تحقیق تنظیم شرایط محیطی – اقلیم سرد

تجزیه و تحلیل شرایط اقلیمی تبریز

خانه بهنام

خانه بهنام

طراحی اقلیمی، رویکردی از طراحی است که تلاش می‌کند  با استفاده و بهره‌گیری هرچه بیش‌تر از انرژی‌های تجدید پذیر موجود در طبیعت، تا حد امکان شرایط محیطی مناسبی در فضاهای زیستی مورد استفاده انسان ایجاد نماید. این طرح تحقیقاتی به‌منظور تدوین راهنما یا توصیه‌نامه طراحی اقلیمی برای شهرهای مختلف استان‌ آذربایجان شرقی و سایر نقاط هم‌اقلیم آن، در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن انجام و تحت عنوان پهنه‌بندی و راهنمای طراحی اقلیمی- اقلیم سرد (استان آذربایجان شرقی) به‌صورت گزارش تحقیقاتی شماره 387 در سال 1384 به‌چاپ رسیده است. هدف از این مطالعات کمک به‌ایجاد هویت محلی برای معماری مسکن منطقه مورد مطالعه، ایجاد فضاهای سالم‌تر برای ساکنین ساختمان‌های واقع در این منطقه و بهینه‌سازی مصرف سوخت است. پیشنهادها و توصیه‌های ارائه شده درنتایج این تحقیقات شامل نحوه انتخاب سایت و محوطه‌سازی، سازماندهی پلان و فرم کالبدی ساختمان، بافت مجموعه‌های ساختمانی، جهت استقرار ساختمان، جهت معابر و خیابان‌ها، اندازه و موقعیت پنجره‌ها، اندازه سایبان‌ها، نحوه ارتباط ساختمان با زمین، نوع مصالح ساختمانی و رنگ سطوح خارجی می‌شود که خلاصه‌ای از آن در زیر ارائه شده است

شرایط آب و هوائی استان
در مطالعات طراحی اقلیمی در اختیار داشتن معدل اطلاعات بلند مدت مربوط به‌تغییرات حداقل 4 عنصر آب و هوایی شامل 7 جزء اطلاعات (متوسط حداکثر دمای هوا، متوسط حداقل دمای هوا، متوسط حداکثر رطوبت نسبی، متوسط حداقل رطوبت نسبی، بارندگی، جهت و سرعت وزش باد، دوام و شدت تابش آفتاب در جهات مختلف جغرافیایی) و برای هریک از ماه‌های سال ضرورت دارد. به‌همین دلیل برای انجام مطالعات مورد نظر، اطلاعات موجود در سالنامه‌های سازمان هواشناسی کشور مورد استفاده قرار گرفته است. به‌منظوراستفاده از نتایج مطالعات حاضر، در طراحی اقلیمی مناطق سردسیر، ایستگاه‌های هواشناسی مورد بررسی به‌محدوده جغرافیایی استان آذربایجان شرقی محدود نشده و تا حد امکان آمار و اطلاعات مربوط به‌ایستگاه‌های هواشناسی استان‌های هم‌جوار نیز مورد استفاده قرار گرفته است. ایستگاه لیقوان با ارتفاع 2100 متر مرتفع‌ترین و ایستگاه جلفا با ارتفاع 736 متر پست‌ترین ایستگاه استان آذربایجان شرقی است، ارتفاع عمده ایستگاه مورد بررسی و ایستگاه‌های داخل استان بین 1000 تا 1500 متر است.

دمای هوا مهم‌ترین عاملی است که آسایش حرارتی انسان را تحت تاثیر قرار می‌دهد. متوسط حداکثر دمای هوا نشان دهنده وضعیت هوا در گرم‌ترین مواقع و متوسط حداقل دمای هوا بیان کننده وضعیت حرارتی هوا در سردترین مواقع سال است. در بین نقاط مختلف استان، جلفا با دمای متوسط حداکثر 35.3 درجه سلسیوس در تیرماه گرم‌ترین و لیقوان با متوسط حداکثر دمای 24.2 درجه سلسیوس در این ماه، سردترین نقطه استان بوده است.

رطوبت نسبی هوا از دیگر عناصر مهم اقلیمی موثر در آسایش انسان است. از آنجایی که با گرم شدن هوا میزان پذیرش رطوبت در آن افزایش می‌یابد، متوسط حداقل رطوبت نسبی هوا (میزان رطوبت نسبی هوا در ساعت 12:30 یا زمان به‌حداکثر رسیدن دمای روزانه) در ماه‌های مختلف سال شاخص مناسبی از نظر وضعیت رطوبتی هوا یا خشک و مرطوب بودن آن است. حداقل رطوبت نسبی هوا در فصل تابستان، در تمام ایستگاه‌های استان،  بین 26 تا 55 درصد است. درگرم‌ترین ساعت از گرم‌ترین ماه سال، ایستگاه  تبریز با رطوبت نسبی26  درصد دارای خشک‌ترین هوا و ایستگاه بندر شرفخانه  با رطوبت نسبی 54 درصد دارای مرطوبترین هواست. با سرد شدن هوا میزان رطوبت نسبی آن افزایش می‌یابد و در ماه‌های سرد فصل زمستان به‌حداکثر خود می‌رسد. در بین ایستگاه‌های مختلف استان، ایستگاه بندر شرفخانه با رطوبت نسبی 85 درصد مرطوب‌ترین، و ایستگاه لیقوان با رطوبت نسبی 72 درصد خشک‌ترین ایستگاه در سردترین ماه سال (ژانویه) بوده است.

چگونگی تابش آفتاب در این استان، براساس دیاگرام انرژی خورشید تابیده شده در عرض جغرافیایی 38 درجه شمالی بررسی شده است. زوایای موقعیت خورشید یا زوایای تابش آفتاب در هر زمان، مشخص کننده میزان سایه‌ای است که در پشت هر مانع ایجاد می‌شود. هم‌چنین این زوایا مشخص کننده میزان انرژی حرارتی تابیده شده به‌سطوح افقی و سطوح قائم واقع در جهت‌های مختلف جغرافیایی است. هرچه زاویه تابش آفتاب کوچک‌تر باشد، انرژی کسب شده در سطوح قائم رو به‌خورشید زیادتر و سایه ایجاد شده در پشت آنها طولانی‌تر خواهد بود. در سردترین ماه‌های سال بیش‌ترین انرژی خورشیدی بر سطوح قائم رو به‌جنوب می تابد در حالی که میزان انرژی خورشیدی تابیده شده بر همین دیوار در ماه تیر یا گرم‌ترین ماه سال بسیار کم‌تر است. میزان انرژی تابیده شده بر دیوارهای شرقی و غربی در گرمترین ماه سال حدود دو برابر میزان این انرژی در سردترین ماه سال است. سطوح قائم رو به‌شمال یا دیوارهای رو به‌شمال به‌طور کلی انرژی خورشیدی بسیار کمی در طول سال آنهم تنها در فصل تابستان دریافت می‌کنند. مقایسه میزان انرژی خورشیدی تابیده بر سطوح قائم واقع در جهات مختلف و در طول ماه‌های سال نشان می‌دهد که در سردترین ماه سال میزان انرژی خورشیدی تابیده شده بر دیوارهای رو به‌جنوب حدود 3.5 برابر انرژی خورشیدی تابیده شده بر دیوارهای رو به‌شرق یا غرب است اما این نسبت در گرم‌ترین ماه سال بر عکس می‌شود.

بررسی‌های انجام شده در مورد وزش باد در تبریز نشان می‌دهد که در این شهر سرعت متوسط سالانه باد حدود 3 تا 5 متر بر ثانیه در جهت‌های مختلف است. هم‌چنین، در شهر تبریز جهت‌های شرقی- غربی و شمال شرقی-جنوب غربی، مهم‌ترین جهات وزش باد محسوب می‌شود. نتایج بررسی‌های انجام شده در خصوص درصد فراوانی و سرعت وزش باد درجهت‌های مختلف جغرافیایی در شهرهای مهم استان، نشان می‌دهد که شهر تبریز بادخیزترین شهر استان است. نکته جالب توجه این‌که در کلیه ایستگاه‌های مورد بررسی، بادهای شرقی غربی عمده‌ترین باد محلی در کل سال محسوب می‌شود.

 ویژگیهای اقلیمی مسکن بومی استان
در شکل‌گیری ساختمان‌های مسکونی سنتی یا بومی هر منطقه، شرایط اقلیمی آن منطقه مهم‌ترین نقش را داشته است، زیرا در این نوع ساخت و سازها تنها نیرو یا انرژی قابل استفاده در گرم کردن، سرد کردن یا تهویه فضاهای داخلی، نیروهای طبیعی یعنی آفتاب، باد و آتش بوده است. لذا با مطالعه و بررسی معماری سنتی مناطق مختلف می‌توان به‌نحوه سازگاری معماری آن مناطق با شرایط اقلیمی پی‌‌برد چون این نوع معماری ناگزیر بیشترین سازگاری را با شرایط آب و هوایی حاکم بر منطقه داشته است. بررسی‌های انجام شده در خصوص معماری مسکن بومی شهرهای تبریز و مراغه ویژگی‌های اقلیمی مسکن بومی در مناطق سرد را به‌شرح زیر نشان می‌دهد.

  • خانه‌های سنتی تبریز بافتی درونگرا دارد و غالباً فضاهای اصلی به‌حیاط مشرف شده و نور و تهویه آن از حیاط  تامین می‌شود. بخش اصلی خانه در بیش‌تر موارد در جبهه شمالی حیاط قرار دارد و به‌این ترتیب در زمستان از نور آفتاب به‌خوبی استفاده می‌شود. غالباً فضاهایی که اهمیت کم‌تری دارد در جبهه‌های شمالی یا شرقی و غربی قرار گرفته است. برخی از خانه‌ها یک طبقه و بعضی از آنها دو طبقه است. بسیاری از خانه‌های یک یا دو طبقه، یک زیرزمین نیز دارد که سقف آن حدود یک متر بالاتر از سطح حیاط قرار دارد تا نورگیری و تهویه فضای آن به‌سادگی صورت پذیرد.
  • در اکثر قریب به‌اتفاق خانه‌ها  ورود از حیاط به‌درون اتاق‌ها به‌طور مستقیم از حیاط صورت نمی‌گیرد بلکه از یک فضای ارتباطی واقع در کنار اتاق انجام می‌شود.
  • دیوارها ضخیم و معمولاً از آجر و خشت ساخته شده است. پشت بام از کاه گل است. در بسیاری از خانه‌ها جرز مابین پنجره‌ها ذوزنقه ای شکل است تا در زمستان مانع ورود آفتاب به داخل ساختمان نگردد. در برخی خانه‌ها برای حفاظت اتاق‌ها از سرمای زمستان تمام پنجره‌ها به‌صورت مضاعف ساخته شده‌‌ است، یعنی از دو پنجره باز شو تشکیل یافته‌ که پنجره داخلی رو به‌داخل اتاق و دیگری به‌سمت خارج باز می‌شود.
  • شکل‌گیری خانه‌های سنتی به‌صورت دو بلوک ساختمانی که در دوسمت حیاط قرار گرفته یا یک ساختمان یک‌طرفه مشرف به‌جنوب و واقع در سمت شمال حیاط و ایجاد ارتباط غیر مستقیم به‌حیاط و فضای آزاد از طریق سرسرا یا راهرو واقع در سمت شمال پلان، مشخص‌ترین ویژگی معماری بومی مسکن مناطق سردسیر است. این وجه مشخص نه تنها در خانه های قدیمی بلکه در اغلب ساختمان‌ها و به‌ویژه ساختمان‌های آموزشی (مدارس) نیز مشهود است.

 راهنمای طراحی اقلیمی
منظور از طرح اقلیمی، طرحی است که بتواند با استفاده و بهره‌گیری هرچه بیش‌تر از انرژی‌های تجدید پذیر موجود در طبیعت، تا حد امکان شرایط محیطی مناسبی در فضاهای مسکونی ایجاد نماید، یا در شرایط آب و هوایی سخت بتواند با حداقل استفاده از انواع مختلف انرژی‌های تجدید ناپذیر و به‌کمک سیستم‌های کنترل کننده مکانیکی، شرایط مورد نیاز در فضاهای زیستی را فراهم سازد. بدین ترتیب، در ساختمان‌های هماهنگ با اقلیم فضاهای مورد استفاده ساکنین، با مصرف انرژی کم‌تری سرد یا گرم می‌شود و با به‌حداقل رساندن میزان آلودگی ناشی از مصرف انواع سوخت‌های فسیلی، آسیب کم‌تری به‌محیط زیست وارد می‌آید.  مواردی که لازم است در طراحی اقلیمی مسکن و محیط‌های مسکونی در شهرهای  مختلف استان آذربایجان شرقی و به‌طور کلی مناطق سردسیر کشور رعایت شود به‌شرح زیر است.

انتخاب سایت
از نظر اقلیمی، در اکثر قریب به‌اتفاق شهرها و آبادی‌های استان، زمین‌ها و سایت‌هایی برای ایجاد محیط‌های مسکونی مناسب‌تر است که در شیب‌های منفی (شیب‌های پشت به‌آفتاب) و فرورفتگی‌ها واقع نشده باشد. مناسب‌ترین محل برای احداث واحدهای مسکونی در زمین‌های شیب‌دار، بخش‌های میانی شیب‌های رو به‌جنوب است. در نقاط بادخیز، توصیه می‌شود قسمت فوقانی تپه‌ها برای احداث ساختمان انتخاب نشود. هم‌چنین توصیه می‌شود، در صورت امکان، شیب‌های رو به‌شرق یا غرب برای احداث مجموعه‌های ساختمانی در نظر گرفته نشود.

محوطه سازی
در طراحی و آرایش سایت و هم‌چنین در جانمایی عناصر مختلف مجموعه باید به‌موارد زیر توجه داشت:

  • در جانمایی عناصر مختلف مجموعه، باید به‌جهت وزش بادهای موجود در محل توجه شود. درتبریز که یکی از بادخیزترین شهرهای استان محسوب می‌شود و عمده‌ترین جهت وزش باد در سال باد شرقی غربی و پس از آن بادهای شمال شرقی به‌جنوب غربی است، باید فضای سبز مجموعه در قسمت‌های شرقی و شمال شرقی قرار داده شود و عناصر آلوده کننده در قسمت‌های جنوبی که کم‌ترین میزان وزش را دارد قرار گیرد.
  • به‌منظور کاهش تاثیر بادهای سرد زمستانی، لازم است در جبهه‌های رو به‌چنین بادهایی نیز درختان همیشه سبز کاشته شود. در این ارتباط برای تبریز پیشنهاد می‌شود در بخش‌های شرقی و شمال شرقی محوطه، علاوه بر سایر گونه‌ها از گونه‌های همیشه سبز نیز استفاده شود. بخشی از فضاهای کم اهمیت مثل انبار و گاراژ نیز می‌تواند به‌عنوان بادشکن در مقابل عمده‌ترین بادهای زمستانی قرار داده شود.
  • در جانمایی عناصر مختلف مجموعه در سایت، باید توجه داشت که این عناصر (سایر ساختمان‌ها یا درختان همیشه سبز) در جبهه جنوبی ساختمان و در محدوده 30 درجه این جبهه واقع نشود.
  •  از آنجایی که هدایت تابش آفتاب به‌فضاهای آزاد در مواقع سرد سال عمده‌ترین هدف طراحی اقلیمی در فضاهای آزاد به‌شمار می‌رود، باید در بخش‌های آفتاب‌گیر محوطه (قسمت‌های رو به‌جنوب) فضاهایی را برای استفاده ساکنان خانه در نظر گرفت. نکته حائز اهمیت اینکه، فضای آزاد یاد شده باید در مقابل بادهای سرد زمستانی محافظت شود.
  • به‌لحاظ پایین بودن رطوبت نسبی هوا در فصل تابستان، باید در محوطه عناصر رطوبت زایی چون آبگیر، حوض، آب‌نما، فواره و سطوح سبز پیش‌بینی و با تمهیداتی مانع از خروج رطوبت ایجاد شده در محوطه به‌خارج شد.
  • با توجه به‌اینکه بهره‌گیری از انرژی خورشیدی در گرمایش ساختمان در مواقع سرد یکی از عمده‌ترین اهداف طراحی اقلیمی در کلیه نقاط استان است، باید در بخش‌های جنوبی محوطه ساختمان از درختان خزان پذیر استفاده کرد تا در زمستان امکان نفوذ آفتاب به‌داخل فضاها وجود داشته باشد.
  • کف‌های مشرف به‌پنجره‌های آفتاب‌گیر بهتر است سطحی منعکس کننده داشته باشد تا در مواقع سرد سال اشعه حرارت‌بخش خورشید از این سطوح به‌فضاهای داخلی منعکس شود.

سازماندهی پلان
 منظور از سازماندهی پلان، نحوه ترکیب و جایگزینی فضاهای پیش‌بینی شده در یک طرح در قسمت‌های مختلف پلان آن طرح است. در این ارتباط، موارد زیر پیشنهاد می‌شود:

  • توصیه می‌شود سازماندهی پلان ساختمان برای نقاط مختلف استان به‌نحوی باشد که به‌پلانی فشرده و گسترش یافته در جهت محور شرقی غربی منتهی گردد. در چنین پلانی، بهتر است فضاهای گرمازا در مرکز پلان ساختمان و فضاهای کم اهمیت مثل انبار به‌عنوان عایق حرارتی در قسمت‌های سرد، شمال، یا سمت غرب پلان قرار داده شود.
  • در طراحی پلان ساختمان باید توجه داشت که فضاهای اصلی در سمت جنوب پلان واقع شود.
  • از نظر بهره‌گیری از انرژی خورشیدی در گرمایش ساختمان، فضاهای مختلف ساختمان باید به‌نحوی در پلان سازماندهی شود که امکان نفوذ آفتاب زمستانی به‌داخل آنها وجود داشته باشد. در این ارتباط، لازم است فضاهای اصلی ساختمان در بخش جنوبی پلان در نظر گرفته شده و عمق فضاها در حدی پیش‌بینی شود که آفتاب زمستانی به‌آنها بتابد.
  • استفاده از گلخانه های متصل به فضاهای داخلی در نمای جنوبی ساختمان، از نظر گرمایش طبیعی آن و تعدیل شرایط حرارتی فضاهای داخلی در هر دو فصل بحرانی سال مفید خواهد بود.

فرم کالبدی ساختمان
در شرایط اقلیمی استان آذربایجان شرقی، ساختمان‌های مسکونی باید فرمی فشرده و در عین حال گسترش یافته در جهت محور شرقی غربی داشته باشد تا علاوه بر ممانعت از تبادل حرارت ناخواسته بین فضاهای داخلی و محیط خارج، امکان نفوذ آفتاب زمستانی به‌فضاهای داخل را فراهم سازد. بالا بردن سطح ورودی اصلی ساختمان نسبت به‌کف تمام شده نیز مانع از نفوذ هوای سرد خارج به‌فضاهای داخلی می‌شود.

بافت مجموعه های ساختمانی
منظور از بافت مجموعه‌های ساختمانی نحوه قرار گیری و اتصال ساختمان‌های مسکونی مختلف در یک مجموعه است. برای کلیه نقاط استان آذربایجان شرقی و به‌طور کلی نقاط سردسیر کشور، بافت‌های فشرده و متراکم مناسب‌تر است. لذا در مجموعه های ساختمانی طراحی شده برای نقاط مختلف استان بهتر است از طریق ایجاد دیوارهای مشترک بین واحدهای هم‌جوار، بافت فشرده‌ای را به‌وجود آورد. طرح ریزی ساختمان‌ها به‌صورت گروهی، به‌ایجاد تراکم و فشردگی بیش‌تر کمک می‌کند. فاصله بین دو ساختمان در جهت شمالی جنوبی باید در حدی باشد که امکان نفوذ آفتاب به فضاهای داخلی در فصل سرد وجود داشته باشد. برای کسب حداقل 4 ساعت آفتاب در طی روزهای زمستان، فاصله مورد نیاز در جهت شمالی جنوبی حدود 2 برابر ارتفاع ساختمان مقابل است، در جهت های 15 درجه شرقی یا غربی، این فاصله به 1.8 برابر ارتفاع ساختمان می‌رسد. در جهت‌های 30 درجه شرقی این فاصله زیاد می‌شود و در جهت‌های بیش از جنوب شرقی یا جنوب غربی دوام تابش آفتاب به‌فضاهای داخلی کم‌تر از 4 ساعت و فاصله مورد نیاز بسیار زیاد می‌شود.

جهت استقرار ساختمان
جهت استقرار ساختمان یکی از مهم‌ترین عوامل موثر در کیفیت شرایط محیطی فضاهای داخلی است. از نظر هماهنگی با اقلیم، جهت استقرار ساختمان باید با توجه به‌تاثیرات دو عنصر اقلیمی تابش آفتاب و وزش باد تعیین شود. استفاده هرچه بیشتر از انرژی خورشیدی در گرم کردن فضاهای داخلی و جلوگیری از گرم شدن این فضاها در مواقع گرم، به‌وضعیت استقرار ساختمان نسبت به‌موقعیت سالانه خورشید در آسمان مربوط می‌شود. در این ارتباط، جهت ساختمان باید به‌گونه‌ای باشد که در مواقع سرد سال، حداکثر و در مواقع گرم، حداقل انرژی خورشیدی به‌نمای اصلی آن بتابد. به‌علاوه، از این نظر جهتی مناسب‌تر است که بتواند با سایبان‌های کوچک یا عناصر ساده کنترل کننده تابش آفتاب، نفوذ اشعه خورشیدی به‌فضاهای داخلی در فصل گرم را کنترل نماید. در جهت‌های 15 درجه شمال شرقی تا 15 درجه غربی (خط عمود بر نمای اصلی، 15 درجه از جنوب به‌سمت غرب چرخیده است) میزان انرژی خورشیدی کسب شده در مواقع سرد بیش از میزان انرژی خورشیدی کسب شده در مواقع گرم است. لذا چنین جهت‌هایی از نظر استقرار ساختمان در تبریز مناسب است. برعکس در جهت‌های 15 درجه غربی تا شمال میزان انرژی خورشیدی کسب شده در مواقع گرم سال بیش‌تر از میزان انرژی خورشیدی کسب شده در مواقع سرد سال است و چنین جهت‌هایی از نظر کسب انرژی خورشیدی مناسب نیست. در میان جهت‌های مناسب، جهت‌های 15 درجه شرقی تا جنوب شرقی مناسب‌ترین جهت استقرار ساختمان محسوب می‌شود. خلاصه نتایج بررسی‌های انجام شده نشان می‌دهد که در اکثر نقاط استان، جهت‌های 30 درجه یا 15 درجه شرقی مناسب‌ترین جهت استقرار ساختمان از نظر کسب انرژی خورشیدی به‌شمار می‌رود.

در ارتباط با کاهش اتلاف حرارت ساختمان از جدارهای خارجی و هم‌چنین به‌حداقل رساندن نفوذ هوای سرد به‌فضاهای داخلی، نمای اصلی ساختمان (پنجره های اصلی) باید تا آنجا که ممکن است زاویه کوچک‌تری با جهت وزش بادهای سرد داشته باشد. هرچه سرعت چنین بادهایی شدید تر باشد، تاثیر خنک کنندگی آنها بیشتر خواهد بود. بنابراین از نظر کاهش تاثیر خنک کنندگی بادها، جهتی مناسب‌تر است که زاویه کوچک‌تری بین نمای اصلی ساختمان و جهت وزش بادهای سرد زمستانی ایجاد نماید یا جهت باد در حوزه بی اثر آن باشد. در تبریز و در فصل زمستان جهت وزش بادها در درجه اول از شرق به‌غرب و در درجه بعد از شمال شرقی به‌جنوب غربی است. به‌عبارت دیگر، محور شرق غربی عمده‌ترین محور وزش بادهای سرد زمستانی در تبریز است. بنابراین و با توجه به‌اینکه در این شهر مناسب‌ترین جهت‌های استقرار ساختمان از نظر کسب انرژی خورشیدی 30 و 15 درجه شرقی است، می‌توان نتیجه گرفت که این جهت‌ها از نظر کاهش تاثیر بادهای سرد زمستانی نیز مناسب است چون در چنین جهت‌هایی تاثیر این بادها بر ساختمان به‌حداقل ممکن کاهش می‌یابد.

اندازه و موقعیت پنجره
پنجره یکی از عمده‌ترین عناصر کالبدی ساختمان در ایجاد ارتباط بصری و فیزیکی بین فضاهای داخل و خارج ساختمان است. اما شیشه پنجره که جزء اصلی آن در ایجاد ارتباط بصری است، ضعیف‌ترین جزء ساختمان از نظر تبادل حرارت و مهم‌ترین عضو کالبدی ساختمان از نظر هدایت تابش آفتاب به‌فضاهای داخلی محسوب می‌شود. به‌همین دلیل، پنجره‌ای که اندازه، موقعیت و طرحی نامناسب داشته باشد، می‌تواند موجب وخیم‌تر شدن شرایط حرارتی فضاهای داخلی شود. برعکس با طراحی صحیح پنجره ساختمان می‌توان شرایط حرارتی فضا را در جهت انطباق با نیازهای حرارتی ساکنین فضاها کنترل نمود. برای دستیابی به‌اهداف عمده طراحی اقلیمی در نقاط مختلف استان، اندازه پنجره‌ها، به‌ویژه در نمای شمالی نباید خیلی بزرگ باشد. حتی از نظر محافظت ساختمان در برابر تابش آفتاب و هوای گرم خارج، توصیه شده است که اندازه پنجره ها کوچک و تعداد آنها کم باشد. برای بهره‌گیری از انرژی خورشیدی، لازم است در نماهای جنوبی پنجره های عمودی پیش‌بینی شده، یا از نور گیرهای فوقانی استفاده شود. براساس نتایج حاصل از جداول ماهانی، مناسب‌ترین اندازه برای پنجره‌های ساختمان‌های مسکونی واقع در استان آذربایجان شرقی، حدود 25 تا 40 درصد مساحت نمای مربوط است.

اندازه سایبان‌ها
نفوذ مستقیم آفتاب به‌فضاهای داخلی عمده‌ترین عامل گرم شدن این فضاها در مواقع گرم است. ایجاد سایه بر روی پنجره‌ها یا دیوارهای شیشه‌ای از تابش مستقیم آفتاب به‌سطح شیشه جلوگیری نموده و در نتیجه حرارت ایجاد شده ناشی از تابش آفتاب در فضاهای پشت شیشه به‌مقدار قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد. از آنجایی که بهره‌گیری از انرژی خورشیدی در گرمایش فضاهای داخلی در مواقع سرد عمده‌‌ترین هدف طراحی اقلیمی در کلیه نقاط استان محسوب می‌شود، لازم است برای پنجره‌‌های ساختمان، سایبان‌هایی در نظر گرفته شود که در عین محافظت آنها در مقابل تابش آفتاب تابستان، به‌هیچ وجه مانع از نفوذ اشعه خورشید به‌فضاهای داخلی در مواقع سرد سال نشود. نتایج بررسی‌های انجام شده در این مورد، نشان دهنده این واقعیت است که در بسیاری از جهت‌های جغرافیایی، که از نظر استقرار ساختمان جهت‌های مناسبی نیستند، کنترل تابش آفتاب بر سطح پنجره با استفاده از سایبان‌های خارجی منطقی نیست، زیرا در چنین جهت‌هایی، گرچه سایبان‌ مانع از نفوذ آفتاب تابستانی به‌فضاهای داخلی در مواقع گرم می‌شود، اما از نفوذ آفتاب به‌فضاهای داخلی در بسیاری از مواقع سرد سال نیز جلوگیری به‌عمل می‌آورد. بنابراین پیشنهاد می‌شود در نقاط مختلف استان آذربایجان شرقی، به‌ویژه در نقاط سردتر و به‌طور کلی در مناطق سردسیر، عمق سایبان‌ در حداقل ممکن به‌منظور محافظت پنجره در برابر بارندگی حفظ شود و به‌منظور کنترل نفوذ آفتاب تابستانی به‌فضاهای داخلی از انواع مختلف پرده‌‌ها یا سایبان‌های داخلی استفاده به عمل آید.

 نحوه ارتباط ساختمان با زمین
در کلیه نقاط استان آذربایجان شرقی به‌استثناء مناطق مجاور دریاچه ارومیه (بندر شرفخانه) به‌لحاظ خشک بودن نسبی هوا در طول سال و هم‌چنین عدم ضرورت ایجاد کوران در فضاهای داخلی، نیازی به‌جداسازی ساختمان از سطح زمین نیست. برعکس در صورتی‌که کف ساختمان با سطح زمین تماس کامل داشته باشد وحتی در داخل خاک قرار گیرد، تاثیر شرایط حرارتی هوای خارج به‌بخش قرار گرفته در داخل خاک یا تماس یافته با سطح زمین به‌حداقل ممکن می‌رسد. بنابراین در احداث ساختمان در نقاط مختلف استان، توصیه می‌شود کف ساختمان در تماس کامل با سطح زمین باشد یا آنکه یک یا نیم طبقه از ساختمان در داخل زمین قرار داده شود. در غیز اینصورت، عایقکاری کف های مشرف به‌فضای آزاد ضروری است.

مصالح ساختمانی جدارهای خارجی
مهم‌ترین وظیفه مصالح ساختمانی جدارهای خارجی ساختمان، جلوگیری یا کاهش اتلاف حرارت فضاهای داخلی در مواقع سرد و جلوگیری از عدم گرم شدن این فضاها در مواقع گرم است. برای دست‌یابی به‌اهداف عمده طراحی اقلیمی در کلیه نقاط استان، مصالح ساختمانی مورد استفاده در ساختمان‌ها، به‌ویژه ساختمان‌های مسکونی، باید دارای مقاومت و ظرفیت حرارتی به‌میزان کافی باشد. در ارتباط با جلوگیری یا کاهش اتلاف حرارت، که از عمده‌‌ترین اهداف طراحی اقلیمی در کلیه نقاط استان محسوب‌می شود، لازم است مصالح ساختمانی جدارهای خارجی مقاومت حرارتی مناسبی داشته باشد و در ارتباط با جلوگیری از گرم شدن فضاهای داخلی در فصل گرم، مصالح ساختمانی لازم است علاوه بر مقاومت حرارتی دارای ظرفیت حرارتی نیز باشد. در نتایج مطالعاتی که به‌منظور تعیین میزان بهینه عایق حرارتی ساختمان از نظر اقتصادی صورت گرفته، توصیه شده که در شهرهای مختلف استان آذربایجان شرقی (منطقه اقلیمی IV) برای بهینه‌سازی مصرف انرژی جهت سرمایش و گرمایش ساختمان ضریب انتقال حرارت مصالح بام (از نوع تیرچه بلوک) و دیوارهای خارجی (از نوع آجر به ضخامت 33 سانتی‌متر) 0.35 وات بر مترمربع بر درجه سلسیوس در نظر گرفته شود. براین اساس لازم است ضخامت لایه عایق حرارتی از نوع یونولیت یا مشابه با ضریب انتقال حرارت 0.036  وات بر مترمربع بر درجه سلسیوس، برای بام و دیوارهای خارجی 9 سانتی‌متر باشد. درمبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان (صرفه جویی در مصرف انرژی) که توسط دفتر تدوین و ترویج مقررات ملی ساختمان وابسته به وزارت مسکن و شهرسازی انجام شده، توصیه‌های مشخصی به‌دو روش «کارکردی» و «تجویزی» جهت تعیین ضریب انتقال حرارت مجاز اجزاء پوسته خارجی ساختمان و ضخامت لایه عایق حرارتی این اجزاء پیشنهاد شده است. به کارگیری این توصیه‌ها در طراحی و احداث ساختمان برای نقاط مختلف استان آذربایجان شرقی، به‌لحاظ اهمیت کاهش اتلاف حرارت ساختمان در این نقاط، امری ضروری است. شرکت بهینه سازی مصرف سوخت نیز نرم افزار مبحث 19 را در اختیار عموم قرار داده که می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

در ادامه یک تحقیق در مورد تجزیه و تحلیل شرایط اقلیمی تبریز برای شما قرار داده ایم:

 

دانلود

دانلود

آرمان
30 دی 1396
27 بازدید