تاثیر اقلیم در معماری

اهمیت تاثیر اقلیم بر معماری،انجام مطالعات و پژوهش های جامعی را در این زمینه ایجاب می کند.بویژه در کشور ما که تنوع شرایط اقلیمی در آن کاملا مشهود است.انجام تحقیقات گسترده در این زمینه امری اجتناب ناپذیر است.
بطورکلی،این پژوهش ها به دو صورت نظری وعملی انجام می گیرد.دروجه اول،مباحث نظری مربوط به اقلیم و ساختمان،مورد بررسی قرارمی گیرد و در وجه دوم،با بهره جستن از آمار آب و هوایی مناطق مختلف و انجام تقسیم بندی های اقلیمی،همچنین با استفاده از نمونه های ساختمانی مناطق مختلف اقلیمی،آزمایش ها و محاسبات دقیق صورت می گیرد.از آنجا که ازمایش ها عملی در چار چوب وظایف موسسات تحقیاقات ساختمانی انجام می گیرد واین امر تنها با تخصیص بودجه وزمان کافی از سوی سازمانهای مربوطه اماکان پذیر است، همچنین به دلیل نبود امکانات عملی جهت انجام این برنامه ها ودر دست نبودن امار واطلاعات آب وهوایی مناطق مختلف، پژوهش حاضر بیشتردر وجه اول استوار است.

معماری واقلیم، پیوندشان بیشتر به رابطه نوزاد وآغوش می ماند، یا نسبت هر رستنی با خاک ، حریم امن وبستر بالیدن. با بستگی ای تکامل آفرین؛ الهام بخش والبته ، نه محیط زا. در این معنا، آغوش، خاک واقلیم ، رابط حیات وسرزندگی ونبودشان نمود میرایی است . تجربیات معماری بومی در پهنه جهان وآروین های آن در معماری ایران زمین نیز ، خود گواه تاکیدی بر اندیشه ی فرم زایی ملاحظات اقلیمی در معماری است تا عاملی بر محدودیت آن یا اسارت معمار.

میزان متفاوت وترکیب گوناگون عوامل اقلیمی که خود ناشی از تفاوت موقعیت جغرافیای مناطق مختلف است، حوزه های اقلیمی متفاوتی در جان پدید آورده که هریک ویژگی های خاصی دارد. محیط زیست ، شهرها وحتی بناهای مربوط به این حوزه های اقلیمی، ویژگیهای خاصی متناسب با شرایط اقلیمی خود به دست آوردند. هدف این گزارش ، تعیین حوزه های مختلف اقلیمی ایران در ارتباط با معماری وارائه اطلاعاتی است که برای دست یابی به طرحهای منطقی معماری وهماهنگ با اقلیم مورد نظر است .
در این گزارش تاثیر هریک از عناصر اقلیمی(تابش آفتاب، رطوبت وباد) برساختمان مورد بررسی قرار می گیرد. در بین این عناصر، تابش آفتاب- که نور وحرارت طبیعی را به وجودمی آورد- مهمترین عنصر محسوب می شود.


حوزه های اقلیمی ایران
تقسیمات اقلیمی در جهان
در مورد تقسیم بندی اقلیمی نقاط مختلف جهان، روشهای گوناگونی پیشنهاد شده که از میان روش کوپن – دانشمند اتریشی- مورد قبول قرارگرفته است. کوپن براساس رشد ونمو انواع نباتات، پنج نوع اقلیم در مقیاس جهانی معرفی کرده است که عبارتند از:
۱٫ اقلیم بارانی استوایی : در این اقلیم فصل سرد وجود ندارد و معدل دمای هوا در سردترین ماه سال بیش از۱۸ درجه سانتی گراد است.
۲٫ اقلیم گرم وخشک: در این مناطق، به دلیل آنکه میزان بارندگی سالانه بخار آب مورد نیاز جهت رطوبت هوا را تامین نمی کند، هوا به طور کلی خشک است.

۳٫ اقلیم گرم-معتدل: معدل دمای هوای سردترین ماه سال در این مناطق بین ۱۸ و۳- درجه سانتی گراد ومعدل دمای هوا در گرمترین ماه سال بیش از ۱۰ در جه سانتی گراد است. در این مناطق زمستان کوتاه است ولی ممکن است حدود یک ماه یا بیشتر زمین یخ بسته یا پوشیده از برف باشد.
۴٫ اقلیم سرد و برفی: در این افلیم معدل دمای هوا در گرمترین ماه سال بیش از ۱۰ درجه ودر سردترین ماه سال کمتر از۳- درجه سانتی گراد است. بارندگی در این مناطق معمولا” به صورت برف است ودر طول چند ماه ازسال زمین پوشیده از برف ویخ است.
۵٫ اقلیم قطبی: در این اقلیم معدل دمای هوا در گرمترین ماه سال کمتر از ۱۰ درجه سانتی گراد است. در این جا برخلاف اقلیم بارانی واستوایی فصل گرم وجود ندارد.

تقسیمات اقلیمی در ایران
اصولا در بسیاری در مناطق جهان ،اقلیم بوسیله عرض جغرافیایی و اتفاع از سطح دریا مشخص می شود.ایران با قرار گرفتن بین ۲۵ و ۴۰ درجه عرض جغرافیایی شمالی،در منطقه گرم قرار دارد و از نظر ارتفاع نیز، فلات مرتفعی است که مجموع سطوحی از آن که ارتفاعشان از سطح دریا کمتر از ۴۷۵متر است، درصد بسیار کمی از سطح کل کشور را تشکیل می دهند.
با وجود اینک ایران دارای دو حوزه بزرگ آب(دریای خزر و خلیج فارس) است، بدلیل وجود رشته کوه های البرز و زاگرس و نحوه قرارگیری آنها، اثرات این دو حوزه محدود به نواحی بسیار نزدیک به آنها است و این حوزه ها، به ندرت اثری در تعدیل درجه حرارت قسمت های داخلی دارند.

بی تردید در کشوری کوهستانی مانند ایران ،هیچ گاه دو نقطه از نظر اقلیمی مانند یکدیگر نیستند.با این حال، بهترین روش برای دستیابی به پایه ای به منظور تعیین مناطق اقلیمی کشور، همان اصول کوپن است که ناگزیر باید از آن پیروی کرد.
بنابراین، تقسیمات چهار گانه ایران را که توسط دکتر حسن کنجی پیشنهاد شده نمی توان مورد استفاده قرار داد. وی تقسیم بندی کوپن را با کمی تغییر و با توجه به عوارض جغرافیایی کشور به شرح زیر پذیرفته است.

۱٫ اقلیم معتدل و مرطوب(سواحل جنوبی دریای خزر)
۲٫ اقلیم سرد (کوهستان های غربی)
۳٫ اقلیم گرم خشک(فلات مرکزی)
۴٫ اقلیم گرم و مرطوب(سواحل جنوبی)
اقلیم معتدل و مرطوب (سواحل جنوبی دریای خزر)
سواحل دریای خزر با آب و هوای معتدل و بارندگی فراوان، از جمله مناطق معتدل محسوب می شود. این منطقه که به صورت نواری بین رشته کوه های البرز و دریای خزر محصور شده، از جلگه های پستی تشکیل شده است که هر چه به طرف شرق پیشروی می کند، رطوبت و اعتدال هوا کاهش می یابد. در حقیقت ، رشته کوه های البرز که حد فاصل دو آب و هوای متضاد هستند، جلگه های پست خزر را از فلات مرکزی جدا می کنند. از جمله ویژگی های این اقلیم، رطوبت زیاد هوا و اعتدال درجه حرارت آن است. دمای هوا در روزهای تابستان معمولا بین ۲۵تا۳۰ درجه سانتی گراد و شبها بین ۲۰تا۲۳ درجه سانتی گراد و در زمستان معمولا بالای صفر است. در این منطقه، بارندگی بسیار زیاد و در تابستان به صورت رگبار است. شهرهای رشت، بندر انزلی، بابلسر و گرگان در این منطقه قرار دارند.
بارندگی درتابستان کم ودر زمستان زیاد است وبیشتر به صورت برف می بارد. به طور کلی در این منطقه ،فصل بهار کوتاه است وتابستان و زمستان را از هم جدا می کند.

تقسیمات اقلیمی و تیپولوژی معماری
با توجه به شکل گیری و ترکیب معماری بومی مناطق مختلف ایران در می یابیم که ویژگی های متفاوت هر یک از این اقلیم ها،تاثیر فراوانی در شکل گیری شهر ها و ترکیب معماری این مناطق داشته اند.بنابراین،تعیین دقیق حوزه های اقلیمی در سطح کشور و دستیابی به مشخصات اقلیمی مناطق مختلف،در ارائه طرح های مناسب و هماهنگ با اقلیم هر منطقه اهمیت فراوانی دارد.

ویژگی های معماری بومی مناطق معتدل و مرطوب
معماری بومی این مناطق که بیشتر کرانه های دریا ی خزر و دامنه های شمالی کوه های البرزرا شامل می شود،به طور کلی دارای ویژگی های زیر است:

۱٫ در نواحی بسیار مرطوب کرا نه های نزدیک دریا برای حفاظت ساختمان از رطوبت بیش از حد زمین،خانه ها بر روی پایه های چوبی ساخته شده اند. ولی در دامنه کوه ها که رطوبت کمتر است،معمولا خانه ها بر روی پایه هایی از سنگ و گل و در پاره ای موارد بر روی گربه رو ها بنا شده اند

۲٫ برای حفاظت اتاق ها از باران،ایوانک های عریض و سرپوشیده ای در اطراف اتاق ها ساخته اند.این فضاها،در بسیاری از ماه های سال برای کار و استراحت و در پاره ای موارد برای نگهداری محصولات کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرد.

۳٫ بیشتر ساختمان ها با مصالحی با حداقل ظرفیت حرارتی بنا شده اند و در صورت استفاده از مصالح ساختمانی سنگین،ضخامت آنها در حداقل میزان ممکن حفظ شده است(در این مناطق بهتر است از مصالح ساختمانی سبک استفاده شود.چون در زمانی که نوسان دمای روزانه هوا کم است،ذخیره حرارت هیچ اهمیتی ندارد و علاوه براین ،مصالح ساختمانی سنگین تا حدود زیادی تأثیر تهویه و کوران را که یکی از ضروریات در این منطقه است کاهش می دهد).

۴٫ در تمام ساختمان های این مناطق،بدون استثناء از کوران و تهویه طبیعی استفاده می شود.بطور کلی،پلان ها گسترده و باز و فرم کالبدی آنها بیشتر شکل های هندسی،طویل و باریک است. به منظور حداکثر استفاده از وزش باد در ایجاد تهویه طبیعی در داخل اتاق ها ،جهت قرارگیری ساختمان ها با توجه به جهت وزش نسیم های دریا تعیین شده است.در نقاطی که بادهای شدید و طولانی می وزد،قسمت های رو به باد ساختمان ها کاملا بسته است.

۵٫ به منظور استفاده هر چه بیشتر از جریان هوا،همچنین بدلیل فراوانی آب و امکان دسترسی به آن در هر نقطه،ساختمان ها به صورت غیر متمرکز و پراکنده در مجموعه سازمان دهی شده است.

۶٫ بدلیل بارندگی زیاد در این مناطق،بام ها شیبدار است و شیب بیشتر آنها تند است.


اقلیم و ساختمان
نکته قابل توجه اینکه،اگر چه عناصر اقلیمی تمام ساختمان ها را تحت تأثیر قرار می دهد و اصول مطرح شده در این قسمت در مورد تمام آنها صدق می کند،ولی در بکار گیری این اصول باید توجه داشت که در برخی ساختمان های خاص ممکن است تأثیر عناصر اقلیمی نسبت به تأثیر عوامل داخلی آن ساختمان ها (مانند حرارت ناشی از وجود افراد،چراغ های روشنایی و دستگاه های حرارت زا )بسیار اندک بوده،نقش تعیین کننده ای نداشته باشد. بنابراین،نتایج به دست آمده در این فصل،در مورد ساختمان هایی صدق می کند که عوامل داخلی عمده ای در آنها دخالت ندارد.


تابش آفتاب و تأثیرآن بر ساختمان و محیط اطراف

نور خورشید،همیشه برای ایجاد روشنایی طبیعی در ساختمان لازم است. ولی از آنجا که این نور در نهایت به حرارت تبدیل می شودفمیزان تابش مورد نیاز برای هر ساختمان باید با توجه به نوع آن و شرایط اقلیمی محل آن تعیین شود.
بنابراین،شدت تابش آفتاب و حرارت حاصل از آن در یک نقطه از سطح زمین،به فاصله ای که پرتوی خورشید باید طی کند،ضخامت ابرو وضعیت آلودگی هوا بستگی دارد.به همین دلیل،شدت تابش آفتاب در یک محل با ارتفاع آن محل از سطح دریا متناسب است و در مناطق مرتفع،چون پرتوی خورشید فاصله ی کمتری از اتمسفر را طی می کند،حرارت بیشتری تولید می نماید.همچنین در ظهر محلی هر منطقه که خورشید در قائم ترین حالت خود نسبت به زمین آن محل قرار دارد و فاصله آن کمتر است،شدت تابش آفتاب بیشتر از صبح و عصر است که خورشید در مایل ترین حالت نسبت به زمین محل مورد نظر قرار دارد.

با توجه به مطالب فوق در می یابیم که شدت تابش آفتاب در هر نقطه از سطح زمین،به موقعیت خورشید نسبت به آن منطقه بستگی دارد.از آنجا که موقعیت خورشید به دلیل حرکت وضعی و دورانی زمین در ساعت ها ،روزها وفصل های مختلف متفاوت است،برای بررسی شدت تابش آفتاب بر سطوح مختلف و حرارت حاصل از آن باید موقعیت خورشید نسبت به محل مورد نظر در زمان های مختلف مشخص باشد. بدین منظور،در این قسمت موقعیت خورشید مورد بررسی قرارمی گیرد.


موقعیت خورشید

در هر نقطه از سطح زمین،مسیر حرکت خورشید در آسمان در روزهای مختلف سال متفاوت است.برای مثال ،حرکت خورشید نسبت به ساختمانی که در نیم کره شمالی و رو به جنوب قرارگرفته،بدین طریق است که در تابستان خورشید از شمال شرقی محوطه ی این ساختمان طلوع و در شمال غربی آن غروب می کند.در زمستان، طلوع خورشید از جنوب شرقی و غروب آن در جنوب غربی محوطه ساختمان مزبور صورت می گیرد و فقط در اول فروردین و اول مهر ماه،خورشید کاملاًًًًًًًًً از شرق طلوع کرده،در غرب غروب می کند.

موقعیت خورشید را در هر منطقه ودر هر زمان می توان به و سیله ی دو زاویه یکی ((زاویه تابش )) و دیگری ((جهت تابش )) مشخص کرد.زاویه تابش زاویه ای است که بین امتداد پرتوی خورشید و سطح افق تشکیل می شود و جهت تابش زاویه ای است که بین تصویر امتداد پرتو خورشید بر صفحه افق و شمال واقعی پدید می آید.(۳-۳)تغییرات روزانه و سالانه ی این دو زاویه به عرض جغرافیایی محل بستگی دارد. در بسیاری از کشورها،مقاذیر این دو زایه برای نقاط گوناگون و در زمان های مختلف محاسبه شده و به صورت جدول ها و منحنی هایی ارائه شده است. ولی چنانچه موقعیت خورشید براتی نقاط خاصی مورئ نظر باشد، آنها را می توان از طریق محاسبات ریاضی به دست آورد.
اولین عامل موثر در محاسبه ی موقعیت خورشید ، زاویه ی چرخش خورشید است. این زاویه، زاویه ی است که بین دو صفحه ای که از خط استوا می گذرد و خطی که مرکز زمین و خورشید را به هم متصل می کند، ایجاد می شود و در طول سال از ۲۳٫۵ درجه به طرف بالای صفحه ی استوا تا ۲۳٫۵ درجه به طرف پایین صفحه ی استوا یعنی ۴۷ درجه تغییر می یابد. دیگر عوامل موثر در تعیین زاویه ی تابش و جهت تابش، عرض جغرافیایی و زمان مورد نظر است.


تابش آفتاب

به طور کلی، تابش آفتاب با ساطع شدن پنج نوع پرتو یک ساختمان را تحت تأثیر قرار می دهد. این پنج نوع پرتو به ترتیب اهمیت عبارتند از:

• پرتو مستقیم با طول موج کوتاه

• پرتو پراکنده از آسمان با طول موج کوتاه

شرایط اقلیمی و خصوصیات آب و هوایی

شرایط اقلیمی و خصوصیات آب و هوایی

• شرایط اقلیمی و خصوصیات آب و هوایی

• سلسله جبال البرز و زاگرس نواحی مرکزی ایران را از دریای خزر در شمال و جلگه بین النهرین در غرب جدا می کنند .

• نیز به صورت منفرد در مرکز و شرق ایران وجود دارند از جمله کوه تفتان ، شیر کوه و …

کوهستان های غربی که دامنه های غربی رشته کوههای فلات مرکزی ایران و سراسر کوههای زاگرس را در بر می گیرد از مناطق سردسیر کشور به شمار می آیند .


• کلیات آب و هوایی این منطقه به شرح زیر می باشد :

• • سرمای شدید در زمستان و هوای معتدل در تابستان

• •  اختلاف بسیار زیاد درجه حرارت هوا بین دمای شب و روز
 
• • بارش برف سنگین

• • رطوبت کم هوا

• میانگین دمای هوا در گرم ترین ماه سال در این اقلیم بیش از ۱۰ درجه سانتی گراد و متوسط دمای هوا در سردترین ماه سال کمتر از ۳- درجه سانتی گراد می باشد .

• نوسانات دمایی در طی شبانه روز نیز در نواحی کوهستانی بیشتر است . در این اقلیم دره ها در فصل تابستان بسیار گرم و در زمستان معتدل اند . مقدار تابش آفتاب در فصل تابستان در این منطقه زیاد و در زمستان بسیار کم است . زمستان ها طولانی ، سرد و سخت بوده و تا چند ماه از سال ، زمین پوشیده از یخ ، و بهار کوتاه مدت است و زمستان و تابستان را از هم جدا می کند. سرما از اوایل آذر ماه شروع می شود و کم و بیش تا اواخر فروردین ادامه می یابد . در سراسر این منطقه از آذربایجان گرفته تا استان فارس ، زمستان ها به شدت سرد می باشد .

• در این نواحی ، میزان بارندگی در تابستان کم و در زمستان زیاد است و بیشتر به صورت ریزش برف می باشد . برف های پیاپی بیشتر قله ها را می پوشاند . در ارتفاعات بالای ۳۰۰۰ متر همواره برف وجود دارد و این کوهستان ها سرچشمه رودخانه ها و قنات ها در کشور محسوب می شوند .
• بارش برف در نواحی شمال و شمال غربی منطقه بیش از نواحی جنوب غربی آن است . علی رغم بارندگی فراوان ، رطوبت در این اقلیم کم می باشد . همچنین سلسله جبال غربی همانند سدی مانع از نفوذ هوای مرطوب مدیترانه به داخل فلات ایران می شوند و رطوبت هوا را تنها در دامنه های خود نگاه می دارند . برخلاف نواحی شمال ایران و سواحل دریای خزر که غلظت هوا به دلیل پستی زمین و بارش زیاد است در اقلیم سرد ، این غلظت کمتر بوده و همین امر میزان استفاده از تهویه طبیعی هوا را کاهش می دهد .

• فرم بنا

• برودت بسیار میانگین دمای هوا در گرم ترین ماه سال در این اقلیم بیش از ۱۰ درجه سانتی گراد و متوسط دمای هوا در سردترین ماه سال کمتر از ۳- درجه سانتی گراد می باشد .

• نوسانات دمایی در طی شبانه روز نیز در نواحی کوهستانی بیشتر است . در این اقلیم دره ها در فصل تابستان بسیار گرم و در زمستان معتدل اند . مقدار تابش آفتاب در فصل تابستان در این منطقه زیاد و در زمستان بسیار کم است . زمستان ها طولانی ، سرد و سخت بوده و تا چند ماه از سال ، زمین پوشیده از یخ ، و بهار کوتاه مدت است و زمستان و تابستان را از هم جدا می کند. سرما از اوایل آذر ماه شروع می شود و کم و بیش تا اواخر فروردین ادامه می یابد . در سراسر این منطقه از آذربایجان گرفته تا استان فارس ، زمستان ها به شدت سرد می باشد .

• در این نواحی ، میزان بارندگی در تابستان کم و در زمستان زیاد است و بیشتر به صورت ریزش برف می باشد . برف های پیاپی بیشتر قله ها را می پوشاند . در ارتفاعات بالای ۳۰۰۰ متر همواره برف وجود دارد و این کوهستان ها سرچشمه رودخانه ها و قنات ها در کشور محسوب می شوند .
• بارش برف در نواحی شمال و شمال غربی منطقه بیش از نواحی جنوب غربی آن است . علی رغم بارندگی فراوان ، رطوبت در این اقلیم کم می باشد . همچنین سلسله جبال غربی همانند سدی مانع از نفوذ هوای مرطوب مدیترانه به داخل فلات ایران می شوند و رطوبت هوا را تنها در دامنه های خود نگاه می دارند . برخلاف نواحی شمال ایران و سواحل دریای خزر که غلظت هوا به دلیل پستی زمین و بارش زیاد است در اقلیم سرد ، این غلظت کمتر بوده و همین امر میزان استفاده از تهویه طبیعی هوا را کاهش می دهد

• برودت بسیار زیاد هوا در بخش عمده ای از سال ، در نواحی سرد و کو هستانی باعث شده است تا حداکثر استفاده از تابش آفتاب ، بهره گیری از نوسان روزانه دما ، حفظ حرارتی و جلو گیری از باد سرد زمستانی در فضاهای مسکونی امری ضروری گردد . لذا فرم بنا در جهت مقابله با سرمای شدید طراحی و اجرا می شود . در ادامه ، به توضیح خصوصیات کلی فرم بنا در این اقلیم خواهیم پرداخت .

• هوا در بخش عمده ای از سال ، در نواحی سرد و کو هستانی باعث شده است تا حداکثر استفاده از تابش آفتاب ، بهره گیری از نوسان روزانه دما ، حفظ حرارتی و جلو گیری از باد سرد زمستانی در فضاهای مسکونی امری ضروری گردد . لذا فرم بنا در جهت مقابله با سرمای شدید طراحی و اجرا می شود . در ادامه ، به توضیح خصوصیات کلی فرم بنا در این اقلیم خواهیم پرداخت


• ۱٫ساختمان های درون گرا با حیاط مرکزی

• بناهای سنتی در اقلیم سرد مانند نواحی مرکزی فلات ایران دارای حیاط مرکزی بوده و سایر قسمت ها دورتادور این حیاط چیده می شوند . اتاق های واقع در سمت شمال حیاط بزرگتر از سایر قسمت ها و تالار یا اتاق اصلی نشیمن خانه نیز در این سمت حیاط واقع شده است تا از تابش مستقیم و حرارت آفتاب در فصل سرد زمستان استفاده کنند . جبهه جنوبی ساختمان به دلیل کوتاه و معتدل بودن فصل تابستان کمتر به کار گرفته می شود . لذا اتاق های جنوبی و اتاق های شرقی و غربی – در صورت وجود – به عنوان انباری یا فضاهای خدماتی همچون اتاق خدمه یا سرویس های بهداشتی کاربرد دارند .

• برخلاف مناطق معتدل و مرطوب سواحل جنوبی دریای خزر ، خانه های این مناطق ، اغلب دارای زیر زمینی با سقف کوتاه در پائین زمستان نشین هستند که به علت خنکی هوای آن ، در تابستان برای سکونت و آسایش ساکنان خانه به کار می رود .

•۲٫استفاده از ایوان و حیاط کوچک در بنا

• از آنجایی که در بیشتر روزهای سال در مناطق کوهستانی سرد و یا بسیار سرد است اکثر فعالیت های روزمره در اتاق ها انجام می پذیرد . لذا ابعاد حیاط ها در این مناطق قدری کوچکتر از نواحی فلات مرکزی ایران است .

• ساختمان ها در این اقلیم دارای ایوان اند ولی عمق آنها نسبت به ایوان های مناطق جنوبی کشور به مراتب کمتر می باشد و همانند ایوان های منطقه خزر ، کاربرد نشیمن ندارند و صرفا جهت حفظ ورودی ها ی بنا از برف و باران استفاده می شوند .

• نکته دیگر پائین بودن کف حیاط بناهای اقلیم سرد به اندازه ۱ تا ۱٫۵ متر از سطح پیاده روها است تا بتوان آب جاری در نهر ها و جوی ها را بر باغچه حیاط یا آب انبار واقع در زیر زمین سوار نمود و از سوی دیگر ، زمین مانند عایق حرارتی اطراف بنا را احاطه کرده ، مانع از تبادل حرارتی بین بنا و محیط پیرامون آن و باعث حفظ حرارت درون ساختمان می شود .

• ۳٫ پلان ، فرم بنا و نحوه قرار گیری آن

• در حوزه اقلیمی سرد و کوهستانی ، بناها دارای پلان و بافت متراکم می باشند . فرم بنا باید به گونه ای باشد که سطح تماس آن را با سرمای خارج کمتر نماید تا حرارت کمتری از درون به بیرون انتقال یابد . لذا از احجامی نظیر مکعب یا مکعب مستطیل استفاده می نمایند تا نسبت سطح خارجی بنا به حجم داخلی آن کاهش یابد و آن را در حداقل ممکن نگه دارد .

• ساختمان ها بین ۲۰ درجه به طرف غرب و ۴۵ درجه به سمت شرق و در سایه باد یکدیگر و خارج از سایه آفتاب هم ، در محور شمالی – جنوبی مستقر می شوند .

• ۴٫ اتاق های کوچک با ارتفاع کم

• در نواحی سرد و برفی ، باید از ایجاد اتاق ها و فضاهای بزرگ داخل بنا اجتناب نمود چرا که با افزایش سطح تماس آنها با فضای سرد بیرونی ، گرم کردن این فضای وسیع مشکل خواهد بود .

• بنابراین در این مناطق سقف اتاق ها را پائین تر از اتاق های مشابه در سایر حوزه های اقلیمی در نظر می گیرند تا حجم اتاق کاهش یابد و سطح خارجی نسبت به حجم بنا حداقل گردد . ارتفاع کم سقف در تالار ها و اتاق های مهم و طاق راسته ها و حجره های بازارهای این مناطق نیز مشهور است .

• ۵٫ بازشوهای کوچک

• در این مناطق برای جلو گیری از تبادل حرارتی بین داخل و خارج بنا از بازشوهای کوچک و به تعداد کم استفاده می کنند . در صورت بزرگ بودن پنجره ها ، استفاده از سایبان الزامی است . بازشوها در ضلع جنوبی برای استفاده هر چه بیشتر از تابش آفتاب ، بزرگتر و کشیده تر انتخاب می شوند . همچنین از استقرار بازشوها در جهت بادهای سرد باید اجتناب نمود . پنجره های دو جداره نیز برای رساندن تبادل حرارتی به حداقل ممکن مناسب ترند . در ضمن به منظور جلوگیری از ایجاد سوز در داخل و خروج حرارت داخلی به خارج ساختمان ، میزان تعویض هوای هوای داخل وتهویه طبیعی را باید به حداقل ممکن رساند .

• در مقایسه با اقلیم گرم و خشک ابعاد بازشوها در این حوزه اقلیمی برای استفاده از انرژی حرارتی حاصل از تابش آفتاب افزایش یافته است .

• بنابراین در این مناطق سقف اتاق ها را پائین تر از اتاق های مشابه در سایر حوزه های اقلیمی در نظر می گیرند تا حجم اتاق کاهش یابد و سطح خارجی نسبت به حجم بنا حداقل گردد . ارتفاع کم سقف در تالار ها و اتاق های مهم و طاق راسته ها و حجره های بازارهای این مناطق نیز مشهور است .

• ۵٫ بازشوهای کوچک

• در این مناطق برای جلو گیری از تبادل حرارتی بین داخل و خارج بنا از بازشوهای کوچک و به تعداد کم استفاده می کنند . در صورت بزرگ بودن پنجره ها ، استفاده از سایبان الزامی است . بازشوها در ضلع جنوبی برای استفاده هر چه بیشتر از تابش آفتاب ، بزرگتر و کشیده تر انتخاب می شوند . همچنین از استقرار بازشوها در جهت بادهای سرد باید اجتناب نمود . پنجره های دو جداره نیز برای رساندن تبادل حرارتی به حداقل ممکن مناسب ترند . در ضمن به منظور جلوگیری از ایجاد سوز در داخل و خروج حرارت داخلی به خارج ساختمان ، میزان تعویض هوای هوای داخل وتهویه طبیعی را باید به حداقل ممکن رساند .

• در مقایسه با اقلیم گرم و خشک ابعاد بازشوها در این حوزه اقلیمی برای استفاده از انرژی حرارتی حاصل از تابش آفتاب افزایش یافته است .

• ۶٫ دیوارهای نسبتا قطور

• قطر زیاد دیوارها نیز به نوبه خود از تبادل حرارتی بین فضای داخلی بنا و محیط بیرونی ساختمان جلوگیری می کند . معیارهای معماری اقلیم سرد و کوهستانی و گرم و خشک تقریبا مشابه است و تنها تفاوت آنها در منابع حرارت دهنده می باشد که در اقلیم گرم و خشک این منبع از سمت بیرونی بنا و در اقلیم سرد از سمت داخل فضا می باشد . لذا باید در این اقلیم به کمک مصالح بنایی قطر دیوارها را زیاد نمود تا این جداره بتواند به عنوان منبع ذخیره حرارت داخل بنا عمل نماید .

• دیوارهای قطور ، گرما و حرارت تابش آفتاب روزانه را در طول شب حفظ و به تعدیل دمای داخل ساختمان کمک می نماید . در معماری بومی این مناطق تا حد ممکن تلاش می شود تا به شکل طبیعی یا یا با استفاده از بخاری و گرمای ناشی از حضور افراد ، پخت وپز یا حضور حیوانات ، بنا را گرم نمود .

• ۷٫ بام های مسطح

• ابن یه سنتی در کوهپایه های شمالی سلسله کوههای البرز دارای بام های شیب دار و در مناطق کوهستانی غالبا مسطح هستند .

• بام های شیب دار در صورت مناسب بودن پوشش آن به مراتب از بام های مسطح بهترند چرا که آب باران را به سهولت از روی بام دور می کنند . ولی در صورت کاهگلی بودن پوشش بام ، قدرت آن در برابر رطوبت و باران و به ویژه برف بسیار تضعیف خواهد شد . چرا که آب ناشی از ذوب تدریجی برف وارد سقف کاهگل می گردد و بنا مرطوب و نم دار می گردد . به همین دلیل به محض بارش برف ، آن را از روی چنین

• بامی پارو می کنند و با غلتکی سنگی و کوچک ، بام را دوباره غلتک می کشند تا پوشش کاهگلی آن مجددا متراکم و سوراخ های ایجاد شده در اثر نفوذ آب مسدود گردند .

• انتخاب بام های مسطح در اقلیم سرد مشکلی ایجاد
نمی نماید چرا که با نگهداری برف بر روی بام ازآن به عنوان عایق حرارتی در مقابل سرمای زیاد هوای خارج که چندین درجه کمتر از درجه حرارت برف است استفاده می شود و همچنین فضای زیر اسکلت خرپا که کاربرد انباری دارد ، عایق مناسبی بین فضای داخل و خارج بنا خواهد بود . لذا دو جداره بودن سقف بنا در این اقلیم برای حفظ گرمای بنا حائز اهمیت است .

• نوع مصالح

• مصالح مورد استفاده در ابنیه سنتی در مناطق سرد و کوهستانی مانند سایر حوزه های اقلیمی از مصالح موجود در آن اقلیم است. این مصالح باید از ظرفیت و مقاومت حرارتی خوبی برخوردار باشند تا گرمای بنا را در فضای داخلی آن حفظ نماید .

• لذا بدنه این ابنیه از سنگ ( یا چوب ، ملات کاهگل ، خشت و آجر ) و پوشش سقف و بام از تیر های چوبی و کاهگل می باشد . از سنگ و مصالح مقاوم و سنگین برای برای پی سازی بنا استفاده می کنند و در برخی نقاط ، کرسی چینی با مصالح سنگین جهت جلو گیری از رطوبت به کار می رود ، هر چند ابنیه این مناطق ، به طور کلی ، بر روی زمین بنا می شوند .
در این رابطه می توان از شهر جوانرود و روستاهای اطراف آن واقع در منطقه غربی رشته کوه زاگرس و در ۹۵ کیلو متری شمال غرب کرمانشاه نام برد . در این منطقه ساختمانهای سنگی ، سیمایی موزون و هماهنگ به کل بافت شهر و همچنین به بافت روستاها داده است . سنگ که به وفور در این منطقه کوهستانی وجود دارد و به صورت لاشه و یا قواره در دیوارهای قطور ساختمان ها به کار می رود . در این منطقه اقلیمی سرد و نسبتا پر باران ، بام ساختمان ها مسطح و با تیر چوبی و کاهگلی پوشیده شده است . هر چند که بام اغلب ساختمان ها های جدید در جوانرود دارای خرپای چوبی و پوشش شیروانی است .

• کالبد شهری و روستایی


• بافت شهری و روستایی حوزه اقلیمی سرد و کوهستانی در جهت مقابله با سرمای شدید شکل گرفته است . ویژگی های بافت شهری و روستایی در این اقلیم عبارتند از :

• ۱٫ بافت متراکم و فشرده

• ۲٫ فضاهای کوچک و محصور

• ۳٫ بهره گیری از جهات آفتاب و زمین ( به عنوان عوامل تعیین کننده ی جهت استقرار و گسترش شهر و روستا و سیمای آنها )

• ۴٫ معابر باریک به موازات خط تراز زمین

• با توجه به شرایط اقلیمی منطقه سرد و کوهستانی در ایران به منظور جلوگیری از اتلاف حرارتی و کوران هوا ، بنا ها به صورت متراکم و فشرده و متصل و در کنار هم ساخته می شوند تا سطح تماس فضاهای گرم مسکونی با محیط سرد خارج کاهش یابد . همچنین بنا ها طوری کنار هم قرار می گیرند که یکدیگر را

• محصور نمایند و فضاهای شهری تا حد امکان کوچک شوند تا نفوذ جریان باد سرد به داخل فضاهای شهری کم گردد و تابش حرارت از سطح خارجی دیوارهای گرم ابنیه به فضاهای کوچک و محصور شهری ، هوای سرد آنها را تعدیل نماید .

• نکته قابل مشاهده دیگر در این نوع شهرها ، طراحی معابر کم عرض و باریک برای استفاده بهتر از حرارت و جلوگیری از تبادل گرما و سرما است . معمولا در این نوع اقلیم ، مجتمع های زیستی در وسط دامنه بلندی ها و رو به جنوب و در داخل زمین یا روی آن به منظور بالا بردن ظرفیت حرارتی دیواره های بدنه شمالی و

• افزایش حجم داخلی نسبت به سطح بیرونی ، استقرار می یابند . در واقع در صورت استقرار روستا در پائین دره اولا خطر سیل خیزی و نابودی روستا وجود خواهد داشت . ثانیا نفوذ هوای سرد سنگین به دره ها باعث افزایش شدت سرما به هنگام شب خواهد شد . ثالثا جبهه شمالی کوه همواره در سایه قرار گرفته و سرد می باشد در حالیکه روستاها و شهر ها باید جهت حداکثر استفاده از تابش خورشید ، رو به دره و در آفتاب بنا گردند . رابعا به علت فزونی ناهمواری های زمین و شدت باد در بالای کوه و دسترسی به منابع آبی و رود خانه ها که در قسمت پائین ارتفاعات جاری هستند ، استقرار بافت روستایی و شهری بر بالای کوه صحیح نمی باشد


• اقلیم گرم و خشک (ساختمان در این اقلیم

اما شرایط تابستانی حکم بر فشردگی ساختمان نموده و داشتن فرمی مکعب شکل را ضروری می‌نماید در هر صورت با بریدن قسمتی از این مکعب و پر نمودن حفره ایجاد شده با سایه (سایه دیوار، درخت، پیچک، چفته مو) و هوای خنک شده بوسیله تبخیر آب سطح چمن برگ درختان، حوض و فواره می‌توان اقلیم نسبتاً مطلوبی در ساختمان ایجاد نمود در اطراف این باغچه داخلی پلان ساختمان می‌تواند آزاد باشد بدین ترتیب پلان کلی ساختمان در این مناطق بطرف داخل معطوف می‌گردد. آنچه بدین ترتیب برای مناطق گرم و خشک

• پیشنهاد می‌گردد همان فرم زیبا و مشهور خانه‌های سنتی ایران است که از دوران ماقبل تاریخ تاکنون نه تنها در مناطق داخلی ایران بلکه در نواحی خشک خاورمیانه نیز تکرار شده است. ساختمانهای حیاط دار قدیمی بهترین فرم و ترکیب ممکن اجزاء یک ساختمان برای تعدیل اقلیم بشمار می‌روند. اطاقهای اینگونه منازل که فقط به داخل حیاط باز می‌شوند در برابر سرمای زمستان باد و طوفان شن که معمولاً در مناطق کویری در جریان است حفاظت می‌شوند. در زمستان اطاقهای رو به جنوب و در تابستان اطاقهای رو به شمال این مجموعه مورد استفاده قرار گرفته و بدین ترتیب محل زندگی نیز با اقلیم هماهنگ می‌گردد حیاطهای داخلی که شامل درخت، حوض و سطوح سبز گیاهان هستند یکی از مؤثرترین عوامل ایجاد رطوبت در هوای خشک اینگونه مناطق به شمار

• می‌روند. در شب هوای سرد مجاور پشت بام بطرف پائین حرکت کرده و در داخل حیاط و جسم دیوارها می‌ماند و به این ترتیب باعث افت حداکثر دمای هوای داخل حیاط در روز می‌شود در نتیجه در روز هنگامیکه دمای هوای خارجی و شدت تابش آفتاب به حداکثر می‌رسند هوای داخل ساختمان نسبتاً معتدل خواهد ماند.


• تهویه موردنیاز اقلیم گرم و خشک

• در مناطق گرم و خشک باید میزان تهویه طبیعی در روز را به حداقل ممکن رساند، چون در اثر ورود هوای گرم خارج بداخل، دمای هوا و سطوح داخلی نیز افزایش می‌یابد. به

• خصوص در طول روز که سرعت باد زیاد و در نتیجه میزان تهویه طبیعی نیز زیاد است، تغییرات دمای هوای داخلی در سطحی نزدیک به دمای هوای خارج تغییر می‌نماید. از طرف دیگر ، چون رطوبت هوای اینگونه مناطق کم است. حتی با جریان هوایی با سرعت کم امکان سرد شدن بدن از طریق تبخیر عرق بدن وجود داشته و در نتیجه احتیاج به سرعت زیاد هوا برای خنک سازی از راه تبخیر لازم نمی‌باشد. سرعت هوا برای ایجاد چنین وضعیتی می‌تواند cm 15 در ثانیه باشد و این سرعتی است که در نتیجه اختلاف دمای سطوح و

• همچنین در نتیجه نفوذ هوای خارج بداخل از طریق درز پنجره‌ها ، در هوای اطاق بوجود می‌آید و بدین ترتیب نیازی به باز بودن پنجره‌ها نخواهد بود. در عصر و شب ، بدلیل پایین بودن دمای هوای خارج نسبت به دمای هوا و سطوح داخلی تهویه طبیعی امکان سریع خنک شدن هوای داخلی را بوجود می‌آورد. نیاز به کوران در عصر و شب وجود دارد. وجود پنجره‌های باز شو را ضروری می‌سازد اما باید به این نکته توجه داشت که راندمان تهویه به اندازه پنجره‌ها متناسب نیست. با هماهنگ ساختن محل ، شکل و نحوه باز شدن پنجره‌ها، می‌توان اندازه آنها را بقدری کوچک

• انتخاب نمود که حرارت کسب شده از طریق آنها را به حداقل رسانده و در عین حال امکان تهویه بطور مفید را بوجود آورد. ضمناً باید به مشکل ورود گرد و غبار بداخل ساختمان نیز توجه داشت. در مناطقی که همیشه طوفان شن و گرد و غبار وجود دارد ساختمانهایی که بر روی پیلوتی قرار گرفته‌اند مقدار بسیار کمی از گرد و غبار و شن موجود در هوا را دریافت می‌نمایند ، چون معمولاً در ارتفاع بیش از m 10میزان شن وجود در هوا بشدت افت می‌نماید.

• چندی پیرامون اقلیم گرم و خشک

• دومین گروه بزرگ اقلیمی کشور است. محدوده جغرافیایی این پهنه اقلیمی عمدتاً در

• بخشهای مرکزی کشور و به صورت نوار باریکی در جنوب غربی کشور (دامنه‌های جنوب غربی رشته‌ کوههای زاگرس) گسترش یافته است. تنوع عرض جغرافیایی و ارتفاع نقاط مختلف واقع در این پهنه اقلیمی بسیار زیاد است در این اقلیم در شمالی‌ترین و جنوبی‌ترین نقطه کشور شرایط آب و هوایی مشابهی ایجاد شده، به طور مثال (در گز) که در شمالی‌ترین نقطه این پهنه اقلیمی قرار گرفته است (در عرض جغرافیایی º۳۷ شمالی) با ارتفاع ۵۰۰ متر از سطح دریا، پایین‌ترین (نی‌ریز) که در جنوبی‌ترین محدوده این پهنه قرار گرفته (در عرض جغرافیایی º۲۹ شمالی) با ارتفاع ۲۱۰۰ متر از سطح دریا، مرتفع ترین

• نقطه این گروه را تشکیل می‌دهند. شرایط آب و هوایی کلیه زیرگروههای اقلیمی این گروه در زمستان نسبتاً سرد و در تابستان نیمه گرم و خشک است. شرایط حرارتی هوا در فصل زمستان امکان بسیار زیادی را جهت استفاده از انرژی خورشیدی در گرمایش ساختمان بوجود می‌آورد و به همین دلیل تقریباً در کلیه زیرگروههای واقع در این پهنه اقلیمی درصد سالانه امکان بهره‌گیری از انرژی خورشیدی بالاتر از درصد نیازهای دیگر است. در این گروه بدلیل پایین بودن رطوبت نسبی هوا بخصوص


• در فصل گرم در کلیه زیرگروههای اقلیمی می‌توان با بهره‌گیری از عملکرد مصالح ساختمانی سنگین در بخشی از فصل گرم سال شرایط حرارتی فضاهای داخلی را کنترل نمود. اما شدت گرمای هوا در گرمترین ماههای سال درحدی است که سرمایش مکانیکی را ضروری ‌می‌سازد. نوع سیستم مکانیکی مورد نیاز بدلیل بالا بودن رطوبت هوا و بدلیل گرمای شدید و هوا کولر گازی یا سیستم تهویه مطبوع و در سایر زیر گروههای این پهنه اقلیمی کولر آبی است.در هر صورت بهره‌گیری از انرژی خورشیدی ، کاهش اتلاف حرارت ساختمان و جلوگیری از تاثیر هوای گرم خارج و تابش شدید آفتاب بر ساختمان از اهداف عمده طراحی اقلیمی در این پهنه اقلیمی است.