرد که هنگامی که باد به بدنه اي برخورد می کند، با توجه به تراکم بیشتر هوا در وجهی که مقابل باد قرار دارد، در این وجه فشار مثبت ایجاد شده و در وجه دیگر فشار منفی خواهیم داشت. بنابراین در صورت ایجاد بازشو در طرفین حرکت باد از فشار مثبت به فشار منفی را شاهد خواهیم بود. در بادگیرها نیز با توجه به همین اصل، دهانه رو به باد، هوا را به درون خود می کشد و به داخل ایوان می برد و هواي داخل ایوان با توجه به فشار منفی ایجاد شده در دهانه پشت به باد، به بیرون کشیده می شود. در برخی از مواقع با عبور دادن باد بادگیر از روي آب و سردخانه ها و با توجه به تبخیر سطحی، رطوبت لازم را نیز تامین می نمایند. در مناطقی مانند مصر و هندوستان این عمل با قرار دادن کوزه پر از آب در مقابل مسیر باد صورت می گیرد. [5]
-2-3 عملکرد بادگیر بر اساس اختلاف دما
اما به نظر می رسد آنچه که کمتر مورد توجه اهل فن در این زمینه می باشد کارکردن بادگیر بر اساس اختلاف دما است. در حقیقت هنگامی که وزش بادي به صورت محسوس وجود ندارد، بادگیر بر اساس همین اصل عمل می کند. در روز با توجه به آفتاب خور بودن وجه جنوبی بادگیر، هواي موجود در وجه جنوبی بادگیر گرم می شود و به بالا می رود. این هوا به وسیله هواي داخل ایوان که به بالا کشیده می شود، جبران می گردد و در حقیقت نوعی خلأ نسبی داخل ایوان ایجاد می گردد که هواي خنک داخل حیاط را به درون خود می کشد. به همین ترتیب هواي موجود در دهانه ي شمالی نیز به پایین کشیده می شود. در شب، هواي بیرون سرد می شود و به سمت پایین حرکت می نماید. این هوا در اثر حرارت ذخیره شده در دیواره ها گرم شده و به بالا می رود و این چرخه تا هنگامی که دماي دیوارها و هواي بیرون یکی شود ادامه می یابد. ولی به طور معمول پیش از رسیدن به این وضعیت
شب تمام شده و دوباره بادگیر به نحوي که در ابتدا توضیح داده شد، عمل می کند. به طور کلی در اکثر مواقع بادگیرها در حالتی بین حالاتی که توضیح داده شد عمل می کنند. یعنی هم بر اساس مکش و کشش و هم بر اثر تفاوت دمایی. [5]
-4 گونه شناسی بادگیرها
استفاده از بادگیرها به عنوان یکی از عناصر شاخص هدایت مناسب جریان باد، به صور گوناگون مورد استفاده معماران کاردان ایرانی بوده است. شکی نیست که مسائل مطرح درباره ي بادگیرها بسیار گسترده تر از آن است که بتوانیم در یک نوشته به همه ي انواع آن و نحوه عملکرد آنها اشاره کنیم. در زیر به مسائل اساسی مطرح درباره بادگیرها می پردازیم.
-1-4 جهت بادگیرها
براي آنکه بتوانیم به این پرسش پاسخی مناسب بدهیم باید اشاره اي به مفهوم رون شهري بنماییم. رون شهري در حقیقت به راستاي قرار گیري خانه ها در یک شهر گفته می شود. به عنوان مثال رون شهري در تهران به صورت شمالی- جنوبی و در اصفهان در جهت قبله (راسته) می باشد. رون شهري با توجه به جهت مسیل هاي آب و جهت باد هاي مناسب در منطقه تعیین می شده است. در حقیقت راستاي جهت گیري اکثر بادگیرها بر راستاي رون شهري و رو به بادهاي مناسب می باشد. [3]
-2-4 ارتفاع مناسب بادگیرها
ایرج افشار در کتاب یزد نامه، صفحه 343 مساله را بدین گونه مطرح می نماید: "همانطور که استادان آشنا به فن احداث قنات می دانند کدام زمین را براي کندن مادر چاه قنات برگزینند، استادان سازنده بادگیر هم به وسیله ي بالا رفتن از نردبان هاي دو طرفه بلند و به کار بردن لاله ي گوش خود، جهت احساس و آزمایش چگونگی وزش باد و نسیم ها در بالاي محل مورد نظرشان، بلندي لازم را جهت انجام منظور در می یابند و بادگیر را به گونه اي می سازند که دهانه هاي بالاي آن در همان جایگاه و همان بلندي احداث شود." اما امروزه با توجه به پیشرفت هاي حاصله، تعیین ارتفاع با مطالعه لایه هاي هواي عبوري از منطقه، به راحتی مقدور خواهد بود. [1]
-3-4 شکل ظاهري بادگیرها
بادگیرها را بر حسب سرعت و جهت باد منطقه، به صورت یک طرفه، دو طرفه، سه طرفه، چهار طرفه و یا چند وجهی طراحی می کردند. اغلب بادگیر هاي میبد و اردکان یک طرفه می باشند. همچنین بادگیر 8 طرفه باغ دولت آباد یزد با 33 متر ارتفاع بلند ترین بادگیر جهان محسوب می شود. بادگیرها بسیار متنوع بوده و هیچ دو بادگیري وجود ندارند کهدقیقاً همانند هم طراحی شده باشند. بادگیرهایی که توسط یک معمار ساخته می شدند نیز تنها در تزئینات دهانه هاي ورودي باد یکسان بودند که این تزئینات به نوعی امضاء معمار محسوب می شد. هر ساختمان مسکونی با توجه به پلان معماري بنا، موقعیت آن و همچنین جهت قرار گیري نسبت به جهت باد غالب منطقه، بادگیري متفاوت دارد. [2]
-4-4 نحوه ي استقرار بادگیرها در پلان
تفاوت نحوه استقرار بادگیرها در خانه ها به طراحی پلان آن ها مربوط می شده است. امااحتمالاً تأثیراتی نیز بر عملکرد سرمایشی بادگیر دارد. اجزاي اصلی خانه ایرانی که مرتبط با بادگیر است، عبارتند از حیاط مرکزي و تالار. تالارمعمولاً به طور
مستقیم با بادگیر در ارتباط است، اما گاهی این ارتباط با واسطه فضایی دیگري صورت می گیرد. به لحاظ موقعیت قرارگیري بادگیرها در منازل و ارتباط آنها با فضاهاي اصلی بخش تابستان نشین و حیاط، می توان آنها را به سه گونه تقسیم بندي نمود. [8]
-5-4 تنوع پلان بادگیرها
به طور کل در ایران بادگیر با پلان دایره، شش ضلعی، هشت ضلعی، مربع و مستطیل دیده شده است.
تفاوت پلان بادگیرها علاوه بر فرم بیرونی، در فرم تیغه هاي داخلی نیز می باشد. تیغه ها عناصري متشکل از خشت و آجر می باشند که کانال بادگیر را به چند کانال کوچک تر تقسیم می کنند؛ که می توان آنها را به دو دسته تیغه هاي اصلی و فرعی تقسیم بندي کرد. تیغه هاي اصلی کانال بادگیر را به کانال هاي کوچک تر تقسیم می کنند، که در عملکرد بادگیر تأثیرگذارند؛ و از ارتفاع
1,5 تا 2,2 متري کف طبقه همکف شروع شده و تا سقف بادگیر ادامه می یابند. اما تیغه هاي فرعی در دهانه ي ورودي بادگیر قرار می گیرند و نقش آنها همانند پره هاي دریچه ي کولرهاي امروزي می باشد؛ که البته نقش زیبایی شناختی آنها بیش از نقش
