تأثیر اقلیم در معماری

در این مطلب قصد داریم تاثیر اقلیم در معماری ساختمان‌ها یا حتی منظر شهرها را مورد بررسی قرار دهیم. می‌دانیم مسکن یا خانه عاملی است که به عنوان محافظت کننده از انسان در برابر سرما و گرما به حساب می‌آید و باعث ایجاد آسایش برای انسان می‌شود همچنین انسان را در برابر خطرات طبیعی و حیوانات ایمن می‌کند و حافظ جان انسان است (به تعبیری سرپناه انسان می‌باشد). از این رو باید استانداردهای زندگی کردن انسان را دارا باشد. یعنی بتواند انرژی‌های لازم را فراهم کند و آن انرژی‌ها را ذخیره و یا دفع کند.

از زمان دست‌یابی انسان به انرژی‌های فسیلی، تطابق دادن ساختمان با شرایط اقلیمی محیط اطراف رفته رفته کم‌رنگ‌تر شد که همین موضوع باعث شد که استفاده از سوخت و انرژی برای گرمایش و سرمایش ساختمان‌ها افزایش پیدا کند.

به تعبیر ساده‌تر ساختمان شما باید به گونه‌ای طراحی شود که بتواند بیشترین استفاده را از انرژی‌های طبیعی داشته باشد. مثلا در برخی از مناطق نیاز است فضا به گونه‌ای طراحی شود که کمترین ارتباط با محیط خارج را داشته باشد. یعنی پلان به صورت فشرده طراحی شود یا بالعکس در برخی از مناطق و اقلیم باید پلان و یا حتی خود شکل‌گیری مناطق به صورت متراکم باشد که کوران هوا به بهترین نحو اتفاق بیفتد.

حال اگر بخواهیم در رابطه با اقلیم بگوییم، معنای کلی اقلیم به این صورت است که عوامل تعریف کننده و تعیین کننده شرایط جغرافیایی و نوع آب و هوای یک منطقه را می‌گویند.

ایران کشوری است که در هر منطقه‌ای دارای آب و هوای مختلفی است. به زبان ساده‌تر ایران یک کشور چهار فصل است که همه‌ی آب و هواها را در مناطق مختلف دارا است: نوع آب و هوا در سواحل دریای خزر معتدل است و کاملاً مرطوب می‌باشد، در فلات قاره‌ای و خشک است، در کوه‌های مرتفع نوع اقلیم و آب و هوا سرد می‌باشد، در سواحل جنوبی و جنوب شرقی در مناطق گرم می‌باشد اما به طور کلی ایران کشوری است که اقلیم آن خشک به حساب می آید.

عوامل تأثیرپذیر از اقلیم در معماری ساختمان

• ارتفاع و پوشش سقف
• جهت نورگیری
• مصالح

ارتفاع ، پوشش سقف و جهت نورگیری

اولین و شاید مهم‌ترین تأثیر اقلیم در معماری ساختمان‌ها انتخاب نوع و شکل سقف است. همانطور که می‌دانیم، سقف یکی از مهمترین بخش‌های هر ساختمان است که مسئولیت تحمل نیمی از بارهای ساختمان را به عهده دارد. همچنین با توجه به اقلیم هر منطقه، باید ارتفاع سقف را متناسب با همان شرایط طراحی کرد.

مثلا در مناطق کوهستانی نباید ارتفاع سقف‌ها خیلی زیاد و بلند باشد به این دلیل که گرم کردن فضاهای آن خانه بسیار دشوار می‌شود و هرچه که ارتفاع سقف کمتر باشد انرژی کمتری مصرف می‌شود و گرم کردن فضای داخلی خانه راحت‌تر می‌شود.

یا مثلا در اقلیم‌هایی که بارندگی زیاد است، باید سقف‌ها به صورت شیب‌دار طراحی و در نظر گرفته شود و یا باید در پوشش سقف از مصالحی استفاده شود که مقاومت آنها در برابر رطوبت زیاد باشد و از ورود آب به خانه جلوگیری کند و مانع از نفوذ آب به داخل مصالح شود و کمترین خرابی را برای مصالح به بار آورد.

اقلیم گرم و مرطوب

تأثیر اقلیم در معماری در مناطق گرم و مرطوب و آفتابی بیشتر نمود پیدا می‌کند به طوری که، در این نوع اقلیم نباید بازشوها و پنجره‌های زیادی تعبیه شود و حتی بازشوها نباید خیلی بزرگ تعبیه و در نظر گرفته شود. چون در فصل‌های گرم‌تر سال نور خورشید باعث برهم زدن آسایش ساکنین می‌شود و همچنین جهت قرارگیری این بازشوها در مناطق گرم باید در بازوی شمال و جنوب باشد تا از ورود مستقیم نور آفتاب به داخل فضا جلوگیری کند. همچنین مقیاس مفید و مناسب برای بازشوها در این اقلیم باید بین ۲۵ تا ۴۵ درصد باشد و باید در این منطقه برای پنجره‌ها okb (ارتفاع کف تا زیر پنجره را okb می نامند) در نظر گرفته شود.

یکی دیگر از تأثیرات اقلیم در معماری، ارتفاع سقف ساختمان‌هاست که در این اقلیم نسبت به دیگر اقلیم‌ها بیشتر است و دلیل این کار این است که گرمای هوا در فضای داخل صعود کرده و به تعبیری زیر سقف تجمع می‌کند و در نتیجه دمای هوا در ارتفاع پایین‌تر اتاق کاهش می‌یابد و خنک‌تر می‌شود.

نوع مصالح هم یکی تأثیرات اقلیم در معماری ساختمان‌های هر منطقه‌ایست. مصالحی که در این اقلیم استفاده می‌شود باید دارای ظرفیت حرارتی کم باشد تا انرژی را در خود ذخیره نکند. بهترین مصالح برای این منطقه چوب است، زیرا چوب حرارت و انرژی را به کندی از خود عبور می‌دهد.

قرارگیری و نوع طراحی پلان‌ها و ساختمان‌ها در اقلیم گرم و مرطوب به صورت حیاط مرکزی و نیمه درونگرا می‌باشد. بندرعباس، جاسک، آبادان و اهواز از شهرهایی هستند که دارای اقلیم گرم و مرطوب هستند.

اقلیم معتدل و مرطوب

یکی از تأثیرات اقلیم در معماری ساختمان‌های مناطق معتدل و مرطوب این است که، ایجاد بازشو در تمام بدنه و همه جهت‌ها مجاز می‌باشد. اصولا در مناطق معتدل و مرطوب بازشوهای بزرگ رو به دریا تعبیه می‌شود تا از نسیم دریا استفاده شود و اصولا پنجره‌ها قدی به کار گرفته می‌شود (یعنی پنجره ها OKB ندارند). شروع بازشوها از کف است و مقیاس مناسب برای بازشوهای این اقلیم 40 تا 80 درصد است.

سقف در این اقلیم به صورت شیروانی و از جنس ورق‌های گالوانیزه، ساقه برنج و ایرانیت است که هرچه به سطح دریا نزدیک‌تر می‌شود، ارتفاع و شیب آن بیشتر می‌شود. مصالح کلی مناسب این اقلیم در معماری شامل سنگ، خشت، چوب و سفال می‌باشد. اصولا تمامی مصالحی که در همه‌ی اقلیم‌ها استفاده می‌شود به صورت بوم ‌آورد است. یعنی مصالحی است که در آن منطقه موجود است.

بهترین حالت ساخت خانه‌های این اقلیم در معماری، قرارگیری ‌بر روی پیلوت و کرسی است که پیلوت یا کرسی به معنای سنگ‌چینی تا یک ارتفاع مورد نیاز می‌باشد. علت کرسی چینی جلوگیری از ورود آب باران و برف به داخل خانه است. همچنین از دیگر دلایل این است که از سطح زمین کی فاصله پیدا کند که حرارت و سرمای کف زمین به داخل و کف خانه نفوذ نکند. اکثر شهرهای شمالی ایران دارای این نوع آب و هوا می‌باشند.

اقلیم سرد و کوهستانی

در اقلیم سرد و کوهستانی رطوبت بسیار کم است و در زمستان سرمای بسیار شدیدی دارند و در تابستان هوا معتدل است. تأثیر این اقلیم در معماری شهری به این صورت است که، محلات آنها به صورت متراکم و متصل به یکدیگر هستند که کوران هوا در کمترین حالت ممکن اتفاق بیفتد و از تماس بدنه‌‌های ساختمان با هوای خارج جلوگیری کند (همچنین یک روش برای جمع‌آوری انرژی داخل ساختمان‌ها می‌شود).

تعبیه بازشوها و پنجره‌ها در اقلیم سرد و کوهستانی به این صورت است که ابعاد آنها بسیار کوچک و به تعداد کم است که هوای بیرون کمتر به داخل نفوذ پیدا کند. بازشوها در اقلیم سرد در بازوی جنوبی است تا بهترین نوع استفاده از نور شود و باعث گرم کردن فضای داخل شود.

یکی از نکات مهم این اقلیم در معماری خانه‌ها آن است که، در این مناطق باید از پنجره‌های دو جداره که به منظور جلوگیری از اتلاف انرژی می‌باشد، استفاده ‌شود و ابعاد مفید بازشوها بین 12 تا 25 درصد باشد. پوشش سقف در این منطقه کاه‌گل و چوب است که به صورت مسطح اجرا می‌شود تا با نشستن برف روی سقف از هدر رفتن انرژی جلوگیری شود و مانند عایق عمل می‌کند. در این صورت، هم باعث جلوگیری از اتلاف دما و انرژی داخل شود و هم مانع ورود هوای سرد از خارج شود.

در رابطه با سقف‌ها، روش دیگری که از آن به عنوان جلوگیری از هدر رفت انرژی استفاده می‌شود، ارتفاع کم آنها است که با کوتاه در نظر گرفتن سقف‌ها باعث تجمع انرژی در فضا می‌شود.

مصالحی که در این منطقه استفاده می‌شود باید دارای ظرفیت حرارتی خوبی باشد تا گرمای داخل فضا را به خوبی حفظ کند و باعث اتلاف حرارت و انرژی نشود. از جمله مصالحی که برای بدنه‌ی ساختمان‌ها در اقلیم سرد و کوهستانی استفاده می‌شود، سنگ، چوب، ملات کاه‌گل، خشت و آجر است.

در این اقلیم بناها دارای پلان و بافت متراکم می‌باشند، به گونه‌ای که کمترین تماس را با فضای بیرونی داشته باشد تا حرارت کمتری از درون به بیرون انتقال یابد. طراحی پلان‌ها در این منطقه به صورت اتاق‌های کوچک با ارتفاع کم است که باعث تجمع انرژی و گرما شود و دستگاه‌ها و تجهیزات گرمایشی آنها هرچه سریع‌تر بتواند فضاهای آنها را گرم کند. شهرهایی مانند تبریز، ارومیه، سنندج، همدان،‌ آذربایجان و فارس از جمله شهرهایی هستند که دارای اقلیم سرد و کوهستانی هستند.

اقلیم گرم و خشک

در اصل زمانی که در یک منطقه رطوبت وجود نداشته باشد در آن منطقه خشکی به وجود می‌آید و وزش باد نیز باعث از بین رفتن رطوبت می‌شود. همچنین فشار بالای هوا باعث گرم شدن محیط می‌شود و در این حالت اصطلاحا اقلیم گرم و خشک در یک منطقه شکل می‌گیرد. از جمله شهرهایی که آب و هوا و اقلیم در آن‌ها گرم و خشک است، می‌توان به اصفهان، یزد و شیراز اشاره کرد.

اولین و شاید مهمترین تاثیر این اقلیم در معماری ساختمان‌ها، نوع و مقدار بازشوها هستند. بهترین حالت بازشو در اقلیم گرم و خشک این است که پنجره‌ها به صورت عمودی و کشیده باشند. اما از جهت حفظ مشرفیت در ایران در صورت درونگرا بودن و حیاط مرکزی بودن پنجره‌ها به صورت قدی و کشیده است اما در صورتی که ساخت رو به کوچه باشد باید برای پنجره‌ها از okb استفاده شود تا حریم داخل خانه حفظ شود. حال بهتر است پنجره‌ها در این اقلیم رنگی باشد تا از ورود مستقیم نور و اشعه‌های خورشید جلوگیری کند.

ابعاد مناسب بازشوها برای این اقلیم بین ۲۵ تا ۴۰ درصد است که البته این درصد برای بازشوهای ساختمان‌های دارای حیاط مرکزی است.

تاثیر دیگر این اقلیم بر معماری ساختمان‌های مناطق گرم و خشک، نوع پوشش سقف ساختمان‌هاست که به شکل گنبد یا طاق بدون داشتن اسکلت است که از مصالح گل و خشت خام و به حالت خرپشته می‌سازند (البته طاق‌های گنبدی شکل بیشتر در زمان قدیم مورد استفاده قرار می‌گرفته است)، اما در بعضی مناطق نیمه بیابانی به دلیل وجود چوب و متعادل بودن نسبی هوا اکثر بام‌ها را به شکل مسطح اجرا می‌کنند.

مصالح ساختمانی در این ساختمان باید از ظرفیت حرارتی بالایی برخوردار باشد. از جمله مصالح این اقلیم گل و مشتقات آن است و چنانچه سنگ و یا چوب در بناها به کار برده شوند، آن را با خاک و گل مخلوط می‌کنند.

نوع تجمع ساختمان‌ها کنار یکدیگر در اقلیم گرم و خشک به صورت فشرده و به هم چسبیده می‌باشد که با این کار میزان تبادل حرارتی در زمستان و تابستان به حداقل می‌رسد. به صورتی که دیوارها در این نوع طراحی باعث ایجاد سایه اندازی می‌شود و باعث خنک کردن محیط اطراف می‌شود.

روش دیگری که می‌توان برای سایه اندازی در این اقلیم استفاده کرد که باعث خنک‌تر شدن هوا شود، استفاده از پوشش گیاهی و درختان می‌باشد و حتی به همین دلیل بوده که در قدیم در داخل حیاط خانه‌ها از گودال باغچه استفاده می‌کردند.

نتیجه گیری

در نظر گرفتن تاثیر اقلیم در معماری که می‌تواند شامل توجه به نوع شکل‌گیری ساختمان‌ها کنار یکدیگر و چیدمان داخل خانه‌ها باشد، باعث می‌شود ساکنین بتوانند با کمترین امکانات انرژی را در خانه‌های خود ذخیره کنند و از هدر رفت آن تا حد ممکن جلوگیری کنند.

اما روش‌هایی که در یک منطقه به کار گرفته می‌شد و حتی بسیار تأثیرگذار بود دلیل بر این نبود که در یک منطقه‌ی دیگر نیز پاسخگو باشد. پس باید توجه داشت که هر منطقه متناسب با آب و هوا و اقلیمی که دارد باید تمهیدات متناسب با همان اقلیم را فراهم سازند.

لازم به ذکر است که ساختمان‌ها در قدیم با ساختمان‌های مدرن امروزی بسیار تفاوت دارد. زیرا روز به روز به روش‌های جدیدتری برای ذخیره‌ی انرژی دست پیدا می‌کنند. اما روش‌های امروزی بعضا بسیار پرهزینه می‌باشند در حالی که در زمان قدیم با کمترین هزینه و کمترین امکانات، تاثیر اقلیم در معماری ساختمان‌های خود را در نظر می‌گرفتند. از جمله‌ی این بناها می‌توان به آب انبارها، یخچال‌های زیرزمینی، گودال باغچه‌ها، آتشکده‌ها و دیگر بناهای بی‌نظیر و به یاد ماندنی از دوران گذشته اشاره کرد.

فرم ساختمان‌ها، نوع کنار هم قرارگیری ساختمان‌ها، شکل‌گیری فضاهای داخلی ساختما‌ن‌ها، نوع و تعداد بازشوها و نوع سقف‌ها از عوامل تحت تاثیر اقلیم در معماری ساختمان‌ها هستند.