مقاله تاثیر اقلیم بر معماری بومی و پایدار

بخشی از مقاله

تاثیر اقلیم بر معماری بومی و پایدار

این مقاله به بررسی تأثیر اقلیم بر معماری بومی و پایدار (مطالعه موردی منطقه شمیرانات واقع در استان تهران) پرداخته است. تأثیر عواملی همچون تابش و میزان سایهاندازی در طول روز، باد، تهویه، آب و پوشش گیاهی در مناطق مختلف، سبب شده است تا نوع معماری مناسب هر منطقه مجزا و متفاوت از دیگر مناطق باشد. از این رو، در این مقاله سعی شده است با توضیح لزوم استفاده و پیروی از قواعد معماری پایدار و ساخت و ساز همساز با اقلیم، با محوریت کاهش مصرف انرژی، با استفاده از شاخص اوانز رهنمودهای معماری مناسب ارائه شود.

واژگان کلیدی: معماری پایدار، معماری همساز با اقلیم، شاخص اوانز، کاهش مصرف انرژی

1. مقدمه

مبحث توسعه پایدار به سبب پرداختن به موضوع صرفه جویی در مصرف انرژی، خصوصاً انرژی های فسیلی و تجدید ناپذیر از اهمیت ویژه ای برخورد است. بدیهی است، در این چارچوب، موضوع اقلیم نقش اساسی و تعیین کننده ای داشته و طراحی اقلیمی بناها و کالبد شهرها، تأثیر شگرفی بر کاهش مصرف سوخت و در نتیجه حفظ آن برای نسل های آینده خواهد داشت.

ظهور فناوری و امکان استفاده از انرژیهای فسیلی و دستگاههای مکانیکی، اختلالاتی در طراحی اقلیمی و بومی بناها به ویژه در شهرها پدید آورده است. لذا به تبع فاصله گرفتن از معماری متناسب با اقلیم مناطق، استفاده بیش از حد از منابع انرژی فسیلی که آلودگی محیط زیست را نیز به دنبال دارد، به صورت موضوعی جدی و تهدید آمیز در آمده است.

عواملی از قبیل کاهش منابع سوخت فسیلی و خطراتی چون گرم شدن زمین، افزایش جمعیت، کاهش منابع آب آشامیدنی، کاهش منابع محیطی، آلودگی محیط زیست و ... حال و آینده کره زمین را به مخاطره انداخته است. در این راستا طراحی صحیح ساختمانها و کالبد شهرها میتواند یکی از تاثیرگذارترین ارکانها در ساخت جهانی مبرا از این تهدیدها در آینده باشد. با به کار بردن اصول معماری پایدار و توسعه شهرهای پایدار میتوانیم علاوه بر ایجاد فضایی راحت و آسوده برای زندگی، از تهدیدهای پیش رو جلوگیری نماییم. ایجاد شهرهای پایدار که حاصل ساخت ساختمانهای پایدار هستند، نه تنها میتواند خطرات آینده را کم رنگ کند، بلکه توانایی بهبود امنیت اقتصادی و اجتماعی جوامع را نیز دارد.

در این مقاله، بر اساس مسایل فوق الذکر، به بررسی کالبد شهرهای مناطق سرد و خشک به ویژه منطقه شمیرانات واقع در استان تهران و عوامل مؤثر در طراحی بناها در این اقلیم، پرداخته شده و راهکارهای طراحی اقلیمی متناسب با این اقلیم مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار خواهد گرفت.

از مقالههایی که به بررسی موارد مرتبط با موضوع این مقاله پرداختهاند میتوان به مقاله (اصلانی، (1393 اشاره نمود که در راستای توسعه پایدار بوده و موضوع آن بررسی شرایط اقلیمی شهر سنندج (با اقلیم سرد و خشک) و به تبع آن بررسی راهکارهای طراحی کالبد بناها و شهرها متناسب با این اقلیم است. از دیگر مقالههای مرتبط میتوان به مقاله (کاظمی اسفنجانی، (1390 اشاره کرد که به استفاده درست از نور و انرژی خورشید در ساختمانها به عنوان یکی از اساسی ترین پایه های استفاده بهینه از انرژی در معماری میپردازد. همچنین (نوریان، (1390 که به بررسی استفاده از معماری سنتی ایران برای رسیدن به اصول معماری پایدار معاصر میپردازد، از دیگر مقالات مرتبط با این موضوع است. تمامی مقالات بررسی شده، به بررسی معماری پایدار برای صرفه جویی در انرژی میپردازند، با این تفاوت که در مقاله پیشرو تلاش شده است برای رسیدن این هدف از شاخص اوانز برای رسیدن به رهنمودهای معماری مناسب استفاده کرد تا رهنمودهای مطرح شده بیش از پیش منطبق با اقلیم منطقه مورد نظر باشند.

2. معماری پایدار

کاربرد مفاهیم پایداری و اهداف توسعه پایدار در جهت کاهش اتلاف انرژی و آلودگی محیط زیست در معماری، مبحثی به نام معماری پایدار را به وجود آورده است. در این نوع معماری، ساختمان نه تنها خود را با شرایط اقلیمی منطقه تطبیق میدهد، بلکه ارتباط متقابلی با آن برقرار میکند. به طوری که براساس گفته ریچارد راجرز، "ساختمانها مانند پرندگان هستند که در زمستان پرهای خود را پوش داده و خود را با شرایط جدید محیط وفق میدهند و براساس آن سوخت و سازشان را تنظیم میکنند".

معماری پایدار مانند سایر مقولات معماری، دارای اصول و قواعد خاص خود است و این سه مرحله را در برمیگیرد:

· صرفه جویی در منابع
· طراحی برای بازگشت به چرخه زندگی
· طراحی برای انسان

اصولی که باید رعایت شود تا یک ساختمان در زمره بناهای پایدار طبقهبندی شود به شرح زیر است:

· اصل اول: حفظ انرژی
· اصل دوم: هماهنگی با اقلیم

· اصل سوم: کاهش استفاده از منابع جدید
· اصل چهارم: برآوردن نیازهای ساکنین
· اصل پنچم: هماهنگی با سایت
· اصل ششم: کل گرایی

یکی از راهحلهای دسترسی به توسعه پایدار که در ارتباط با الگوهای ساخت و طراحی در زمینههای گوناگون زندگی بشریست، شامل طراحیهای صنعتی، ساختمانی، شهری و... است.

طراحی پایدار همکاری متفکرانه معماری با مهندسی سازه، برق و مکانیک است. علاوه بر فاکتورهای متداول طراحی مانند زیبایی، تناسب، بافت، سایه، نور و امکاناتی که باید مد نظر قرار گیرند، گروه طراحی باید به عوامل طولانی مدت محیطی، اقتصادی و انسانی توجه نموده و اصول اولیه آن را رعایت کنند.

3. اهمیت معماری پایدار

اهمیت دادن به زندگی انسانها و حفظ و نگهداری آن در حال و آینده، کاربرد مصالحی که چه در هنگام تولید و یا کاربری و حتی تخریب با محیط خود همگن و پایدار باشند، حداقل استفاده از انرژیهای سوختی و حداکثر به کارگیری انرژیهای طبیعی، حداقل تخریب محیط زیست، بهبود فیزیکی و روانی زندگی انسانها و کلیه موجودات زنده و هماهنگی هرچه بیشتر با محیط طبیعی، همه از مؤلفههای معماری پایدار بوده و گویای میزان اهمیت رعایت اصول آن هستند.

هدف از طراحی ساختمانهای پایدار، کاهش آسیب بر روی محیط، منابع انرژی و طبیعت است و شامل قوانین زیر می باشد:

· کاهش مصرف منابع غیرقابل تجدید
· توسعه محیط طبیعی
· حذف یا کاهش مصرف مواد سمی و یا آسیب رسان به طبیعت، در صنعت ساختمان سازی

تکنیکهای ساختمان سازی تلاشی در جهت تأمین کیفیت یکپارچه، از نظر اقتصادی، اجتماعی و محیطی است. استفاده معقول از منابع طبیعی و مدیریت مناسب ساختمانسازی به حفظ منابع طبیعی محدود و کاهش مصرف انرژی کمک نموده (محافظت از انرژی) و باعث بهبود کیفیت محیطی میشود. کیفیت، اساس طراحی پایدار است. کیفیت مطلوب بدون توجه به طبیعت فراهم نمیشود و همچنین استفاده از مصالح با قابلیت ماندگاری طولانی نیز باید در نظر گرفته شود. رسیدن به استانداردهای بالای کیفیت، امنیت و آسایش که در واقع سلامت انسانها را تأمین میکند، از مهمترین اهداف معماری پایدار است و رسیدن به چنین شرایطی با استفاده از مدیریت کارآمد و به کارگیری آخرین تکنولوژیها امکان پذیر خواهد بود.

بر این اساس، اصولی که باید در این معماری به کار بست شامل موارد زیر است:
· ادراک حس مکان، فضای هستی و عدم مزاحمت در آن

· استفاده از انرژیهای طبیعی، مانند انرژی خورشیدی و باد

· کاربرد مصالح طبیعی و بومی، قابل بازیافت و بادوام

· جمعآوری و استفاده از آب به ویژه آب باران و بهرهگیری از آب دریاچه یا دریا

· عایق بندی حرارتی، صوتی و ایزوله مناسب ساختمان

· قابلیت تهویه طبیعی به کمک سقف

· نورگیری صحیح و طراحی صحیح بازشوها

4. تاثیر اقلیم در معماری

میزان متفاوت و ترکیب گوناگون عوامل اقلیمی که خود ناشی از تفاوت موقعیت جغرافیای مناطق مختلف است، حوزههای اقلیمی متفاوتی پدید آورده که هریک ویژگی های خاصی دارد. محیط زیست، شهرها و حتی بناهای مربوط به این حوزههای اقلیمی، ویژگیهای خاصی متناسب با شرایط اقلیمی خود به دست آوردهاند.

در این بخش تأثیر اقلیم و عناصر طبیعی بر شهر در نواحی سرد مورد مطالعه قرار گرفته و از مجموع این مطالعات نتایجی در زمینه طراحی به دست خواهد آمد.

5. تابش و سایه

در اقلیم سرد استفاده از حداکثر تابش آفتاب، به دلیل سرمای شدید بسیار مهم میباشد و این تنها در صورتی ممکن است که بتوان انرژی خورشیدی را مهار و از آن در مواقع سرد سال استفاده نمود. ایجاد شرایط آسایش، نه تنها در داخل بنا بلکه در اطراف و بیرون آن ها نیز بسیار مهم است. در آب و هوای سرد بناها از هم فاصله می گیرند تا روی هم سایه نیندازند و پیادهروها و خیابانهایی با پهنای متوسط ایجاد میکنند. جهتگیری خیابانها باید به گونه ای باشد که در بیشتر ساعات آفتابی روز از تابش نور خورشید بهره برده و در سایه نباشند.

خیابان ها به دو دسته تقسیم می شوند:

• دسته اول آن هایی هستند که اصولاً شمالی-جنوبی و شرقی-غربی هستند و شهر را به صورت شطرنجی تقسیم می کنند.

· دسته دوم از عوارض زمین، شرایط آب و هوایی و زمین شناسی تبعیت کرده و ممکن است از محور شمالی-جنوبی انحراف پیدا کرده
æ مثلاً به صورت مورب از شمال شرقی به جنوب غربی و یا از شمال غربی به جنوب شرقی کشیده شود.

6. باد

جهت، سرعت و دامنه از ویژگی های مهم باد هستند و در حقیقت تفاوت بادها در جهت و سرعت وزش آن ها است. بادها تحت تأثیر چند عامل جغرافیایی نیز قرار میگیرند. رشته کوهها بر جهت باد و سطوح وسیع آب بر دمــای بــاد تأثیر میگذارند. دشتهای وسیع سرعت بادها را افزایش و زمینهایی که پستی بلندی و شکستگی بسیار دارند باعث از بین رفتن باد می شوند. امروزه از دادههای مربوط به جهت، دامنه و سرعت در موارد زیادی نظیر جهتگیری بافت شهر و انتخاب مسیر فرودگاه و مکانیابی صنایع دودزا و انتخاب محل پنجره ساختمان و احداث بادشکن ها و غیره استفاده می-گردد.

به دلیل تأثیر باد در طراحی شهری، مطالعه این عنصر اقلیمی به صورت یک ضرورت اجتناب ناپذیر در آمده است. از جمله روشهای کنترل باد این است که کوچهها و خیابانها به گونهای باشند که باعث ایجاد تونل باد نشود. مثلاً میتوان کوچهها را با عرض متوسط و به صورت نامنظم طراحی نمود تا شکستگیها همانند سدی در مقابل باد باشند. خیابانهای باریک، رطوبت را در خود حفظ می کند و دمای محیط پیرامون خود را در طول روز کاهش میدهند. فضاهای عمومی مثل میدانها باید به گونهای طراحی شوند که گردش هوا در تمام طول سال به حداقل خود برسد.

7. تهویه

به علت برودت هوا در اکثر فصول سال در ناحیه سرد و خشک، از تهویه تا حد امکان باید پرهیز نمود. و تنها در دوره کوتاهی از تابستان نیاز به تهویه داریم. عرض متوسط شریانها و بافت نیمه فشرده شهر، خود باعث ایجاد تهویه طبیعی می شود. همچنین جهتگیری خیابانها به سوی بادهای مطلوب نیز خود عامل مهمی در تهویه شهر به شمار می آید.

8. آب و پوشش گیاهی

آب و پوشش گیاهی، نه تنها برای بهتر کردن شرایط فیزیکی بلکه برای کمک به شادی روانی و بصری عنصر مهمی است. از این عنصر هم در طراحی شهرها و هم خانهها استفاده میشود. پوشش گیاهی به تعدیل دمای هوا و سالمسازی محیط کمک کرده و در کنترل باد نیز سهم مهمی دارد. پوشش گیاهی به صورتهای مختلف درخت، درختچه، پوشش زمینی، گیاهان خزنده و غیره، نه تنها به ریزاقلیم یک ساختمان بلکه به بهبود ریزاقلیم یک شهر هم کمک میکند. در نواحی سرد، باید دقت شود که کاشت گیاهان باعث ایجاد سایه در فصول سرد نشود و از طرفی جلوی باد نامطلوب را بگیرد. درختان خزاندار به عنوان پناهگاه تابستانی در مقابل تابش آفتاب مناسب هستند. این درختان که برگ خود را در پاییز از دست میدهند برای جذب بهتر نور خورشید در زمستان نیز مناسب هستند. در کاشت انبوه درختان به نحوه کاشت آنها باید بسیار دقت کرد. کاشت متناوب درختان از کاشت مستقیم آنها بسیار بهتر است چرا که باعث انحصار باد میشود. در نتیجه بهتر است که کمربندی از درختان همیشه سبز به عنوان بادشکن از شمال غربی به جنوب شرقی کاشته شود و برای بهرهگیری از تابش خورشید، درختان برگ ریز در سمت شرق و غرب و جنوب ساختمان کاشته شود.