تحقیق تاثیر اقلیم بر ساختمان سازی،



بسم الله الرحمن الرحیم

عنوان:
تاثیر اقلیم بر ساختمان سازی

پاییز 96

فهرست

مقدمه 4
فرم ساختمان در رابطه با اقلیم : 4
انواع ساختمان 4
فرم ساختمان در اقلیم گرم و خشک : 4
بافت روستایی : 5
اقلیم گرم و خشک : 7
اقلیم سرد: 8
انسان، طبیعت: 8
معماری 10
گنبد در اقلیم گرم و خشک 10
نوع مصالح : 11
ساختمان های گلی : 11
ساختمان های خشتی : 12
ساختمان و انواع آن 14
انواع ساختمان 15
انواع ساختمان از لحاظ مصالح مصرفی 15
ساختمان های بتنی 15
ساختمان های فلزی 15
ساختمان های آجری 15
ساختمان های خشتی و گلی 16
ساختمان های چوبی 16
ساختمان های ترکیبی 16
نقش کلافهای افقی در مقاوم سازی لرزه ای ساختمانهای آجری 16
مقاوم سازی ساختمانهای آجری غیرمسلح موجود 17
اقلیم های ایران 18
طراحی اقلیمی 18
اصول طراحی اقلیمی 18
موقعیت ساختمان در پلان 19
منطقه معتدل و مرطوب 20
منطقه گرم و خشک 22
منطقه گرم و مرطوب 22
منطقه سرد 25
مصالح ساختمانی 26
منطقه معتدل و مرطوب 26
منطقه گرم و خشک 26
منطقه گرم و مرطوب 27
منطقه سرد 28
شکل بنا و تعادل حرارتی : 35
شکل بنا و برف و باران : 37
شکل بنا و باد : 37
تاثیر اقلیم در ساختمان سازی و انواع ساختمان 39
اقلیم در ساختمان 40
فرم ساختمان در رابطه با اقلیم : 40
فرم ساختمان در اقلیم گرم و خشک : 41
بافت روستایی : 41
طارمه 43
شنا سیل : 43
تقسیمات اقلیمی در ایران 44
مصالح بومی در ساختمان های مناطق معتدل و مرطوب 44
اقلیم سرد و کوهستانی 45
مصالح بومی در ساختمان های مناطق سرد و کوهستانی 45
اقلیم گرم و مرطوب 46
مصالح بومی مناطق گرم و مرطوب 46
وابستگی شکل ساختمان به اقلیم 48
جهت گیری مناسب ساختمان 49
مدل سازی ساختمان مورد نظر 51
نتیجه گیری 52
مراجع 53

مقدمه
ساختِمان سازه ای است که برای سکونت و به عنوان سرپناه یا برای کار ساخته می شود که محیط را به دو بخش بیرون و درون تقسیم می کند. ساختمان هایی که از نظر بلندا از اندازه مشخصی بلندتر باشند ساختمان های بلندمرتبه گفته می شود. در ایران ساختمان بلندمرتبه طبق مصوبه سال ۱۳۷۷ شورای عالی شهرسازی و معماری به ساختمان های بالاتر از شش طبقه گفته می شود.
ساختمان های بسیار بلند نیز اصطلاحاً آسمان خراش یا برج نامیده می شوند.به ساختمان های بزرگ و باارزش قدیمی بیشتر عِمارَت گفته می شود.
انواع ساختمان
در معنای کلی هر سازه ای را می توان ساختمان نامید، در اینجا منظور از ساختمان بناهای ساخته شده با مصالح بنایی (آهن، سیمان، گچ، آجر و …) می باشد.
اصولا ساختمان را از لحاظ مصالح مصرفی و نوع کاربرد آن می توان به دو دسته تقسیم نمود. در تاریخ طبیعی قانونی وجود دارد که می گوید فقط انواع و گونه هایی می توانند به حیاط خود ادامه دهند که بتوانند با محیط خود هماهنگی ایجاد کنند و با مصالح خود جور درآمده و با تمام نیروهای داخلی و خارجی که روبرو هستند سازگار باشند. بررسی شکل گیاهان در مناطق اقلیمی مختلف، شباهتی را بین شکل گیاهان و ساختمانهای آن مناطق آشکار می سازد. عوامل اقلیمی در شکل گیری موجودات واقعیتی شناخته شده است.
این تشابه به دلیل آن است که عوامل که در شکل دادن به گیاه تاثیر دارند در شکل دادن به محیط انسانی نیز می توانند به همان اندازه موثر باشند.
فرم ساختمان در اقلیم گرم و خشک :
در رابطه با شرایط زمستان این مناطق، فرم ساختمان در طول محور شرقی – غربی گسترش یابد، اما شرایط تابستانی حکم بر فشردگی ساختمان نموده و داشتن فرمی مکعب شکل را ضروری می نماید. در هر صورت با بریدن قسمتی از این مکعب و پر نمودن حفره ایجاد شده با سایه (سایه دیوار، درخت، پیچیک و …) و هوای خنک شده بوسیله تبخیر آب سطح چمن، برگ درختان، حوض و فواره می توان اقلیم نسبتاً مطلوبی در ساختمان ایجاد نمود، در اطراف این باغچه داخلی، پلان ساختمان می تواند آزاد باشد. بدین ترتیب پلان کلی ساختمان در این مناطق به طرف داخل معطوف می گردد.
به طور کلی مشکلات فراوانی جهت هماهنگ کردن بیشتر ساختمان با اقلیم و جغرافیای منطقه وجود داشته که معماری سنتی ما در اثر تجربه به چند هزار ساله، راه حلهای منطقی برای یک زندگی دلپذیر در این مناطق فراهم نموده است.
بافت روستایی :
شکل پذیری بافت روستایی و تطبیق شرایط زندگی، عوامل طبیعی و همچنین استفاده از این عوامل در شرایط بسیار نامساعد آب و هوایی در این مناطق قابل توجه است. به جرات می توان بیان نمود که یکی از دستاوردهای بسیار مهم معماری سنتی ما در همین تطبیق و فراهم نمودن محیط مناسب زندگی در این مناطق خشک و بی آب و علف است.
کلیات یک بافت روستایی به قرار زیر است :
الف) بافت بسیار متراکم
ب) فضای کاملاً محصور
ج) کوچه باریک و نامنظم و بعضاً پوشیده باطاق
د) ساختمانهای متصل به هم
هـ): نحوه استقرار مجموعه های زیستی بر اساس جهت آفتاب و باد
روستاها و شهرهای سنتی مناطق گرم و خشک را در ایران می توان به بوته های کاکتوس و یا گیاهان صحرایی تشبیه نمود.
بافت شهری و روستایی در این نواحی به هم فشرده و ابنیه متصل به هم هستند. کوچه های باریک و با دیوارهای نسبتاً بلند و در مسیر یک خط شکسته امتداد دارند.
اصولاً هیچ فضایی غیر محصور در این مناطق وجود ندارد، زیرا محافظت از فضای غیر محصور در مقابل شرایط نامساعد اقلیمی ممکن نیست، یکی از دلایل باریکی کوچه ها که گاه فقط برای عبور دو نفر از کنار هم کافی است، برای فراهم نمودن شرایط اقلیمی بهتر در فضای معابر است.
وجود دیوارهای بلند در کنار معابر در ایجاد سایه در مقابل تابش آفتاب و همچنین محافظت معابر در مقابل بادهای کویری تاثیر به سزایی دارند.
باید متذکر شد که پیچ در پیچ بودن کوچه ها از نظر زیست اقلیمی یک مزیت در مناطق گرم و خشک و کویری محسوب می شود. زیرا در مسیرهای مستقیم و عریض، بادهای کویری می توانند به سرعت جریان داشته باشند و باعث اختلال در زندگی روزمره شوند.
متاسفانه در رابطه با مسائل اقلیمی، بسیاری از درسهای معماری وشهرسازی گذشته، جهت طراحی شهرها و ساختمانهای جدید فراموش شده و در فصول گرم، به جز در اطاقهای بسته و زیر کولرهای برقی، در سایر قسمتهای این شهرهای مدرن، شرایط آسایش برای انسان فراهم نمی باشد.
حیاط :
حیاط در فرهنگ دهخدا به معنای محوطه و هرجای دیواریست و سرای و خانه آمده است و در فرهنگ واژه های معماری سنتی ایران به معنای فضای باز و بدون سقف، فضای بازی که بنا دورتادور آن و یا در چند سمت آن ساخته می شود، آورده شده است.
از حیاط در خانه های ایرانی به شکل های مختلفی استفاده شده است که برخی از موارد استفاده عبارتند از :
1- حیاط به عنوان نشانه حریم تملک
2- وحدت دهنده چند عنصرخانه
3- ارتباط دهنده چند فضا
4- ایجاد محیطی سرسبز و با نشاط
5- حریمی برای آسایش خانواده
6- عنصری مناسب جهت سازماندهی فضاهای مختلف 7- به عنوان یک هواکش مصنوعی جهت گذر جریان بادهای مناسب
حیاط با تناسب طلایی و جهت گیری دستوری خود در تمام سال محیط بهداشتی مطبوعی فراهم و از گردش آفتاب و نور خورشید بهترین استفاده را برای اتاقهای گرداگرد خود کسب و تامین می کند.
حیاط و عناصر داخل آن به دو صورت ساخته شده است:
1- حیاط های سطح که معمولاً در محور طولی آن عوض و موازات آن چهار باغچه است.
2- حیاط با گودال باغچه
گودال باغچه و فضاهای در آن عملاً نقش عملکردی بخشی از فضاهای زیرزمینی را دارد.
گودال باغچه همراه با درختان سرسبز به دلیل گود بودن آن فضایی خنک را بوجود آورده که از این طریق دسترسی به آب زیرگذر میسر بوده است. در سمت جنوب حیاط که پر سایه بوده است جهت استفاده در تابستان و در قسمت شمال حیاط از گرمای خورشید در فصل زمستان بهره می برند در سمت غرب معمولاً فضاهای با اهمیت کمتر مانند انبارها و غربال می باشد. این فضاها بیشتر از سقف نور می گیرند و در و پنجره کمتری به سمت حیاط دارند.
طارمه (ایوان) :
فضایی است که از یک طرف باز و گاهی بدون سقف و به عنوان نشیمن موقت فصلی، دالان و ارتباط دهنده چند فضا مورد استفاده قرار می گیرد. اصلی ترین کاربرد آن همان فضای نشیمن موقت فصلی است.
واژه طارمه در مجموع برای فضای خاص نشیمن موقت کاربرد دارد. از واژه های طارمه یانی برای فضاهای ارتباطی مثل راهرو و دالان نیز استفاده می شود. اندازه طارمه نسبت به نیاز و ابعاد خانه متغیر است و اغلب به شکل سقف است و ارتباط معبری با حیاط و بیرون خانه دارد. حداقل عرض طارمه به اندازه عرض یک راه پله دو طرفه یا مدور است.
شنا سیل :
عنصری که در اکثر خانه های قدیمی یافت می شود و دارای چهار عملکرد است که عبارتند از :
1- مکان برای استفاده از نسیم و وزش بادهای مطبوع
2- رابط فضاهای مختلف بودند (به جای نرده های ساده چوبی یا فلزی از بازشوها و جداره های چوبی ثابت مثل کرکره نیز استفاده می شده که گذر نسیم را میسر می کرده بدون آنکه از بیرون فضای داخل دیده شود بنابراین:
– مانع خوبی برای تابش مستقیم آفتاب بوده است.
– نحوه اجرای شناسیل به این صورت بوده است که با ادامه تیر سقف به بیرون و پیش کردگی آن وجود می آید. روش دیگر بهره گیری از تیرهای چوبی کوتاه است که بخشی از آن در داخل دیوار فرو رفته است. البته برای نگهداری این تیرها نیاز به یک تیر سرتاسری در زیر آنها و دستک های چوبی یا فلزی بوده است.
– عامل اصلی سکونت در قسمتهای مرکزی در فلات ایران : ابداع فن قنات و کاربرد شیوه های مختلف در جهت تامین آب و آبرسانی به مراکز سکونتی بوده که بزرگی و کوچکی روستاها هم به همین امر بستگی دارد.
آب: عنصر اصلی بر کالبد روستا
در مناطق کوهستانی که به دلیل کمبود زمین سطح خانه ها به شکل پله ای و نقاط بالاتر در روی زمین ناهموار ساخته می شوند و از محدوده سیل و رودخانه فاصله می گیرند بنابراین زمینهای صخره ای، شیبدار و غیر قابل کشت مناسب ابنیه روستایی اند. بافت روستا در این موارد لکه ای و غیر خطی است.
ایران دارای چهار اقلیم است :
1- گرم و خشک
2- گرم و مرطوب
3- سرد و کوهستانی
4- معتدل و مرطوب
اقلیم گرم و خشک :
دما در روز تا c 70 و در شب حتی زیر 100- گرد و خاک . ماسه روان
راه حلهای در مقابله با تابش آفتاب :
1- انتخاب جهت مناسب جغرافیایی : جهت شمالی جنوبی بهترین گزینه
2- سطح بازشوها : پنجره ای سمت جنوب کوچکتر یا اصلاً گذاشته نشود و در جداره کردن آنها
3- ایجاد ایوان
4- ایجاد سقف دوپوش : ( سقف دوم مانعی برای انتقال گرماست)
5- انتخاب مصالح مناسب : هرچه ماده متراکمتر و جرم آن بیشتر انتقال حرارت بهتر صورت می گیرد. خشت و آجر در این مناطق بهتر از سنگ است.
6- ابعاد سازه : هرچه ضخامت بیشتر باشد انتقال گرما کمتر صورت می پذیرد.
7- ایجاد سایه: توسط درخت، گودال باغچه، دست اندازهای مرتفع، ساباط، نورشکن ها، تغییر اندازه دیوارها در معابر کوچه های کم عرض و باریک با دیواره های بلند
8- تراکم بافت : هرچه فشرده تر باشد سطح کمتری در مجاورت آفتاب است – گچربی معابر شرقی – غربی است.
9- ایجاد زیر زمین : فرار از گرما و رطوبت
10- رنگ مناسب : هرچه بدنه روشنتر باشد جذب حرارکت کمتری دارد رنگ کرم کاه گل.
اقلیم سرد:
1- 1-انتخاب مصالح : سنگ به عنوان گزینه اصلی است.
2- جهت جغرافیایی : جبهه اصلی رو به جنوب است.
3- سطح بازشوها : پنجره ها کوچک، در سطح بسیار کم، دو جداره کردن بهترین راه است.
4- ایجاد روپوش: با مهار تیر پوش دست انداز ساخته می شود تا هم برف روبی آسان داشته باشند و هم تابش خورشید بیشتر باشد.
5- ابعاد سطوح خارجی : بسیار کم تا کمتر در معرض تبادل دما و حرارت با بیرون باشد.
6- تراکم بافت : متراکم و در جوار یکدیگر با دیواره های ضخیم و مصالح مقاوم، تراکم در طبقات. طبقه زیرین مربوط به دامها و طبقه دوم به بعد خانواده.
7- رنگ مناسب : مصالح تیره در نما، زبری سطح در نما
انسان، طبیعت:
1- لهجه ها :
در اقلیم گرم و خشک لهجه ها : به صورت غریزی به سمت حروفی با پرت انرژی کمتر و حروفی که در واقع با مصرف اُ بیشتر کاری کند که مللی است از دایره در گرافیک و از دید دیگر گنبد در معماری مانند اُتننکو که یک لغت بیرجندی است.
اما در کوهستان که از حروفی خشن و پشت سر هم که انرژی بیشتری آزاد می کند مثل کلمه هایی ترکی : اولدروم بولدروم.
2- روانی :
آدم کویری معمولاً صبور و قانع است که همین قانع خلاقیت هم می آورد و باعث می شود که بیشتر از فضاهای اطراف استفاده کند به علت کمبودها
آدم کوهستانی به دلیل صفت کوهستانی که خشن و بیشتر اوقات برف و بوران است فردی تودار و برونگها است، تظاهرات بیرونی چهره کمتر است.
کویر : معماری حیاط مرکزی و کوهستانی سرپوشیده که حیاط هم بعضی اوقات ندارد مثل مسجد کبود
3- روحیه اقتصادی و تجاری :
در کویر قالی بیشتر کار می کند زیرا بستن بر زمین نیست و با یک فضای کوچک و بسته اتاق هم کار می کنند و به نوعی مکمل و متمم کمبودهای کویری به حیاط بیرونی است و با استفاده از گل و بلبل و … و طبیعت رنگارنگ را جبران می کند.
در حالی که در مناطق کوهستانی بیشتر با محیط و فضای اطراف و طبیعت و زمین کار می کنند.
4- البسه :
البته کویر و کوهستان با هم فرق می کنند اما وجه اشتراکی که دارند تمایل به تنوع رنگ نیز در آنها وجود دارد ولی تفاوت بارز در آنها این است که در زندگی قشقایی رنگهای تند و متنوع استفاده می کنند که به نوعی مکمل رنگ ساده و یکنواخت کویری است اما در زندگی کوهستانی بیشتر رنگ های تیره استفاده می شود بدلیل نوعی تضاد با رنگ سفید و یکنواخت برف و کوهستان و همچنین جذب بیشتر گرما
5- تغذیه :
مردم کویری پوست تیره تری نسبت به مردم کوهستان دارند و تبع گرم دارند و مثلاً بیشتر از غذاهای گرم استفاده می کنند مثل مصرف زیاد زعفران ولی مردم کوهستانی تبع سرد دارند و بیشتر از غذاهای سرد استفاده می کنند.
6- فرهنگ عامه :
مردم مناطق کوهستانی مقاوم هستند و بیشتر با طبیعت و مشکلات می جنگند اما مردم مناطق گرمسیر سازگار هستند و بر این باورند که باید صبور باشید و با مشکلات کنار آمد.
شاید برای تکمیل این چند جمله این مطالب را هم ذکر کنیم که بیشتر کسانی که در قیامهای ایران نقش موثری داشتند افرادی بوده اند که از مناطق سرد و کوهستانی برخاستند مثل محمد خیابانی – باقرخان – ستار خان – میرزا کوچک خان و …
"در ادامه بحث فرهنگ عامه و این که مردم کوهستانی سازگار نیستند بلکه مقاوم اند، اشاره به یکی از رسم و آداب منطقه کردستانی می پردازیم که وقتی دو نفر با هم ازدواج می کنند داماد باید نقشه ای طرح کند و عروس را که شاید چندین برادر هم داشته باشد از میان خانواده اش با یک مانور حساب شده بدزد تا نشان دهد مردی ارزشمند و قوی است و می تواند از پس یک سری مشکلات زندگی برآید."
طبیعت هم در معماری نقش بسزایی دارد اگر پوشش گیاهی را به بحث خود اضافه کنیم و این درختان در دو اقلیم با هم تفاوت دارند مثلاً در اقلیم گرم و خشک ما درختانی با برگهای پهن داریم که با کمترین آب بیشترین سایه را ایجاد می کنند و به عنوان نمادی مقدس برای مردم از قبل از اسلام تاکنون به شمار می رود مانند درخت انجیر که بسیار هم قوی و مقاوم است و سازمان بافت برگهای آن طوری است که اگر آبی بر روی آن بچکد آن را به سمت ریشه خود هدایت می کند و حداکثر استفاده را می برند. اما در اقلیم سرد و کوهستانی، درختانی با برگهای سوزنی شکل و بلند را داریم مانند کاج و سرو …. نوع گیاهان گرم و خشک جنبه دارویی بیشتری دارند مانند آویش و گل گاوزبان طبس.
معماری
گنبد در اقلیم گرم و خشک

طوری طراحی شده است که بیشر اوقات یک طرف پوشش سقف در سایه است و ایجاد تهویه می کند دمای بام و زیر سقف در پوششهای گنبدی 3 تا 7 درجه تفاوت دارد و همین گرما و سرمای متفاوت در زیر گنبد ایجاد تهویه ای ملایم می کند.
فرم بنا در مناطق گرم و خشک
کلیات فرم بنا در این مناطق به شرح زیر است :

الف- کلیه بناها به صورت درونگرا و محصور
ب) کلیه بناها دارای حیای مرکزی (به جز حمام) و اغلب آنها دارای زیرزمین، ایوان و بادگیر
ج) کف ابنیه و خصوصاً حیاط پایین تر از سطح معابر
د) ارتفاع اتاق ها نسبتاً زیاد
هـ) طاق ها غالباً قوسی و گنبدی
و) دیوارها نسبتاً قطور
همانطور که این فضاهای شهری محصور و در مقابل شرایط نامساعد طبیعی کاملاً محافظت شده اند، ساختمان ها و حیاط آن ها نیز دارای یک حصار بسته و یک محیط زیست اقلیمی کنترل شده می باشند. این مطلب در مورد کلیه ساختمان ها در این مناطق اعم از تجاری، مذهبی ، خدماتی و مسکونی صدق می کند.
نوسان درجه حرارت در مناطق گرم و خشک بسیار زیاد و میزان رطوبت در این مناطق کمتر از حد آسایش انسان است. همچنین تابش آفتاب و حرارت آن در تابستان محیطی گرم و سوزان ایجاد می کند و بادهای پر گرد و غبار کویری که در بسیاری از روزهای سال در جریان است، محل آسایش می باشد. لذا با ایجاد یک حیاط مرکزی در وسط ساختمان و تعبیه حوض آب و احداث باغچه، باعث افزایش رطوبت در فضای زیستی ساختمان شده و دیوارهای خشتی و آجری که به لحاظ تحمل بار سنگین طاق های قوسی و گنبدی با ضخامت نسبتاً زیاد ساخته می شوند، مانند یک خازن حرارتی، نوسان درجه حرارت در طی شبانه روز را کاهش می دهند و بالاخره با قرار دادن کلیه بازشوها رو به فضای نسبتاً مرطوب و معتدل حیاط و مسدود نمودن جدار مخارجی ساختمان ( به جز در ورودی) ارتباط فضای زیست داخل با فضای گرم و طاقت فرسای خارج تا حد امکان قطع شده و یک اقلیم کوچک و مناسب برای آسایش انسان در اقلیم گرم و خشک منطقه احداث شده است.
نوع مصالح :
مصالح مورد استفاده در این مناطق عمدتاً گل و خشت و آجر است. این نوع مصالح در طبیعت منطقه به وفور یافت می شوند و سابقه دیرینه کاربرد در این نواحی دارد. از نظر اقلیمی نیز این مصالح عملکرد خوبی دارند. زیرا در طی روز دیر گرم می شوند و شب هنگام و پرحرارت خود را پس می دهند. که باعث تعدیل نوسان حرارت در طی شبانه روز در ساختمان می شود. از لحاظ عملکرد اقلیمی می توان دو حیاط یکی در خانه های مدرن و دیگری در ابنیه سنتی منطقه را مقایسه نمود.
در حیاط خانه های امروزی مثلاً از موزائیک، آسفالت، نرده ها و درهای آهنی استفاده می شود. این مصالح به سرعت حرارت آفتاب را به خود جذب می کند و در روزهای گرم تابستان هنگام بعد از ظهر، راه رفتن با پای برهنه روی کف این حیاط و یا دست زدن به نرده ها و درهای فلزی ممکن نمی باشد.
در صورتیکه در حیاط ابنیه سنتی که با آجر فرش شده، دمای هوا بر روی سطح آجر بسیار کمتر از آسفالت و یا موزائیک است و در شب هنگام که هوا سرد می شود این آجرها هنوز حرارت را در خود حفظ کرده اند و فضای حیاط زود سرد نمی شود. و این را شاید بتوان یکی از دلایل هماهنگی در طبیعت و مصالح برگرفته از این طبیعت وجود دارد، دانست که با وجود گذشت زمان و پیشرفت علم هنوز جایگاه و اهمیت خود را حفظ کرده است و فضای حیاط زود سرد نمی شود. و این را شاید بتوان یکی از دلایل هماهنگی که در طبیعت و مصالح برگرفته از این طبیعت وجود دارد، دانست که با وجود گذشت زمان و پیشرفت علم هنوز جایگاه و اهمیت خود را حفظ کرده است و فضای حیاط زود سرد نمی شود. به دلیل اینکه چوب در مناطق گرم و خشک کمیاب است و از آن جهت سرپناه نمی توان استفاده نمود و سنگ نیز فقط در مناطق کوهستانی و کنار رودخانه هنا یافت می شود، لذا تنها مصالحی که به منظور امور ساختمانی به صورت گسترده در این مناطق می توان استفاده نمود، خاک است.
ساختمان های گلی :
ساختمان های گلی از قدیمی ترین انواع ابنیه می باشند و یکی از اولین نوع ساختمان هایی که بشر بعد از شروع کشاورزی و یکجا نشینی آغاز کرد این نوع ساختمان ها هستند دلیل این امر هم به این خاطر است که مصالح آن بسیار ابتدایی و قابل دسترس است و مهارت چندانی برای اجرای آن احتیاج نیست.
ساختمان های خشتی :
ساختمان های خشتی نیز جزء قدیمی ترین ابنیه در این مناطق می باشند. مصالح این ساختمان ها خشت های مربع شکل است که با دست قالب گیری شده و در زیر تابش آفتاب خشک شده اند. در کشور ما به خصوص در مناطق گرم و خشک متداول ترین مصالح خشت بوده است. هنوز هم در حد بالایی از ساختمان های کنونی ایران زمین خشتس است.
استفاده از مصالح خشتی و گلی و بهبود عملکرد این مصالح هنوز کماکان یکی از ارکان اصلی معماری ما است.
ساکنین مناطق گرم و خشک با اتخاذ تدابیر زیر به مشکلات آب و هوایی این نواحی فائق گردیده اند.
1- بطور کلی ساختمان های اینگونه مناطق با مصالحی از قبیل خشت و گل، که ظرفیت حرارتی زیادی دارند بنا شده اند. در مناطقی که شرایط آب و هوایی بسیار حاد است، کوشش گردیده که با قراردادن خانه ها در دل تپه ها یا زیرزمین زمان تاخیر را به بی نهایت رسانده و بدین شکل از شرایط گرمایی متعادل عمق زمین بهره گیری نمود.
2- پلان ساختمان ها تا حد امکان متراکم و فشرده بوده و کوشش گردیده تا آنجا که ممکن است سطح خارجی ساختمان به نسبت حجم آن کم باشد. این قضیه میزان تبادل حرارتی از طریق جداره های خارجی ساختمان را چه در تابستان و چه در زمستان به حداقل رسانده و در نتیجه از نفوذ حرارت بداخل ساختمان در تابستان و اتلاف آن در زسمتان بطور قابل ملاحظه ای جلوگیری می نماید.
3- معمولاً ساختمان ها در بافت های متراکم و مجموعه های بسیار فشرده بنا گردیده اند و بدین شکل کوشش شده است تا بیشترین سایه ممکن به سطوح خارجی ایجاد گردد. در نتیجه این تراکم وفشردگی مجموعه توده کل مصالح ساختمانی افزایش یافته و زمان تاخیر به حد مطلوب رسیده است.
4- در بیشتر نواحی اینگونه مناطق، بدلیل کمبود بارندگی و در نتیجه کمبود چوب، سقف ساختمان ها به شکل خرپشته، اطاق یا گنبد و بدون هیچ گونه اسکلت و از خشت خام و گل ساخته شده است. البته در نواحی بیابانی به دلیل اعتدال نسبی هوا، وجود چوب به میازن نسبتاً کافی، اکثر بام ها با استفاده از چوب و شکل مسطح ساخته شده اند.
5- به منظور تقلیل هرچه بیشتر حرارت ایجاد شده در دیوارها در اثر تابش آفتاب بر آن ها، معمولاً سطوح خارجی سفید کاری شده اند .
6- تعداد و مساحت پنجره ساختمان ها در این گونه مناطق به حداقل ممکن کاهش داده شده و به منظور نفوذ اشعه منعکس شده از سطح زمین اطراف، پنجره ها در قسمت های فوقانی دیوارها نصب شده اند.
7- در مناطق گرم و خشک، برعکس مناطق معتدل و مرطوب، کوشش گردیده به خصوص در اوقاتی که هوا گرم است، تا از ایجاد کوران و ورود هوای خارج به داخل ساختمان از قسمت پنجره ها ، یا قسمت های باز شو جلوگیری بعمل آید. اما تدابیر دیگری از قبیل ایجاد بادگیر، برای خنک نمودن هوا داخلی به شکل طبیعی اتخاذ گردیده که بسیار موثر می باشند.
8- استفاده از حیاط های داخلی مشجر و معطوف نمودن فضاهای زندگی به این حیاط ها یکی از عمده ترین مشخصات معماری در مناطق گرم و خشک است. حیاط های داخلی که شامل درخت، حوض، سطوح گیاهکاری شده هستند. یکی از موثرترین عوامل ایجاد رطوبت، که در مناطق خشک اهمیت فراوانی دارد، می باشند. اطاق ها که فقط رو به حیاط ها باز می شوند در برابر باد و طوفان شن که معمولاً در مناطق کویری در جریان است و همچنین در برابر بادهای سرد نسبتاً حفاظت می شوند.
9- جهت استقرار ساختمان ها در این مناطق، جنوبی و یا جنوب شرقی است این جهت از نظر کنترل و به حداقل رساندن نفوذ گرمای ناشی از تابش آفتاب در بعد از ظهر به داخل ساختمان مناسب ترین جهت می باشد.
وضع اقلیم این نوع آب و هوا یک نوع معماری خاص بوجود آورده است. شهرهایی مثل یزد، کرمان، کاشان و … جزء این گروه محسوب می شوند. آب و هوای این مناطق در تابستان بسیار گرم و طاقت فرساست. علاوه بر اینکه در زمستان هم بطور متداول بی نهایت سرد و غیر قابل تحمل است.
فضاهای خانه های کویری باید محصور در یک چهار دیواری باشند. این نوع سازماندهی فضا نه تنها از لحاظ طبیعی ، بلکه از لحاظ روحی و اعتقادی نیز دارای اهمیت است. آن ها که در کویر بوده و طوفان های شن را دیده اند، می دانند که خانه به غیر از روودی نباید روزنی دیگر به بیرون داشته باشد. ایجاد روزن به معنی ورود مقدار زیادی ریگ روان به داخل آن است.
همچنین محیط خشک و فاقد پوشش گیاهی بیرون از خانه ارتباط بصری و یا فیزیکی کمتری را با آن می طلبد و اینجاست که سازندگان دید ساکنان را به داخل خانه معطوف نموده، حوض ها و باغچه ای زیباتر شکل داده اند. موضوع دیگر ارتباط با طبیعت و برخورد با طبیعت در خانه های کویری یا گرم استفاده از بادگیر است این عنصر مهم و زیبا در فصل گرما، باد مناسب را به داخل هدایت می کند و باعث خنکی بیشتر خانه می گردد.
هرچه دیوارها قطورتر باشند زمان بیشتری صرف می شود تا حرارت به قشر داخلی اتاق نفوذ کند بدین ترتیب داخل سردتر از خارج می ماند. همچنین در شب هم که هوای بیرون خیلی سرد است، داخل گرم و مطبوع است. از نظر ارتفاع سقف نیز هرچه ارتفاع بیشتر باشد کوران بیشتر ایجاد شده و محیط از نظر جابه جایی گرما و سرما محدودیت ندارد. برای جلوگیری از ورود آفتاب هم سایبان های استفاده می شود مشربیها و شناشیل وارسی و غیره که از ورود گرمای خورشید به میزان زیاد جلوگیری می کند.
همچنین در این خانه ها فضاهایی به تابستان نشین اختصاص داده می شود که معمولاً در آن اطاق ها، بادگیرهایی متصل شده اند که هوای داخل آن را خنک می کنند و هیچ منفذ به بیرون ندارند که به اینها "تچر" گفته می شود.
از جمله این خانه ها می توان خانه مرتاضیون در نبرد و خانه طباطبائی ها و بروجردی ها در کاشان را نام برد. از جمله خصوصیات دیگر خانه های اقلیم کویری ایجاد یک سری دالان های شیب در ابتدای ورودی است که به این خاطر راهی برای جاری شدن آب قنات است و اختلاف سطح بین حیاط و کوچه حتی به 4 متر می رسد.
اگر طبیعت هر منطقه در منطقه ای دیگر جایگزین می شد، آیا باز این امکان بود که بتوان که بتوان نیازهای انسان های هر منطقه برای مقابله با خشونت و سختی های طبیعت پیرامونش برطرف شود؟
مثلاً اگر به جای خاک رس در مناطق گرم و خشک سنگ های لایه لایه و تیز گوشه و شکسته و تیره طبیعت پوشش می داد، آیا این انسان می توانست سرپناهی مناسب در برابر گرمای سوزان و خشک برای خود بوجود آورد.
به نظر ما نمی توانیم بگوییم که انسان نمی توانست با طبیعت کوهستان ، شرایط مساعدی برای زندگی خود در مناطق گرم و خشک بوجود آورد . زیرا انسان همیشه به دنبال محیطی آرام و ایمنی در برابر خطرات طبیعت بوده است.
آیا خداوند در هر سرزمین و یا شهر و یا روستا دو طبیعت متناسب، با هم در اختیار انسان قرار نداده است؟ مثلاً اگر در طبیعت یک شهر خشکسالی و گرمای شدید و سوزان وجود دارد. آیا خاکی که در زیر همان گرمای سوزان زمین را پوشش داده خود می تواند چاره مقابله با سختی های این طبیعت باشد؟
یا اگر قرار بود این انسان به راحتی آب را از سطح زمین برداشت کند و به خود سختی ندهد و زمین را تا عمق زیاد حفر نکند و برای هر بار مصرف آب این مسافت را به زیر زمین طی نکند مصرف کند، خورشید با حرارت خود آبی برای ادامه حیات این انسان به جای می گذاشت؟
یا اگر انسان کوهستان مجبور بود برای ادامه حیات زمین را حفر کند تا به آب برسد، آیا با طبیعت سخت و خشن پیرامونش می توانست به راحتی چنین کاری انجام دهد.
اگر این موضوعات را به طور کلی بخواهیم با یک سوال بیان کنیم می گوییم:
آیا انسان خود را با طبیعت پیرامون خود وفق می دهد و یا طبیعت برای انسان خلاصه و ساده شده و زندگی را برای مقابله با شرایطی خاص ساده می کند؟
ساختمان و انواع آن
ساختِمان سازه ای است که برای سکونت و به عنوان سرپناه یا برای کار ساخته می شود که محیط را به دو بخش بیرون و درون تقسیم می کند. ساختمان هایی که از نظر بلندا از اندازه مشخصی بلندتر باشند ساختمان های بلندمرتبه گفته می شود. در ایران ساختمان بلندمرتبه طبق مصوبه سال ۱۳۷۷ شورای عالی شهرسازی و معماری به ساختمان های بالاتر از شش طبقه گفته می شود.
ساختمان های بسیار بلند نیز اصطلاحاً آسمان خراش یا برج نامیده می شوند.به ساختمان های بزرگ و باارزش قدیمی بیشتر عِمارَت گفته می شود.
انواع ساختمان
در معنای کلی هر سازه ای را می توان ساختمان نامید، در اینجا منظور از ساختمان بناهای ساخته شده با مصالح بنایی (آهن، سیمان، گچ، آجر و …) می باشد.
اصولا ساختمان را از لحاظ مصالح مصرفی و نوع کاربرد آن می توان به دو دسته تقسیم نمود.
انواع ساختمان از لحاظ مصالح مصرفی

ساختمان های بتنی
ساختمانی است که برای اسکلت اصلی آن از بتن آرمه (سیمان، شن، ماسه و فولاد به صورت میلگرد ساده یا آجدار) استفاده شده باشد.
در این نوع ساختمان، سقفها به وسیله تاوه (دال)های بتنی پوشیده می شود، و یا از سقف های تیرچه بلوک و یا سایر سقف های پیش ساخته استفاده می شود.
برای ساخت دیوارهای جدا کننده (پارتیشن ها) ممکن است از انواع آجر مانند سفال تیغه ای، آجر ماشینی سوراخ دار، آجر معمولی فشاری و یا تیغه گچی و یا چوب استفاده شود.
همچنین ممکن است از دیوارهای بتن آرمه هم استفاده شود که در این صورت نوع این دیوارها دیوار برشی می باشد.
در این نوع ساختمان برای ساخت شاه تیرها و ستون ها از بتن آرمه (بتن مسلح) استفاده می شود.
ساختمان های فلزی
در این نوع ساختمان ها برای ساختن ستون ها و پل ها از پروفیل های فولادی استفاده می شود.
در ایران معمولاً برای ساختن ستون ها از تیر آهن های I دوبل و یا بال پهن های تکی استفاده می نمایند.
برای اتصالات از نبشی-تسمه و برا س ل سیب ی زیر ستون ها از صفحه فولادی (بیس پلیت) استفاده می شود و معمولاً دو قطعه را به وسیله جوش به هم متصل می نمایند (استفاده از پرچ یا پیچ و مهره نیز متداول است).
در این نوع ساختمان برای مقابله با زلزله از باد بندهای فلزی استفاده می شود.
ساختمان های آجری
برای ساختمان های کوچک که از ۴ طبقه تجاوز نمی نمایند می توان از این نوع ساختمان استفاده نمود.
اسکلت اصلی این نوع ساختمان ها آجری بوده و برای ساختن سقف ها در ایران معمولاً از پروفیل های فولادیI و آجر به صورت طاق ضربی استفاده می گردد؛ و یا از سقف تیرچه و بلوک استفاده می شود.
در این نوع ساختمان برای مقابله با نیروهای جانبی (نظیر زلزله) باید حتماً از شناژهای روی کرسی چینی و زیر سقف ها استفاده شود؛ همچنین در ساختمان های آجری معمولاً دیوارهای حمال در طبقات مختلف روی هم قرار می گیرند و اغلب پارتیشن ها نیز همین دیوارهای حمال می باشند.
حداقل عرض دیوارهای حمال نباید از ۳۵ سانتی متر کمتر باشد.
ساختمان های خشتی و گلی
اسکلت اصلی این نوع ساختمان ها از خشت خام و گل می باشد و تعداد طبقات آن از یک طبقه تجاوز نمی کند و در مقابل نیروهای جانبی همانند زلزله به هیچ وجه مقاومت نمی نمایند.
ساختمان های چوبی
این نوع ساختمان ها در مناطقی که چوب با قیمت ارزان در دسترس است ساخته می شوند (مانند شهرهای جنوبی کشور اتریش، بعضی ایالت های کشور آمریکا و …).
ساختمان های چوبی در ایران به علت کمبود منابع کمتر ساخته می شود.
ساختمان های ترکیبی
ممکن است ساختمانی از دو یا چند نوع از انواع فوق ساخته شود مانند ساختمان های فلزی-بتنی و یا فلزی-آجری و …، واین مقاله کاملا غلط است
انواع ساختمان از لحاظ نوع کاربرد
ساختمان ها از لحاظ کاربرد به انواع ساختمان های مسکونی، اداری، بیمارستان ها، انبارها، مدارس و مکان های عمومی مانند باشگاه ها و ورزشگاه ها و … تقسیم می شود.علیرضا
نقش کلافهای افقی در مقاوم سازی لرزه ای ساختمانهای آجری

رئیس مرکز تحقیقات زلزله دانشگاه صنعتی شریف اظهار داشت : براساس نتایج آزمایشهای عملی ، استفاده از کلافهای افقی در افزایش پایداری لرزه ای سازه های بنایی (آجری) موثر است.
دکتر محمد تقی کاظمی ، مسئول مرکز زلزله دانشگاه شریف و عضو هیات علمی دانشکده عمران دانشگاه صنعتی شریف پس از آزمایشات عملی پایداری لرزه ای سازه های منطبق با آیین نامه 2800 که در محل آزمایشگاه میز لرزان این دانشگاه برگزار شد ، درباره نحوه انجام این آزمایش گفت: این تست با شبیه سازی دو زمین لرزه شدید طبس و بم و یک زلزله در کالیفرنیای امریکا بر روی یک ساختمان با مصالح بنایی (آجری) که کاملا براساس آیین نامه2800ساخته شده است انجام شد .
وی افزود ، این ساختمان به نحوی ساخته شده که تمامی ضوابط استاندارد از نظر کلاف بندی افقی و قائم در آن رعایت شده ، در زیر دیوارها کلاف بتونی و در داخل بتون چهار میلگرد قرار دارد که به یکدیگر متصلند و در گوشه های ساختمان و اطراف دیوارها کلاف قائم قرار دارد. همچنین در دیوارها شناژ افقی قرار گرفته که این نوع شناژ می تواند به صورت کلاف بتونی و یا تیر آهن باشد.
وی خاطرنشان کرد: در این آزمایش با توجه به اینکه سقف طاق ضربی بود، در کلافهای افقی روی دیوارها از تیر آهن استفاده شد. این تیرآهن ها به کمک نبشی به یکدیگر جوش خورده، همچنین میلگردهای کلاف قائم نیز به دور تیر آهن ها پیچیده و به آن جوش خورده است. بنابراین کلاف بندی مناسب در این آزمایش باعث شد تا دیوارهای آجری که مقاومت کمتری در برابر زلزله دارند کمتر فرو بریزند، اگرچه ترکهایی در روی دیوارها ایجادشد.
دکتر کاظمی با تاکید بر مقاومت لرزه ای این سیستم سازه ای اظهار داشت : طی این آزمایش، نیروهای اینرسی ناشی از زلزله (شتاب زلزله) به تدریج اضافه شد تا اینکه به فرو ریختن دیوارها منجر شد ؛ البته این نیروها از نیروهایی که در زلزله های واقعی ایجاد می شود، بیشتر بود.
شایان ذکر است ، عضو هیات علمی دانشکده مهندسی عمران دانشگاه صنعتی شریف در ادامه اشاره کرد در صورت رعایت ضوابط این آیین نامه ها در ساخت و اجرا، ایمنی ساختمان در برابر زلزله تا حد زیادی تامین شده و از شدت خرابیها به نحو چشمگیری کاسته می شود و این وظیفه کارشناسان، مهندسان و دست اندرکاران ساختمان است که به طور کامل ضوابط آیین نامه را رعایت کنند و شهروندانی نیز که درصدد خرید یا احداث ساختمان هستند از حسن اجرای این ضوابط در ساختمان خود حصول اطمینان کنند.
مقاوم سازی ساختمانهای آجری غیرمسلح موجود
استفاده از مصالح بنایی جهت ساخت ساختمانها از دیرباز معمول بوده است؛ اما، دانش بشری در مورد رفتار این نوع ساختمانها تحت اثر حرکتهای لرزه ای هنوز کافی نمی باشد. تا چندی قبل، مصالح بنایی غیرمسلح به عنوان مواد نامناسبی جهت ساخت ساختمانها در مناطق زلزله خیز به شمار می رفتند. این عقیده عمدتاً بر اثر عواقب زلزله در دوره های اخیر است، چراکه بسیاری از خسارتهای مالی و جانی بر اثر سقوط و فرو ریختن این مصالح رخ داده است. در این مقاله ابتدا در مورد مصالح بنایی غیرمسلح مطابق با آیین نامه و رفتار این نوع ساختمانها به دو روش انرژی و آزمایشگاهی بحث و به مدهای کلی شکست آنها اشاره می گردد. سپس جهت تاکید بر نیاز به تحقیق بر روی ساختمانهای آجری غیرمسلح و لزوم تقویت آنها، رفتار این ساختمانها به هنگام وقوع زلزله بررسی و نمونه هایی از خسارتهای مشاهده شده در ایران و دیگر کشورها تحلیل و مکانیزم و علت گسیختگی آنها تعریف می شود. در نهایت با شناخت نقاط ضعف این نوع ساختمانها، روشهایی جهت تقویت آنها در مقابل نیروهای جانبی ارائه می شود. این روشها شامل تسلیح افقی در دیوارها، تسلیح عمودی در دیوارها، تقویت ستونهای (پایه ها) مصالح بنایی، اتصال دیافراگم کف یا بام و روشهای دیگر است. همچنین به نتایج آزمایشگاهی و عملی محققین پس از مقاوم سازی نیز اشاره ای می شود. لازم به ذکر است که هر یک از روشهای ترمیم و تقویت با توجه به نوع و ارتفاع ساختمان، تعداد دهانه ها، مصالح مصرفی، زلزله خیزی منطقه، عمر ساختمان، درصد خسارات وارده، مصالح و فن آوری موجود، شرایط اقتصادی و غیره انتخاب می شوند که انتخاب روش به دانش و تجربه کافی مهندس بستگی دارد. طراحی اصولی ساختمان ها با توجه به شرایط اقلیمی آن منطقه و استفاده صحیح از انرژی خورشیدی می تواند نقش مهمی در کاهش مصرف انرژی داشته باشد. از اینرو معماری و شهرسازی سنتی ایران که همواره راههائی را مورد استفاده قرار داده تا با هماهنگی با طبیعت و استفاده از انرژی های موجود در اطراف بنا ها باعث کاهش همه جانبه مصرف انرژی در بنا ها شود می تواند نقش تاثیر گذاری بر آینده طراحی بناها داشته باشد. در طراحی های سنتی ایران منبع اصلی تامین انرژی، انرژی لایزال خورشیدی بوده است.
با توجه به اینکه بیش از 30 درصد کل انرژی مصرفی ایران در ساختمان های مسکونی مورد استفاده قرار می گیرد، طراحی و استفاده نامناسب از این ساختمان ها و عدم سازگاری مواد و مصالح مورد استفاده با اقلیم و شرایط منطقه، می تواند باعث اتلاف مقدار زیادی از انرژی ورودی به ساختمانها شود و با توجه به این نکته که سیر طراحی شهری و معماری سنتی ایرانی همواره در راستای کشف آهنگ طبیعت، استفاده از انرژیهای تجدید پذیر و ساختن بناهایی با کمترین مصرف انرژی بوده، در نتیجه معماری سنتی ایران می تواند ما را برای رسیدن به این هدف که همانا کاهش مصرف و اتلاف انرژی در بخش ساختمانهای مسکونی است، نزدیک سازد.
اقلیم های ایران
به دلیل قرار گیری ایران در عرض های مختلف جغرافیایی، ایران دارای چهار اقلیم متفاوت می باشد. اقلیم های گرم و مرطوب، گرم و خشک، معتدل و مرطوب و سرد که هماهنگ با این اقلیم ها معماری های متفاوتی درون ایران شکل گرفته است.
طراحی اقلیمی
یکی از پایه های شکل گیری معماری سنتی ایرانی، اقلیم می باشد. در این نوع طراحی منبع اصلی تامین انرژی، انرژی خورشیدی است و روش های طراحی ساختمان ها بر اساس دریافت مستقیم از انرژی خورشید می باشد .
اصول طراحی اقلیمی
در این شیوه به هیچ وجه از وسایل مکانیکی و تاسیساتی استفاده نمی شود یا بعبارت دیگر این شیوه هیچ هزینه ای ندارد و خود ساختمان با عناصر و اجزاء خود این انرژی را دریافت و نگهداری می کند و تنها نیاز به علم و آگاهی راجع به طراحی اقلیمی است.
موقعیت ساختمان در پلان
عواملی که خصوصیات اقلیمی یک سایت را تحت تاثیر قرار می دهند عبارتند از : توپوگرافی، جهت، اشراف، ارتفاع تپه ها یا دره های واقع در اطراف آن، سطح زمین چه طبیعی و چه ساخته شده، قابلیت نفوذ پذیری، جنس و دمای خاک که همه از اهمیت خاصی برخوردارند.
جهت استقرار ساختمان یکی از مهمترین عوامل موثر در کیفیت شرایط حرارتی و محیطی فضای داخلی به شمار میرود. جهت استقرار ساختمان، به نوعی در تامین بسیاری از اهداف طراحی و نیازهای حرارتی آن تاثیر میگذارد جلوگیری از گرم شدن فضاهای داخلی در مواقع گرم و استفاده هرچه بیشتر از انرژی خورشیدی در گرم کردن این فضاها در مواقع سرد، به وضعیت استقرار ساختمان نسبت به موقعیت سالانه خورشید در آسمان مربوط میشود. تامین این موارد مستلزم طراحی جهت ساختمان است. جهت ساختمان به گونهای باشد که در مواقع سرد سال حداکثر و در مواقع گرم سال حداقل انرژی خورشیدی به نمای اصلی آن بتابد.
به طور کلی انتخاب جهت استقرار ساختمان به عواملی چون وضع طبیعی زمین میزان نیاز به فضاهای خصوصی، کنترل و کاهش صدا و نیز به دو عامل باد و تابش آفتاب بستگی دارد. این بخش، قسمت عمدهای از وظیفه یک معمار است، که ساختمان را به نحوی قرار دهد تا بیشترین استفاده از نور خورشید در رابطه با شرایط گرمایی و بهداشتی و روانی حاصل گردد. به طور کلی در مناطق سردسیر و در عرضهای جغرافیایی بالا که هوا اغلب سرد است، ساختمان باید در جهاتی قرار بگیرد که حداکثر انرژی خورشیدی را در طول سال دریافت نماید. در مناطق سرد، طیف وسیعی از جهات از نظر کسب انرژی خورشیدی مناسبند. جهتهای جنوب تا 30 درجه شرقی (30 درجه انحراف از جنوب به سمت شرق)

شکل (1) جهت گیری مناسب در اقلیم سرد
شرایط اقلیمی که در اطراف یک بنا حاکم باشد , ما را در تعیین وضعیت نسبی فضاهای داخلی یاری می نماید . قسمت شمالی یک ساختمان در زمستان بدلیل اینکه تشعشعات مستقیم خورشید را دریافت نمی کند , سردتر خواهد ماند . نمای شرقی و غربی قاعدتاً باید به مقدار مساوی یکی در صبح و دیگری در عصر , تابش خورشیدی را دریافت کنند. بدلیل اینکه مسیر خورشید در آسمان نسبت به محور شمالی – جنوبی قرینه است. ولی حرارتهای مشاهده شده در عرض یک روز در روی نمای غربی بیشتر از نمای شرقی بوده است که ناشی از غبارهای صبحگاهی و نیز هوای گرمتر در بعد از ظهر می باشد. نمای جنوبی ساختمان بدلیل اینکه مدت تابش آفتاب بر آن بیشتر است , گرمترین و آفتابگیرترین جهت ساختمان در زمستان است.
منطقه معتدل و مرطوب
این نوع اقلیم جلگه های کناره دریای خزر تا کوهپایه های شمالی البرز را شامل می شود. مشخصات این اقلیم بارش فراوان، رطوبت نسبی زیاد، اختلاف درجه حرارت کم بین شب و روز می باشد.
شکل‎گیری معماری بومی منطقه معتدل و مرطوب بر مبنای مدولهایی از مربع می‎باشد که به صورت خطی در امتداد شرق- غرب و عمود بر جریان باد توسعه یافته است. این گونه شکل‎گیری نمونه‎ای از معماری برون‎گرا می‎باشد که از ویژگی‎های آن، داشتن ارتباط بصری و فیزیکی مستقیم با فضای بیرون خانه، نداشتن حیاط و گسترش در ارتفاع می‎باشد. وجود باز شوها در تمام جبهه های ساختمان وعدم وجود زیرزمین به علت وجود رطوبت زیاد و بالا بودن سطح آبهای زیرزمینی از مشخصه های دیگر ساختمان های این اقلیم می باشد که ما در معماری بومی گیلان شاهد آن می‎باشیم.
مهم ترین مسئله در ساختمان های نواحی معتدل ومرطوب ایجاد کوران و مبارزه با رطوبت بیش از حد محیط است. گشودگی ها به هدف ایجاد کوران تعبیه می شوند. این گشودگی ها را به دو صورت می توان بررسی کرد:
1. در دو ضلع متفاوت 2. در دو ضلع هم راستا

شکل(2) کوران همراستا و غیرهمراستا
همانطور که از شکل بر می آید زمانی که جهت وزش باد و راستای قرارگیری دو پنجره منطبق باشند گردش کمتری از هوا را در فضا خواهیم داشت و حالت خلاف آن باعث گردش بهتر میگردد.
به منظور جلوگیری از پاشش باران به داخل ساختمان توسط باد، سقف شیب‎دار تا نزدیکی کف زمین در یک یا دو طرف بنا که در سمت باد قرار دارد ادامه می‎یابد.

شکل (3) اجزای سقف شیروانی در شیوه ی سنتی آن
همچنین به منظور ممانعت از نفوذ رطوبت از سطح زمین به داخل بنا، سطح آن بالاتر از زمین قرار گرفته و در فضای بین کف و زمین جریان هوا موجب تبخیر رطوبت و تهویه هوا شده وسبب خشک و قابل استفاده شدن کف ساختمان می‎شود.

شکل (4) ایجاد کرسی برای جدا کردن ساختمان از کف
وجود ایوان به عنوان یک عنصر ویژه در خانه های این اقلیم جایگاهی خاص عرضه می دارد. وجود ایوان را میتوان ادامه ارتفاع گرفتن بنا از زمین در این مناطق دانست که در دنباله ی مقابله با رطوبت زیاد ایجاد میگردد. ایوان بیانی از برونگرایی خانه های ناحیه معتدل و مرطوب ایران (شمال کشور) بوده و عنصری است که مکان انجام فعالیتهای بسیاری از مردم این اقلیم میباشد و به واسطه اینکه در زیر سقف بیرون زده شیروانی واقع میشود از نفوذ باران نیز در امان بوده و ارتباط دهنده فضاهای داخلی چون اتاقها ست که با وجود آن نیازی به ورود به حیاط و رفتن به نقطه ای دیگر از فضاهای خانگی نمیباشد.

شکل (5) ایوان های ساخته شده از چوب و مصالح محلی
منطقه گرم و خشک
ویژگی‎های اقلیمی این منطقه خشکی، کم آبی، گرمای شدید در تابستان به همراه طوفانهای شنی در برخی از مواقع سال و وزش باد در جهات مختلف و همچنین سرمای شدید در زمستان می‎باشد. در بررسی و مطالعه معماری این نوع اقلیم می‎توان به معماری مسکن بسیاری از شهرهای فلات مرکزی ایران اشاره نمود که دارای معماری درون‎گرا هماهنگ با این نوع اقلیم می‎باشند. شاخص اصلی معماری بومی این نوع اقلیم، درون‎گرایی آن می‎باشد. این نوع معماری دارای حیاط مرکزی بوده و اتاقها معمولاً در چهار سمت آن واقع شده است و به منظور تهویه فضای داخلی، در گوشه‎ای از بنا بادگیر ساخته می‎شود فرم حیاط‎ها معمولاً به صورت گودال باغچه (در برخی موارد مسطح) می‎باشند.
در اقلیم گرم و خشکی همچون یزد که دارای طوفانهای شدید همراه با شن و گرمای زیاد در تابستان و سرمای شدید در زمستان است، هماهنگی با طبیعت و شرایط محیطی ضرورت بیشتری پیدا می‎کند، به عنوان نمونه در این اقلیم بایستی فرم پلان فشرده باشد تا سطوح کمتری در مقابل نور خورشید قرار گیرند. همانگونه که توضیح داده شد به علت تابش شدید نور خورشید در تابستان و سرمای زیاد زمستان، جهت قرارگیری ساختمان در سمت جنوب تا جنوب شرقی میباشد تا بیشترین میزان انرژی را در فصل زمستان دریافت کند. همچنین به منظور استفاده از بادهای مناسب، معماران گذشته از بادگیر استفاده میکردند تا بدین شیوه، جریان هوای مطبوع را به داخل اتاقها انتقال دهند و هوای گرم و آلوده به بیرون فرستاده شود. در واقع بادگیر کار مکش را انجام میداده است، اجرای بادگیر در شهرهای مختلف منطقه گرم و خشک با توجه به اوضاع جوی منطقه و جهت وزش باد متفاوت میباشد به عنوان مثال در یزد به علت وزش باد در جهات مختلف، بادگیری چهار طرفه ساخته میشود و معمولاً دارای ارتفاع زیادی میباشد. با توجه به مطالب یاد شده، معماری مسکن در یزد به شکلی بوده تا از انرژی قابل تجدید همچون جریان هوا و نور خورشید به طرز کاملاً مناسب و بهینه ای استفاده شود که این امر موجب کاهش استفاده از انرژیهای فسیلی شده و بدین طریق پایداری محیط را تضمین کرده است.
منطقه گرم و مرطوب
مشخصات کلی اقلیم این منطقه را می توان اینگونه بیان نمود که دارای تابستانی بسیار گرم و رطوبتی زیاد و دائمی در تمام فصول می باشد. نکته قابل توجه در این اقلیم اختلاف اندک درجه حرارت روز و شب است و همچنین وجود بادهای صحرایی عربستان (نامناسب) وبادهای ساحلی (مناسب) می باشد. این منطقه اقلیمی در امتداد یک نوار ساحلی باریک و نسبتاً طولانی است که بیش از دو هزارکیلو متر طول آن می باشد و از مصب اروند رود در جنوب غربی استان خوزستان شروع شده و به خلیج گواتر در جنوب شرقی استان سیستان وبلوچستان ختم می شود.
معماری این اقلیم حلقه اتصال بین دو نوع معماری درو ن گرای منطقه گرم و خشک و معماری برون گرای منطقه معتدل و مرطوب است چرا که دارای ویژگیهای معماری درون گرا و برون گرا به صورت توامان می باشد. در این کرانه اکثر ساختمان ها نیمه درون گرا هستند و اطاق ها در اطراف یک حیاط مرکزی قرار دارند. فرق عمده ی این ساختمان های حیاط مرکزی با ابنیه ی مشابه در مناطق فلات مرکزی ایران در این است که با وجود آن که این ساختمان ها درون گرا می باشند، ولی ارتباط آن ها با فضای خارج کاملا بسته نیست .

شکل (6) نمونه ای از پلان و نمای خانه های سنتی منطقه گرم و مرطوب
به منظور مقابله با گرما و ایجاد جریان مطبوع هوا در فضاهای داخلی علاوه بر ایوانهای سرپوشیده، پنجره هایی در مقابل هم در شمال و جنوب به منظور ایجاد جریان هوای داخلی در اتاقها به کار برده می شوند.
استفاده مطلوب از جریان هوا تنها راه بهبود بخشیدن به شرایط سخت این اقلیم می باشد. برای بهره بردن از جریان هوا در این مناطق از سه روش استفاده می کنند:
1. ارتفاع اتاق ها را در این منطقه از سایر مناطق اقلیمی ایران بیشتر می سازند و ارتفاع آن گاه تا چهار متر یا بیشتر می رسد. دلیل این امر بدان جهت است که گرمای هوا در فضای داخل صعود کرده و در نتیجه دمای هوا در ارتفاع پایین تر اتاق کاهش می یابد و با وجود پنجره های زیر سقف در دو طرف اتاق، هوای گرم تهویه می شود.

شکل (7) اتاق هایی با سقف های بلند در منطقه گرم و مرطوب
2. بناها را به جانب دریا در جهت وزش باد می سازند تا از هر وزش نسیمی استفاده کنند .از این رو پنجره های داخلی و روزنه های خارجی )روبه گذرها ( معمولاً در مقابل هم قرار می گیرند تا جریان هوا، همواره وجود داشته باشد . همچنین از بادگیرهای یک طرفه )تنها به سمت جنوب) و یا چهار طرفه به منظور انتقال جریان باد از جانب دریا)بادشمالی) به فضاهای داخلی استفاده می کنند.
3. استفاده ازایوان های وسیع و مرتفع در این مناطق. ایوان در این منطقه از سایر نواحی بزرگتر است و فضای بسیار مهمی در ساختمان محسوب می شود . در فصول گرم که مدت آن حدود نیمی از سال است، اغلب فعالیت های روزمره در داخل ایوان انجام می شود، زیرا در ایوان هم تهویه به خوبی صورت می گیرد و هم در زیر سایه قرار دارد. غالبا در دور تا دور حیاط مرکزی و همچنین در یک و یا دو سمت خارج بنا ایوان های وسیع و مرتفع وجود دارد.

شکل (8) ایوان های وسیع در ساختمان های مناطق گرم و مرطوب
منطقه سرد
دامنه های غربی رشته کوههای فلات مرکزی ایران و سراسر کوه های زاگرس از مناطق سردسیر کشور به شمار می آیند .
آب و هوای این منطقه را می توان با زمستان های بسیار سرد و تابستان های گرم و خشک و همچنین اختلاف بسیار زیاد بین دمای هوای شب وروز و بارش برف سنگین توصیف نمود. در این اقلیم، بنا بایستی به نحوی شکل گیرد که در زمستان جذب حداکثر گرما با حفظ آن و در تابستان جذب کمترین مقدار حرارت را داشته باشد.
بناهای سنتی در اقلیم سرد مانند نواحی مرکزی فلات ایران دارای حیاط مرکزی بوده و سایر قسمت ها دورتادور این حیاط چیده می شوند. از آنجایی که در بیشتر روزهای سال، 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. 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. برای محافظت اتاقها از سرمای زمستان تمام پنجره ها به صورت مضاعف ساخته شده اند، یعنی از دو پنجره که پنجره داخلی رو به داخل اتاق و دیگری به سمت خارج باز می شود. 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. به علت سرمای زیاد جریان هوا در مسکن ضروری نمی باشد ولی به منظور هدایت نور خورشید در جبهه های شمالی، پنجره و یا ارسی های بزرگ قرار دارند تا نور بیشتری وارد بنا شود. پائین بودن کف حیاط بناهای اقلیم سرد به اندازه ۱ تا ۱٫۵ متر از سطح پیاده روهااست تا بتوان آب جاری در نهر ها و جویها 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.
در نواحی سرد، 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 در این مناطق مشهور است و همچنین برای جلو گیری از تبادل حرارتی بین داخل و خارج بنا از بازشوهای کوچک و به تعداد کم استفاده می کنند. قطر زیاد دیوارها نیز به نوبه خود از تبادل حرارتی بین فضای داخلی بنا و محیط بیرونی ساختمان جلوگیری می کند.
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 .
مصالح ساختمانی
مقدار کل انرژی مصرف شده در تهیه مصالح و ساخت یک بنا ,بیشتر از مقدار انرژی خواهد بود که ساختمان در طی چند سال بعد از اتمام کار مصرف خواهد کرد. برای تامین ظرفیت حرارت داخلی و سفت کاری ساختمان بهتر است از مصالحی مانند :گل تثبیت شده یا فشرده، آجر، سنگ و بتن، با توجه به نوع اقلیم استفاده شود . توصیه می شود برای نازک کاری از مصالحی چون گچ، سیمان، کاه گل و یا چوب استفاده شود و ترجیحاً از موادی چون ورقهای آلومینیومی ,یا فولادی، مواد پلاستیک استفاده نشود. در این بخش به معرفی مصالح بومی هماهنگ با هر نوع اقلیم پرداخته می شود .
منطقه معتدل و مرطوب
در این مناطق معمولا ساقه‎های برنج عناصر اصلی تشکیل دهنده پوشش سقف‎های شیب‎دار هستند.

شکل (9) استفاد از مصالح محلی برای پوشش ساختمانها
ایستایی ساختمان توسط اسکلتی چوبی تامین می گردد که از آن در بدنه‎ها نیز استفاده می‎شود و پوشش نهایی آن با خشت است و گل‎اندود می‎شود و از مصالح دیگری همچون سنگ، خشت و سفال نیز در کنار ساختمان‎های تماماً چوبی استفاده شده است. همانگونه که بیان گردید تمامی مصالح بکار رفته در بنا از مصالح موجود در محل می‎باشد که موجب کاهش انرژی در حمل و نقل مصالح از نقاط دیگر شده است.
منطقه گرم و خشک
مصالح ساختمانی در هر شرایط آب و هوایی به نوعی عمل میکند، به طوری که در آب و هوای گرم و خشک مورد مطالعه نوع مصالح به کار رفته در میزآن راحتی ساکنان در ساختمان تاثیر زیادی دارد. در این اقلیم مصالح ساختمانی به نحوی باید انتخاب شوند که در مقابل گرما مقاومت فراوانی داشته و از ظرفیت حرارتی بالایی برخوردار باشند. از جمله مصالحی که سازندگان بنا از آن استفاده میکنند گل و مشتقات آن است و چنانچه سنگ و یا چوب در بناها به کار برده شوند، آنرا با خاک و گل مخلوط مینمایند چرا که این نوع مصالح با آب و هوای خشک یزد تطابق دارد. شایان ذکر است که گل مورد نیاز، از خاک همان محل پس از کودبرداری زمین به دست میآید که این امر موجب میشود تا با استفاده از مصالح محلی، مصرف انرژی کاهش یابد چرا که دیگر نیازی به صرف انرژی بیشتر به منظور حمل و نقل مصالح از نقاط دیگر به مکان مورد نظر نمیباشد، همچنین ساخت و ساز در هنگام تولید مصالح، استفاده و دورریزی آن تاثیر سویی بر محیط پیرامون نخواهد داشت. نکته حائز اهمیت دیگر در امر ساخت بنا، ضخامت مصالح به کار برده میباشد، ضخامت دیوارها باید به گونه ای باشد که بتواند در مقابل تابش طولانی نور خورشید مقاومت کند. همچنین رنگ مصالح به کار برده شده در بنا بایستی روشن باشد تا بتواند مقدار زیادی از انرژی خورشید را منعکس نماید، رنگ روشن خاک بهترین رنگ مصالح انتخابی در منطقه گرم و خشک است.

شکل (10) استفاده از مصالح با رنگ روشن در ساختمانها
منطقه گرم و مرطوب
در مناطق گرم و مرطوب، استفاده از مصالحی که دارای ظرفیت حرارتی کمی هستند و حرارت را در خود ذخیره نمی کنند بهتر است . زیرا از لحاظ اقلیمی، مشکل اساسی گرمای بیش از حد است و ذخیره نمودن حرارت روز برای شب صحیح نمی باشد. به همین دلیل چوب بهترین نوع مصالح در این مناطق است، زیرا چوب حرارت را به کندی انتقال می دهد و حرارت کسب شده در طی روز ، بر روی سطح چوب باقی می ماند و با وزش نسیم نسبتا خنک در شب، چوب حرارت خود را از دست می دهد.
در خانه های بومی این منطقه مصالح بومی به کاربرده شده، در دیوارها سنگ، خشت و یا آجر می باشد و پوشش سقف نیز از تیر چوبی، حصیر خرما و کاه گل است. شایان ذکر است که به منظور ایجاد عایق حرارتی و رطوبتی در سقف بنا، سطح ورقه های چوبی با یک لایه خاک رس مرطوب و دو لایه کاه گل پوشانده می شود تا قشرهای یکدست و همگنی برروی چوبها بوجود آید.
منطقه سرد
مصالح مورد استفاده در این منطقه 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 تا به عنوان عایق حرارتی عمل کند. از سنگ و مصالح مقاوم و سنگین 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.
بررسیهای اقلیمی در طرح ریزی شهری می باشد چرا که 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 وعملکرد آنها همواره از عناصر و عوامل آب و هوایی متاثر بوده و هستند .این تاثیر 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 تاثیر 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 فعالیتهای ساختمانی
در رابطه با این موارد و برنامه ریزی مربوط به آن موارد زیر باید مد نظر قرار گیرند :
الف : مکان یابی مناسب و مطلوب
ب : نظم و ترتیب بناها نسبت به یکدیگر و در رابطه با تاثیر پذیری از عناصر اقلیمی
ج : مقاومت مصالح به کار گرفته شده در برابر عناصر و عوامل آب و هوایی
د : پلان ،شکل و طراحی ساختمان نسبت به شرایط آب وهوایی
ه : ضرایب راحتی و آسایش مبتنی بر یک معماری همساز با اقلیم
الف ) 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 .
ب ) نظم و ترتیب و جهت گیری بنا :
مورفولوژی و یا ساخت و بافت شهر همانگونه که متاثر از سایر پارامترهای طبیعی است از شرایط آب و هوایی نیز تاثیر پذیر است .مثلاًیک 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 موثر 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 تاثیر می گذارند .
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 . بالعکس در شهرهای سردسیر
( 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 .
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 اینرو 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 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 .
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 .
ج ) مقاومت مصالح به کار رفته :
می دانیم که محیط و طبیعت معمولاً مواد و مصالح مورد نیاز و سازگار یا اقلیم رادر اختیار انسان قرار می دهد اما متاسفانه 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 نضیر افت و خیز های درجه حرارت ،تغییرات رطوبت ،باران و بار سنگین برف و یخ ونیروی باد و فشار طراحی شود .
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 مساله 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 قرار می گیرند . 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 مساله 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 تاثیر قرار می دهد . درجه حرارتهای خیلی بالا بطور محسوسی کار یدی در آب و هوای نامانوس 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 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 .
ریزش 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 نیزیک 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 .
د ) طرح و شکل :
از نظر تاثیر آب و هوا بر شکل و طرح ساختمان می باید موارد زیر را در برنامه ریزیها مورد توجه قرار داد :
۱ : نور و روشنایی فضای داخل ساختمان
۲ : تعادل حرارتی داخل ساختمان
۳ : موقع و محل بنا در برابر باران و برف در یخبندان
۴ : شکل بنا در رابطه با دفع و یا کاهش نیروی تخریبی باد
اگر بنا و ساختمانی در برابر عناصر و عوامل اقلیمی خوب طراحی شود و شکل و پلان آن به گونه ای باشد که موارد فوق الذکر را تامین کند در این صورت نه تنها ضریب ایمنی و مقاومت سازه بالا می رود بلکه راحتی و آسایش ساکنین بنا نیز از نظر بیوکلیمای انسانی فراهم می گردد .
شکل بنا و نور و روشنایی :
عمده ترین عوامل موثر در نورگیری ساختمان عبارتند از :
الف : عرض جغرافیایی و موقعیت خورشید که در زاویه تابش و جهت تابش نیز موثر است .
ب : طول زمان تابش و شدت تابش که اولی به تعدادساعات آفتابی در روز بستگی دارد و دومی یعنی شدت تابش به عواملی نظیر ارتفاع ،مقدار ابر ،هواریزه ها (گرد و غبار معلق در هوا ) و آلودگی جو وابسته است .
ج : بافت شهری و جهت گیری کوچه ها . خیابانها و معابر که مسلماً بافت فشرده و متراکم و معابر تنگ نورگیری را کم می کند و به عکس .
د : تراکم و فشردگی مساکن که به مساحت آنها بستگی دارد . طبعاً در زمینها و قطعات کوچک فاصله و در نتیجه نورگیری بناها کم می شود .
ه : فرم و جهت صحن حیاط در ارتباط با موقعیت ساختمانهای همجوار
و : وجود و یا عدم وجود بالکن و همچنین میزان کشیدگی بالکن ها و ایوانها در ارتباط با تابش خورشید و سایه گیری
ز : محل قرار گیری پنجره ها ،تعداد پنجره ها ،شکل و ابعاد پنجره ها که یکی از مهمترین مسائل در نورگیری ساختمانهاست . مثلاً در عرضهای پایین باید ارتفاع پنجره کم و شکل آن عرضی باشد و به عکس در عرضهای بالا ارتفاع پنجره زیاد و شکل آن طولی باشد و در عرضهای میانی ابعاد پنجره در حد متوسط و به شکل مربع در نظر گرفته شود .
ح : و بالاخره جنس و رنگ مصالح رو کار و نمای ساختمان نیز در میزان نورگیری موثر است . دیوارهای سفید و یا دارای رنگ روشن چون ضریب انعکاس بالایی دارند نور را به خوبی منعکس و به ساختمانهای همجوار منتقل می کنند و رنگهای تیره عکس این حالت را دارند . اگر چه رنگهای روشن حرارت کمتری را به درون ساختمان منتقل می کنند و مقدار نور و روشنایی را افزایش می دهند اما این نوع رنگها و بالاخص رنگ سفید به چشمها زیان می رسانند و از سوی دیگر به علت وجود گرد و غبار و آلودگی جو دائماً کثیف و بد منظر هستند و یک نوع آلودگی چشم انداز را در پی دارند و قدر مسلم پاکیزه نگهداشتن آنها هزینه بر و کاری بس دشوار است .
بنابراین طراحان ، معماران ، شهرسازان و برنامه ریزان شهری بایستی با توجه به موقعیت جغرافیای شهر مورد نظرشان موارد فوق الذکر را در نظر بگیرند و نور متناسب با شرایط محل را برای پروژه های ساختمانی تامین نمایند . مثلاً برای اینکه نور و حرارت زیادی به درون بناهای واقع در عرضهای بالا هدایت شود لازم است که بافت شهری گسترده و غیر متراکم مساکن باز و غیر فشرده ، تعداد پنجره ها و ارتفاع آنها زیاد باشد و در عوض از احداث بالکنها و سایبانها و امثال آن ممانعت به عمل آید .
شکل بنا و تعادل حرارتی :
ایجاد حرارت مناسب و تهویه مطبوع در فضای داخلی بنا یکی دیگر از موارد مربوط به معماری است که کاری چندان سهل نخواهد بود .چرا که این مساله در رابطه با آسایش و یا عدم آسایش انسان قرار می گیرد و مفاهیم گرما یا سرما بیشتر ناشی از احساس طبیعی انسان و شرایط فیزیولوژیک وی می باشد . طبق بررسی بولریش تحت شرایط رطوبت نسبی ۵۰% و تابش خورشیدی معادل یک وات در هر متر مربع و ساعت ، باید دمای هوا بر اساس ارقام زیر تنظیم گردد تا دمای سطح پوست بدن انسان در حد نرمال یعنی ۳۲ درجه سانتیگراد باقی بماند و انسان احساس آرامش و آسایش کند :
دمای مطلوب و مورد نیاز
شرایط باد و حرکت هوا
نحوه فعالیت
نوع پوشش
۲۶ درجه سانتیگراد
عدم وجود باد
عدم فعالیت
برهنه و بدون پوشش
۲۷٫۵ درجه سانتیگراد
سرعت باد ۰٫۲ متر در ثانیه
عدم فعالیت
برهنه و بدون پوشش
۲۹٫۵ درجه سانتیگراد
سرعت باد ۰٫۵ متر در ثانیه
عدم فعالیت
برهنه و بدون پوشش
۲۲ درجه سانتیگراد
سرعت باد ۰٫۵ متر در ثانیه
فعالیت معمولی
برهنه و بدون پوشش
۲۳ درجه سانتیگراد
شرایط عادی
در حال استراحت
با پوشش معمولی
بنابراین یک انسان با پوشش سبک و در حال استراحت با دمای ۲۳ درجه سانتیگراد در حالت تعادل قرار دارد ولی در همین دما اگر برهنه باشد باید به کار سبک یا ورزش بپردازد .
به طور کلی انسان برای برقراری تعادل حرارتی و آسایش گرمایی به شیوه های گوناگون به مقابله با محیط و شرایط آب و هوایی می پردازد مثلاً از غذا و پوشاک و و سایل گرمایی و مسکن مناسب برای کنترل دمای بدن خود استفاده می کند .
بدیهی است که یکی از معیارهای مهم برای ایجاد تعادل حرارتی و در نتیجه منطقه آسایش ، بکارگیری استانداردهای معماری و طراحی ساختمان برای افزایش یا کاهش دمای درون بنا می باشد . برای نیل به این منظور می باید عوامل موثر در درجه حرارت فضای درونی ساختمان را بشناسیم و سپس با توجه به نیازهای حرارتی طرحی و شکلی مناسب را انتخاب کنیم تا هم تعادل حرارتی و احساس آسایش به دست آید و هم هزینه های مربوط به دستگاههای حرارتی و برودتی به حداقل خود برسد . عمده ترین عوامل موثر در حرارت بنا عبارتند از :
الف : تقریباً تمام عوامل موثر در نورگیری بنا
ب : شکل بام و جنس مصالح به کار رفته در آن
ج : ارتفاع سقف نسبت به کف
د : ضخامت دیوارها ، دیوارهای عایق
ه : تعداد لایه های به کار رفته در بام یا سقف ، جداره یا دیواره و پنجره ها
و : تهویه عرضی
در اقالیم بسیار گرم ساختمان باید به گونه ای طراحی شود که حرارت خارج را به خود جذب نکند ، به ویژه حرارتی که توسط اشعه مستقیم آفتاب تولید می شود . در این نواحی بایستی سعی کنیم از بامهای گنبدی استفاده کنیم زیرا اولاً انحناء و قوس بام باعث می شود تمام انرژی خورشیدی جذب نشود و همواره بخشی از آن در سایه قرار گیرد ، ثانیاً توسط این نوع بامها ارتفاع سقف نسبت به کف بنا زیاد می گردد و لذا فضای داخل دیرتر گرم می شود . ضخامت بام و یا دو جداره بودن آن نیز بهتر می تواند حرارت داخلی را از افراط و تفریط حفظ کند .جنس این گونه بامها بهتر است از مواد گلین ( کاه گل ) باشد زیرا حرارت ناشی از تابش شدید خورشید در سطح آنها متراکم می شود و کمتر نفوذ می کند . استفاده از دیوارهای ضخیم یا دولایه و یا دیوارهای عایق حرارت از دیگر موارد کنترل دمای اینگونه بناهاست . احداث سایه بانها و ایوانهای وسیع سرپوشیده برای ایجاد سایه نیز توصیه می شود .دریچه ها و پنجره های بنا را باید از تابش مستقیم آفتاب دور نگه داشت و حتی الامکان آنها را در جبهه شمالی ساختمان تعبیه نمود( در مناطق گرم نیمکره شمالی ).
به علاوه در و پنجره ها باید به گونه ای نصب شوند که از حداقل آفتاب در تابستان و حداکثر آفتاب در زمستان استفاده شود . ارتفاع در و پنجره و کشیدگی سایه بانها نیز مهم است . بعلاوه استفاده از بادگیرها همانند بادگیرهای سنتی یزد ، گناباد و تهویه عرضی ( قرینه نمودن درها و پنجره ها برای ایجاد کوران ) از دیگر تمهیدات لازم برای کنترل حرارت در مناطق گرم است .
برعکس در آب و هواهای سرد و بسیار سرد طرح و شکل ساختمان و حتی مصالح به کار رفته در آن باید به گونه ای باشد که بتوان حرارت درونی بنا را حفظ نموده و از خروج آن ممانعت بعمل آورد . در این گونه مناطق بامهای مسطح مناسب هستند زیرا به نسبت حداکثر جذب انرژی خورشیدی صورت می گیرد و گرمای بیشتری به محیط و فضای داخلی بنا وارد می شود . آسفالت و قیراندود نمودن بان به غیر از ایجاد مقاومت در برابر وزن برف به علت رنگ تیره انرژی بیشتری را کسب می کند . در این مناطق دوجداره بودن سقف یا بام و دیوارها ، استفاده از دیوارهای ضخیم یا عایق و امثال آن نیز تبادل حرارت بیرون و درون بنا را کم می کند . ارتفاع سقف باید کوتاه باشد تا فضای درون زودتر گرم شود . درها و پنجره ها حتی الامکان رو به آفتاب و به گونه ای باشد که حداکثر انرژی خورشیدی را دریافت نماید . دو جداره بودن پنجره ها و شیشه ها و خودداری از احداث بالکن و سایه بان و نظایر آن از دیگر توصیه های معماری خاص این مناطق است .
شکل بنا و برف و باران :
اهمیت برف برای ساختمانها و عمارتها از اینجاست که نشستن برف بار اضافی بر بامها تحمیل می کند . برف غیر متراکم سبک است و حد متوسط وزن آن در هر فوت مکعب ۶٫۵ پوند است در حالی که برف هر قدر متراکم شود بر وزن آن اضافه می شود و حتی ممکن است به ۳۰فوت در هر متر مکعب برسد . سنگینی برف باعث فرو ریختن سقف بناها می شود و لذا توجه به آن ضرورت دارد . با توجه به اهمیت موضوع اگرچه سعی می کنند مقاومت سقف و بام را زیاد کنند اما شکل بنا و بام نیز می تواند در میزان تراکم برف و در نتیجه افزایش و یا کاهش خطر کاملاً موثر باشد . برای مقابله با خطر ناشی از تراکم برف بهتر است که به بامها شیب بدهیم زیرا بر اثر شیب بام برف می لغزد و فرو میریزد و در نتیجه متراکم نمی شود . البته در مناطق سرد نیمکره شمالی باید شیب بام به سمت جنوب باشد تا از آفتاب هم بهره کافی گرفته شود . وجود شیروانی نیز موجب لغزش و فرود برف شده و برف در آبروهای اطراف آن تجمع می یابد . به این ترتیب سنگینی برف عمدتاً بر روی دیوارها و ستونها خواهد بود . شاید یکی از دلایل وجود شیروانی در بناهای قدیمی شهر مشهد همین مساله بوده باشد نه بارندگی زیاد . علاوه بر موارد فوق در مناطق سرد طرح و شکل بنا باید فاقد پیش آمدگیهایی نظیر سایبان ، سردر ، طاق جلوی پنجره و غیره باشد زیرا نه تنها فشار ناشی از وزن برف بر ساختمان کم می شود بلکه آفتاب بیشتری به بنا می رسد .
در نواحی مرطوب و دارای باران زیاد نیز طرح و شکل بنا باید به گونه ای باشد که رطوبت و آب باران خسارت کمتری به بنا وارد سازد . مثلاً شکل بام به صورت شیروانی و یا شیب دار ( یکطرفه ) و گالی پوش باشد . کف اتاقها از سطح زمین بلندتر باشد و زیر آن به شکل پیلوت خالی باشد تا رواناب حاصل از بارندگی سریع دفع شود و رطوبت کمتری نیز به کف و دیوار ها برسد .
شکل بنا و باد :
برای مقابله با آثار مخرب باد اگرچه مقاومت مصالح ساختمانی باید به دقت در نظر گرفته شوند ولیکن طرح و شکل بنا و طرز قرارگیری آنها می تواند بسیار مهمتر باشد . در برنامه ریزی و طراحی ساختمانها و بناها لازم است موارد زیر مطالعه و بررسی گردد :
الف : شرایط و ویژگیهای باد :
ویژگی باد در رابطه با طراحی ساختمان اصولاً عبارتست از آشفتگی باد ( توفانی بودن ) ، سرعت باد ( بالاخص سرعت زیاد ) ، جهت باد ، وزش باد در سطح زمین و تداوم باد . بررسی این ویژگیها می تواند در مورد بادهای غالب، بادهای محلی و یا حالات استثنائی باد ( مثل تورنادوها ، هاریکن ها و …) انجام بگیرد . اگرچه شرایط و ویژگیهای باد معمولاً برای یک ناحیه جغرافیایی عمومیت دارد ولیکن به علت نوع و ماهیت چشم انداز ساختمانهای مجاور و غیره این شرایط برای مکانهای خاص بطور قابل توجهی متفاوت هستند . لذا هر طرح ساختمانی باید احتمالات این شرایط محلی مربوط به مقر بنا را در نظر بگیرد .
ب : اثرات کلی باد :
آثار باد بر روی اشیاء و عوارض ثابت و مستقر در مسیرش را می توان به شرح ذیل بیان نمود :
فشار مستقیم مثبت : سطوحی که در رویارویی باد و عمود بر مسیر آن قرار می گیرند بر اث حرکت توده هوا فشار مستقیمی را تحمل می کنند . چنینی شرایطی باعث می شود بخش عمده نیرو بر شیء یا عارضه وارد آید مگر اینکه از لحاظ شکل دارای جهت بسیار طبیعی باشد .
کشش آئرودینامیک : چون باد در برخورد باشیء متوقف نمی شود و مانند حالت مایع در اطراف آن جریان پیدا می کند لذا یک اثر کششی بر روی سطوح موازی با جهت باد وجود دارد .
فشار منفی ( مکش ) : در ضلع یا سمت پشت به باد شیء معمولاً یک اثر مکش وجود دارد که حاوی فشار بیرونی بر سطح شیء می باشد .
اثرات جنبشی : یک شیء واقع در مسیر تند باد معمولاً ضربه می خورد ، می جنبد و یا به ارتعاش در می آید بنابراین اشیاء و عوارض دارای سطوح سست و ضعیف و یا حاوی سطوح منعطف در برابر این اثرات مستعدتر و حساستر هستند .
اثر روییدگی و تنظیف : اثر اصطکاک توده هوای جاری تمایل دارد که اشیاء واقع در مسیر خود را صاف و هموار نماید و یا آنها را از سر راه خود بردارد . این عمل بر روی سایبانها ، جانپناهها ، دودکشها و علائم و نشانه ها بیشتر اثر می کند .
هریک از این اثرات و یا ترکیبی از اینها می تواند یک وضعیت مهم و بحرانی را برای عوارض واقع در مسیر باد به وجود آورد . میزان خسارات هم بستگی به وضعیت عارضه و شکل آن دارد .
ج : آثار مهم باد بر ساختمانها :
اثرات عمده باد بر ساختمانها را در می توان در چند طبقه کلی قرار داد :
– ساختمانهای دارای شکل مدور نسبت به بناهای زاویه دار و حاوی سطوح صاف مقاومت و دوام باد را کمتر می کنند مانند بناهایی با سقف گنبدی .
– ساختمانهای بلند و مرتفع که دارای ابعاد افقی کوتاه هستند در برابر واژگون شدن و یا خم شدن کامل در قسمتهای فوقانیشان مستعدترند .
– بناهای پهلو باز یا دارای اشکال بادگیر چون تمایل دارند باد را به چنگ درآورند نیروی باد رابیشتر خواهند کرد .
– برآمدگی یا جلوآمدگی بنا ، جانپناهها و دیوارهای بلند ، سایبانها و بالکنها و دیوارهای بی دوام و ناپایدار به اثر کشش همه جانبه بر ساختمان می افزایند .
– علائم ، نشانه ها ، دودکشها ، آنتنها ، چهارطاقیها و سایر تجهیزات روی بام ساختمانها نیز دستخوش اثر روییدگی می شوند .
ه : ضرایب راحتی و آسایش ساختمان :
بدیهی است که در معماری ، برنامه ریزی و طراحی ساختمان اگر به مواردی که تا کنون بیان شد توجه داشته باشیم و آنها را به دقت رعایت کنیم شرایط زیستی مناسی فراهم می گردد و زیستمندان از راحتی و آسایش لازم برخوردار خواهند بود .
به هر حال امروزه باید در حداقل فضای ممکن بناهایی احداث شود که نیاز آسایش انسان در تمام فصول را بر آورده سازد . برای نیل به این هدف نیز باید سعی نمود در زمستان به جای استفاده از سوختهای فسیلی و دستگاههای گرم کننده بیشتر از انرژی خورشیدی و طبیعت بهره گرفت و در تابستان هم از حداکثر سایه ، باد و دیگر ویژگیهای اقلیمی سود جست .
تاثیر اقلیم در ساختمان سازی و انواع ساختمان
اجرای ساختمان به آگاهی از یکسری مسائل فنی که به علم رشته های مختلف ساختمان بستگی دارد، نیازمند است.
بدیهی است عدم توجه به مسائل تئوری معماری، محاسباتی و تاسیساتی در اجرا و ساخت اشکالات را در پی خواهد داشت که به زودی به تعمیر ساختمان منتهی خواهد شد، که باید در اسرع وقت ساختمان را به وسیله تعمیر محافظت کنیم و ضمن اجرای اصولی تعمیر، عمر مفید ساختمان را تداوم بخشیم. چرا که در بعضی مواقع، اشتباه در تعمیر ساختمان خسارت مالی و جانی جبران ناپذیری در بر خواهد داشت.
در این گزارش کارآموزی سعی شده اطلاعاتی در مورد انواع اقلیم و تاثیر اقلیم در ساختمان سازی و انواع ساختمان و روش های مقاوم سازی ساختمان بطور ویژه داده شود.
نظر به اینکه محل کارآموزی اینجانب در آموزشگاه فنی شاخص بود و درآن دروس رشته عمران و معماری بخوبی تدریس می شد، توانستم از مهندسین و اساتید آنجا نکته ها و مشاوره های خوبی در مورد روش های اجرای ساختمان بدست آورم و همیشه بر سرکلاس های آنان شرکت می نمودم، در آنجا با نرم افزار اتوکد و انواع دوربین نقشه برداری از قبیل توتال و نیوو نیز آشنایی کامل پیدا کردم ، در آنجا تجربیات کاری مفیدی در زمینه روش های ساختمان سازی و مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله یا دیگر حوادث طبیعی دیگر و همچنین آشنایی با روال کاری و بایگانی اسناد و مدارک کسب نمودم ، که ذیلا بطور اجمالی به تشریح آن می پردازم.
اولین نیازطبیعی انسان غذا می باشد زیرا انسان بدون خوراک قادربه ادامه حیات نیست .دومین نیازانسان مسکن می باشد ومکانی که در ان زندگی میکند وفرزندانش را بزگ میکند ودر ان به زندگی ادامه می دهد.
مسکن تنها به ساختمان مسکونی ختم نمیشود بلکه شامل ساختمانهای اموزشی ودرمانی واداری نیز میباشد.به همین دلیل تمام ارگانها ونهادها نیازمبرم به ساختمان دارند.
در تاسیس یک ساختمان نیازبه همکاری مهندس عمران ومعماروتکنسین ساختمان وحتی مهندس برق وتاسیسات نیز میباشد به همین دلیل رشته عمران و معماری مرتبط با تمام رشته ها می باشد.
برسسی آموخته ها وپیشنهادات:
اصولا کارهایی راکه برای احداث یک ساختمان صورت میگیرد بسیار گسترده میباشد وبه علت محدود بودن زمان کارآموزی نمیتوان تمام کارهای انجام شده رادید و از نزدیک لمس کرد.در این مجموعه سعی شده است تاحدودی انواع اقلیم و تاثیر اقلیم در ساختمان سازی و انواع ساختمان و روش های مقاوم سازی ساختمان پرداخته شود.
اقلیم در ساختمان
فرم ساختمان در رابطه با اقلیم :
تاثیر مستقیم عوامل اقلیمی در شکل گیری موجودات واقعیتی شناخته شده است. در تاریخ طبیعی قانونی وجود دارد که می گوید فقط انواع و گونه هایی می توانند به حیاط خود ادامه دهند که بتوانند با محیط خود هماهنگی ایجاد کنند و با مصالح خود جور درآمده و با تمام نیروهای داخلی و خارجی که روبرو هستند سازگار باشند. بررسی شکل گیاهان در مناطق اقلیمی مختلف، شباهتی را بین شکل گیاهان و ساختمانهای آن مناطق آشکار می سازد.
این تشابه به دلیل آن است که عوامل که در شکل دادن به گیاه تاثیر دارند در شکل دادن به محیط انسانی نیز می توانند به همان اندازه موثر باشند.
فرم ساختمان در اقلیم گرم و خشک :
در رابطه با شرایط زمستان این مناطق، فرم ساختمان در طول محور شرقی – غربی گسترش یابد، اما شرایط تابستانی حکم بر فشردگی ساختمان نموده و داشتن فرمی مکعب شکل را ضروری می نماید. در هر صورت با بریدن قسمتی از این مکعب و پر نمودن حفره ایجاد شده با سایه (سایه دیوار، درخت، پیچیک و …) و هوای خنک شده بوسیله تبخیر آب سطح چمن، برگ درختان، حوض و فواره می توان اقلیم نسبتاً مطلوبی در ساختمان ایجاد نمود، در اطراف این باغچه داخلی، پلان ساختمان می تواند آزاد باشد. بدین ترتیب پلان کلی ساختمان در این مناطق به طرف داخل معطوف می گردد.
به طور کلی مشکلات فراوانی جهت هماهنگ کردن بیشتر ساختمان با اقلیم و جغرافیای منطقه وجود داشته که معماری سنتی ما در اثر تجربه به چند هزار ساله، راه حلهای منطقی برای یک زندگی دلپذیر در این مناطق فراهم نموده است.
بافت روستایی :
شکل پذیری بافت روستایی و تطبیق شرایط زندگی، عوامل طبیعی و همچنین استفاده از این عوامل در شرایط بسیار نامساعد آب و هوایی در این مناطق قابل توجه است. به جرات می توان بیان نمود که یکی از دستاوردهای بسیار مهم معماری سنتی ما در همین تطبیق و فراهم نمودن محیط مناسب زندگی در این مناطق خشک و بی آب و علف است.
کلیات یک بافت روستایی به قرار زیر است :
الف) بافت بسیار متراکم
ب) فضای کاملاً محصور
ج) کوچه باریک و نامنظم و بعضاً پوشیده باطاق
د) ساختمانهای متصل به هم
هـ): نحوه استقرار مجموعه های زیستی بر اساس جهت آفتاب و باد
روستاها و شهرهای سنتی مناطق گرم و خشک را در ایران می توان به بوته های کاکتوس و یا گیاهان صحرایی تشبیه نمود.
بافت شهری و روستایی در این نواحی به هم فشرده و ابنیه متصل به هم هستند. کوچه های باریک و با دیوارهای نسبتاً بلند و در مسیر یک خط شکسته امتداد دارند.
اصولاً هیچ فضایی غیر محصور در این مناطق وجود ندارد، زیرا محافظت از فضای غیر محصور در مقابل شرایط نامساعد اقلیمی ممکن نیست، یکی از دلایل باریکی کوچه ها که گاه فقط برای عبور دو نفر از کنار هم کافی است، برای فراهم نمودن شرایط اقلیمی بهتر در فضای معابر است.
وجود دیوارهای بلند در کنار معابر در ایجاد سایه در مقابل تابش آفتاب و همچنین محافظت معابر در مقابل بادهای کویری تاثیر به سزایی دارند.
باید متذکر شد که پیچ در پیچ بودن کوچه ها از نظر زیست اقلیمی یک مزیت در مناطق گرم و خشک و کویری محسوب می شود. زیرا در مسیرهای مستقیم و عریض، بادهای کویری می توانند به سرعت جریان داشته باشند و باعث اختلال در زندگی روزمره شوند.
متاسفانه در رابطه با مسائل اقلیمی، بسیاری از درسهای معماری وشهرسازی گذشته، جهت طراحی شهرها و ساختمانهای جدید فراموش شده و در فصول گرم، به جز در اطاقهای بسته و زیر کولرهای برقی، در سایر قسمتهای این شهرهای مدرن، شرایط آسایش برای انسان فراهم نمی باشد.
حیاط :
حیاط در فرهنگ دهخدا به معنای محوطه و هرجای دیواریست و سرای و خانه آمده است و در فرهنگ واژه های معماری سنتی ایران به معنای فضای باز و بدون سقف، فضای بازی که بنا دورتادور آن و یا در چند سمت آن ساخته می شود، آورده شده است.
از حیاط در خانه های ایرانی به شکل های مختلفی استفاده شده است که برخی از موارد استفاده عبارتند از :
* حیاط به عنوان نشانه حریم تملک
* وحدت دهنده چند عنصرخانه
* ارتباط دهنده چند فضا
* ایجاد محیطی سرسبز و با نشاط
* حریمی برای آسایش خانواده
* عنصری مناسب جهت سازماندهی فضاهای مختلف ۷- به عنوان یک هواکش مصنوعی جهت گذر جریان بادهای مناسب
حیاط با تناسب طلایی و جهت گیری دستوری خود در تمام سال محیط بهداشتی مطبوعی فراهم و از گردش آفتاب و نور خورشید بهترین استفاده را برای اتاقهای گرداگرد خود کسب و تامین می کند.
حیاط و عناصر داخل آن به دو صورت ساخته شده است:
* حیاط های سطح که معمولاً در محور طولی آن عوض و موازات آن چهار باغچه است.
* حیاط با گودال باغچه
گودال باغچه و فضاهای در آن عملاً نقش عملکردی بخشی از فضاهای زیرزمینی را دارد.
گودال باغچه همراه با درختان سرسبز به دلیل گود بودن آن فضایی خنک را بوجود آورده که از این طریق دسترسی به آب زیرگذر میسر بوده است. در سمت جنوب حیاط که پر سایه بوده است جهت استفاده در تابستان و در قسمت شمال حیاط از گرمای خورشید در فصل زمستان بهره می برند در سمت غرب معمولاً فضاهای با اهمیت کمتر مانند انبارها و غربال می باشد. این فضاها بیشتر از سقف نور می گیرند و در و پنجره کمتری به سمت حیاط دارند.
طارمه
فضایی است که از یک طرف باز و گاهی بدون سقف و به عنوان نشیمن موقت فصلی، دالان و ارتباط دهنده چند فضا مورد استفاده قرار می گیرد. اصلی ترین کاربرد آن همان فضای نشیمن موقت فصلی است.
واژه طارمه در مجموع برای فضای خاص نشیمن موقت کاربرد دارد. از واژه های طارمه یانی برای فضاهای ارتباطی مثل راهرو و دالان نیز استفاده می شود. اندازه طارمه نسبت به نیاز و ابعاد خانه متغیر است و اغلب به شکل سقف است و ارتباط معبری با حیاط و بیرون خانه دارد. حداقل عرض طارمه به اندازه عرض یک راه پله دو طرفه یا مدور است.
شنا سیل :
عنصری که در اکثر خانه های قدیمی یافت می شود و دارای چهار عملکرد است که عبارتند از :
* مکان برای استفاده از نسیم و وزش بادهای مطبوع
* رابط فضاهای مختلف بودند (به جای نرده های ساده چوبی یا فلزی از بازشوها و جداره های چوبی ثابت مثل کرکره نیز استفاده می شده که گذر نسیم را میسر می کرده بدون آنکه از بیرون فضای داخل دیده شود بنابراین:
مانع خوبی برای تابش مستقیم آفتاب بوده است.
نحوه اجرای شناسیل به این صورت بوده است که با ادامه تیر سقف به بیرون و پیش کردگی آن وجود می آید. روش دیگر بهره گیری از تیرهای چوبی کوتاه است که بخشی از آن در داخل دیوار فرو رفته است. البته برای نگهداری این تیرها نیاز به یک تیر سرتاسری در زیر آنها و دستک های چوبی یا فلزی بوده است.
عامل اصلی سکونت در قسمتهای مرکزی در فلات ایران : ابداع فن قنات و کاربرد شیوه های مختلف در جهت تامین آب و آبرسانی به مراکز سکونتی بوده که بزرگی و کوچکی روستاها هم به همین امر بستگی دارد.
تقسیمات اقلیمی در ایران
اقلیم معتدل ومرطوب (سواحل جنوبی دریای خزر)
اقلیم سرد ( کوهستان های غربی )
اقلیم گرم وخشک ( فلات مرکزی)
اقلیم گرم ومرطوب ( سواحل جنوبی)
اقلیم معتدل ومرطوب
سواحل دریای خزر با آب و هوای معتدل و بارندگی فراوان رطوبت زیاد هوا و اعتدال درجه حرارت همراه است. شهر های رشت، بندر انزلی، بابلسر و گرگان در این منطقه قرار دارند.
مطلب پیشنهادی: چوب مایع، مصالحی نو در صنعت ساختمان و دکوراسیون
مصالح بومی در ساختمان های مناطق معتدل و مرطوب
بیشتر ساختمان ها با مصالحی با حداقل ظرفیت حرارتی بنا شدند و در صورت استفاده از مصالح ساختمانی سنگین، ضخامت آنها در حداقل میزان ممکن حفظ شده می شود. زمانی که نوسان دمای روزانه هوا کم است، ذخیره حرارت هیچ اهمیتی ندارد و علاوه بر این، مصالح ساختمانی سنگین تا حدود زیادی تاثیر تهویه و کوران را که یکی از ضروریات در این منطقه است کاهش می دهند. به دلیل وجود پوشش گیاهی مناسب و فراوانی چوب در این منطقه، این عنصر یکی از مصالح پر مصرف در این منطقه است.
همانطور که در تصویر می بینید. ۵ ویلای رویایی در دهکده خانوادگی خلیلی در مازندران با توجه به ویژگی های اقلیمی منطقه طراحی و اجرا شده است.
اقلیم گرم و خشک که بیشتر مناطق نیمه استوایی را شامل می شود. به دلیل وزش باد داری هوای بسیار خشک و تابش مستقیم آفتاب در این مناطق بسیار شدید است. آسمان این مناطق در بیشتر مواقع سال بدون ابر است ولی معمولا بعد از ظهر ها در اثر گرم شدن و حرکت لایه های هوای نزدیک به زمین، مه و طوفان گرد و غبار پدید می آید. رطوبت کم و نبودن ابر در آسمان باعث می شود دامنه تغییرات دمای هوا در این مناطق بسیار زیاد شود. زمستان های سخت و سرد و تابستان های گرم و خشک است. اقلیم گرم و خشک خود به دلیل تنوع آب و هوایی به دو دسته بیابانی و نیمه بیابانی تقسیم می شود. تهران، مشهد، اصفهان و شیراز از جمله مناطق نیمه بیابانی و شهر هایی چون زاهدان و یزد از جمله مناطق بیابانی محسوب می شوند. چیدانه در مطالب گذشته خود با شما از معماری ایرانی و طراحی داخلی امروزی در اقلیم گرم و خشک صحبت کرده است.

مصالح بومی در ساختمان های مناطق گرم و خشک
ساختمان ها در این منطقه با مصالحی از جمله آجر، خشت و گل که ظرفیت حرارتی زیادی دارند بنا می شوند. به دلیل اختلاف دمای شب روز این مصالح با ذخیره گرما در طول روز، در هنگام سردی هوای شبانه آن را به محیط منتقل می کنند. به دلیل کمبود پوشش گیاهی و در نتیجه کمبود چوب در این منطقه، سقف ساختمان ها به شکل خرپشته، تاق یا گنبد و بدون هیچ اسکلتی از خشت خام و گل ساخته شده است. البته در مناطق نیمه بیابانی به اعتدال نسبی هوا و وجود چوب نسبتا کافی، بیشتر بام ها از چوب و به شکل مسطح ساخته شده است.
اقلیم سرد و کوهستانی
کوهستان های غربی که دامنه های غربی رشته کوه های مرکزی ایران را شامل می شوند. گرمای شدید دره ها در فصل تابستان زیاد و در فصل زمستان بسیار کم است. زمستان های طولانی، سرد وسخت بوده، چندین ماه از سال زمین پوشیده از یخ است. میزان بارندگی در تابستان کم و در زمستان زیاد است. فصل بهار کوتاه است و زمستان و تابستان را از هم جدا می کند. شهرهای تبریز، ارومیه، سنندج و همدان در این اقلیم قرار دارند.
خانه ای چرخان در خیابان دروس تهران نمونه پروژه ای از اهالی فن چیدانه است که در طراحی آن نوآوری هایی با توجه به اقلیم منطقه صورت گرفته است.
مصالح بومی در ساختمان های مناطق سرد و کوهستانی
در طراحی معماری و استفاده از مصالح به طور عمده در مناطق سرد و کوهستانی از اصولی شبیه به اصول مناطق گرم و خشک استفاده می شود با این تفاوت که در مناطق سرد منابع ایجاد حرارت در داخل ساختمان است. بنابراین استفاده از مصالحی با ظرفیت و عایق حرارتی امری معمول و منطقی است. تنها تفاوت بین معماری این مناطق و مناطق گرم وخشک، تمایل و ضرورت استفاده از حرارت ناشی از تابش آفتاب در داخل ساختمان در فصل زمستان است ولی در هر صورت برای استفاده از انرژی حرارتی حاصل از تابش آفتاب پوشش مصالح سطوح خارجی به رنگ تیره انتخاب می شوند. سنگ یکی از گزینه های مناسب برای ساخت و ساز در این مناطق است. به دلیل این که ساخت و ساز ها بیشتر در کوهپایه صورت می گیرد معادن سنگ نیز نزدیک به این مناطق خواهد بود.
طراحی باشکوه آرامگاه ابن سینا یکی از نمونه های موفق معماری در این اقلیم است.

اقلیم گرم و مرطوب
سواحل جنوبی ایران که بوسیله ی رشته کوه های زاگرس از فلات مرکزی جدا شده اند، تابستان های بسیار گرم و مرطوب و زمستان های معتدل است. در این اقلیم رطوبت هوا در تمام فصل های سال زیاد است و به همین دلیل، اختلاف درجه حرارت هوا در شب و روز و در فصل های مختلف کم است. این مناطق، تفاوت دمای هوای سطح خشکی و سطح دریا باعث بوجود آمدن نسیم های دریا و خشکی می شود. شدت تابش آفتاب زیاد است. شهر های بندر عباس، جاسک ، آبادان و اهواز، از جمله شهر های این اقلیم است. به طور کلی، میزان بارندگی در سواحل خلیج فارس بیشتر منظم تر است. در حالی که سواحل دریای عمان که تحت تاثیر باد های موسمی اقیانوس هند قرار دارد، دارای باران های نا منظم و خشک سالی های فراوان است.
مصالح بومی مناطق گرم و مرطوب
مانند اصول مطرح شده برای مناطق معتدل و مرطوب است. در مناطق گرم و مرطوب، استفاده از مصالحی که دارای جرم حرارتی کمی هستند و رنگ روشنی دارند بهتر است. زیرا از لحاظ اقلیمی، مشکل اساسی گرمای بیش از حد است و ذخیره نمودن حرارت روز برای شب صحیح نمی باشد. به همین دلیل چوب بهترین نوع مصالح در این مناطق است، زیرا چوب حرارت را به کندی انتقال می دهد و حرارت کسب شده در طی روز، بر روی سطح چوب باقی می ماند و با وزش نسیم نسبتا خنک در شب، چوب حرارت خود را از دست می دهد. ولی در این سواحل مشاهده می شود که از چوب فقط برای بام و درب و پنجره استفاده می شود و بدنه ی ساختمان با مصالح بنایی که دارای جرم حرارتی بسیار زیاد است، اجرا می شود. به دلیل این که در سواحل جنوبی پوشش گیاهی بسیار اندک و چوب درختان برای کارهای ساختمانی کم می باشد. بنابراین اهالی مجبور به استفاده از مصالح بنائی که به وفور وجود دارد، می باشند. در کنار هورها و مرداب های کنار رودخانه ها و دریاها و در مناطقی که نی وجود دارد، اغلب خانه ها با حصیر ساخته می شود و افراد تنگ دست در این سرپناه ها زندگی می کنند.
مجتمع مسکونی سحر در کیش، معماری هماهنگ با ساحل و اقلیم را به نمایش می گذارد.
اقلیم یا آب و هوا، نوع هوای غالب یک محل معین در درازمدت بوده و در کوتاه مدت تغییرآن ناممکن است. ایران بین عرض جغرافیایی 25 تا 45 درجه شمالی واقع شده است و با توجه به موقعیت جغرافیایی و ویژگی های آب و هوایی، دارای اقلیم های مختلفی است. این موضوع سبب شده است تا یکی از معیارهای مهم در طرح و اجرای ساختمان ها، توجه به ویژگی های آب و هوایی مناطق مختلف باشد و درنتیجه باعث تنوع در معماری و به کارگیری مصالح ساختمانی در اقلیم های مختلف شده است. همچنین در به کارگیری وسایل حرارتی و برودتی در این اقلیم ها محدودیت ها و مطلوبیت های مختلفی وجود دارد.
معماری ساختمان در اقلیم های مختلف موضوع بسیاری از تحقیقات در زمینه ساختمان بوده است. اسکافیلد بارهای حرارتی و برودتی یک ساختمان نمونه را در جهت گیری های مختلف برای 25 شهر مختلف ایالات متحده با استفاده از نرم افزار BLAST محاسبه نموده است. او مشاهده نموده است که در تمام شهرها وقتی جدار حاوی پنجره زیاد در جهت جنوب باشد، بارهای کل بطور قابل ملاحظه ای کم­تر از حالتی است که این جداره به سمت شرق یا غرب جهت گیری شده باشد. همچنین جهت گیری شمالی نیز دارای بارهای کل کمتر از شرق یا غرب در جنوب ایالات متحده می باشد. تغییرات بار بیشینه نسبت به جهت گیری به پارامترهایی همچون 1- سطح کل پنجره و توزیع آن 2- اندازه سایبان های پنجره و 3- اینرسی حرارتی بستگی دارد(1). ماتوز و همکارش روشی ساده برای طراحان ساختمان ارایه نموده اند که بتوانند توسط آن تغییرات دمای هوا در ساختمان هایی که به­صورت طبیعی تهویه می شوند و تغییرات بارهای حرارتی و برودتی محسوس در ساختمان های تهویه شده را تخمین بزنند. آن ها در این روش جهت گیری ساختمان و رنگ جداره ها را نیز مد نظر قــرارداده اند(2). نقش ویژگی های اقلیمی ساختمان های مسکونی در تامین بهینه گرمایش و سرمایش توسط براتی(3) مورد مطالعه قرار گرفته است. وی ضمن معرفی برخی از مهم ترین ویژگی های الگوی بهینه اقلیمی مساکن در اقلیم های گرم و مرطوب، سرد قطبی و عرض متوسط، به ارایه راهکارهای باز آفرینی و تکامل مساکن در شهرهای کوچک و روستاهای مناطق اقلیمی گرم و خشک ایران برای تامین گرمایش و سرمایش در فضای درونی ساختمان و درنتیجه صرفه جویی در مصرف سوخت های فسیلی پرداخته است. وی بر به­کارگیری مصالح جدید از یک سو و سبک های بومی یا کهن از سوی دیگر تاکید نموده است.
با توجه به این که بالغ بر بیش از 83000 واحد آموزشی در سراسر کشور وجود دارد، بهینه سازی مصرف سوخت در آنها صرفه جویی زیادی را امکان پذیر می نماید(4). صرفه جویی انرژی مصرفی مدارس، هر قدر هم اندک باشد به­خاطر تعداد زیاد مدارس منجر به ذخیره انرژی فسیلی زیادی می گردد.
سبزپوشانی و همکاران(5) تاثیر جهت گیری و مشخصات پوسته خارجی ساختمان بر انرژی اکتسابی خورشیدی ورودی به داخل ساختمان را بررسـی نمــوده اند. آن ها با مدل سازی یک دفتر کار نمونه، انرژی برخوردی به جداره های ساختمان را به­صورت تابعی از موقعیت خورشید نسبت به سطح زمین، موقعیت جغرافیایی منطقه موردنظر روی زمین، جهت گیری جداره ها، شرایط و اقلیم آب و هوایی منطقه و ساختار زمین آن منطقه محاسبه و مقایسه نموده اند. براساس نتایج به­دست آمده در اقلیم های آب وهوایی مختلف، به منظور کاهش مصرف انرژی سالیانه توصیه هایی برای جهت گیری و پوسته مناسب ارایه نموده اند.
در این تحقیق به بررسی تاثیر جهت گیری ساختمان یک واحد آموزشی نمونه با شرایط هندسی و فیزیکی یکسان در اقلیم های آب و هوایی مختلف بر میزان بارهای حرارتی و برودتی پرداخته شده است. بدین منظور با استفاده از نرم افزار کریر بارهای حرارتی و برودتی محاسبه و با مقایسه آن­ها در جهت های مختلف، جهت مناسب برای هر اقلیم توصیه شده است.
وابستگی شکل ساختمان به اقلیم
شکل و هندسه ساختمان می تواند تاثیر مهمی در هماهنگ نمودن ساختمان و اقلیم و همچنین در انتقال شرایط بحرانی هوای خارج به داخل ساختمان داشته باشد. برای پی بردن به تاثیر شرایط گرمایی (دمای هوا و شدت تابش خورشیدی) بر شکل و هندسه ساختمان های هر منطقه، باید اهمیت هریک از عوامل یاد شده مشخص شوند.
در تعیین مناسب ترین شکل ساختمان باید به این نکته توجه نمود که بهترین شکل ساختمان، شکلی است که در زمستان کم­ترین مقدار حرارت را از دست بدهد و در تابستان نیز کم­ترین مقدار حرارت را از خورشید و محیط اطرافش کسب نماید. با توجه به معماری پلان در این مورد، ساختمانی با پلان مربع بهترین شکل شناخته شده است، چراکه چنین شکلی کم­ترین سطح خارجی را در برابر بیشترین حجم ارایه می دهد. البته این نظر بیشتر در مورد ساختمان های قدیمی که عموماً پنجره هایی کوچک داشته و به همین دلیل نفوذ آفتاب به داخل آن ها قابل چشم پوشی است صادق می باشد و در مورد ساختمان های معاصر با شیشه خور زیاد نمی توان چنین نظری داشت. به نظر پروفسور " اولگی" بهترین شکل ساختمان را باید با توجه به تاثیر دمای هوا و تابش آفتاب بر هوای داخلی ساختمان تعیین نمود. وی تاثیر این دو عامل را بر دمای سطح داخلی دیوارها از طریق محاسبه انتقال حرارت مشخص و نتیجه گیری نموده است که هنگامی که مقدار حرارت انتقال یافته از اضلاع یک ساختمان با اندازه اضلاع رابطه معکوس داشته باشد، شکل ساختمان ایده آل خواهد بود. به عبارت دیگر، در یک شکل ایده آل اضلاعی که بیشتر در معرض تاثیر تابش آفتاب و دمای هوا قرار دارند کوچک­تر هستند. به­طور کلی سردی هوا باعث فشردگی ساختمان و شدت زیاد تابش آفتاب باعث کشیدگی ساختمان در جهت محور شرقی- غربی می گردد
جهت گیری مناسب ساختمان
به­طور کلی جهت گیری ساختمان به عواملی همچون وضعیت طبیعی زمین، میزان نیاز به فضاهای خصوصی، کنترل و کاهش صدا و نیز دو عامل باد و تابش آفتاب بستگی دارد. همچنین تلاش مهندسان معمار در طراحی پلانهای ساختمان به­نحوی است که بتوانند بیشترین استفاده از نور خورشید را در خصوص شرایط گرمایی و غیره داشته باشند. همان­گونه که فصول مختلف سال در نتیجه تغییر محور زمین نسبت به خورشید از یکدیگر متمایز هستند، از دید معماری نیز یک ساختمان تحت تاثیر انرژی تابیده شده به دیوارهای آن در ساعات مختلف قرار داشته و لذا بارهای حرارتی و برودتی آن تابعی از جهت­گیری آن است. به عنوان مثال در عرض جغرافیایی 40 درجه شمالی، در زمستان یک دیوار جنوبی سه برابر یک دیوار شرقی یا غربی انرژی خورشید را دریافت می کند. در صورتی که در تابستان مقدار کل انرژی تابیده شده به دیوارهای شمالی و جنوبی نصف انرژی تابیده شده به دیوارهای شرقی و غربی است. در عرض­های جغرافیایی کم­تر حتی این اختلاف شدیدتر بوده و به همین دلیل جهت گیری ساختمان به­خوبی می تواند تعیین کننده شرایط ناراحت کننده یا شرایط آسایش هوای داخلی باشد.
فلیکس ماربوتین با محاسبه شدت تابش آفتاب در فصول و در جهات مختلف به نتایج ذیل دست یافت(6):
1- برای ایجاد بهترین شرایط گرمایی در داخل ساختمان، گرم در زمستان و سرد در تابستان، لازم است نمای اصلی ساختمان به طرف جنوب قرار داده شود.
2- نمای جنوب شرقی و جنوب غربی گرچه نظم بهتری از نظر دریافت تابش آفتاب دارد اما در تابستان گرم­تر و در زمستان سردتر از نمای جنوبی می شود.
3- دیوارهای شرقی و غربی در تابستان گرم­تر و در زمستان سردتر از دیوارهای جنوبی، جنوب شرقی و جنوب غربی می شود.
در کلیه نظریه­هایی که در مورد ارتباط جهت ساختمان و تابش ارایه گردیده، جهت جنوبی بهترین جهت برای ساختمان قلمداد شده است. البته این جهت بدون شک باعث حصول بیشترین انرژی خورشیدی در زمستان و کم­ترین آن در تابستان می گردد، لیکن در این نظریه تغییر دمای هوا در ساعات مختلف روز و همچنین نیاز به گرمای آفتاب در صبح و عدم نیاز به آن در عصر مورد توجه نبوده و در انتخاب جهت ساختمان دخالت داده نشده است. از آن­جا که دمای هوا و تابش آفتاب تواماً در شرایط گرمایی هوای داخل ساختمان تاثیر می گذارند، برای استفاده مطلوب از نور خورشید در ساختمان، باید تاثیر گرمایی نور خورشید مورد توجه قرار گرفته و تاثیر کلی از نظر تغییر دمای هوای داخل نسبت به منطقه آسایش در نظر گرفته شود.
از طرف دیگر اهمیت تابش آفتاب به نوع اقلیم منطقه و فصول مختلف سال بستگی دارد. در شرایط اقلیم سرد استفاده از حداکثر انرژی خورشیدی مورد توجه بوده و لذا ساختمان باید در جهتی قرار گیرد که بیشترین تابش را دریافت کند. برعکس، در اقلیم گرم جهت ساختمان باید به­نحوی باشد که شدت تابش آفتاب به دیوارهای آن به حداقل رسیده و نیز امکان نفوذ مستقیم اشعه خورشید به فضاهای داخلی وجود نداشته باشد.
به­طور کلی در مناطق سردسیر و در عرض های جغرافیایی زیاد که هوا اغلب سرد است، ساختمان باید در جهتی قرارگیرد که حداکثر انرژی خورشید را در طول سال دریافت نماید. اما در مناطق گرم و در عرض های جغرافیایی کم جهت ساختمان باید به­نحوی باشد که کم­ترین انرژی خورشیدی سالانه را دریافت نماید.
اساساً اقلیم در بسیاری از مناطق دنیا به وسیله عرض جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا تعریف می شود. ایران با قرارگرفتن در بین عرض جغرافیایی 25 تا 45 درجه شمالی در منطقه گرم قرار گرفته و از نظر ارتفاع نیز فلاتی است مرتفع که مجموع سطوحی از آن که ارتفاعشان از سطح دریا کم­تر از 475 متر است، درصد بسیار کمی از ایران را تشکیل می دهد. با آن که ایران دارای دو حوزه آبی بزرگ دریای خزر و خلیج فـــارس می باشد، اما به دلیل وجود و نحوه قرارگیری رشته کوه های البرز و زاگرس اثرات این دو حوزه مربوط به نواحی نزدیک به آن ها بوده و به­ندرت این حوزه ها اثری در تعدیل هوای قسمت های داخلی ایران داشته اند.
مبنای کار محققان در مورد تقسیمات اقلیمی در ایران روش کوپن می باشد. در روش کوپن منظور از تعیین مشخصات اقلیمی مشخص ساختن نقاطی است که اگر از حیث آب وهوا کاملا با هم یکسان نیستند و با هم تطابق ندارند، اما لااقل تا حدی با هم تشابه دارند. البته به دلیل کمبود اطلاعات درباره شرایط آب و هوایی در ایران و به دلیل موقعیت استثنایی کشور، استخراج تقسیمات در پاره ای از موارد با واقعیت موجود همخوانی ندارد.
بی تردید در کشوری کوهستانی مانند ایران دو منطقه هیچ وقت با هم تطابق کامل جغرافیایی ندارند. بنابراین برای این­که پایه ای برای تعیین مناطق اقلیمی کشور وجود داشته باشد بهترین طریقه همان روشی است که کوپن معین کرده است و باید به ناچار از آن پیروی کرد، البته باید تغییراتی در آن اعمال نمود تا منظور حقیقی تامین گردیده و مناطقی که دارای آب و هوای مشابهی هستند تحت یک فرمول مشخص قرار گیرند و معرفی شوند.
بنابراین ما در این جا تقسیمات اقلیمی در ایران را به 6 منطقه آب و هوایی تقسیم می کنیم:
1- اقلیم معتدل و مرطوب ( سواحل جنوبی دریای خزر)
2- اقلیم سرد (مناطق غرب و شمال غربی )
3- اقلیم گرم و خشک ( فلات مرکزی )
4- اقلیم گرم و مرطوب ( سواحل جنوبی ایران )
5- اقلیم کوهستانی (با حداکثر ارتفاع از سطح دریا )
6- اقلیم کوهپایه ای (مناطق حاشیه ای در دامنه رشته کوه ها، مناطق بیابانیو نواحی مرزی )
لازم به ذکر است که در این تقسیم بندی از موارد استثنایی که به خاطر وضعیت خاص جغرافیایی ایران، در هرکدام از این مناطق وجود دارد صرف­نظر شده است که می توان این موارد را در مطالعات دیگری مورد بررسی قرار داد.
مدل سازی ساختمان مورد نظر
به منظور بررسی تاثیر جهت گیری ساختمان بر میزان بارهای حرارتی و برودتی، ساختمانی با کاربری آموزشی جهت مدل سازی در نظر گرفته شده است. ساختمان مورد نظر، ساختمان یک واحد آموزشی 12 کلاسه نمونه با شرایط هندسی یکسان در اقلیم های مختلف مطابق پلان 1 می باشد.
مساحت و ضرایب انتقال حرارت جداره های ساختمان مورد نظر در جداول 1 و 2 آورده شده است. برای مدل سازی ساختمان واحدهای آموزشی در اقلیم های مختلف با توجه به تقسیمات اقلیمی ذکر شده در بخش قبل، یک شهر به عنوان نمونه در هر اقلیم در نظر گرفته شده است. مشخصات طرح خارج این شهرها در جدول 3 ارایه شده است
برای مقایسه نسبی بارهای حرارتی و برودتی برحسب جهت گیری ساختمان مورد نظر در هر اقلیم، مقادیر بارها به بیشترین مقدار تقسیم شده است. مقادیر نسبی بارهای حرارتی و برودتی واحد آموزشی مورد نظر در شهرهای مختلف برحسب جهت جغرافیایی در شکل های 5 تا 10 رسم و مقایسه شده است. این نمودارها در ادامه مورد بررسی قرار می گیرد.
در این اقلیم گرمایش و درنتیجه کاهش بار حرارتی اهمیت بیشتری دارد. همان طورکه در شکل 5 مشاهده می شود، جهت جغرافیایی S از لحاظ کم­تر بودن بارهای حرارتی و برودتی در موقعیت مناسب تری قرار دارد. لذا در این اقلیم توصیه می شود ساختمان های آموزشی به سمت جنوب جهت گیری شود. البته جهت گیری به سمت شمال نیز در اولویت دوم قرار می گیرد.
اقلیم گرم و مرطوب (آبادان )
در این اقلیم سرمایش و درنتیجه کاهش بار برودتی اهمیت بیشتری دارد. همان­طورکه از شکل 6 مشاهده می شود، جهت جغرافیایی S از لحاظ کم­تر بودن بارهای حرارتی و برودتی در موقعیت مناسب­تری قرار دارد. لذا در این اقلیم توصیه می شود ساختمان های آموزشی به سمت جنوب جهت گیری شوند. همچنین جهت گیری به سمت شمال شمال غربی و شمال نیز دراولویت های بعدی قرار می گیرد.
اقلیم سرد و کوهستانی (بروجن)
در این اقلیم گرمایش و درنتیجه کاهش بار حرارتی اهمیت بیشتری دارد. همان­طورکه در شکل 7 مشاهده می شود، جهت جغرافیایی NE دارای کم­ترین بار حرارتی می­باشد ولی در جهت SSE با کمی اختلاف هردوی بارهای حرارتی و برودتی در موقعیت مناسب­تری قرار دارد. لذا در این اقلیم توصیه می شود ساختمان های آموزشی به سمت جنوب و جنوب­شرقی جهت گیری شود. جهت گیری به سمت شمال شرقی و شمال شمال غربی نیز دراولویت های بعدی قرار می گیرد.
اقلیم معتدل و مرطوب (رامسر)
در این اقلیم گرمایش و سرمایش از اهمیت یکسانی برخوردار است و درنتیجه کاهش بار حرارتی و برودتی مد نظر است. همان­طور که در شکل 8 مشاهده می شود، بارهای حرارتی و برودتی جهت جغرافیایی S در موقعیت مناسب­تری قرار دارد. لذا در این اقلیم توصیه می شود ساختمان­های آموزشی به سمت جنوب جهت گیری شود. البته جهت گیری به سمت شمال نیز دراولویت بعدی قرار می گیرد.
اقلیم گرم و خشک (کاشان)
در این اقلیم سرمایش و درنتیجه کاهش بار برودتی اهمیت بیشتری دارد. همان­طور که در شکل 9 مشاهده می شود، جهت جغرافیایی N از لحاظ کم­تر بودن بارهای حرارتی و برودتی در موقعیت مناسب تری قرار دارد. لذا در این اقلیم توصیه می شود ساختمان های آموزشی به سمت شمال جهت گیری شود. همچنین جهت گیری به سمت شمال شمال شرقی و شمال شمال غربی نیز در اولویت­های بعدی قرار می گیرد.
اقلیم کوهپایه ای (تهران)
در این اقلیم نیز گرمایش و سرمایش از اهمیت یکسانی برخوردار است و درنتیجه کاهش بار حرارتی و برودتی مد نظر است. همان­طور که در شکل 10 مشاهده می شود، بارهای حرارتی و برودتی جهت جغرافیایی در موقعیت مناسب تری قرار دارد. لذا در این اقلیم نیز توصیه می شود ساختمان های آموزشی به سمت شمال جهت گیری شود. البته جهت گیری به سمت جنوب، شمال شمال غربی و جنوب جنوب غربی نیز در اولویت های بعدی قرار می گیرند.
نتیجه گیری
در این تحقیق به بررسی تاثیر جهت گیری ساختمان یک واحد آموزشی نمونه با شرایط هندسی و فیزیکی یکسان در اقلیم های آب و هوایی مختلف بر میزان بارهای حرارتی و برودتی پرداخته شده است. با بررسی­های به عمل آمده جهت­گیری ساختمان­ها به سمت جنوب برای اقلیم­های سرد، سرد و کوهستانی، گرم و مرطوب و معتدل و مرطوب مناسب می­باشد و جهت شمالی برای اقلیم­های گرم و خشک و کوهپایه­ای مناسب­تر می­باشد.
همچنین لازم به ذکر است که علاوه بر کمینه بودن بارهای حرارتی و برودتی، وزش باد نیز از لحاظ تهویه طبیعی و کوران هوا دارای اهمیت می­باشد و لذا باید اثر این دو پارامتر همزمان در نظر گرفته شود. لذا این موضوع در تحقیق جداگانه ای توسط مولفان مورد بررسی قرار گرفته است.
مراجع
نازکشتکاران، پری ،" دستیابی به معماری پایدار در پرتو انرژی تجدیدپذیر خورشیدی"، همایش منطقه ای خانه ایرانی
بیت اللهی، فرزاد ،"کاربرد انرژی خورشیدی در ساختمان ها"، دومین همایش بهینه سازی مصرف سوخت در ساختمان
خدابخشی، شهره، "ساخت و ساز پایدار در ارتباط با معماری سنتی ایران"، دومین همایش بهینه سازی مصرف سوخت در ساختمان
صارمی، علی اکبر، "ارزشهای پایدار در معماری ایران"، ناشر سازمان میراث فرهنگی کشور
پور اختریه، محمد، "صرفه جویی در انرژی مصرفی ساختمانها و اثر به کارگیری عایق در اجزای ساختمان"
هدفی، فرزانه، "معماری و انرژیهای تجدیدپذیر"، چهارمین همایش بهینه سازی مصرف سوخت در ساختمان، 1384
براتی، غ،"نقش ویژگی های اقلیمی ساختمان های مسکونی در تامین بهینه گرمایش و سرمایش"، مجموعه مقالات سومین همایش بهینه سازی مصرف سوخت در ساختمان،1382 ،ص 20، 1382.
بهزادی، ف، "ممیزی انرژی در ساختمان های آموزشی و ارایه راه حل برای کم شدن مصرف انرژی با توجه به نتیجه ممیزی"، مجموعه مقالات سومین همایش بهینه سازی مصرف سوخت در ساختمان، 1382،ص62.
سبزپوشانی، م، شیخ زاده، ق. ع.، و خراسانی زاده، ح، 1385 ,"بررسی تاثیر جهت گیری، جنس و رنگ جداره بیرونی ساختمان بر حرارت اکتسابی از خورشید"، پنجمین همایش بهینه سازی مصرف سوخت در بخش ساختمان، تهران.
کسمایی، م، اقلیم و معماری، شرکت خانه سازی ایران، تهران،1372، ص 206-213،
طباطبائی، م، محاسبات تاسیسات ساختمان، چاپ خانه فاروس ایران، تهران،1368، ص 12-50.
عظمتی، ع، (طراحی سیستم های حرارت مرکزی و تهویه مطبوع با استفاده از نرم افزار کریر)، مرکز خدمات و فرهنگی نشر علوم روز، تهران، 1385،ص 1-200.
http://www.iiees.ac.ir
http://www.civilica.com
http://www.wikiparsian.com
Scofield, M. P., "The impact of building orientation on residential heating and cooling", Energy and Buildings, 1985, V 8, Issue 3, pp. 205-224.
Mathews, E. H. and Richards P. G.,"A tool for predicting hourly air temperatures and sensibles energy loads in buildings at sketch design stage", Energy and Buildings,1989, V 14, Issue 1, pp. 61-80.

تاثیر اقلیم بر ساختمان سازی

1