شما اینجا هستید | 

شرایط اقلیمی یکی از موضوعات کلیدی در حوزه معماری

64
0
0
شرایط اقلیمی یکی از موضوعات کلیدی در حوزه معماری

شرایط اقلیمی هرمنطقه ، همواره یکی از موضوعات کلیدی در حوزه معماری در گذشته بوده است.ساختمان سازان برای تامین شرایط آسایش انسان می بایست به آفتاب ، باد، بارندگی و سرمای زمستان و گرمای تابستان توجه می کردند و برای اجرای بنا نیز باید به امکانات موجود و مصالح بومی و در دسترس اهمیت می دادند.در قطب شمال خانه های ساخته شده از یخ و برف به نام  ایگلو به صورت گنبدی احداث می شد.در جنگل های استوایی ساختمان از سطح مرطوب زمین فاصله داشت و با تنه و شاخ و برگ درختان احداث می شد.در مناطق کوهستانی در دل کوه و با مصالح سنگی و در بیابان با خشت و گل و آجر ساختمان را بنا می کردند.

 

شرایط اقلیمی یکی از موضوعات کلیدی در حوزه معماری

 

درکشور ما نیز خانه های ساخته شده در مناطق پرباران سواحل دریای خزر،بصورت برون گرا،با امکانات تهویه طبیعی و با بام شیبدار ساخته می شد.خانه ها در منطقه بیابانی حاشیه کویر،بصورت درون گرا و با بام محدب،در سرزمین سرد بصورت متراکم و در مناطق گرم و مرطوب با توجه به بهره گیری از سایه و کوران هوا طراحی و اجرامی شدند.

اگر در معماری مدرن فرم تابع عملکرد است ، در معماری گذشته فرم تابع اقلیم بوده است.یعنی در هر اقلیم فرم ساختمان تابع شرایط اقلیمی آن منطقه بوده.در اقلیم سرد،گرم و خشک یا مرطوب،فرم ساختمان و مصالح و جزییات اجرایی آن به گونه ای ن انتخاب و طراحی می شده که از اقلیم و شرایط محیطی حداکثر استفاده صورت گیرد و آسایش انسان در آن اقلیم با حداقل مصرف انرژی حاصل می شود.

از اوایل قرن 20 میلادی و با بکارگیری تجهیزات جدید گرمایشی و سرمایشی ، به تدریج اهمیت اقلیم در معماری کم رنگ شد.از این زمان بخاری نفتی،شوفاژ،پنکه و کولرآسایش حرارتی را برای انسان فراهم می کرد و دیگر نیاز چندانی به گرمایش آفتاب و سرمایش باد و رطوبت نبود.بدین ترتیب طراحی اقلیمی و تمهیدات در نظر گرفته شده برای آسایش انسان با توجه به اقلیم دیگر واجد اهمیت نبود.

ولی با عنایت به کاهش ذخایر فسیلی در جهان وآلودگی های محیطی مرتبط با آن و همچنین به مخاطره افتادن محیط زیست کره زمین،موضوع اقلیم و زیست بوم کره زمین مجددا بصورت موضوعی حائز اهمیت برای انسان و محیط زندگی انسان درآمده است.معماری اقلیمی از دهه70 و معماری پایدار از دهه 90 میلادی جزو مباحث مهم در حوزه معماری بوده است.

 

1.معماری اقلیمی

 

در دوره معماری مدرن توجه به مسائل اقلیمی چندان حائز اهمیت نبود.از نظر لوکوربوزیه،خانه ماشینی است برای زندگی ، و با امکانات و تجهیزات مدرن می توان هرگونه شرایط آسایش را در ساختمان فراهم کرد.ساختمان های با اینگونه معماری اگرچه زیبایی های عصر مدرن و دستاوردهای آن را به نمایش می گذارند،اما پوسته شیشه ای و فلزی این بناها در زمستان حرارت زبادی از دست می دهندو در تابستان حرارت بسیار زیادی از خورشید به داخل ساختمان منتقل می کنند.

ولی از دهه 70 میلادی یا بطور دقیق بعد از جنگ اعراب و اسرائیل در اکتبر 1973 ، موضوع اقلیم مجددا در حوزه معماری غرب مورد توجه قرار گرفت.در این سال اعراب تهدید کردند که کشورهای حامی اسرائیل را تحریم نفتی خواهند کرد.در نتیجه قیمت نفت خام از بشکه حدود 2 دلار به بشکه 12 دلار صعود کرد.کشورهای غربی که مصرف کننده عمده نفت جهان بودندو کماکان هستند و حامی اسرائیل نیز بوده و می باشند از آن سال به دنبال کاهش وابستگی به نفت و کاهش مصرف انرژی فسیلی و جایگزین کردن آن با انرژی های پاک و تجدید شونده بودند.

اتفاق مهم دیگر در این دهه پیدایش گروه های سیاسی و غیر سیاسی سبز در غرب بود.این گروه ها عنوان کردند که تکنولوژی کنونی بشر مخرب محیط زیست است.افزایش روزافزون کارخانجات و مصنوعات صنعتی ، تولید گازهای گلخانه ای و سمی ، از بین بردن جنگل ها و مراتع و نهایتا افزایش بهره برداری از منابع طبیعی ، زیست بوم کره زمین را سترون می کند.یا بعبارتی محیط زیست دیگر قادر به باز تولیدخود و حیاط نخواهد بود.لذا اقلیم و محیط زیست در حوزه های مختلف من جمله معماری ، از این دهه در کشورهای غربی بصورت موضوعی مهم عنوان شد.

ار نیمه دهه 70 میلادی معماری اقلیمی ابتدا در دانشگاه ها مطرح شد.هدف،کاهش مصرف انرژی های فسیلی و اتکا به انرژی های پاک و تجدید شونده در ساختمان ها بود.پس از آن چندین مقاله و کتاب در این حوزه منتشر شد و نهایتا تعدادی خانه و ساختمان های دیگر به سبک معماری اقلیمی طراحی و اجرا گردید.باید توجه داشت که معماری اقلیمی و اکو-تک از دو خاستگاه نسبتا متفاوت شروع شدند،ولی قرابت زیادی بین این دو سبک وجود دارد و تفاوت چندانی نمی توان بین این دو قائل شد.اگرچه در معماری اکو-تک توجه بیشتری به استفاده از فناوری های جدید و نوآوری در طرح معماری ملاحظه می شود.

دبیرستان بخش سنت جورج
دبیرستان بخش سنت جورج در شهر والاسی نزدیک شهر لیورپول در ساحل غربی انگلستان توسط امسلی ا.مورگان طراحی شد.اجرای ساختمان در سال 1962 به اتمام رسید.این ساختمان یکی از اولین بناهای مدرن می باشد که با توجه به اقلیم طراحی شده است.شهر والاسی در عرض جغرافیایی 53 درجه قرار دارد و اقلیم منطقه در زمستان سرد و در تابستان نسبتا معتدل و مرطوب است.ضلع جنوبی ساختمان کاملا شفاف است تا آفتاب مایل زمستان فضای داخل بنا را در این فصل گرم کند.بام ساختمان دارای شیب یکطرفه است .بدین صورت باد سرد زمستان که از سمت شمال می وزد، نفوذ کمتری به داخل بنا دارد و سطح آفتاب گیر ضلع جنوب افزایش یافته است.مزیت دیگر آن که بام شیبدار در مقابل بارندگی از بنا بهتر محافظت می کند.

فضاهای اصلی مانند کلاس های درس در سمت جنوب و فضاهای خدماتی مانند راهرو،راه پله و سرویس بهداشتی در سمت شمال بنا جانمایی شده اند.بدین صورت فضاهای خدماتی همانند یک فضای حائل بین فضای سرد بیرون و فضای متعادل بخش جنوبی ساختمان عمل می کنند.

پنجره های جنوبی دوجداره هستند،جدار اول شفاف و جدار دوم مات است.بدین لحاظ تابش مستقیم آفتاب برروی کل بدنه داخل بنا می تابد.لذا دیوارها ، کف و سقف که با مصالح بنایی ساخته شده همه به عنوان جرم حرارتی عمل می کنند.عایق حرارتی بر روی پوسته بیرونی بدنه خارجی ساختمان به ضخامت 12.5 سانتی متر نصب شده است.بدین ترتیب حرارت ذخیره شده در داخل مصالح حفظ می شود و به محیط سرد خارج منتقل نمی شود.

این ساختمان به مدت 10سال ممیزی انرژی شد.در طی این مدت 50 درصد گرمایش مورد نیاز ساختمان در زمستان توسط انرژی خورشید، 34 درصد توسط لامپ های تنگستن و 16 درصد توسط حرارت بدن دانش آموزان تامین شده است.بدین ترتیب این بنا نیاز به هیچگونه حرارت اضافی برای تامین گرمایش در زمستان نداشته است.تاسیسات گرمایشی متداول که در ابتدا برای ساختمان نصب شده بود هیچگاه مورد استفاده قرار نگرفت و نهایتا برچیده شد.

به دلیل هوای نسبتا مناسب این منطقه در تابستان و نیمه تعطیل بودن دبیرستان در این فصل،تمهیدات خاصی برای تامین سرمایش در تابستان در نظر گرفته نشده است.لذا این بنا را می توان اولین ساختمان صفر انرژی مدرن محسوب کرد.منظور از ساختمان صفر انرژی این است که برای تامین حرارت ، برودت و تهویه آن هیج گونه انرژی اضافی مصرف نمی شود.

ساختمان مرکزی بانک تجارت
این ساختمان 53 طبقه در شهر فرانکفورت آلمان بین سال های 1991 الی 1997 توسط شرکت فاستر و شرکا طراحی و اجرا شد.شهر فرانکفورت زمستان هایی سرد و تابستان هایی گرم ومرطوب دارد.هزینه مصرف انرژی برای تامین آسایش در این ساختمان در طی ما های گرم سال بیش از زمستان است.بدلیل رطوبت هوا در فصول گرم باید از سیستم برودت تراکمی مانند چیلر استفاده کردکه هزینه زیادی را در بردارد.لذا ساختمان عمدتا برای فصل گرم طراحی شده است.

 

شرایط اقلیمی یکی از موضوعات کلیدی در حوزه معماری

 

ساختمان به گونه ای طراحی شده که کلیه اتاق ها دارای نور و تهویه طبیعی هستند و از دید و منظر فضای خارج بهره مند می باشند.پلان ساختمان به شکل مثلث است و کالبد ساختمان همانند یک دودکش مرتفع و بزرگ طراحی شده است.برج بصورت میان تهی طراحی شده.هسته مرکزی ساختمان که آسانسورها و بخش های تاسیساتی و خدماتی ساختمان را شامل می شود از وسط ساختمان حذف شده و به سه راس مثلث پلان انتقال داده شده است.در سه ضلع بدنه ساختمان یکسری پاسیو های مشجر طراحی شده که هر کدام به ارتفاع سه طبقه هستند.این فضاها محل صرف ناهار،ملاقات و استراحت کارکنان می باشند.این پاسیوها از یکطرف بازشو با فضای خارج و از طرف دیگر بازشو به فضای خالی وسط ساختمان دارند.

 

شرایط اقلیمی یکی از موضوعات کلیدی در حوزه معماری

 

در طی ماه های گرم سال پنجره های اطراف ،پاسیو ها و فضاهای تهی وسط بنا باز شده و از طریق تهویه عمودی (اثر دودکش) فضای کل ساختمان تهویه و خنک می شود.علاوه بر کوران هوا،پاسیوها و فضای تهی میان ساختمان نور طبیعی و دید و منظر به فضای خارج را برای کلیه اتاق های داخلی ساختمان تامین می کنند.این ساختمان 60 درصد مواقع بصورت طبیعی تهویه می شود.با توجه به تمهیدات در نظر گرفته شده انتظار می رود که مصرف انرژی در این برج ، نسبت به برج های مشابه به نصف کاهش یابد.

شرایط اقلیمی یکی از موضوعات کلیدی در حوزه معماری

 

درفضای میان تهی ساختمان ، چهار سری دریچه های شیشه ای تعبیه شده است.برای جلوگیری از جریان عمودی هوا در طی ماه های سرد سال و یا در هنگام آتش سوزی ، این دریچه ها بسته می شوند.

20 واحد مسکونی در سوئد
در شهر لینداس در 20 کییلومتری جنوب شهر گوتنبرگ (درجنوب غرب سوئد) 20 واحد مسکونی با حداقل مصرف انرژی در این منطقه بسیار سرد توسط شرکت افم آرکیتکت کنتور طراحی ودر سال 2001 ساخته شد.این واحدها فاقد بخاری دیواری و یا تاسیسات مکانیکی متداول برای تامیت گرمایش و یا سرمایش در طی فصول مختلف سال هستند.

این 20 واحد بصورت خانه های ردیفی در چهار بنای مجزا قرار دارند.2 بنا دارای 6 واحد و 2 بنا دارای 4 واحد هستند.هر 4 ساختمان رو به جنوب طراحی شده اند.واحدها بصورت 2 طبقه هستند.آشپزخانه ،ناهارخوری و پذیرایی در طبقه همکف و اتاق های خواب و حمام در طبقه اول جانمایی شده اند.انبار در فضای زیر بام قرار دارد که به عنوان فضای حایل بین خارج و داخل بنا عمل می کند.

ضلع جنوبی دارای پنجره های وسیع و بزرگ است.از طریق این پنجره ها تابش مایل آفتاب زمستان مستقیما وارد فضای ساختمان می شود.بالکن و بام ساختمان به عنوان سایه بان بر بالای پنجره ها ، در تابستان مانع تابش مستقیم آفتاب به داخل بنا می شوند.سطح بازشوهادرسمت شمال نسبتا کوچک هستند.ورودی واحدها از این سمت بصورت دودر ویک اتاقک بین این دو دراست.بدین صورت هنگام رفت وآمد هوای سرد بیرون به مقدار اندکی وارد فضای مسکونی می شود.خانه ها از سمت شرق و غرب به یکدیگر متصل هستند و فقط دو خانه انتهایی با محیط بیرون تماس دارند.

کف ساختمان بتنی است و زیر آن 25 سانتی متر عایق حرارتی قرار دارد.بدنه ساختمان چوبی است.46 سانتی متر ضخامت عایق حرارتی برای دیوارهای خارجی و 48 سانتی متر عایق برای بام در نظر گرفته شده است.خانه ها هوابند هستند بدین معنا که در مقابل نفوذ هوا کاملا درز بندی شده اند.هوای سرد و تازه در زمستان از طریق مبدل حرارتی و تبادل حرارت با هوای گرم و آلوده داخل وارد ساختمان می شود.

هوای آلوده و گرم داخل از طریق دودکش بر روی بام خارج می شود.گرمایش مورد نیاز خانه ها از طریق تابش آفتاب مبدل حرارتی،حرارت بدن ساکنان و وسایل برقی و بخش اندکی از طریق بخاری برقی تامین می شود.در زمستان 50درصدآبگرم مصرفی از طریق کلکتور آبگرم خورشیدی برروی بام تامین می شود.مابقی با حرارت برق گرم می شود.با بازکردن پنجره بالای  راه پله در تابستان،از طریق تهویه عمودی (اثر دودکش) هوای داخل ساختمان تهویه و خنک می شود.

برج ایندکس
برج ایندکس ساختمانی است 80 طبقه به ارتفاع 328 متر در شهر دبی و دارای عملکردهای تجاری،اداری و مسکونی است.این برج در سال 2005 توسط شرکت فاستر و شرکا طراحی ودرسال 2010 اجرای آن به اتمام رسید.عملکردهای مختلف برج از پایین به بالا شامل سه طبفه مغازه برای فروش اجناس و ارائه خدمات،25 طبقه اداری،یک طبقه (به ارتفاع دو طبقه) برای استخر شنا و بدن سازی،47 طبقه آپارتمان های مسکونی و 70 طبقه آخر،آپارتمان های وسیع و لوکس است.

در این اقلیم گرم و مرطوب،دو ضلع شرق و غرب بدترین اضلاع ساختمان هستند برای اینکه در ماه های گرم سال آفتاب به مدت طولانی و بصورت تقریبا عمودی براین دو ضلع می تابد.برای ساختمان بلند مرتبه امکان ایجاد سایه در مقابل تابش آفتاب برای این دو ضلع وجود ندارد.ضلع جنوب نسبتا بهتر است زیرا با سایبان می توان بر روی بدبه بنا سایه ایجاد کرد.ضلع شمال بهترین ضلع است زیرا تقریبا هیچ تابش مستقیم آفتاب بر روی این ضلع وجود ندارد.

 

شرایط اقلیمی یکی از موضوعات کلیدی در حوزه معماری

 

شرکت فاستر برج ایندکس را با توجه به این شرایط نسبتا دشوار اقلیمی طراحی کرد.محور طولی ساختمان (100 متر) کاملا شرقی-غربی است.محور عرضی ساختمان (27 متر) شمالی-جنوبی می باشد.ستون های بزرگ بتنی،فضاهای خدماتی و یا بالکن ها در دو انتهای شرقی و غربی ساختمان ، فضاهای اصلی بنا رادر مقابل آفتاب شرق وغرب محافظت می کنند.سایه بان های افقی بر روی بدنه جنوبی ساختمان سایه ایجاد می کنند.تمهید خاصی برای ایجاد سایه برروی نمای شمالی در نظر گرفته نشده است.

 

شرایط اقلیمی یکی از موضوعات کلیدی در حوزه معماری

به نقل از آرک سپید