نقش اقلیم در طراحی معماری از جهت گیری و فرم ساختمان تا اندازه بازشوها، سایه اندازی، عایق کاری، تهویه و انتخاب مصالح امتداد دارد. طراحی اقلیمی با بررسی دما، تابش خورشید، رطوبت، باد و بارش تلاش می کند ساختمان از شرایط مطلوب محیط استفاده و در برابر شرایط نامطلوب محافظت شود؛ نتیجه می تواند آسایش بیشتر و کاهش نیاز به انرژی مکانیکی باشد.
چرا خانه های سنتی مناطق کویری حیاط مرکزی و دیوارهای ضخیم دارند، اما در بسیاری از مناطق مرطوب ساختمان ها بازتر و بام ها شیب دارترند؟ این تفاوت ها پاسخ هایی معماری به محیط هستند. نقش اقلیم در طراحی معماری نیز به تقلید از معماری بومی محدود نیست؛ داده های آب وهوایی باید به تصمیم هایی درباره فرم، پوسته، نور، تهویه و تأسیسات تبدیل شوند. برای فهم این فرایند باید ابتدا بدانیم کدام عوامل اقلیمی برای ساختمان مهم اند و سپس راهبرد مناسب هر اقلیم را انتخاب کنیم.
اقلیم در معماری یعنی چه؟
اقلیم در معماری مجموعه شرایط آب وهوایی نسبتاً پایدار یک منطقه است که بر رفتار حرارتی، رطوبتی و محیطی ساختمان اثر می گذارد. دمای هوا، رطوبت، تابش خورشیدی، باد، بارش و تغییرات فصلی از مهم ترین این متغیرها هستند.
معماری اقلیمی تلاش می کند فرم و اجزای ساختمان با این شرایط رابطه هدفمند داشته باشند. برای مثال، آفتاب زمستان ممکن است منبع گرمای مطلوب باشد، در حالی که همان تابش در یک بعدازظهر تابستانی بار سرمایشی ساختمان را افزایش دهد.
بنابراین «استفاده از نور خورشید» یا «باز کردن ساختمان به سمت باد» به تنهایی یک اصل همیشگی نیست. طراحی باید مشخص کند یک عامل محیطی در چه فصل و ساعتی مفید یا نامطلوب است.
چرا اقلیم باید از ابتدای طراحی ساختمان بررسی شود؟
بسیاری از تصمیم های مؤثر بر عملکرد اقلیمی ساختمان در همان مراحل نخست طراحی گرفته می شوند. جهت گیری، نسبت سطح پوسته به حجم، جانمایی فضاها و محل بازشوها پس از نهایی شدن طرح به آسانی قابل اصلاح نیستند.
اضافه کردن عایق یا تجهیزات مکانیکی در مراحل بعد می تواند بخشی از مشکل را حل کند، اما همیشه نمی تواند فرم و جهت گیری نامناسب را جبران کند.
یک فرایند منطقی طراحی به این ترتیب است:
- داده های اقلیمی سایت و شرایط خرداقلیم بررسی می شوند.
- نیاز غالب ساختمان به گرمایش، سرمایش، سایه یا تهویه مشخص می شود.
- راهبردهای غیرفعال انتخاب می شوند.
- فرم، جهت گیری، پوسته، بازشو و سایه بان بر همان اساس توسعه پیدا می کنند.
- عملکرد طرح با محاسبه یا شبیه سازی ارزیابی می شود.
- سیستم های تأسیساتی براساس بار واقعی ساختمان طراحی می شوند.
این ترتیب یک نکته مهم دارد: تجهیزات مکانیکی باید مکمل معماری باشند، نه نخستین پاسخ به مسئله اقلیم.
کدام عوامل آب وهوایی بیشترین تأثیر را بر معماری دارند؟
برای طراحی ساختمان متناسب با اقلیم، صرف دانستن عنوان «گرم» یا «سرد» کافی نیست. معمار باید متغیرهای مؤثر را به صورت جداگانه و سپس در ارتباط با یکدیگر بررسی کند.
| عامل اقلیمی | اثر احتمالی بر طراحی |
|---|---|
| دمای هوا | عایق، جرم حرارتی، گرمایش و سرمایش |
| تابش خورشیدی | جهت گیری، شیشه، سایه بان و جذب حرارت |
| رطوبت | تهویه، کنترل رطوبت و طراحی پوسته |
| باد | تهویه طبیعی، نفوذ هوا، فشار باد و آسایش بیرونی |
| بارندگی | بام، آبرو، جزئیات نما و دفع آب |
| برف | طراحی بام و ملاحظات سازه ای |
| نوسان شب و روز | امکان بهره گیری از جرم حرارتی و سرمایش شبانه |
| پوشش ابر | نور روز و مقدار تابش خورشیدی |
این عوامل مستقل از یکدیگر عمل نمی کنند. برای مثال، دمای بالا با رطوبت کم مسئله ای متفاوت از همان دما با رطوبت زیاد ایجاد می کند. به همین دلیل راهبردهای اقلیم گرم و خشک را نباید مستقیماً در اقلیم گرم و مرطوب تکرار کرد.
خورشید چگونه فرم و نمای ساختمان را تغییر می دهد؟
تابش خورشیدی هم منبع نور طبیعی است و هم منبع گرما. هدف طراحی، حذف خورشید نیست؛ بلکه مدیریت زمان، جهت و مقدار ورود تابش است.
جهت گیری ساختمان
جهت گیری مناسب به عرض جغرافیایی، آب وهوای محلی، کاربری ساختمان، شکل زمین و موانع پیرامونی وابسته است. بنابراین قاعده ای مانند «تمام ساختمان ها باید دقیقاً رو به جنوب باشند» بیش از حد ساده است.
در نیمکره شمالی، جبهه جنوبی از نظر کنترل فصلی تابش قابلیت های مفیدی دارد، زیرا زاویه ارتفاع خورشید بین تابستان و زمستان تغییر می کند. اما نماهای شرقی و غربی نیز به دلیل تابش کم زاویه صبح و عصر نیازمند توجه ویژه اند.
در اقلیم های گرم، به ویژه تابش عصرگاهی غرب می تواند مشکل ساز باشد. این مسئله روی جانمایی فضاها، سطح شیشه و نوع سایه انداز اثر می گذارد.
سایه بان خوب باید با مسیر خورشید طراحی شود
عمق سایه بان نباید با یک عدد ثابت برای همه نماها انتخاب شود. سایه بان افقی برای برخی جهت ها عملکرد متفاوتی از لوور عمودی دارد.
یک راهکار خوب باید در زمان های نامطلوب تابش مستقیم را محدود کند و اگر گرمای خورشیدی زمستان مطلوب است، مانع بی دلیل آن نشود.
ابزارهای تحلیل مسیر خورشید و مدل سازی سایه پیش از ساخت می توانند عملکرد این اجزا را ارزیابی کنند.
دما چگونه بر شکل ساختمان و پوسته اثر می گذارد؟
اختلاف دمای داخل و خارج باعث انتقال گرما از پوسته ساختمان می شود. دیوار، سقف، کف، پنجره و در هرکدام بخشی از این تبادل را تشکیل می دهند.
مقدار تقریبی انتقال حرارت یک جزء را می توان با رابطه زیر نشان داد:
Q = U × A × ΔT
که در آن U ضریب انتقال حرارت، A مساحت جزء و ΔT اختلاف دمای دو طرف است.
این رابطه ساده یک نکته معماری مهم را روشن می کند: عملکرد حرارتی فقط تابع جنس دیوار نیست. مساحت پوسته نیز اهمیت دارد. افزایش سطح نمای خارجی می تواند سطح تبادل حرارتی را افزایش دهد.
به همین دلیل فرم بسیار شکسته و پرسطح ممکن است در اقلیمی که کاهش تبادل حرارت اولویت دارد، از منظر انرژی چالش بیشتری نسبت به فرم فشرده ایجاد کند؛ البته نور، تهویه، عملکرد فضایی و معماری نیز باید هم زمان سنجیده شوند.
باد در طراحی اقلیمی چه نقشی دارد؟
باد می تواند یک فرصت یا یک مسئله باشد. در هوای مناسب می توان از آن برای تهویه طبیعی استفاده کرد؛ در شرایط سرد، گرم یا آلوده ممکن است نفوذ کنترل نشده هوا نامطلوب باشد.
طراحی بر اساس باد شامل شناخت جهت و سرعت باد، موقعیت ورودی و خروجی هوا، شکل ساختمان، موانع اطراف و اختلاف فشار روی نماهاست.
تهویه متقاطع
تهویه متقاطع زمانی شکل می گیرد که هوا بتواند از یک سمت وارد و از سمت دیگری خارج شود. فقط افزودن دو پنجره تضمین نمی کند که جریان مطلوب ایجاد شود.
جانمایی بازشوها نسبت به باد، اختلاف فشار، عمق پلان، موانع داخلی و مسیر خروج هوا روی نتیجه اثر دارند.
اثر دودکشی
اختلاف چگالی هوای گرم و سرد می تواند جریان قائم ایجاد کند. این پدیده، که اثر دودکشی نامیده می شود، در طراحی آتریوم، بازشوهای مرتفع و برخی سیستم های تهویه طبیعی قابل استفاده است.
اما در ساختمان های بلند یا اقلیم سرد، همین اثر می تواند به نفوذ ناخواسته هوا و مسائل فشار تبدیل شود. یک پدیده اقلیمی لزوماً همیشه مزیت نیست.
رطوبت چگونه تصمیم های معماری را تغییر می دهد؟
رطوبت فقط روی احساس گرما اثر ندارد؛ طراحی پوسته و خطر میعان نیز با انتقال بخار و شرایط حرارتی اجزای ساختمان ارتباط دارند.
در اقلیم گرم و مرطوب، افزایش حرکت هوا می تواند به آسایش حرارتی افراد کمک کند، اما تهویه طبیعی زمانی مفید است که شرایط هوای بیرون مناسب باشد. وارد کردن حجم زیادی از هوای مرطوب همیشه راه حل مناسبی برای ساختمان دارای سیستم سرمایش و رطوبت گیری نیست.
در اقلیم سرد نیز طراحی نادرست لایه های پوسته می تواند شرایط میعان را ایجاد کند. بنابراین محل و نوع لایه های کنترل بخار و هوا باید بر اساس ساختار واقعی دیوار و اقلیم تعیین شود، نه با یک دستور ثابت برای تمام ساختمان ها.
بارش چگونه معماری یک منطقه را شکل می دهد؟
مقدار، شدت و شکل بارش در طراحی بام، نما، بازشو و اتصال ساختمان به زمین مؤثر است.
در مناطق پرباران، دفع سریع و مطمئن آب و جزئیات مقاوم در برابر نفوذ اهمیت بالایی دارد. پیش آمدگی بام می تواند بخشی از نما را در برابر باران محافظت کند، ولی عملکرد آن به باد و جهت بارش نیز وابسته است.
در مناطق دارای برف، موضوع فقط شیب سقف نیست. بار برف و سایر الزامات سازه ای باید بر اساس مقررات و داده های محل پروژه محاسبه شوند.
کپی کردن شکل بام سنتی یک منطقه بدون فهم علت عملکرد آن، معماری اقلیمی محسوب نمی شود.
طراحی در اقلیم گرم و خشک چه اصولی دارد؟
مسئله اصلی این اقلیم معمولاً تابش شدید، گرمای روز، خشکی هوا و در بسیاری از مناطق، اختلاف محسوس دمای شب و روز است.
معماری سنتی بسیاری از مناطق مرکزی ایران نمونه های قابل مطالعه ای از پاسخ به این شرایط ارائه می کند. بافت متراکم، حیاط مرکزی، سایه، دیوارهای سنگین و برخی شیوه های هدایت هوا راهکارهایی هستند که باید منطق عملکرد آنها را شناخت، نه اینکه صرفاً ظاهرشان تکرار شود.
راهبردهای قابل بررسی عبارت اند از:
- کاهش تابش مستقیم نامطلوب روی بازشوها و پوسته
- ایجاد سایه در فضاهای داخلی و بیرونی
- بررسی استفاده از جرم حرارتی در شرایط مناسب
- کنترل سطح و جهت بازشوها
- بهره گیری از افت دمای شبانه در صورت مناسب بودن شرایط
- طراحی فضاهای نیمه باز و حیاط بر اساس سایه و آسایش
- عایق کاری مناسب سقف و دیوارها
جرم حرارتی چگونه کمک می کند؟
مصالح سنگین می توانند بخشی از گرما را ذخیره و با تأخیر آزاد کنند. در اقلیمی با نوسان زیاد شبانه روزی، این رفتار می تواند به تعدیل نوسانات داخل کمک کند.
اما دیوار سنگین همیشه مفید نیست. اگر ساختمان شبانه فرصت دفع حرارت نداشته باشد یا اقلیم در تمام شب گرم باقی بماند، جرم حرارتی می تواند گرمای ذخیره شده را به زمان نامطلوب منتقل کند.
پس راهبرد «جرم زیاد» باید همراه با الگوی دمای شب و روز بررسی شود.
طراحی معماری در اقلیم گرم و مرطوب چه تفاوتی دارد؟
در اقلیم گرم و مرطوب، مشکل فقط دمای بالا نیست؛ رطوبت زیاد نیز دفع حرارت بدن را دشوار می کند. بنابراین حرکت هوا و کنترل تابش اهمیت ویژه دارند.
فرم و پلان معمولاً باید امکان سایه گسترده و، در زمان های مناسب، حرکت مؤثر هوا را فراهم کنند. در معماری بومی بسیاری از مناطق ساحلی نیز فضاهای نیمه باز، سایه عمیق و توجه به جریان هوا دیده می شود.
راهبردهای قابل بررسی شامل کاهش جذب خورشیدی، سایه اندازی گسترده، پلان مناسب تهویه، حفاظت در برابر بارش و طراحی پوسته مقاوم در برابر رطوبت است.
تفاوت مهم با اقلیم گرم و خشک این است که سرمایش تبخیری در هوای بسیار مرطوب ظرفیت محدودی دارد. همچنین جرم حرارتی زیاد اگر نتواند شبانه تخلیه شود، الزاماً مزیت نیست.
در اقلیم سرد ساختمان چگونه باید طراحی شود؟
در اقلیم سرد، کاهش اتلاف گرما و استفاده کنترل شده از دریافت های خورشیدی می تواند اهمیت زیادی داشته باشد.
فرم نسبتاً فشرده معمولاً سطح پوسته نسبت به حجم را کاهش می دهد. عایق حرارتی مناسب، کنترل نشت هوا و انتخاب پنجره با عملکرد حرارتی مناسب نیز بخش مهمی از طراحی است.
جانمایی فضاها می تواند بر اساس نیاز حرارتی آنها انجام شود. فضاهای اصلی ممکن است در بخش هایی با دسترسی مناسب تر به نور و آفتاب قرار گیرند و بعضی فضاهای خدماتی نقش حائل ایجاد کنند.
در عین حال، هوابندی خوب نیاز به طراحی درست تهویه را حذف نمی کند. ساختمان کم نشت باید همچنان کیفیت هوای داخلی مناسبی داشته باشد.
معماری اقلیم معتدل و مرطوب چه ویژگی هایی دارد؟
در اقلیم معتدل و مرطوب، بارش و رطوبت در کنار فصول معتدل تر روی طراحی اثر می گذارند. کنترل آب، قابلیت تهویه در زمان مناسب و جلوگیری از حبس رطوبت در اجزای ساختمان از موضوعات کلیدی اند.
در معماری بومی نواحی جنوبی دریای خزر می توان نمونه هایی از بام های شیب دار، ایوان، فاصله بیشتر میان ساختمان ها و توجه به جریان هوا مشاهده کرد.
اما ساختمان معاصر ممکن است دارای سیستم تهویه مطبوع، شیشه های متفاوت و کاربری دیگری باشد. به همین دلیل انتقال مستقیم فرم تاریخی به ساختمان جدید بدون تحلیل عملکرد می تواند نتیجه متفاوتی ایجاد کند.
مقایسه راهبردهای طراحی در چهار اقلیم
هیچ جدول کوتاهی جای داده اقلیمی واقعی را نمی گیرد، اما مقایسه زیر منطق تفاوت راهبردها را روشن می کند:
| اقلیم | مسئله غالب | راهبردهای معماری قابل بررسی |
|---|---|---|
| گرم و خشک | تابش، گرمای روز، نوسان دما | سایه، کنترل بازشو، جرم حرارتی متناسب، سرمایش شبانه |
| گرم و مرطوب | گرما، رطوبت، بارش | سایه گسترده، حرکت هوا، کنترل رطوبت، حفاظت از باران |
| سرد | اتلاف حرارت، باد سرد | فرم فشرده، عایق، هوابندی، دریافت خورشیدی کنترل شده |
| معتدل و مرطوب | رطوبت و بارندگی | دفع آب، تهویه متناسب، حفاظت پوسته در برابر رطوبت |
قبل از تصمیم گیری بدانید: نام اقلیم فقط نقطه شروع است. دو شهر که هر دو «گرم و خشک» نامیده می شوند ممکن است از نظر ارتفاع، باد، شدت تابش و نوسان دما تفاوت قابل توجهی داشته باشند.
اقلیم کلان کافی نیست؛ خرداقلیم سایت را هم ببینید
یکی از مهم ترین نقاط ضعف طراحی های کلیشه ای اقلیمی، اتکا به نام اقلیم و نادیده گرفتن خود زمین است.
خرداقلیم یا ریزاقلیم می تواند در فاصله ای کوتاه شرایط متفاوتی ایجاد کند. شیب زمین، ارتفاع، درختان، ساختمان های مجاور، سطح آسفالت، آب، سایه و مسیر باد روی شرایط واقعی سایت اثر دارند.
فرض کنید دو زمین در یک شهر قرار دارند. یکی در بافت متراکم شهری با سطوح تیره و ساختمان های بلند اطراف است و دیگری در حاشیه شهر با فضای سبز و جریان باد آزاد. فایل هواشناسی شهر برای هر دو یکسان است، اما تجربه محیطی در مقیاس سایت الزاماً یکسان نیست.
بنابراین معماری اقلیمی از ایستگاه هواشناسی شروع می شود، اما به همان جا ختم نمی شود.
مصالح چگونه با اقلیم ارتباط پیدا می کنند؟
انتخاب مصالح فقط مسئله رنگ یا «بومی بودن» نیست. خواص حرارتی و رطوبتی مجموعه پوسته باید بررسی شود.
پارامترهایی مانند ضریب هدایت حرارتی، ظرفیت حرارتی، بازتاب خورشیدی، جذب آب، رفتار در برابر بخار، دوام در شرایط یخ زدگی یا رطوبت و جزئیات اتصال اهمیت دارند.
برای مثال، عایق حرارتی انتقال گرما را کاهش می دهد؛ جرم حرارتی رفتار زمانی انتقال و ذخیره گرما را تغییر می دهد. این دو مفهوم یکی نیستند.
دیوار بسیار سنگین الزاماً عایق خوبی نیست و یک عایق سبک الزاماً جرم حرارتی بالایی ندارد. طراحی خوب می تواند هرکدام را در جای درست خود استفاده کند.
پنجره چرا یکی از حساس ترین اجزای طراحی اقلیمی است؟
پنجره چند عملکرد متضاد را هم زمان انجام می دهد: نور وارد می کند، دید ایجاد می کند، می تواند امکان تهویه بدهد و در عین حال مسیر انتقال حرارت و دریافت خورشیدی نیز هست.
برای انتخاب پنجره فقط تعداد جداره ها کافی نیست. پارامترهایی مانند U-factor، میزان انتقال انرژی خورشیدی، ویژگی های قاب، ابعاد و جهت نصب اهمیت دارند.
افزایش شیشه برای «نور طبیعی بیشتر» ممکن است در یک نما باعث بار حرارتی نامطلوب یا خیرگی شود. از سوی دیگر، کوچک کردن افراطی پنجره می تواند کیفیت نور روز را کاهش دهد و مصرف روشنایی مصنوعی را افزایش دهد.
راهکار اقلیمی خوب، میان این اثرها تعادل برقرار می کند.
معماری اقلیمی چه ارتباطی با معماری پایدار دارد؟
طراحی اقلیمی یکی از پایه های معماری پایدار است، اما این دو اصطلاح کاملاً مترادف نیستند.
معماری پایدار حوزه گسترده تری دارد و علاوه بر انرژی بهره برداری، موضوعاتی مانند کربن نهفته مصالح، مصرف آب، چرخه عمر، دوام، پسماند، کیفیت محیط داخلی و سازگاری آینده ساختمان را نیز بررسی می کند.
ساختمانی می تواند سایه بان خوبی داشته باشد ولی از مصالح یا سیستم هایی با اثرات محیطی نامطلوب استفاده کند. برعکس، استفاده از مصالح به ظاهر «سبز» نمی تواند طراحی اقلیمی ضعیف را جبران کند.
پایداری زمانی معنادارتر می شود که تصمیم های معماری، سازه، پوسته و تأسیسات به عنوان یک سیستم واحد بررسی شوند.
آیا معماری سنتی ایران پاسخ اقلیمی مناسبی ارائه می دهد؟
معماری بومی ایران منبع ارزشمندی برای شناخت منطق طراحی اقلیمی است. بادگیر، حیاط مرکزی، ایوان، بافت متراکم، ساباط و شکل های مختلف بام نمونه هایی اند که ارتباط با محیط در آنها قابل مطالعه است.
اما استفاده معاصر از آنها نیازمند تحلیل است.
یک بادگیر در ساختمان تاریخی بخشی از سیستمی شامل حجم، بازشو، فشار باد و رفتار حرارتی فضا بوده است. قرار دادن یک فرم شبیه بادگیر روی ساختمانی کاملاً بسته لزوماً عملکرد مشابهی ایجاد نمی کند.
درس مهم معماری بومی «کپی کردن فرم» نیست؛ استخراج عملکرد و بازطراحی آن برای نیازهای امروز است.
تغییر اقلیم چه چیزی را در طراحی ساختمان عوض می کند؟
یک مسئله مهم در طراحی معاصر این است که ساختمان برای چند دهه استفاده می شود، اما داده تاریخی آب وهوا الزاماً شرایط تمام عمر آینده آن را نمایندگی نمی کند.
افزایش احتمال دوره های گرمای شدید، تغییر الگوی بارش یا سایر تغییرات محلی می تواند روی تاب آوری ساختمان اثر بگذارد. بنابراین طراحی فقط برای «میانگین هوا» کافی نیست و شرایط حدی نیز باید بررسی شوند.
برای پروژه های مهم، تحلیل سناریوهای آینده اقلیمی می تواند به ارزیابی ریسک گرمایش بیش از حد و عملکرد سامانه ها کمک کند.
این موضوع مرز میان طراحی اقلیمی و طراحی تاب آور را پررنگ تر می کند.
چگونه عملکرد اقلیمی ساختمان را قبل از ساخت ارزیابی کنیم؟
طراحی اقلیمی نباید به مجموعه ای از حدس های بصری تبدیل شود. بسیاری از تصمیم ها را می توان پیش از ساخت ارزیابی کرد.
تحلیل مسیر خورشید و سایه، محاسبات پوسته، شبیه سازی انرژی، تحلیل نور روز و در پروژه های مقتضی تحلیل جریان هوا از ابزارهای قابل استفاده هستند.
یکی از موتورهای شناخته شده شبیه سازی عملکرد انرژی ساختمان انرژی پلاس است که توسط وزارت انرژی ایالات متحده پشتیبانی می شود.
راهنماها و منابع Building America Solution Center وزارت انرژی آمریکا نیز مطالب فنی متعددی درباره پوسته، کنترل هوا و رطوبت ساختمان ارائه می کنند.
استفاده از نرم افزار به تنهایی کیفیت طراحی را تضمین نمی کند. داده ورودی، مدل درست و تفسیر نتایج به اندازه ابزار اهمیت دارند.
یک فرایند عملی برای طراحی ساختمان متناسب با اقلیم
اگر بخواهیم اصول طراحی اقلیمی را به فرایندی قابل اجرا تبدیل کنیم، معمار می تواند پیش از تثبیت طرح چند پرسش مشخص را پاسخ دهد.
ابتدا فایل اقلیمی معتبر نزدیک پروژه را بررسی کنید و ساعات بحرانی گرما و سرما، رطوبت، باد و تابش را بشناسید. سپس مسیر خورشید و موانع واقعی زمین را روی مدل سایت قرار دهید.
پس از آن، چند گزینه برای فرم و جهت گیری بسازید؛ نه اینکه ابتدا فرم موردعلاقه را نهایی و سپس برای آن توجیه اقلیمی پیدا کنید.
سطح و جهت شیشه، سایه بان، عایق و هوابندی را در مرحله بعد بررسی کنید و در صورت امکان چند گزینه را با شبیه سازی مقایسه کنید. در پایان نیز تأسیسات باید با نسخه نهایی پوسته هماهنگ شوند.
اشتباهات رایج در معماری اقلیمی
معماری و اقلیم زمانی به نتیجه خوب می رسند که از دستورهای نسخه ای فاصله بگیریم. چند اشتباه بیش از بقیه دیده می شود:
- انتخاب جهت ساختمان تنها با یک قاعده عمومی و بدون تحلیل سایت
- استفاده از شیشه وسیع با تصور اینکه نور بیشتر همیشه بهتر است
- کپی کردن بادگیر، حیاط یا بام سنتی بدون تحلیل عملکرد
- یکسان دانستن عایق حرارتی و جرم حرارتی
- استفاده از تهویه طبیعی در هر شرایطی بدون توجه به دما، رطوبت و کیفیت هوای بیرون
- تمرکز روی میانگین سالانه و نادیده گرفتن ساعات بحرانی
- طراحی معماری و تأسیسات به صورت دو فرایند جدا
- استفاده از عنوان اقلیم شهر به جای بررسی داده های واقعی سایت
اشتباه رایج: اضافه کردن عناصر «سبز» در پایان طراحی، یک ساختمان را اقلیمی نمی کند. مهم ترین تصمیم های اقلیمی اغلب در فرم، جهت گیری، پوسته و سازمان دهی فضا گرفته می شوند.
جمع بندی؛ نقش اقلیم در طراحی معماری از کجا شروع می شود؟
نقش اقلیم در طراحی معماری با انتخاب یک فرم مخصوص «اقلیم گرم» یا «اقلیم سرد» خلاصه نمی شود. طراحی اقلیمی یعنی تبدیل داده های دما، خورشید، رطوبت، باد و بارش به تصمیم های قابل سنجش درباره ساختمان.
در منطقه گرم و خشک، مدیریت تابش و نوسان دما مهم است؛ در گرم و مرطوب، سایه، رطوبت و حرکت هوا پررنگ تر می شوند؛ در اقلیم سرد، کاهش اتلاف گرما اهمیت پیدا می کند و در مناطق معتدل و مرطوب، کنترل رطوبت و بارش نقشی اساسی دارد.
اگر در ابتدای طراحی هستید، قبل از ترسیم فرم نهایی ساختمان، داده اقلیمی و خرداقلیم زمین را تحلیل کنید. بسیاری از تصمیم های پرهزینه آینده در همین مرحله قابل پیشگیری هستند.
سوالات متداول
بهترین جهت ساختمان در ایران کدام است؟
یک جهت واحد برای تمام نقاط ایران وجود ندارد. ایران تنوع اقلیمی، عرض جغرافیایی، توپوگرافی و الگوهای باد متفاوتی دارد. علاوه بر اقلیم، شکل زمین، خیابان، ساختمان های اطراف و کاربری فضاها نیز تعیین کننده اند. در نیمکره شمالی نماهای رو به جنوب از نظر کنترل فصلی خورشید مزیت هایی دارند، اما جهت نهایی باید با تحلیل تابش و سایت همان پروژه تعیین شود.
آیا ساختمان اقلیمی به سیستم سرمایش و گرمایش نیاز ندارد؟
الزاماً نه. راهبردهای غیرفعال می توانند بار گرمایش و سرمایش و تعداد ساعات نیاز به تجهیزات مکانیکی را کاهش دهند، اما حذف کامل تأسیسات به اقلیم، کاربری، سطح آسایش مورد انتظار و عملکرد واقعی پوسته وابسته است. هدف طراحی اقلیمی این نیست که بدون توجه به شرایط تجهیزات حذف شوند؛ هدف نخست کاهش بار با معماری و سپس انتخاب سیستم متناسب با نیاز باقی مانده است.
آیا رنگ نمای ساختمان واقعاً با اقلیم ارتباط دارد؟
ویژگی های سطح خارجی می توانند روی جذب و بازتاب تابش خورشیدی اثر بگذارند، اما رنگ ظاهری تنها پارامتر عملکرد سطح نیست. در اقلیم های گرم، سطوح با جذب خورشیدی کمتر می توانند در بعضی کاربردها مفید باشند. انتخاب نهایی باید در کنار دوام، آلودگی سطح، معماری نما و رفتار کل پوسته بررسی شود؛ صرف سفید کردن نما راهکار کامل طراحی اقلیمی نیست.
بادگیر در ساختمان مدرن قابل استفاده است؟
منطق بادگیر را می توان در طراحی معاصر بازتفسیر کرد، اما عملکرد آن به باد محلی، فشار، هندسه مسیر هوا، شرایط حرارتی و نحوه تخلیه هوا بستگی دارد. افزودن فرم بادگیر بدون محاسبه تضمینی برای تهویه ایجاد نمی کند. در پروژه مناسب می توان عملکرد این ایده را با شبیه سازی جریان هوا و سپس طراحی جزئیات معماری ارزیابی کرد.
طراحی اقلیمی هزینه ساخت را افزایش می دهد؟
نه الزاماً. بعضی راهبردها مانند جهت گیری مناسب یا جانمایی هوشمندانه فضاها اگر از ابتدای پروژه اعمال شوند، لزوماً تجهیز گران قیمت اضافه نمی کنند. در مقابل، شیشه با عملکرد بالا، عایق بیشتر یا سیستم های سایه متحرک ممکن است هزینه اولیه داشته باشند. ارزیابی اقتصادی بهتر است هزینه اولیه، مصرف انرژی، نگهداری و عمر ساختمان را در کنار هم ببیند.
برای تشخیص اقلیم یک پروژه چه اطلاعاتی لازم است؟
نام شهر فقط شروع کار است. داده های ساعتی یا معتبر محلی درباره دما، رطوبت، تابش، جهت و سرعت باد و بارندگی به تحلیل دقیق تر کمک می کنند. سپس باید شرایط زمین شامل جهت شیب، سایه موانع، پوشش گیاهی و ساختمان های مجاور بررسی شود. برای پروژه های حساس، تحلیل شرایط حدی و سناریوهای اقلیمی آینده نیز می تواند مفید باشد.
نسبت پنجره به دیوار در هر اقلیم چقدر باید باشد؟
یک درصد ثابت که برای همه ساختمان های یک اقلیم درست باشد وجود ندارد. جهت پنجره، عملکرد شیشه، سایه انداز، کاربری فضا، نور روز و نیاز گرمایش و سرمایش همگی مؤثرند. به جای انتخاب WWR صرفاً از روی جدول عمومی، چند سناریو را از نظر انرژی، آسایش حرارتی و نور روز مقایسه کنید و الزامات مقررات ساختمان محل پروژه را نیز رعایت کنید.
تفاوت طراحی اقلیمی و معماری بیوکلیماتیک چیست؟
این مفاهیم هم پوشانی زیادی دارند. معماری بیوکلیماتیک بر ارتباط میان اقلیم، ساختمان و آسایش انسان تمرکز دارد و از راهبردهای غیرفعال برای استفاده از شرایط محیطی بهره می گیرد. اصطلاح طراحی اقلیمی نیز معمولاً همین رابطه را در مقیاسی گسترده بیان می کند. در عمل، مهم تر از مرزبندی واژگان، این است که تصمیم های طرح بر داده های اقلیمی و ارزیابی عملکرد استوار باشند.
