اقلیم سرد و خشک

دیدگاهی که انسان در دوران پیش از مدرن درباره محیط طبیعی پیرامون خود داشت، مبنی بر وحدت و یک شدن با آن بود، ولی آنچه که در دوران رشد صنعت و تکنولوژی رخ داد، بی توجهی به طبیعت و انرژی های موجود درآن بود. طراحی اقلیمی روشی است برای کاهش همه جانبه هزینه انرژی یک ساختمان. دراین راستا با توجه به گستردگی اقلیم سرد و خشک در نیمکره شمالی و نیز کشور عزیزمان ایران، توجه به طراحی بناها و کالبد شهرهای اقلیم سرد و خشک که از مصرف کنندگان عمده انرژی های فسیلی به شمار می روند، می تواند بخش عمده ای از مصرف آن ها را تقلیل دهد. هدف از این مقاله بررسی شرایط اقلیمی منطقه سرد و خشک و به ویژه شهرستان شهرکرد واقع در این اقلیم و به تبع آن بررسی راهکارهای طراحی بناها با توجه به مصرف صحیح منابع انرژی و احترام گذاشتن به طبیعت و متناسب با اقلیم پایدار می باشد. در این مقاله شیوه کتابخانه ای و میدانی برای بررسی مطالب انتخاب شده و امید است نتایج مطلوبی در مفهوم معماری اقلیمی پایدار منطقه سرد و خشک، کاهش مصرف انرژی های فسیلی و کاهش آلودگی به ویژه درشهرستان شهرکرد که به عنوان بستر اصلی مورد مطالعه را به همراه خواهد داشت.

امروزه کشورها برنامه ریزی های خود درزمینه معماری را به گونه ای انجام می دهند تا به کمک معماری بومی و اقلیمی بتوانند علاوه بر آنکه ساکنین خود را از عوامل اقلیمی نامطلوب مثل باد، سرما و گرمای شدید محافظت کنند؛ به کمک طراحی مناسب آسایش را برای ساکنین به ارمغان بیاورند. معماری بومی هر دو کشور نپال و ایران به عنوان الگویی گران قدر از طراحی منطبق با اقلیم به شمار می رود اقلیم سرد و کوهستانی این دو کشور شرایط ویژه ای را برای ساکنین ایجاد کرده است. هدف از نگارش این پژوهش ثبت الگوهای طراحی اقلیمی دو کشور و مقایسه تطبیقی این دو الگو به منظور ارائه راهکارهای نوین برگرفته از معماری بومی است. از این منظر مقاله حاضر کمک شایانی به پژوهشگران و طراحان این حوزه می کند. این پژوهش برگرفته از منابع کتابخانه ای، اسنادی و آماری، به روش تحلیلی و پژوهشی و درنهایت نتیجه گیری تطبیقی، با رویکرد ترویجی و با اهداف کاربردی است. پس از جمع آوری و ثبت و تطبیق الگوهای طراحی اقلیمی دو کشور نتایج حاصل شد. درنهایت راه کارهای معماری بومی نپال که منطبق با معماری بومی و اقلیمی بود به منظور راه گشای معماری بومی ایران در جهت حصول آسایش ساکنین ارائه شد. امید است با استفاده از این راه کارها، در حفظ محیط زیست و صرفه جویی در مصرف انرژی گامی روبه جلو برداشته شود.

امروزه با شاخصهای پرشمار و متنوعی در بحث پایداری برخورد میکنیم. این شاخصها پایداری را به مفاهیم دیگری مانند رفاه، سلامتی، انسجام اجتماعی و ... مرتبط میکنند و در زمان طراحی، برنامه ریزی، ساخت وساز و بهرهبرداری مد نظر قرار می گیرند؛ ازاینرو طراحی سامانه ارزیابی پایداری برای مناطق مختلف ایران امری ضروری و مفید در راستای توسعه پایدار این مرز و بوم است. هدف از این پژوهش نشاندادن «تعمیم ناپذیری سامانههای بینالمللی برای استفاده در مناطق و اقلیمهای مختلف» و «الزام بومی سازی سامانههای ارزیابی» و همچنین تأکید بر لزوم طراحی سامانه ارزیابی باتوجهبه معضلات و امکانات بستر، توجه به ظرفیتهای مکانی، الگوگیری از معماری سنتی پایدار اقلیم و همچنین مطالعات بوم شناسی اقلیم سرد و خشک ایران است. این پژوهش سعی دارد ابتدا با تحلیل مبنای تولید سیستم های ارزیابی پایداری و ریشههای وزندهی سیستمهای بینالمللی، بومی و منطقهای بودن این سیستمها را اثبات کند و سپس باتوجهبه شاخصهای اساسی پایداری، ساختار و عناصر معماری اقلیم سرد و خشک و نیز شاخص های ارزیابی ساختمانهای پایدار اقلیم سرد و خشک ایران را تدوین کند. ابتدا با مطالعه سیستمهای ارزیابی موجود بهعنوان مطالعه موردی این نتیجه به دست آمد که در تمامی سامانهها (حتی سامانههای بین المللی) ضرایب منطقهای در وزندهی شاخص ها تأثیرگذار بوده و عملا ً با بستر منطقهای طراحی شدهاند. با اتکا بر یافته های پژوهش و باتوجهبه سامانه های ارزیابی بررسیشده، ضرایب سرفصلها و شاخصها عمدتاً بر مبنای شاخص های منطقهای محاسبه شدهاند؛ بنابراین این سیستمها با وجود ادعای طراحی بینالمللی، قابل تعمیم به مناطق دیگر نیستند و الزام بومیسازی و طراحی جداگانه سیستم ارزیابی برای هر منطقه دیده میشود. با تحلیل یافتهها از نتایج تکنیک دلفی و بررسی موقعیت اجتماعی و اقلیمی محدوده مورد مطالعه، شاخصهای پیشنهادی برای اقلیم سرد و خشک ارائه گردیده است.

معماری بومی ایران بیش از هر عامل دیگری، تحت تاثیر عوامل محیطی و زیست محیطی ناشی از دوستی با طبیعت و ارتباط با آن شکل (بیوفیلی) گرفته است. همچنین اقلیم به عنوان یک عامل تعیین-کننده موجب پدیدآمدن گونه های متفاوت معماری در مناطق اقلیمی خاصه اقلیم سرد و خشک مختلف شده است. مساله اصلی در این پژوهش بررسی «جایگاه عناصر اقلیمی حیاط در معماری بیوفیلیِ خانه های اقلیمی سنتی در منطقه سرد ایران» است. نتایج این پژوهش حاصل بررسی ساختار کالبدی و تحلیل معیارهای اقلیمی در نمونه های انتخاب شده در میان اقلیم های منطقه سرد ایران بوده که بصورت گونه های مختلف حیاط در این منطقه ارائه شده است. لذا تعداد 30 بنا در مقایسه اقلیم سرد در شهرهای منتخب با روش خوشه بندی K- mean انتخاب و تحلیل شده اند. یافته های تحقیق نشان می دهد که ساختار واحدی در الگوی حیاط در این اقلیم سرد دیده می شود تاثیری اساسی در ارتباط با طبیعت و زیست بوم (نور، هوا، گونه های گیاهی و ارتباط با طبیعت) داشته و دارد. مقایسه فرم حیاط و قرارگیری چند توده ساختمانی در ضلع های مختلف آن نشان می دهد که تفاوت شرایط فصلی موجب تغییر محل کاربری مسکونی در هر دو اقلیم می شود که قصد دارد تا نوعی سازگاری اقلیمی- بیوفیلیک را رقم بزند. بزرگ بودن سطح توده ساختمانی در ضلع رو به آفتاب (ضلع شمال) در اقلیم سرد نشان دهنده سازگاری با شرایط فصلی و بهره گیری از تابش آفتاب در زمستان بسیار سرد و طولانی این منطقه است، در ضمن نحوه کاشت گیاهان بطور غالب در این جبهه نیز نشان از تمایل بیوفیلیک به طبیعت در الگوهای شکل گیری حیاط در این اقلیم دارد.

بخش ساختمان در کشور بیشترین میزان مصرف انرژی را به خود اختصاص داده است. جهت گیری بنا از شاخصه های مهم طراحی اقلیمی در یک بنا است. جهت گیری بهینه ساختمان باید با توجه به زمستان ها و تابستان های خارج از محدوده آسایش شهر مشهد صورت گیرد. بنابراین دانستن اطلاعاتی از موقعیت خورشید، از طریق نمودار مسیر خورشید و جهت باد غالب ضروری به نظر می رسد. مطالعه حاضر در تلاش است تا با جهت گیری بهینه ساختمان در شهر مشهد به حداکثر آسایش حرارتی ساکنان و بهینه سازی مصرف انرژی دست یابد. این کنکاش از لحاظ روش شناسی توصیفی- تحلیلی است. ابزار جمع آوری داده ها، مطالعات کتابخانه ای مختلف مانند مقاله های مربوط به جهت گیری ساختمان ها و اقلیم سرد و خشک و استفاده از نرم افزار Ecotect می باشد. بر اساس نتایج پژوهش، شهر مشهد، در بیش از 55 درصد از موارد ایام سال محدود تنش سرد قرار می گیرد و علاوه بر تابش آفتاب استفاده از تجهیزات گرمایشی کمکی نیز ضرورت دارد. در ماه های شهریور، مهر، فرودین و اردیبهشت بنا تقریبا در محدوده آسایش قرار دارد. در سه ماه خرداد، تیر و مرداد دمای هوا بالای حد آسایش است؛ ماه شهریور حداکثر انرژی معادل 60073BTU را در طول سال دریافت می کند. بهینه ترین جهت گیری ساختمان 180 درجه از مبنای شمال جغرافیایی است، البته با توجه به جهت بادهای سرد زمستانی، جهت های جنوب تا 20 درجه جنوب شرقی را می توان به عنوان جهت مطلوب برای استقرار ساختمان در شهر مشهد دانست که هم از مزیت حداکثر تابش خورشید در زمستان و کاهش جذب تابش در تابستان استفاده کند. همچنین با استفاده مناسب از سایبان ها، می توان شرایط درون بنا را به محدوده آسایش نزدیک کرد.

فرم معماری ساختمان های بلند، موضوعی پر اهمیت در تحلیل های مربوط به افزایش بهره وری به شمار می رود. همواره تلاش شده است فرمی برای ساختمان های بلند طراحی شود که این فرم از بیشترین بهره وری انرژی برخوردار باشد، از این رو پژوهش حاضر، ضمن محاسبه زاویه تابش خورشید در تابستان و زمستان و میزان چرخش آن در پلان و مقطع، فرم بهینه را به گونه ای به دست می آورد که بیشترین مساحت را رو به خورشید در فصل زمستان و کمترین مساحت را رو به خورشید در فصل تابستان داشته باشد. روش تحقیق، کتابخانه ای و به روش تحلیلی- توصیفی است. برای تجزیه وتحلیل داده ها از روش شبیه سازی در نرم افزارهای اعتبارسنجی شده، استفاده می شود. به منظور شناخت شرایط اقلیمی از نرم افزار کلایمیت کانسالتنت جهت تحلیل اطلاعات اقلیمی شهر اردبیل و جهت شبیه سازی پارامترهای تأثیرگذار بر اهداف پژوهش، از نرم افزار دیزاین بیلدر استفاده شده است. در این پژوهش شهر اردبیل به عنوان نمونه مورد مطالعه انتخاب شده است. از این رو زاویه خورشید و آزیموت زمستانه و تابستان براساس نمونه اردبیل درنظر گرفته شده است. نتیجه اینکه با شناخت شاخص های فرم معماری مؤثر بر مصرف و بهره وری انرژی در ساختمان های بلند مسکونی در اقلیم سردوخشک، می توان میزان کارایی انرژی را از نقطه نظر شاخص های کالبدی و محیطی تعیین کرد.اهداف پژوهش:تبیین تأثیر فرم معماری ساختمان های بلندمرتبه مسکونی بر بهره وری انرژی با تکیه بر انرژی خورشیدی.راهکارهایی جهت افزایش میزان بهره وری انرژی در ساختمان های بلندمرتبه مسکونی.سؤالات پژوهش:فرم معماری ساختمان های بلندمرتبه مسکونی چه تأثیری بر میزان بهره وری انرژی دارد؟میزان زاویه تابش خورشید در فصل تابستان و زمستان در طراحی و تحلیل سازه ها بلندمرتبه چه نقشی در بهروری دارد؟