مقايسه تأثير عامل دما و رطوبت

بررسي راهکارهاي طراحي اقليمي با توجه به عوامل پنجگانه کل به جزء نگر
(مقايسه تأثير عامل دما و رطوبت)

معماري طي هزاران سال وجو د داشته و اصالت ارزشهاي کيفي آن در طول قرنها شکل گرفته و رسالت يک معمار موفق در هر عصر و زماني گردن نهادن به تمامي آنها و بکارگيري صحيح و منطقي مجموعه اين قابليت هاست .

به جرأت مي توان گفت که اقليم و چگونگي تأثير شرايط آب و هوائي بر شکل گيري بنا از جمله ارکان محدود معماري است که از ابتداي ساخت سرپناه توسط بشر مورد توجه قرار داشته و با گذشت زمان و تغيير سبکها و جنبشها و تعاريف زيبائي و هنر ، و تحول نيازها و نگرش ها و گسترش فضاهاي معماري ، اصل اين نياز دستخوش دگرگوني و تغيير نشده است .

از سوي ديگر مبنا و اساس کارهاي اقليمي که تا کنون در زمينه دانش ساختمان صورت گرفته است و در حال حاضر مورد استفاده اکثر ارگانها و سازمان هاي وابسته قرار مي گيرد ، برپايه تقسيم بندي ايران به ۴ گروه اقليمي است . در صورتيکه آخرين و کاملترين پهنه بندي اقليمي ايران براي استفاده در امور ساختماني ، حاصل مطالعات و تحقيقات وسيعي در اين زمينه است كه به سفارش مرکز تحقيقات ساختمان و مسکن توسط آقاي مهندس کسمائي انجام گرفته ، هنوز براي اکثر معماران و دانش پژوهان نا آشناست .

در اين مقاله با نگرش متفاوت ، سعي در بيان ابزار و روشهاي دستيابي به اهدا ف طراحي اقليمي در پهنه بندي جديد ايران به کمک روش متفاوتي است که در آن با شناخت عامل يا عوامل اصلي ايجاد بحرانهاي اقليمي در بنا ( سرما ، گرما ، رطوبت ، بارندگي و …) ، با سير جرياني که از کليات به اجزاء منتهي مي گردد ، بهترين شرايط تهيه طرح اقليمي را فراهم مي سازد .

بر همين مبنا مراحل مختلف طراحي به ۵ جزء تقسيم شده اند که عبارتند از :
۱٫ اجتماع و پراکنش واحدها
۲٫ تعيين کليات ساختار کالبدي بنا
۳٫ طراحي پلان و نما
۴٫ محوطه سازي
۵٫ طراحي جزئيات اجرائي بنا

با معرفي روشهاي گوناگون جهت مقابله با عوا مل بحراني و يا استفاده از شرايط مطلوب آب و هوائي در هر يک از مراحل فوق ، امکان بهره برداري بهينه از شرايط طبيعي جهت گرمايش و سرمايش بنا و تأمين شرايط آسايش تا حد قابل توجهي فراهم مي گردد که اين امر بالطبع کاهش تأسيسات حرارتي و برودتي ، کاهش هزينه هاي سوخت و تأسيسات ، کاهش آلودگي محيط زيست طبيعي و مواردي از اين دست را به همراه دارد .

معماري طي هزاران سال وجود داشته و اصالت ارزشهاي کيفي آن در طول قرنها شکل گرفته و هم اکنون اين ارزشها قابل مطالعه و بررسي است . اين ارزشها بسيار متنوع و گوناگون هستند و رسالت يک معمار موفق در هر عصر و زماني گردن نهادن به تمامي آنها و به کارگيري صحيح و منطقي مجموعه اين قابليت هاست .
امروزه نياز به اينکه راهي براي تفکر در مورد معماري گذشته پيدا شود بيش از پيش احساس مي شود ؛ راهي که مسيرش با شرايط زمان ميزان شده باشد .
اگر معماري را به عنوان پديده اي نشأت گرفته از بشر و ابزاري جهت پاسخگوئي به نيازهاي او بدانيم ، به نظر مي رسد که يکي از بهترين راهها براي دستيابي به هدف فوق توجه به عاملي است که گذشت زمان تأثير چنداني در تغيير احساس نياز به آن نداشته و تح ولات زندگي بشري و روحيات او باعث تغيير و دگرگوني شکل اين نياز نشده باشد .

به جرأت مي توان گفت که اقليم و چگونگي تأثير شرايط آب و هوايي بر شکل گيري بنا از جمله ارکان محدود معماري است که از ابتداي ساخت سرپناه توسط بشر مورد توجه او قرار داشته و با گذشت زمان و تغيير سبکها و جنبشها و تعاريف زيبايي و هنر ، و تحول نيازها و نگرشها و گسترش فضاهاي معماري ، اصل اين نياز دستخوش دگرگوني و تغيير نشده است .

در صورتيکه بسياري ديگر از عوامل شکل دهنده و معني بخش معماري در هر عصر و زماني داراي تعاريف مربوط به خود بوده و تغيير شرايط اجتماعي ، فرهنگي ، تاريخي و … بر روي آنها تأثير فراواني داشته است .انسانها فارغ از موقعيت جغرافيائي محل زندگيشان ، بدليل خصوصيات بدني تقريبًا يکساني که دارا هستند ، داراي شرايط راحتي برابري بوده و در محدودة مشخصي از رطوبت و دما احساس آسايش مي کنند .

اين موضوع نيز تأييد مي کند که اصل طراحي اقليمي در مقايسه با ساير ارکان معماري کمتر تأثير گرفته از محيط و باورها و اعتقادات مکاني است ، هر چند که روشها و ابزار دستيابي به آن با توجه به امکانات و شرايط ، از محلي به محل ديگر متفاوت است .

بي زماني و بي م کاني اين نياز به همراه اقتداري که در اهداف عمده طراحي اقليمي وجود دارد از جمله خصوصيات شاخص اين رکن معماري است .
اقتداري که در عين فراهم آوردن امکان تنوع و نوآوري که بارزترين خصوصيات معماري است ، سلائق و علائق شخصي را در چارچوب معيني محدود ميکند ؛ آنچنانکه تمامي معماران با اعتقادات و نگرشهاي متفاوت از معماري ، خود را ملزم به رعايت آن دانسته و در صورت تجاوز از حريم آن اصل معماري آنها به زير سؤال مي رود . در معماري کشور ما ، ايران ، نيز از ديرباز توجه به اقليم و شرايط آب و هوائي از ارکان اساسي شکل گيري فضاهاي زيستي بوده است و تجربيات مردان کهن اين وادي هنر به مرور زمان تبديل به اصولي شدند که بهترين پاسخ را براي تأمين شرايط آسايش مي دادند .

از سوي ديگر مبني و اساس کارهاي اقليمي که تا کنون در زمينه دانش ساختمان صورت گرفته است و در حال حاضر مورد استفاده ارگانها و سازمان هاي وابسته قرار مي گيرد ، برپايه تقسيم بندي ايران به ۴ گروه اقليمي استوار است ؛ در صورتيکه آخرين و کاملترين پهنه بندي اقليمي ايران که حاصل مطالعات و تحقيقات وسيعي در اين زمينه است و به سفارش مرکز تحقيقات ساختمان و مسکن در سال ۱۳۷۰ به اتمام رسيده اس ت ، هنوز براي اکثر معماران ، اساتيد و دانشجويان ناشناخته و ناآشناست .

بر مبناي اين تقسيم بندي مي توان ابزار و روشهاي دستيابي به اهداف طراحي اقليمي را به کمک روش متفاوتي که در آن با شناخت عامل يا عوامل اصلي ايجاد بحرانهاي اقليمي در بنا ( سرما ، گرما ، رطوبت ، بارندگي و … ) ، با سير جرياني که از کليات به اجزاء منتهي مي گردد ، جستجو کرد .
بر همين مبنا مراحل مختلف طراحي به ۵ جزء تقسيم شده که عبارتند از :
۱٫ اجتماع و پراکنش واحدها

۲٫ تعيين كليات ساختار کالبدي بنا
۳٫ طراحي پلان و نما
۴٫ محوطه سازي

۵٫ طراحي جزئيات اجرائي بنا
نکته مثبت و قابل تأملي که در اين روش وجود دارد ، پرداختن به ساير زواياي معماري در کنار پاسخگوئي به مسائل اقليمي است ، بدين نحو که اگر امکان رعايت کلية مسائل اقليمي در طرح بنا با توجه به اولويت اهميت ساير عوامل مؤثر در شکل گيري بنا در كليات ميسر نبود ، در لايه هاي بعدي طراحي به آنها پرداخته مي شود .

هر کدام از عوامل ياد شده در بندهاي ۵ گانه فوق به شکل گيري تدريجي بخشي از بنا مي پردازند که با عنايت به دامنة وسيع مطالب و عدم امکان پرداختن به همگي آنها در اين مقاله تنها به شرح موارد اول و دوم مي پردازيم :

الف ) نحوة استقرار ، اجتماع و پراکنش واحدها :
در کشور ايران بدليل تنوع پهنه بندي آب و هوائي توجه به چگونگي چيدمان واحدها درکنار يکديگر و در مفهومي وسيعتر شکل گيري ساختار مجموعه ها و بافتهاي شهري از اهميت بسزائي در کنترل ميزان انرژي هاي حرارتي و شرايط اقليم ي برخوردار است . با نگاهي گذرا به ميراث ارزشمند معماري نياکان اين سرزمين و تحليل تأثيرات سوء عوامل بحراني بر بنا ، مي توان نتيجه گرفت که در يک قاعده عمومي هر گاه عامل دما ( گرما يا سرما ) به تنهائي دليل ايجاد شرايط بحراني است ، واحدها و ساختار عمومي بافت ب ايد تا حد امکان مجتمع بوده و از چيدمان باز و پراکنده پرهيز کرد . اين امر باعث کاهش نفوذ هواي نامناسب محيط بيرون به فضاهاي داخلي و بالطبع کاهش خروج هواي مناسب توليد شده در فضاهاي داخلي به محيط بيرون است . با کاهش سطوح نفوذپذير جداره هاي

خارجي بنا از طريق اف زايش ديواره هاي مشترک و جلوگيري از تلاطم جريانهاي هواي گرم يا سرد به کمک فشردگي بافت ، مي توان به نتيجه مورد نظر دست يافت . اما هر گاه علاوه بر دما ، رطوبت نيز به عنوان عامل بحراني در تعريف شرايط اقليمي منطقه اي مؤثر باشد ، اولويت نخست در جانمائي چيدمان ب افت مجموعه ، حل مشکل رطوبت است . از آنجائيکه راکد ماندن بخار آب داراي تأثيرات سوء فراواني براي ابنيه موجود در اين نوع آب و هواست ، لازم است که تا حد امکان با پراکنش چيدمان واحدها و بافت مجموعه به نفوذ جريانات هوا ، و انتقال هواي رطوبي راکد به وسيله اين جريانات کمک نمود .
بنابراين عامل مؤثر در شکل دهي بافت ، پراکندگي و ايجاد فاصله مناسب بين واحدهاي همسايگي مختلف به منظور سهولت دسترسي جريانهاي هوا به رطوبت راکد باقي مانده در بين آنهاست .

ب ) كليات ساختار کالبدي بنا :
کليات ساختار کالبدي بنا به مفهوم سازماندهي فرم عمومي و استخوان بندي يک بناست .
عواملي که در اين بند مورد بررسي قرار مي گيرند عبارتند از :
ب‐ ۱) تعيين جهت استقرار ساختمان
ب‐ ۲) فرم بنا ( نسبت سطح بيروني به حجم مفيد (
ب‐ ۳ (موقعيت استقرار ساختمان نسبت به کف زمين
ب‐ ۴) فرم و شيب سقف
ب‐ ۱) : تعيين جهت استقرار ساختمان :

تعيين جهت استقرار بنا به ۲ عامل اصلي وابسته است ؛ نخست ميزان انرژيهاي حرارتي تابيده شده به ديواره هاي قائم و دوم جهت وزش بادهاي مزاحم .
بايد به اين نکته توجه داشت که در بسياري از موارد هر ۲ عامل فوق لزومًا يک جهت را براي ساختمان پيشنهاد نمي کنند و گاه ممکن است که نتايج حاصل از بررسي عوامل فوق براي تعيين جهت استقرار ساختمان داراي تفاوت اساسي با يکديگر باشد .

در اين موارد جهتي را براي ساختم ان انتخاب مي کنيم که يا پاسخگوي تعداد بيشتري از نيازهاي اقليمي بنا بوده و يا اينکه بنا به دلايل خاص ، از اهميت بيشتري نسبت به ديگري برخوردار باشند .

براي تعيين جهت استقرار ساختمان با استفاده از فاکتور اول ، بايد از نمودارهاي انرژي خورشيدي تابيده شده بر سطوح قائم استفاده کرد .با عنايت به شرايط بحراني هر منطقه ، جهت چرخشي براي ساختمان انتخاب مي گردد که بهترين پاسخ را به وضعيت دماي نامناسب بيرون دارا باشد .
اين موضوع بدين معناست که در مناطقي که اولويت هاي نخست طراحي اقليمي جهت مقابله با سرما در نظر گرفته مي ش ود ، بايد جهتي را براي چرخش بنا انتخاب کرد که در زمستان بيشترين ميزان انرژيهاي حرارتي تابيده شده به ديواره هاي قائم را در مقايسه با جهتهاي ديگر جذب مي نمايد .
و بالعکس در گروههائي که گرما در آنها به عنوان عامل اصلي بحران مطرح است ، جهت چرخشي براي ساختمان ا نتخاب گردد که نمودار آن حاکي از دريافت کمترين ميزان انرژيهاي حرارتي ديواره هاي قائم در تابستان است .

براي تعيين چرخش ساختمان با استفاده از فاکتورها دوم ، نخست بايد فصل بحراني منطقه مورد نظر تعيين و سپس با مراجعه به نمودار جهت وزش بادهاي غالب ، نحوة اس تقرار بناء را به نحوي انتخاب نمود که کمترين ميزان برخورد جريانهاي باد مزاحم با ديواره هاي ساختمان را دارا باشد . اين بدين معناست که در مناطقي که عامل بحراني سرما ، بيشترين مزاحمت را براي ساختمان ايجاد مي کند ، جهت وزش بادهاي غالب در ماههاي سرد سال ، و در م ناطقي که عامل بحراني گرما است ، جهت وزش بادهاي غالب در ماههاي گرمسيري بايد مبناي تصميم گيري چرخش ساختمان به منظور مقابله با جريانهاي باد نامناسب قرار گيرند .
هم چنان که در توضيحات فوق مشخص گرديد ، براي تعيين جهت استقرار ساختمان در گروههاي مختلف اقليمي عامل دما از اهميت بسزايي برخوردار بوده و رطوبت هوا نقش چنداني در تعيين جهت چرخش ساختمان دارا نمي باشد .

ب‐ ۲)فرم بنا :
براي تعيين کليات فرم بنا هر دو عامل دما ( گرما يا سرما ) و رطوبت مؤثرند . هر گاه در يک منطقه علاوه بر دماي هوا رطوبت نيز به عنوان عاملي جهت ايجاد شرايط نامساعد مطرح گردد ، فرم عمومي بنا بايد به نحوي تعيين شود که در وهلة نخست پاسخگوي رطوبت بالاي محيطي باشد .

بدين منظور بايد فرمي براي بنا برگزيده شود که در آن نسبت سطح خارجي بنا به حجم مفيد ساختمان به حداکثر ممکن افزايش يابد . بدين صورت ميزان برخ ورد جريانهاي هوا با سطوح مختلف بنا افزايش مي يابد که اين امر خود باعث حرکت هواي رطوبي راکد و افزايش تهويه طبيعي فضاهاي داخلي مي گردد . فرم هاي آزاد با مقاطع کشيده و شکستگي هاي زياد در حجم بهترين پاسخ به نياز شرايط آب و هواي رطوبي هستند .

اما اگر تنها عامل ايجاد بحران ، دما ( گرما يا سرما ) در نظر گرفته شود ، نسبت سطح ديواره هاي خارجي بنا به حجم مفيد ساختمان بايد به حداقل ممکن کاهش يابد . اين امر امکان نفوذ هواي گرم يا سرد بيروني به فضاهاي مناسب داخلي از طريق ديواره هايي را که در تماس با هواي آزاد هستند ، را تقليل مي بخشد . اشکالي که داراي فرمهاي بسته با مقاطع فشرده و فاقد شکستگي حجمي بوده و كليات ساختار آنها به احجام کروي و منحني نزديک است ، بهترين پاسخ جهت مقابله با شرايط نامساعد دماي بيروني بوده و در صورت استفاده از آنها ميزان اتلاف انرژي حرارتي و برودتي ت وليد شده در فضاهاي داخلي به حداقل ممکن کاهش مي يابد .

 

ب‐ ۳) موقعيت استقرار ساختمان نسبت به کف زمين :
در تعيين موقعيت استقرار ساختمان نسبت به کف زمين نيز هر دو عامل دما ( گرما يا سرما ) و رطوبت مؤثرند .
بناهاي واقع در گروههاي آب و هوائي که تنها دما عامل اي جاد شرايط نامساعد محيطي در آنها به شمار مي رود ، بدليل برخورداري از شرايط نامطلوب دماي هوا بايد به نحوي باشند که ضايعات ناشي از سرما ، تگرگ ، برف ، بوران ، بادهاي شديد سردسيري ، طوفانهاي شن و گرد و غبار ، دماي بالا و …به حداقل ممکن کاهش يابد . اکثر اين شرايط سخت آب و هوائي در زيرزمين به طور محسوسي قابل تثبيت يا تخفيف هستند . لذا قرارگيري بخشي از ساختمان در عمق زمين يا بالا آوردن سطح خاک نکتة مثبتي است که مي توان در طراحي ابنيه اين گروههاي اقليمي در نظر گرفت .