2.Introduction
Humans, unlike other species, consciously manipulate their environment.
In the distant past, the struggle against nature was primarily for survival.
Protection from natural enemies was probably more important than shelter from the elements.
He forced to go where game was to be found.
This precluded the use of permanent shelters other natural caves, but did permit the use of fire and development of clothing and such form of shelter as could be dismantled for transport and improvised from materials available at the new site.
In this part we tell you about the requirement and the performance of the buildings for a cold climate.
The major role of the buildings is as a separator environments.the emphasis will be on the separation of indoor and outdoor thermal and moisture condition.
1.2-1عوامل موثر درجهت گیری ساختمان:effective reasons in direction :
به طور کلی انتخاب جهت استقرار ساختمان به عواملی چون
وضع طبیعی زمین
میزان نیاز به فضاهای خصوصی
کنترل و کاهش صدا
عوامل اقلیمی (به خصوص باد و تابش آفتاب)بستگی دارد.البته عوامل را نوع اقلیم مشخص می کند.
1.2-2مصالح ساختمانی material
در این مناطق مصالح ساختمانی با در نظر گرفتن دو عامل شرایط بحرانی هوای خارج و دمای مطلوب انتخاب می شود .
بدین صورت که نخست حاد ترین شرایط هوای خارج و پس از ان دمای مطلوب هوای داخلی ساختمان مشخص شده سپس با استفاده از این دو عامل و نحوه قرارگیری بنا مناسب ترین نوع مصالح محاسبه و انتخاب می شود .
تغییراتی در درجه حرارت که همیشه به آرامی روی می‌دهند روی مصالح ساختمانی همگن و خشک تأثیرات اندکی دارند.
تغییرات سریع در گرادیان‌های دمای داخلی ایجاد می‌شوند، می‌توانند باعث تولید فشارها و کشش‌هایی به دلیل توسعه حرارتی و انقباض شوند و در موارد شدید می‌تواند باعث شکستگی شود.
نتایجی مشابه ممکن است به دست آیند اگر تحت شرایط کم و بیش پایدارتر یک بخش از یک جزء ساختمانی در یک دما نگه داشته شود در حالی که دماهای متفاوت در جایی دیگر به نحوی تولید شدهاند که مصالح کنترل شدهاند
مصالح سنگی که خشک می‌شوند، اغلب در اثر خنک شدن ترک خواهند خورد زیرا توانایی تحمل آنها در کشش نسبتاً پایین است.
.
مصالح پلاستیکی به طور کلی دارای ضرایب بزرگی از توسعه حرارتی بوده وبنابراین تحت کاهش‌هایی در دما تا حد زیادی کوتاه می‌شوند اما از آنجایی که آنها نمونه‌ای از انعطاف‌پذیر‌ی هستند، در هنگام مهار شدن خراب نمی‌شوند.
یخ زدن اکثر مصالح ساختمانی متخلخل وقتی که آنها خیس باشند، می‌تواند مخرب باشد.
درجه اشباع در زمان یخ زدن حیاتی و مهم است.
در مورد آجر بنایی وقوع خیس شدن و منجمد شدن ممکن است نه تنها به هوا بلکه همچنین به تعیین جهتی برای یک محل خاص و یا موقعیت ساختمانی بستگی داشته باشد.
در مناطق بسیار سرد برای ثابت نگه داشتن شرایط مطلوب فضای داخلی بهتر است مقاومت حرارتی مصالح راافزایش داد و دیوارهای غربی و قسمت های داخلی ساختمان را با مصالح سنگین بنا کرد.
1.2-2-1رنگ مصالح:
جهت قرارگیری ساختمان را نمی توان بدون در نظر گرفتن رنگ سطوح خارجی تعیین کرد در نتیجه با استفاده از رنگ های مختلف می توان اثرات حرارتی تابش آفتاب در هوای داخلی را کنترل کرد.
برای مثال ساختمانی را در نظر بگیرید که دارای اتاق های متعدد در جهات مختلف است و بازشو های آن دارای سایبان می باشد و رنگ سطوح خارجی آن سفید رنگ می باشد.
در این شرایط دیوارهایی هم که در سایه قرار میگیرند نیز مقدار زیادی از تابش آفتاب منعکس شده از سطوح اطراف را در یافت می کند ولی به علت رنگ سفید حرارت کمی را جذب خواهند کرد.
در نتیجه دمای همه دیوارها در همه جهات با محیط اطراف اختلاف کمی دارد پس همه دیوارها صرف نظر از نحوه قرارگیریشان دارای دمای مشابهی اند.این تفاوت اندک را نیز می توان با استفاده از عایق مناسب از بین برد.
1.2-2-2استفاده از عایق:insulation
مقدار اتلاف حرارتی را می‌توان با استفاده از عایق‌ها در دیوارها، کف‌ها، سقف‌ها و بام‌ها کاهش داد.
افزودن mm50 از یک ماده عایق باعث بیشتر از دو برابر شدن مقاومت به جریان حرارتی ساختارهای اولیه دیوارهای می‌گردد.
استفاده از 100 میلی‌متر یا بیشتر از یک ماده عایق با مقاومتی در واحدهای SI از RSI-4 حالا رواج پیدا کرده است و مقادیر تأمین کننده RSI-12 یا بیشتر حالا در جایی استفاده شدهاند که مقدار زیادی از حفظ انرژی موردنظر می‌باشد.
افزودن عایق باعث تنظیم مجدد درجه حرارت‌ها درون یک ساختمان تحت یک اختلاف دمایی سراسری می‌گردد.
در مناطق بسیار سرد استفاده از دیوار های سنگین برای برقراری تعادل حرارتی هوای داخلی مناسب است استفاده از عایق حرارتی درسطوح خارجی دیوار های جانبی نیز برای جلوگیری از انتقال حرارت از داخل ساختمان به خارج آن مفیداست.
The addition of insulation causes a readjustment of the temperatures throughout a construction under a given overall temperature difference.
The surface temperature on the warm side is increase, an effect that can be exploited in the use of insulation to reduce or eliminate surface condensation.
1.
2-3تهویه:ventilation جریان هوای کنترل نشده درون و بیرون ساختمان را معمولاً به عنوان تراوش هوایی خطاب قرار می‌دهند که یک دلیل بروز نگرانی در طراحی و عمل کرد ساختمان‌های مدرن می‌باشد.
جریان هوایی در حفرات، شکاف‌ها، مفاصل و سایر قسمت‌های بازی روی می‌دهد که تعیین آنها مستمراً بازشدگی‌ها حالا به صورت بهتری شناخته می‌شوند و تلاش‌هایی برای توسعه وسایل پیش‌بینی مقادیر تراوش هوایی انجام شده کنترل نمودن تراوش هوایی حالا به عنوان یک بخش مهم از کنترل میعان درون ساختمان‌ها در نظر گرفته میشود.
Leakage of indoor air in to the enclosure is generally undesirable, because there will be a high risk of condensation in cold weather unless the leakage is confined to the warmer parts of the enclosure by a suitable air barrier.
تراوش هوا همچنین می‌تواند یک عامل پیچیده کننده در توزیع و کنترل هوای تازه برای تهویه و توسعه دود و سایر آلاینده‌ها باشد.
نشت هوای داخلی به محیط به طور کلی نامطلوب است زیرا در آن جا یک خطر بالای میعانی در هوای سرد وجود خواهد داشت مگر اینکه تراوش به بخش‌های گرم‌تر به وسیله یک مانع هوایی مناسب مرتبط شده باشد.
نشت هوای بیرونی ممکن است مورد تحمل قرار گیرد یا حتی به عنوان ابزارهای حمل بخار آب به بیرون دیواره مطلوب در نظر گرفته شود.
حداقل و حد مطلوب تهویه مورد نیاز در ساختمان به نوع اقلیم بستگی داردو بر اساس فصل های مختلف سال در منطقه مورد نظر تغییر می کند.
در مناطق سردسیر یا در ماه هایی که هوا بسیار سرد است و رطوبت ان بسیار کم است ورود هوای خارج به داخل ساختمان را باید به حداقل میزان ممکن رساند وظیفه تهویه (تعویض هوا) در این شرایط کنترل تعویض هوای داخلی در حدی است که از آلوده شدن آن جلوگیری کند در این مناطق ورود بدون کنترل هوای سرد به داخل اتاق باعث ایجاد سوز می شود و رطوبت نسبی هوای داخلی را تا حدی که باعث سوزش و خارش پوست بدن می شود پایین می آورد.بنابراین در این مناطق افزودن رطوبت به هوای داخلی ساختمان ها در ماه های سرد ضروری است.
The water vapor that condenses on the colder outer layers of building enclosures can be carried by air leaking from the building.
وزش باد با زاویه (45 درجه)متوسط سرعت جریان هوای داخلی را افزایش داده و باعث بهبود توزیع جریان هوای داخلی میشود.
1.2-4استقرار: settlement همانطوری که قبلا بیان شد جهت استقرار بناها در هر اقلیم ،فرایند عوامل اقلیمی تعیین می کنند البته اگر مشکل محل, سرما و نور باشد معمولا جهت جنوب حاصل می گردد.
در نتیجه برای ایجاد بهترین شرایط حرارتی در داخل ساختمان هوای گرم و در زمستان و هوای خنک در تابستان بهتر است نمای اصلی ساختمان رو به جنوب باشد.
اگر چه نماهای جنوب شرقی و جنوب غربی آفتاب را به طور یکنواخت تر دریافت می کند ، ولی در تابستان گرم تر و در زمستان سردتر از نمای جنوبی می شوند .
دیوارهای شرقی و غربی در تاستان گرم تر و در زمستان سردتر از دیوارهای جنوبی ، جنوب شرقی و جنوب غربی می شوند .
اهمیت تابش آفتاب به نوع اقلیم و فصل های مختلف سال بستگی دارد، در مناطق سردسیر و در عرض های جغرافیایی زیاد حداکثر انرژی خورشیدی مورد نیاز است و ساختمان باید در جهتی قرار گیرد که بیشترین تابش آفتاب را دریافت کند در عرض های جغرافیایی بالا تر ، جهت های دور از استوا تابش کمتری دریافت خواهند کرد اما در این مناطق ممکن است در زمستان که خورشید پایین است کسب مقداری از حرارت آفتاب ضروری باشد ،بنابراین جهت رو به استوا مناسب تر است .
1.
2-5بازشو ها:windows در این منطقه تنها باز شو ها ی کوچک ومربوط به اتاقهای کم اهمیت باید در نمای شرقی و غربی قرار گیرند اگر بازشوها (ساختمان) نسبت به جهت وزش باد با زاویه قرار بگیرد در طول نمای رو به باد سرعت بیشتری تولید شده، در نتیجه سایه باد خیلی وسیعتر است.در این حالت فشار منفی نیز افزایش می یابد و باعث افزایش سرعت جریان هوای داخلی می شود 1.
2-6فرم:form The Indians of North America who relied mainly on hunting lived in tents or teepees made of skins.
This material could be rolled up for transport.
Igloos made from snow in the winter and shelters made from skins in other season.
جالب ترین سر پناهی که توسط انسان ساخته شده ایلگوی اسکیموها است .
تنها مواد ساختمانی موجود در منطقه قطبی برف یخی است وایلگوی از این ماده صاف و پودر مانند بوجود می آید و یکی از مناسب ترین و بادشکن ترین و گرمانگهدارترین خانه هایی است که برای همه تاریخ طراحی شده است و آن از آب یخ ساخته می شود .
اسکیموها چاقوی نیمه دایره ای برفی خود را بکار می برند و تکه های مسطح برف را می برند و انها در حالت گرد بالا رونده , به ترتیب مرتب می کند و نهابتاً بطرف داخل منحرف می شوند تا اینکه بصورت گنبدی بسته شکل داده می شود .
حتی جالتر از آن واقعیتی است که او آن را از داخل می سازد .
درحالیکه قطعات برف را درکنار پاهای خودش می برد .
معمار اسکیمویی سطح زمین را پایین می برد همچنانکه گنبد بالا می رود .
از بالای سرش , زمانی که ایلگو تکمیل شد نصف آن در زیر سطح زمین و نصف دیگر بالا است.
یک تونل بوسیله زیر زمین کوچک و کوتاه ایلگو را به یک محفظه گنبدی کوچک که سگهای سورتمه برای خوابگاه و سرپناه استفاده می کنند ارتباط می دهد .
یک سوراخ کوچک در سر ایلگو نگهداشته می شود و تهویه هوارا بر عهده دارد و اجازه می دهد به دود که از ایلگو خارج بشوند .
در داخل ایلگو سطح بلوک های برفی بصورت محکم لعابی می شود بعد ازاینکه قسمتی از آن ذوب شد از گرمای چراغی که با روغن ماهی می سوزد بدین ترتیب همه سوراخهای کوچک بسته می شوند , به اضافه سطح درخشان آن گرما را به ساکنین انعکاس می دهد .
یک سکو برزگ برفی پوشیده شده با پوست و پر تبدیل به رختخواب می شود یا تبدیل به میز کار و غیره می شود .
زمانیکه ساخت ایلگو تمام شد آن می تواند یک گرمای را ارائه دهد که 40 تا 80 درجه گرمای داخلی بیشتر از نظر سرمای یخی که در بیرون ادامه پیدا می کند .
از نظر علمی شکل گنبدی برای آب و هوای قطبی مناسب ترین است .
طول تابستان قطبی کوتاه بوده و روزهای آن بلند و دارای روشنایی مداوم است .
اسکیموها در یک چادر خام که از پوست ها و توده چوب ساخته شده زندگی می کند .
از این سرپناه همه ساله اشتغال و حرفه خودش خودرا دنبال می کند .
بعضی از قبایل اسکیمو پناهگاه موقتی که پوشیده از چمن می سازند که طرح آن شباهت قابل توجه به ایلگوی زمستانی دارد چمن و گل ولای روی گنبد ترکیب شده و بدنه و کالبد آن از اجزای عجیب ساخته شده و چوب نصب شده که دربرابر امواج کج می شود این قادر می کند تا خانواده اسکیمو زندگی خودشان را درهمان شکل و نوع ادامه دهد بدون اینکه اهمیتی به فصل دهد ..
منابع و ماخذ reference پیش نویس کتاب..............................................دکتر وزین آب و هوای کره زمین....................................دکتر ابراهیم جعفر پور سیستم های کنترل محیط زیست...................................فولر موره اقلیم و معماری...................................................مرتضی کسمایی راهنمای طراحی اقلیمی .......................................
مرتضی کسمایی آسایش به وسیله معماری همساز با اقلیم ......................دکتر محمود رازجویان اقلیم شناسی ....................................................دکتر ابراهیم جعفر پور www.workstation55.co.nz (www.ruralology.blogfa.com) http://www.uwmc.uwc.edu/geography/100/koppen_web/koppen_map.htm http://www.uwmc.uwc.edu/geography/100/koppen_web/koppen_map.htm - Huggett, Richard John (1997), Environmental change, Routledge, London: PP.
102-128.
http://www.aftab.ir/login.php?url=/articles/subcategory.php?id= http://www.aftab.ir/login.php?url=/articles/subcategory.php?id=193 http://forum.shahriariha.com/topic-vtایسلند http://fa.wikipedia.org/wiki/%DA%AF%D8%B1%DB%8C%D9%86%D9%84%D9%86%D8%AF www.teodora.com/maps http://www.architectureweek.com/2006/0419/design_1-1.html www.ornl.gov/info/library/climate.html www.livingissues.com