شاهکار مهندسی معماری سنتی ایران
معمولا تابستان، آدم را یاد خنکی باد کولر و نوشیدن یک لیوان آب خنک در اوج گرمای روز می اندازد. امروزه کمتر کسی پیدا می شود که به امکانات سرمایشی پیشرفته دسترسی نداشته باشد
کمی به دور و بر خود نگاه کنید؛ کولرهای آبی و گازی ، پنکه ، فن کویل و چیلر هوای خنکی را برای ساختمان ، فراهم می کنند و از سوی دیگر، انواع مختلف یخچال ها و فریزرها که محصولات غذایی و نوشیدنی ها را در محیط خنک و مناسبی نگاهداری می کنند.
آنچه ما را به این توانایی پیشرفته در فراهم ساختن امکانات سرمایشی رسانده است ، دانش تهویه مطبوع نام دارد. اما آیا تاکنون از خود پرسیده اید که مردم کشورمان پیش از پیشرفت دانش تهویه مطبوع به شکل امروزی ، چگونه شرایط مناسب هوایی را برای خود فراهم می کردند؛
آیا آنان آب و هوای گرم تابستانی را تحمل می کردند و دسترسی به آب خنک را آرزویی محال می دانستند؛ مسلما استفاده از آب خنک چشمه ها در مناطق کوهپایه ای و کوهستانی و سفر کردن به مناطق خوش آب و هوا یکی از این راه حل ها بوده است.
ولی جالب است بدانید نیاکان ما پاسخهای دیگری نیز ابداع کرده بودند که می توانست شرایط بسیار مناسبی را در فضای خانه ایجاد کند و این کارها با توجه به آن که هیچ انرژی خاصی مصرف نمی کند، از شاهکارهای مهندسی به شمار می رود.
تاکنون فکر کرده اید پنکه چگونه هوا را مطبوع می کند؛ هنگامی که پره های پنکه می چرخند، هوای پشت با فشار به جلو حرکت می کند و جریان مصنوعی هوا ایجاد می شود. این جریان هوا با عبور از مجاورت پوست بدن روند انتقال حرارت بدن انسان را سرعت می بخشد و ما احساس خنکی می کنیم.
بادگیر هم وسیله ای است که هوا را جریان می بخشد. با این تفاوت که در پنکه ، جریان برق موتور الکتریکی را و چرخش پره های متصل به موتور هوا را به حرکت درمی آورد؛ در حالی که بادگیر بادی را که در فضای بیرون می وزد، مهار و به داخل خانه هدایت می کند.
بادگیرها را معمولا متناسب با مصرف و نیاز خانوار طراحی می کردند و مسلما هر چه ابعاد ورودی بیشتر باشد، حجم هوای ورودی هم بیشتر خواهد بود. ارتفاع بالاتر هم در کارکرد بهتر بادگیر موثر است.
دلیل آن هم اختلاف سرعت باد در ارتفاع های مختلف است ؛ در مجاورت زمین ، سرعت هوا صفر است و هر چه بالاتر می رویم ، سرعت باد بیشتر می شود تا به مقدار ثابت خود دست یابد.
از سوی دیگر، در مجاورت زمین گرد و غبار زیادی وجود دارد که با افزایش ارتفاع کاهش می یابد، به این ترتیب با افزایش ارتفاع ، به هوایی با سرعت بالاتر و گرد و غبار کمتر دسترسی خواهیم داشت.
ورودی بادگیر را معمولا در زیرزمین قرار می دهند تا از خنکی زیرزمین هم استفاده شود و فضای مطبوع و شرایط مناسب فراهم شود.
بادگیرهای سنتی را می توان یک نمونه عالی هنر مهندسی به شمار آورد که در حالی که هوای بیرون بسیار گرم است و از آسمان آتش می بارد، بدون صرف هیچ گونه انرژی و صرفا با طراحی مناسب سیستم هدایت هوا، شرایط خنک با تفاوت دمای حدود 30درجه با بیرون را فراهم می کنند.
البته بادگیر سنتی ، به دلیل ورود گرد و غبار به منزل و همچنین استفاده نکردن از سرمایش تبخیری محل اشکال است که ایراد دوم در برخی نمونه ها مرتفع شده است.
در این نمونه ها، باد در مسیر ورود به منزل از سطوحی نمناک عبور می کرده و بخشی از حرارت خود را صرف تبخیر آب می کرده به این ترتیب هوایی مرطوب تر و خنک تر به دست می آمد که شرایط مطلوب تری فراهم می کرد.
این فرآیند مشابه همان اتفاقی است که درون کولر آبی روی می دهد. دکتر مهدی بهادری نژاد، استاد دانشگاه صنعتی شریف و چهره ماندگار مکانیک کشور نیز در چند نمونه جدید، از پره های مرطوب در ستون بادگیر و پوشال مرطوب در ورودی بادگیر استفاده کرده است.
این بادگیرهای جدید که در مسجد دانشگاه یزد نصب شده است ، قدرت خنک سازی بیشتری نسبت به بادگیر سنتی دارند و می توانند کاملا جایگزین کولر آبی شوند.
تنها ایرادی که به آنها وارد است ، وابسته بودن آنها به جریان طبیعی باد است که البته در مناطق بادخیز، چندان جدی به نظر نمی رسد.
اگر هنگام عبور از بازار قدیمی یا شبستان یک مسجد نگاهی به بالاسر خود بیندازید، می توانید گنبدهای کوچکی را مشاهده کنید که بعضا سوراخی در بالای سقف خود دارند. شاید به فکرتان رسیده باشد که این سوراخ ها برای تابیدن نور خورشید به محیط پایین تعبیه شده باشد، ولی کاربری این سقفهای گنبدی به مراتب بیشتر از این حرفهاست.
هنگامی که باد از روی یک سطح منحنی ، مثلا یک نیمکره عبور می کند، در بالاترین نقطه منحنی به حداکثر سرعت خود می رسد و در مقابل ، فشارش به شدت افت می کند. این افت فشار نسبت هوایی که در زیر وجود دارد، موجب می شود نیرویی به طرف بالا ایجاد شود.
در بال هواپیما، این نیرو تعادل هواپیما و حرکت به سمت بالا را تامین می کند. ولی در سقف گنبدی این نیرو موجب می شود هوا از سوراخ درون سقف به بیرون جریان پیدا کند و هوای محیط زیر سقف تهویه شود.
البته خود سقف گنبدی هم در کاهش انتقال حرارت از بیرون به داخل ساختمان نقش مهمی به عهده دارد. آنچه گفته شد، مهمترین کاربری حرارتی سقف گنبدی است ، ولی مهمترین کاربری آن ، پوشاندن سطوح وسیع است و ابتدا برای این منظور مورد استفاده قرار می گرفته است ؛ ولی هنگامی که کارایی حرارتی این نوع سازه کشف شد، حتی در ساختمان ها و خانه های معمولی که می شد سقف آنها را به شیوه مسطح ساخت ، مورد استفاده قرار گرفت.
حیاط میزبان تابستانی اهالی خانه
هنگامی که باد از روی یک سطح منحنی ، مثلا یک نیمکره عبور می کند، در بالاترین نقطه منحنی به حداکثر سرعت خود می رسد و در مقابل ، فشارش به شدت افت می کند. این افت فشار نسبت هوایی که در زیر وجود دارد، موجب می شود نیرویی به طرف بالا ایجاد شود.
در بال هواپیما، این نیرو تعادل هواپیما و حرکت به سمت بالا را تامین می کند. ولی در سقف گنبدی این نیرو موجب می شود هوا از سوراخ درون سقف به بیرون جریان پیدا کند و هوای محیط زیر سقف تهویه شود.
البته خود سقف گنبدی هم در کاهش انتقال حرارت از بیرون به داخل ساختمان نقش مهمی به عهده دارد. آنچه گفته شد، مهمترین کاربری حرارتی سقف گنبدی است ، ولی مهمترین کاربری آن ، پوشاندن سطوح وسیع است و ابتدا برای این منظور مورد استفاده قرار می گرفته است ؛ ولی هنگامی که کارایی حرارتی این نوع سازه کشف شد، حتی در ساختمان ها و خانه های معمولی که می شد سقف آنها را به شیوه مسطح ساخت ، مورد استفاده قرار گرفت.
در خانه های سنتی ایران ، حیاط نقش بسیار مهمی از نظر ایمنی ، امنیتی و راحتی اعضای منزل به عهده داشته است. ولی حیاط علاوه بر اینها از نوعی کاربری حرارتی نیز برخوردار بوده است.
خانه به صورتی ساخته می شد که اتاقها دور حیاط قرار گیرند و دیوارها روی حیاط سایه بیندازند. در حیاط هم یک حوض و یک باغچه نسبتا انبوه وجود داشت و به عنوان بخشی از فضای مسکونی مورد استفاده قرار می گرفت.
در روزهای تابستان ، خانمهای خانه بیشتر وقت خود را در حیاط می گذراندند و صبحها در حیاط صبحانه می خوردند و تا حوالی ساعت 10که حیاط هنوز در سایه بود، در آنجا به سر می بردند. پس از آن به زیرزمین بادگیردار می رفتند، ناهار می خوردند و استراحت می کردند و بعد، حوالی ساعت 16که حیاط دوباره سایه می شد، دوباره به حیاط می آمدند و اصطلاحا صفا می کردند!
در واقع ، در تابستان ها اهالی منزل وقت کمی را در داخل اتاقها می گذراندند. بررسی ها نشان داده است وجود حیاط، انرژی مورد نیاز برای خنکی ساختمان را کاهش می دهد، زیرا وجود حوض و گل و گیاه باغچه ، هوای ورودی به اتاقها را خنک تر می کند (البته نه خیلی زیاد) و از طرف دیگر، چون عمده زمان حضور ساکنان در حیاط می گذرد، پس انرژی خنک سازی ساختمان درطول روز کاهش می یابد.
زیرزمین و خنکی اهدایی زمین
خانه به صورتی ساخته می شد که اتاقها دور حیاط قرار گیرند و دیوارها روی حیاط سایه بیندازند. در حیاط هم یک حوض و یک باغچه نسبتا انبوه وجود داشت و به عنوان بخشی از فضای مسکونی مورد استفاده قرار می گرفت.
در روزهای تابستان ، خانمهای خانه بیشتر وقت خود را در حیاط می گذراندند و صبحها در حیاط صبحانه می خوردند و تا حوالی ساعت 10که حیاط هنوز در سایه بود، در آنجا به سر می بردند. پس از آن به زیرزمین بادگیردار می رفتند، ناهار می خوردند و استراحت می کردند و بعد، حوالی ساعت 16که حیاط دوباره سایه می شد، دوباره به حیاط می آمدند و اصطلاحا صفا می کردند!
در واقع ، در تابستان ها اهالی منزل وقت کمی را در داخل اتاقها می گذراندند. بررسی ها نشان داده است وجود حیاط، انرژی مورد نیاز برای خنکی ساختمان را کاهش می دهد، زیرا وجود حوض و گل و گیاه باغچه ، هوای ورودی به اتاقها را خنک تر می کند (البته نه خیلی زیاد) و از طرف دیگر، چون عمده زمان حضور ساکنان در حیاط می گذرد، پس انرژی خنک سازی ساختمان درطول روز کاهش می یابد.
زمین خاصیت جالبی دارد. در تابستان ها اگر چند متر پایین تر از سطح زمین را بررسی کنیم ، متوجه می شویم دما کمتر از سطح زمین است و در زمستان ها دما بیشتر از سطح زمین است.
می توان نشان داد در عمق پنج ، شش متری سطح زمین ، تغییرات دما در طول سال تقریبا ثابت و مقدار آن برابر متوسط دمای هوا در طول سال است. بدین سان می توان از این خاصیت برای طراحی یک زیرزمین یا یک سرداب استفاده کرد. در زمانهای گذشته ، بادگیرها را به زیرزمین متصل می کردند تا از خنکی بادگیر هم استفاده کنند.
استاد در مورد کارایی حرارتی زیرزمین ها می گوید: جالب اینجاست در زیرزمین ، خنک شدن به دو شیوه حاصل می شود. یکی انتقال حرارت از طریق جابه جایی با هوای خنک و دیگری ، انتقال حرارت از طریق تشعشع با دیوارهای خنک زیرزمین.
بدن انسان ، حرارتی معادل یکصد وات تولید می کند. برای آن که انسان در شرایط مناسب راحتی به سر برده این مقدار حرارت باید دفع شود و در صورتی که بتوان از شیوه تشعشع استفاده کرد، آن گاه بخش اعظم این حرارت به این شیوه دفع می شود. بنابراین دیوارهای خنک از مزیت های مهم زیرزمین محسوب می شوند.
در کشورهای خارجی و از جمله ایالات متحده ، کتابخانه هایی وجود دارند که برای کاهش هزینه های انرژی خود، مخزن کتابها و سالن مطالعه را به زیرزمین انتقال داده تا از این خاصیت زیرزمین نهایت استفاده را ببرند. جالب اینجاست که این نمونه ها هم در منطقه بسیار گرم وهم در منطقه بسیار سرد واقع شده اند.
استفاده از سرمای زمستان برای تابستان
ارسال نظرات در انتظار بررسی: ۰ انتشار یافته: ۰
می توان نشان داد در عمق پنج ، شش متری سطح زمین ، تغییرات دما در طول سال تقریبا ثابت و مقدار آن برابر متوسط دمای هوا در طول سال است. بدین سان می توان از این خاصیت برای طراحی یک زیرزمین یا یک سرداب استفاده کرد. در زمانهای گذشته ، بادگیرها را به زیرزمین متصل می کردند تا از خنکی بادگیر هم استفاده کنند.
استاد در مورد کارایی حرارتی زیرزمین ها می گوید: جالب اینجاست در زیرزمین ، خنک شدن به دو شیوه حاصل می شود. یکی انتقال حرارت از طریق جابه جایی با هوای خنک و دیگری ، انتقال حرارت از طریق تشعشع با دیوارهای خنک زیرزمین.
بدن انسان ، حرارتی معادل یکصد وات تولید می کند. برای آن که انسان در شرایط مناسب راحتی به سر برده این مقدار حرارت باید دفع شود و در صورتی که بتوان از شیوه تشعشع استفاده کرد، آن گاه بخش اعظم این حرارت به این شیوه دفع می شود. بنابراین دیوارهای خنک از مزیت های مهم زیرزمین محسوب می شوند.
در کشورهای خارجی و از جمله ایالات متحده ، کتابخانه هایی وجود دارند که برای کاهش هزینه های انرژی خود، مخزن کتابها و سالن مطالعه را به زیرزمین انتقال داده تا از این خاصیت زیرزمین نهایت استفاده را ببرند. جالب اینجاست که این نمونه ها هم در منطقه بسیار گرم وهم در منطقه بسیار سرد واقع شده اند.
چهار سیستم فوق ، یعنی بادگیر، سقف گنبدی ، حیاط و زیرزمین برای خنک سازی در طول روز استفاده می شد. ولی شیوه هایی هم برای حفظ برودت زمستان تا تابستان و استفاده از آنها وجود داشت که آب انبار و یخچال (چاله های یخی) از آن جمله به شمار می روند.
در آب انبار، آب سرد زمستان در سردابی زیرزمین جمع آوری می شد و با روشهای مختلف ، از انتقال حرارت بیرون به داخل جلوگیری می شد. استفاده از بادگیر و سایه انداختن ، دو روش برای خنک نگاه داشتن آب در آب انبار بود. در روش چاله های یخی هم در شبهای صاف زمستان ، لایه هایی از یخ می ساختند و آنها را در چاله هایی نگاهداری می کردند تا در تابستان از آنها استفاده شود.
البته هر دوی این روشها بسیار غیربهداشتی بودند، ولی مردم آن زمان چاره دیگری نیز نداشتند! به نظر می رسد اجداد ما، مهندسانی عالی بودند که انواع شاهکارهای مهندسی را خلق کرده اند.
ولی مشخص نیست چرا نتوانسته اند در زمینه های بهداشتی نوآوری داشته باشند و این شاهکارهای مهندسی خود را بی عیب و نقص تحویل دهند!
در آب انبار، آب سرد زمستان در سردابی زیرزمین جمع آوری می شد و با روشهای مختلف ، از انتقال حرارت بیرون به داخل جلوگیری می شد. استفاده از بادگیر و سایه انداختن ، دو روش برای خنک نگاه داشتن آب در آب انبار بود. در روش چاله های یخی هم در شبهای صاف زمستان ، لایه هایی از یخ می ساختند و آنها را در چاله هایی نگاهداری می کردند تا در تابستان از آنها استفاده شود.
البته هر دوی این روشها بسیار غیربهداشتی بودند، ولی مردم آن زمان چاره دیگری نیز نداشتند! به نظر می رسد اجداد ما، مهندسانی عالی بودند که انواع شاهکارهای مهندسی را خلق کرده اند.
ولی مشخص نیست چرا نتوانسته اند در زمینه های بهداشتی نوآوری داشته باشند و این شاهکارهای مهندسی خود را بی عیب و نقص تحویل دهند!
ذوالفقار دانشی 
تازه ها
گوناگون
پیشنهاد سردبیر
در تپش این هفته، ماجرای فریب و تعرض در پوشش عرفانهای دروغین و رمالی را بررسی کردیم
پشت پرده اتاقهای دود و طلسـم
