گروه معماری منش
گروه آموزشی و پژوهشی معمارمنش | ArchManesh Department of Education and Research search people shopping_cart

اقلیم در معماری (بخش اول)

نویسنده شیما غلامی دوشنبه, 28 خرداد 1397. تنظیم شرایط محیطی و تاسیسات

شرایط آب و هوایی به موازات سایر عوامل محیطی از مهمترین عوامل موثر در شکل گیری و تکوین شهرها و تداوم حیات شهری به شمار می آید. در واقع شهرها، عناصر شهری و عملکرد آنها همواره از عناصر و عوامل آب و هوایی متأثر بوده و هستند. این تأثیر پذیری تا قبل از پیدایش مادر شهرها و شهرهای بزرگ تقریباً یکسویه بوده و از آن به بعد شهرها نیز در اوضاع اقلیمی فضای پیرامون خود تأثیر گذاشته و تغییرات اقلیمی میکرو را پدید آورده اند به گونه ای که امروزه یک قلمرو اقلیمی خاص به نام ” میکرو کلیمای شهری” ظهور یافته و مطالعات مربوطه تحت عنوان ” آب و هوا شناسی شهری ” مطرح گردیده است

در این رابطه باید بدانیم که در روابط متقابل بین پروژه های ساختمانی و هوا یا آب و هوا دو جنبه کلی وجود دارد.

اول : اثرات آب و هوا بر روی طرح و شکل ساختمان و استقرار آن
دوم : اثرات مستقیم آب و هوا بر روی فعالیت های ساختمانی

در رابطه با این موارد و برنامه ریزی مربوط به آن موارد زیر باید مد نظر قرار گیرند :

1. مکان یابی مناسب و مطلوب
2. نظم و ترتیب بناها نسبت به یکدیگر و در رابطه با تأثیر پذیری از عناصر اقلیمی
3. مقاومت مصالح به کار گرفته شده در برابر عناصر و عوامل آب و هوایی
4. پلان ،شکل و طراحی ساختمان نسبت به شرایط آب وهوایی
5. ضرایب راحتی و آسایش مبتنی بر یک معماری همساز با اقلیم

 

مکانیابی پروژه

در این رابطه دو عنصر دماو باد بیشترین نقش را بر عهده دارند . بنابراین به منظور آمایش شهری و بالاخص ساخت و سازهای جدید لازم است که بخشهای خوش آب وهوا تر و دارای شرایط حرارتی مطلوب تر به مناطق مسکونی ،آموزشی ،اداری ،خدماتی و تفرجگاهی اختصاص یابند و ابنیه ای مانند انبارها ،صنایع آلوده ساز و امثال آن به نقاط دارای هوای نامساعدتر هدایت شوند . هر چند که برای برخی از کالاها باید شرایط حرارتی و رطوبتی مناسبی در نظر گرفت .

 

نظم و ترتیب و جهت گیری بنا

مورفولوژی و یا ساخت و بافت شهر همانگونه که متأثر از سایر پارامترهای طبیعی است از شرایط آب و هوایی نیز تأثیر پذیر است. مثلاً یک رودخانه و یا یک دریاچه به غیر از موارد دیگر در امتداد سواحل خود یک میکرو کلیمای خاص و گاه فرح بخش به وجود می آورند که همین می تواند یکی از دلایل ساخت طولی و یا نواری شهرها در این نواحی باشد و یا اینکه شهرهای مشرف بر کوهستانها به دلیل وجود هوای سالم و مطبوع کوه خود را به روی دامنه ها بالا می کشند و چنین گسترشی ضمن اینکه در ساخت شهر اثر می گذارد نوعی طبقه بندی اجتماعی به وجود می آورد که خود در بافت شهر مؤثر واقع می شود. بدین معنی که حاشیه رفاه در بخشهای مرتفع و دامنه ای بافتی درشت و گسترده و غیر متراکم ( مساکن ویلایی و بزرگ با معابر کمتر ) را به وجود می آورد در حالی که در قسمتهای کم ارتفاع تر و دارای آب و هوای نا مناسب تر بافت شهر ریز و متراکم و فشرده ( مساکن کوچک و چند طبقه با معابر و کوچه های بسیار ) است. به نظر می رسد در میان عناصر جوی دو عنصر تابش خورشید و باد بیش از بقیه در ساخت و بالاخص بافت شهر تأثیر می گذارند.

زاویه تابش آفتاب

علی رغم تغییرات فصلی و محلی زاویه تابش آفتاب و در نتیجه طول زمان و شدت تابش خورشید در نظر گرفتن این پارامتر و محاسبه آن در شهرسازی، برنامه ریزی شهری و طرح ریزی شبکه گذرهای شهری( بافت شهر ) امری ضروری و اجتناب ناپذیر است .


در این رابطه باید بدانیم که گذر های شهری گرمسیری ( شهرهای واحه ای و یا عرضی پایین ) به ویژه در فصل تابستان به سایبان بیشتری نیاز دارند لذا در طراحی این شبکه باید تلاش نمود تا جهت گیری گذر ها به گونه ای باشد که کمتر در معرض تابش آفتاب قرار گیرند. بنابر این توصیه می شود که در چنین شهرهایی جهت معابر و گذرهای شهری حتی الامکان شرقی – غربی باشد و در شهرهای سردسیر بالعکس

شرایط توپوگرافیک

( خاص مناطق کوهستانی و عرضهای بالا ) در صورتی که شرایط توپوگرافیک و غیره اجازه بدهند بهتر است که خیابانها و کوچه ها و معابر شمالی – جنوبی باشد تا شهروندان بتوانند هم از نور و تابش خورشید بیشتر بهره بگیرند و هم اینکه شدت و مدت یخبندان معابر کمتر و در نتیجه آمد و شد بهتر گردد.

بافت شهری

نکته دیگر آنکه بافت فشرده و متراکم در مراکز شهری، محلات فقیر نشین و کم در آمد و یا در مناطق دارای ابر آلودگی زیاد به مقدار قابل توجهی از نورگیری فضاهای ساخته شده می کاهد. از این رو در بافت شهری اینگونه مناطق رعایت فاصله مناسب بین ساختمان‌ها به منظور بهره گیری بیشتر از نور و تابش خورشید امری ضروری است و لذا باید بافت شهری را گسترده تر نمود. در اکثر شهرهای شوروی سابق و بلوک شرق برای این منظور رشد عمودی بناها را زیاد نموده و در عوض فاصله افقی و فضایی آنها را افزایش داده اند.

باد

باد نیز یکی از پارامترهای جوی است که می تواند در رابطه با بافت شهر مورد توجه قرار گیرد . جهت گیری معابر و بافت شهر بالاخص درسمت توسعه شهر یا مناطق قابل توسعه باید به گونه ای باشد که با بادهای مزاحم مقابله کند و از بادهای مناسب بهره بگیرد . برای این منظور شدت و جهت انواع باد و بالاخص باد غالب باید بررسی و شناسایی شود و سپس بر اساس آن طراحی نمود . در رابطه با باد غالب و مزاحم ( باد مسلح به ماسه ) باید گذرها طوری طراحی شوند که این باد به راحتی بتواند از داخل شهر عبور کند .

باران

اثر باران نیز در بافت شهرهای دامنه ای نباید از نظر برنامه ریزان دور بماند چرا که کوچه ها و خیابانهای تقریباً عمود بر شیب و یا اریب از شدت روان آب و سیل حاصل از بارندگی می کاهد و بالعکس معابر واقع در جهت شیب بر شدت آن می افزاید .

 

مقاومت مصالح به کار رفته

می دانیم که محیط و طبیعت معمولاً مواد و مصالح مورد نیاز و سازگار یا اقلیم را در اختیار انسان قرار می دهد اما متأسفانه در عصر حاضر بنا به دلایلی بیشتر از مصالح غیر بومی و وارداتی استفاده می شود که کمتر با اقلیم ناحیه هماهنگی دارد و لذا دردسرهای زیادی به بار می آید.

به عنوان مثال در مناطق کویری و بیابانی رس بسیار زیاد است و خشت یا آجر حاصل از آن که در معماری شهرهای کویری مانند یزد مورد استفاده قرار می گیرد ضمن عایق بودن در مقابل تغییرات حرارتی از نظم و استحکام نیز گاه با تیر آهن رقابت می کند ،و یا در مناطق جنگلی مثل شمال ایران جنس مصالح به کار رفته در بناها باید به گونه ای باشد که در برابر رطوبت و خوردگی حاصل از آن ( یعنی عمل هوازدگی شیمیایی و پوسیدگی ) مقاومت بیشتری داشته باشند و به این ترتیب بکار بردن مصالح فلزی در این مناطق چندان مناسب نیست و سنگهای ساختمانی مثل آهک و تراورتن و غیره نیز برای روکار و نمای ساختمان مطلوب نخواهد بود زیرا باران در انحلال و خوردگی آنها نقش بسزایی دارد . از اینرو در چنین مناطقی بکارگیری مصالح چوبی ،سفالی و امثال آن مستحکم تر و مقرون به صرفه تر خواهد بود .

به طور کلی یک ساختمان می باید برای مقابله و مقاومت در برابر نیروهای حاصل از عناصر و عوامل آب و هوایی نظیر افت و خیزهای درجه حرارت، تغییرات رطوبت، باران و بار سنگین برف و یخ و نیروی باد و فشار طراحی شود.

درجه حرارت

درجه حرارت یکی از مهمترین عناصر آب و هوایی است که باید در احداث ساختمان مورد توجه قرار گیرد . به ویژه مصالح فلزی بر اثر درجه حرارت منبسط و منقبض می شوند و این مسأله باید برای جلوگیری از لغزش و یا تکان خوردن تبرهای حمال مورد توجه قرار گیرد و برای دوره گرم و یا انقباض و شکستگی در هوای سرد به گونه ای حمایت و تقویت شوند . کابلهای استیل (فلزی) در هوای گرم شکم می دهند و در هوای سرد سفت و آماده بکار می شوند . تیرهای فلزی عمودی و قائم واقع در سمت آفتابگیر ساختمان نسبت به طرف سایه گیر آن بیشتر منبسط می شوند و به این ترتیب متحمل خمیدگیهای روزانه شده که خود سبب ایجاد کششها و فشارهایی در ساختمان می گردد . البته استفاده از رنگها که بخش وسیعی از انسولاسیون خورشید را منعکس می سازند به کم کردن این گونه مسائل و مشکلات کمک می کنند . امروزه رنگهای منعکس کننده و طرحهای ایمنی برای به حداقل رساندن خطر سرریز شدن یا ترکیدگی ناشی از انبساط محتویات تانکرهای ذخیره ( مثلاً آب ) تولید می شوند .

هنگامی که درجه حرارت به سرعت به زیر نقطه انجماد و یخبندان می رسد. بتن ، سنگ و دیگر انواع مصالح ساختمانی ( بخصوص اگر مرطوب باشند ) دستخوش خسارات زیادی می‌شوند. انبساط یخ در درزها و شکافها و یا در زمین مرطوب مجاور دیوارهای سنگ کاری شده غیر مسلح و فاقد آبگذر ( مجرای زهکشی ) عموماً منجر به شکستگی و تخریب ساختمانها می شود.

بنابراین در شهرهای به ویژه گرم و بیابانی که دامنه گرما زیاد است دیوارها ، بامها و مصالح به کار رفته در آنها در روز منبسط و به هنگام شب منقبض می گردند. در این قبیل موارد بهتر است که مصالح ساختمانی را با توجه به ضریب انبساطشان انتخاب نماییم و بعلاوه از اختلاط مصالح ساختمانی که ضریب انبساطشان با هم فرق دارد حتی الامکان اجتناب ورزیم. در جدول زیر ضریب انبساط بعضی
مصالح آمده است :

شیشه    آجر    ماسه سنگ    سیمان و بتن    آهن و فولاد    نوع مصالح
تقریباً ۹    ۹ تا ۱۰    ۷ تا ۱۲    ۱۰ تا ۱۴    ۱۰ تا ۱۲    ضریب انبساط

به عنوان نمونه معنی ضریب ۱۰ در این واحدها این است که با افزایش حرارت ۱۰ درجه سانتیگراد به مقدار بر طول یک میله از مواد اضافه می شود . بر این اساس یک تیر آهن که درحرارت ۳۲ درجه فارنهایت ۱۰۰ پا طول دارد در حرارت ۱۰۰ درجه فارنهایت نیم اینچ درازتر خواهد شد . لازم به ذکر است که تیر های چوبی در اثر حرارت از لحاظ طول منبسط نمی شوند ولیکن از نظر عرضی کمی بزرگتر می گردند . اثر حرارت در چوب تحت الشعاع اثر رطوبت در چوب می شود زیرا اثر رطوبت در چوب زیادتر از حرارت می باشد .

درجه حرارت زیاد در عرضهای پایین اثر نامطلوبی بر روی بامهای آسفالته و یا قیر اندود شده بر جای می گذارد . زیرا حرارت بامها یا جاده های قیر ریزی شده که در معرض آفتاب قرار می گیرند گاه به ۱۳۰ تا ۱۴۰ درجه فارنهایت می رسد و در بعضی نقاط که هوا خشکتر است حرارت آنها به ۱۶۰ درجه فارنهایت هم می رسد . این مسأله ضمن افزایش گرمای فضای داخل بنا باعث ذوب شدن و جاری شدن قیر در سطح بام می گردد و در نتیجه علاوه بر مسدود نمودن ناودانها و زهکشهای پشت بام و داخل ساختمان این الزام را به وجود می آورد که بام هر ساله آسفالت شود . همچنین اگر به جای آسفالت از سیمان استفاده شود باز در اینصورت دامنه گرمای زیاد و انبساط و انقباض ناشی از آن موجب ترکیدگی سیمان بام و نفوذ آب و کاهش عایق بندی بام می شود که خود مستلزم صرف هزینه های مکرر ایزوله نموده و عایق بندی می گردد .

درجه حرارت همچنین کارآیی کارگران را در طی اجرای پروژه های ساختمانی تحت تأثیر قرار می دهد . درجه حرارتهای خیلی بالا بطور محسوسی کار یدی در آب و هوای نامأنوس را کند می کند و ممکن است به بیمار شدن افرادی که کار فیزیکی سختی انجام می دهند منجر گردد . درجه حرارت های پایین نیز لباس و پوشش بیشتری را می طلبد و به موجب آن کارهای یدی و دستی پیچیده و مشکلتر می شوند . حوادث رخ داده در طی دوره های دارای درجه حرارتهای زیر نقطه انجماد و یا گرمای زیاد فراوانتر از حوادث ایجاد شده در شرایط طبیعی است . به هنگام بتن ریزی و ملاط ریختن نیز اگر یخبندان از قبل کاملاً مستقر شده باشد بتن و ملاط خسارت می بینند . زمین و خاک یخ بسته هم برخی از فعالیتهای ساختمانی را عقب می اندازند . (در همینجا اضافه کنیم که باد و بارش برف وباران هم فعالیتهای ساختمانی را کند و یا متوقف می سازند . )

رطوبت نسبی

رطوبت نسبی موجود در هوا نیز به لحاظ اینکه بر روی مواد و مصالح ساختمانی پوشش و یا روکش ساختمان و رنگها اثر می گذارند با اهمیت است . فلزات عموماً از نظر فساد و خوردگی تدریجی تحت شرایط رطوبت نسبی بالا بسیار متعدد هستند . فساد فیزیکی و شیمیایی رنگها نیز توسط هوای مرطوب به سرعت افزایش می یابد و بنای سنگ کاری شده نیز تحت شرایط رطوبتی سریع تر خرد و تجزیه می شوند . ریزش باران نه تنها اثرات مخرب رطوبت را زیادتر می کندبلکه دارای آثار فیزیکی مستقیم بر روی سطوح رو باز نیز هست . بارانهای سنگین بناهای خاکی و سفالی را فرسوده می کنند و روانابها و سیلابهایی ایجادمی کنندکه فونداسیونها را به تحلیل می برند . این نوع بارانها بتن تازه ریخته شده را حفر ،خاکریزهای زمین را فرسوده و اکثر فعالیتهای متحرک زمینی را کند یا متوقف می سازند . سدها ،کانالها ،ستونها و پلها نیز باید حداکثر مقاومت را در برابر بارانهای سنگین و سیل ناشی از آن داشته باشند.

بارش برف

بارس برف و انباشته شدن آن مقاومت نسبتاً زیاد سازه ها را طلب می کند. در بناهای نواحی کوهستانی و عرضهای بالا بامها را باید آنقدر محکم ساخت که تاب نگاهداشتن برفهای سنگین را داشته باشد. تراکم و انباشتگی برف بر روی سایر سطوح افقی سازه ها وزن فوق العاده ای را به وجود می آورند که در این صورت احداث حفاظهای مکمل و اضافی برای جلوگیری از ریزش آنها ضروری می یابد . افزایش پتانسیل یخ بر روی برجها ،پلها و کابلها نیز مرزهای ایمنی در طرح را فرا می خوانند . ساختمانهایی که به شدت مملو از یخ و برف هستند در مقابل دیگر عوامل جوی مثل باد آسیب پذیرتر هستند .

باد

باد نیز یک فشار و نیروی مستقیم را در مورد تمام ساختمانها و سازه های واقع در مسیرش اعمال می کند و لذا باید حداکثر سرعت باد و فشار مورد انتظار را در طراحی ساختمانها ،برجها و پلها در نظر گرفت . در این رابطه محاسبات مبتنی بر سوابق آب و هوایی و نیز آزمایشهای مربوط به مهندسی سازه ها کمک می کنند.

نظر دهید

شما به عنوان مهمان نظر ارسال میکنید.

×
×

No products in the cart.