تعریف محدوده آسایش انسان و تاثیر اقلیم برآن•اقلیم شناسی•عوامل تشکیل دهنده اقلیم•تقسیم بندی اقلیمی•مقیاس های اقلیمی•اقلیم و معماری•عناصر معماری همساز با اقلیم•

معماری همساز با اقلیم)سرفصل مطالب(

برخی منابع درس معماری همساز با اقلیم

اقلیم و معماری – مرتضی کسمائی – نشر خاک•طراحی اقلیمی – دونالد واتسون، کنت لبز – ترجمه وحید قبادیان، محمد •

فیض مهدوی – انتشارات دانشگاه تهرانبررسی اقلیمی ابنیه سنتی ایران – دکتر وحید قبادیان – انتشارات •

دانشگاه تهرانپهنه بندی و راهنمای طراحی اقلیمی استان آذربایجان شرقی )اقلیم •

مرتضی کسمایی - نشر: وزارت مسکن و شهرسازی، مرکز -) سردتحقیقات ساختمان و مسکن

آسایش در پناه معماری همساز با اقلیم – دکتر محمود رازجویان – •انتشارات دانشگاه شهیدبهشتی

پهنه بندی اقلیمی ایران، مسکن و محیط های مسکونی- مرتضی •کسمایی- انتشلرات وزارت مسکن و شهرسازی، مرکز تحقیقات

ساختمان و مسکن

معماری همساز با اقلیم

تمام ابعاد زندگی انسان با ساختار محیط اقلیمی او در ارتباطاست.

اقلیم بر بسیاری از موارد همچون شکل معماری، نوع خوراک وپوشاک ، نوع آداب و رسوم و . . . تاثیر می گذارد.

بدون شک آسایش زیستی در محیط مصنوع انسان تحت تاثیرشرایط محیطی و اقلیمی است. از اینرو انسان ناگزیر از شناخت شرایط اقلیمی محیط خود است تا با موانع و امکانات آن سازگار

شود. معماری همساز با اقلیم پاسخی است که انسان از دیر باز تا

کنون برای مقابله با شرایط محیطی به دنبال آن بوده است.  هدف از این درس آشنایی با اقلیم ، مقیاس ها و عناصر تشکیل

دهنده آن و آشنایی با معماری اقلیمی است.

منظور از شرايط آسايش حرارتي مجموعه شرايط حرارتي است كه حداقل. درصد از افراد مناسب باشد80براي

اگر سرعت جریان هوا را ثابت فرض کنیم و تابش آفتاب را نادیده بگیریمیعنی به فرض آنکه افراد در سایه و در فضای داخلی قرار داشته باشند،

60 تا30 درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی26 تا 21بیشتر افراد در دمای درصد از نظر فیزیکی راحت هستند. حال اگر شرایط دما و رطوبت هوای

داخل این فضا را تغییر دهیم، این افراد به تدریج احساس ناراحتی می کنند. بنابراین، نسبت درجه حرارت و رطوبت نسبی هوا در ایجاد احساس آسایش

انسان تـأثیردارد. البته واکنش بدن در برابرشرایط اقلیمی پدیده ای تجربی است و در فرهنگ

ها و مناطق جغرافیایی مختلف، متفاوت است. به طور مثال، در آلمان درصد مطلوب است. در 50 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی21دمای

درجه سانتیگراد و رطوبت 29 تا 23حالی که در مناطق استوایی، دمای درصد مطلوب است.70 تا 30نسبی

منطقه آسایش

نمودار بيوکلماتيک ساختمانى را ارائه داد، در اين ۱۹۶۹گيونى در سال نمودار منطقه آسايش انسانى را به طور دقيق در رابطه با دما و

رطوبت نشان داد و سودمندى عناصر مختلف ساختمانى را در تنظيم شرايط حرارتى داخل ساختمان تعيين نمود.

جدول ميزان کارآئى ساختمان در تنظيم حرارت داخل ساختمان ميزانکارآئى ساختمان را در تنظيم حرارت داخل ساختمان و ايجاد آسايش

نشان مى دهد. در این جدول منطقه آسايش انسان در ارتباط با دو عنصر اقليمى دما و

رطوبت هوا براساس بارش هاى دماى خشک، دماى مرطوب، رطوبت نسبى و فشار بخار مشخص شده است. در محدوده هاى سردتر از حد پائين آسايش و گرم تر از حد باالى آسايش اين جدول نيز محدوده هائى

مشخص شده است که نشان دهنده حدود عملکرد اجزاء و عناصر مختلف ساختمان در گسترش منطقه آسايش در اين دو سمت مى باشد.

منطقه آسایش

گيونى به اتفاق ميلين اصالحاتى در جدول ميزان کارآئى ۱۹۸۱در سال ساختمان در تنظيم حرارت داخل ساختمان انجام دادند که در آن حدود استفاده از سيستم هاى خورشيدى فعال و غيرفعال و همچنين يکى از

روش هاى طبيعى کنترل فضاهاى داخلى ساختمان در فصل گرم به جدول افزوده شده ست.

در جدول بيوکليماتيک تجديد نظر شده محدود کارآئى مصالح ساختمانسنگين نيز اصالح شده است. در اين جدول مرز نهائى استفاده از

درصد ۳۰ تا ۱۰مصالح ساختمانى سنگين در رطوبت هاى نسبى بين درجه سيلسيوس در نظر گرفته شده است در حالى که در ۳۶حدود

درجه 32.5 و ۳۹جدول قديمى اين مرز در رطوبت هاى ذکر شده پيشنهاد شده بود. با انتقال شرايط حرارتى مفروض براى جدول

مى توان مناسب ترين سيستم ساختمانى يا مکانيکى الزم جهت تنظيم فضاهاى داخلى ساختمان در آن شرايط را تعيين نمود.

منطقه آسایش

جدول ميزان کارآئى ساختمان در تنظيم حرارت داخل ساختمانميزان کارآئى ساختمان را در تنظيم حرارت داخل ساختمان و

ايجاد آسايش نشان مى دهد.

منطقه آسایش

ردیف

پدیده های موثر در احساس آسایش

میزان کارایی ساختمان

1 اشعه خورشیدی جذب شده توسط دیوار

درصد اشعه به دیوار 90 تا 15اصابت کرده

2 اشعه خورشیدی داخل شده از پنجره

درصد اشعه خورشید90 تا 10

3 دامنه نوسان دمای داخل ساختمان

درصد دامنه نوسان دمای 15 تا 10خارج

4 بیشترین دمای ساختمان +درجه بیشترین دمای 10- تا 10خارج

5 کمترین دمای ساختمان +درجه کمترین دمای خارج7 تا 0

6 دمای سطح داخلی دیوارها + متفاوت با دمای بیشترین 30- تا 8و کمترین

7 سرعت متوسط هوای اتاق با پنجره های باز

درصد سرعت باد محوطه60 تا 15

8 سرعت متوسط باد در هر نقطه معین

درصد سرعت باد محوطه12 تا 10

9 فشار بخار آب داخل میلی متر بیش از فشار بخار 70 تا 0آب خارج

منطقه آسایش

منطقه آسایش

منطقه آسایش

منطقه آسایش

منطقه آسایش

منطقه آسایش

منطقه آسایش

منطقه آسایش

منطقه آسایش

تأثیر عوامل اقلیمی بر منطقه آسایش

تابش آفتاب و باد و همچنین رطوبت هوا در محدوده منطقهآسایش تأثیر می گذارد.

: باشد 21در شرایطی که دمای هوا کمتر از تابش آفتاب تابش آفتاب باعث گسترش منطقه آسایش می شود. اما اگر دما

 � باال باشد چون هوا گرم است باعث c 29 بیش از این باشد مثالکم شدن محدوده آسایش می شود.

  : رطوبت باعث تأثیر رطوبت هوا در منطقه آسایش% با 30کاهش دمای هوای خشک می شود. در رطوبت نسبتی

% افزایش 10 آزاردهنده می شود. اگر رطوبت c 32دمای هوای کند با همین دما قابل تحمل تر می شود.

  : تأثیر باد بر منطقه آسایش).باد غربی در کشور ما در مناطق سرد نامرغوب می باشد().باد غربی در کشور ما در مناطق مرطوب نامرغوب می باشد( � )باد غربی در کشور ما در مناطق گرم با رطوبت باال تقریبا

مرغوب است.(

تعریف اقلیم

ریشه کلمه آب وهواکه درزبان عربی اقلیم گفته می شودکلمه است که تقریبا درتمام زبانها ازهمین ریشه Klimaیونانی کلیما

اقتباس شده است. درلغت نامه دهخدا اقلیم به معنی خمیدگی ؛ انحنا و انحراف

واصطالحا به معنی تمایل وانحراف ناحیه ای اززمین نسبت به آفتاب توضیح داده شده است.

درفرهنگ عمید نیز اقلیم کلمه ایست یونانی به معنیمملکت ،کشور، ناحیه وقطعه ای است ازعالم که ازلحاظ آب و

هوا و سایراوضاع و احوال طبیعی ازمنطقه وقطعه دیگرجداشده باشد.

پیشینیان کلیه خشکی های عالم را به هفت قسمت تقسیم نمودهوهرقسمت را اقلیم نامیده اند. کلمه شهر در زبان فارسی همان اقلیم را می رساند و اصطالحاتی مانند هفت شهر و هفت اقلیم

در ادبیات ما متاثر از طبقه بندی اقلیمی یونانیها می باشد.

تعریف اقلیم

درحقیقت اقلیم حالت متوسط کمیت های مشخص کننده وضع •هوا صرف نظرازلحظه وقوع آنهاست و به عبارت دیگراقلیم تابع

مکان است ولی به زمان بستگی ندارد.برطبق فرهنگ هواشناسی بین المللی هرگاه ازاقلیم یک ناحیه •

سخن گفته میشود منظورمجموعه شرایط جوی درمنطقه است که تغییرشرایط جوی مشخصه هرناحیه همراه با تغییرات زمانی،

اقلیم آن ناحیه راتشکیل می دهد.

تفاوت اقلیم و آب و هوا

-  هواشناسی، هواواقلیم شناسی ،آب وهواراشناسایی وتبیین می 1کند.

-  هواشناسی وضعیت جوی رابطورعام وبرای یک لحظه بررسی 2می کنداما اقلیم شناسی تیپ هوای غالب یک مکان رادردوره طوالنی مطالعه وتفاوت های آب وهوایی مکانها را کشف می

کند.-  هدف هواشناسی شناخت عام ومطلق اتمسفروتغییرات آن 3

است ولی دراقلیم شناسی سعی می شودبا شناخت آب وهوای هرمنطقه تاثیرآب وهوایی آن برروی فعالیتهای انسانی مشخص

شود.-  هواشناسی وضعیت هوارادرکوتاه مدت پیش بینی می کنداما 4

اقلیم شناسی براساس عوامل بوجودآورنده آب وهواپدیدآمدن آب وهوای خاصی رادرمکانی خاص باتوجه به تاثیرآن درزندگی

انسانهاپیش بینی می کند.-  ابزارشناسایی وتوجیه هواشناسی اصول وقوانین ومدلهای 5

فیزیکی ودینامیکی است اما ابزاراقلیم شناسی عالوه براصول علم هواشناسی اصول ومفاهیم جغرافیایی نیز است.

عوامل تشکیل دهنده اقلیم

Weatherآب و هوا 1(Environmental Morphologyشاکله محیطی 2(Altitudeارتفاع از سطح دریا 3(Topographyتوپوگرافی 4(Latitudeعرض جغرافیایی 5(

آب و هوا

آب و هوا مهمترین فاکتور در تعیین مشخصات اقلیمهر منطقه است.

:آب و هوا شامل موارد زیر است

تابشدمارطوبتبارشفشار هواباد

پرتو خورشید پرتو الکترو مغناطیس است که از سه بخشتشکیل می شود:

:در برخورد پرتو خورشید با جو سه حالت ایجاد می شود برخورد به زمین یا پرتو انعکاسیReflective جذب در سطح زمین و اتمسفرCollective پراکنده شدنDiffused

دما حاصل تابش خورشید به زمین است.•دمای هر نقطه از زمین به شدت تابش در آن نقطه بستگی •

دارد.

تابش و دما

نوع پرتو

ماوراء بنفش نور مرئی مادون قرمز

طول موج

0.4 تا 0.25میکرون

0.7 تا 0.4میکرون

3 تا 0.7میکرون

رطوبت و بارش

مقدار آب یا بخار آب موجود در هوا است. با کاهش دما میزان آن بهصفر می رسد.

:مقیاس های مختلفی برای رطوبت سنجی وجود دارد

( رطوبت مطلقAHمقدار آب در متر مکعب هوا : )( رطوبت مخصوصSHمقدار آب در کیلوگرم هوا : )( فشار بخارVP بر اساس فشار هوار ایجاد شده به علت فشار : )

بخار آب( رطوبت نسبیRH نسبت وزن بخار آب در یک حجم مشخص از : )

هوا در درجه حرارت مشخص

بارش حاصل تابش است درصد می رسد تبدیل به نزوالت جوی 100زمانی که رطوبت هوا به

می شود.

باد

باد یا جریان هوا در اثر اختالف فشار یا در اثر اختالفدما ایجاد می شود.

:انواع بادباد های تجاریبادهای قطبیباد های غربیبادهای موسمی بادهای محلینسیم دریا و خشکی

شاکله محیطی

عوارض طبیعی بر وضعیت اقلیمی تاثیرات خاصی میگذارند.

:مهمترین عوامل شاکله محیطیبدنه آببدنه بیابانبدنه پوشش گیاهی

ارتفاع از سطح دریا- توپوگرافی- عرض جغرافیایی

باال بودن از سطح دریا باعث کاهش دما می شود. وباعث ایجاد تغییرات اقلیمی می گردد.

پستی و بلندی زمین و وضعیت دره ها و قله هایمنطقه تاثیر مستقیمی بر تغییرات اقلیمی دارد.

با توجه به کرویت زمین عرض های مختلف جغرافیاییباعث شکل گیری اقلیم های متفاوت می گردد.

مقیاس تقسیمات اقلیمی

.اقلیم از نظر مقیاس به سه دسته قابل تقسیم است

1( کالن اقلیم -Macroclimate)

2( میان اقلیم -Mesoclimate)

3 ( ریز اقلیم -Microclimate)

مقیاس تقسیمات اقلیمی

(Macroclimate- کالن اقلیم )1

یک منطقه وسیع را پوشش می دهد و در محدوده های بزرگ همچون یک ایالت و حتی چند کشور اتفاق می افتد.

در این محدوده ها شباهت هایی در اقلیم مشاهده می شود.

مثل کویت، عربستان و جنوب ایران که در یک اقلیم مشابه هستند.

مقیاس تقسیمات اقلیمی

(Mesoclimate- میان اقلیم )2

گستره ای کوچکتر از یک منطقه ولی بزرگتر از یک بلوک شهری است.

میان اقلیم جزیی از منطقه کالن اقلیم است و در مقیاس یک یا چند شهر مطرح می شود.

شهر کرمان یک میان اقلیم است.

مقیاس تقسیمات اقلیمی

(Microclimate- ریز اقلیم )3

در حد یک محله یا یک بلوک شهری است.مثال در تهران، تجریش یک ریز اقلیم خاص خود را دارد.

یا بطور نمونه محیط داخل شهر با محدوده خارج شهر اقلیم متفاوت دارد.

انواع مناطق اقلیمی

Wladimiarروش تقسیم بندی آب و هوایی کوپن که به همت•Koppen در دانشگاه Graze اطریش به وجود آمد و برای

منتشر شد.1918اولین بار در تقسیم بندی کوپن بر اساس متوسط های سالیانه و ماهیانه درجه •

حرارت و ریزش های جوی استوار است. کوپن برای حیات نباتی به عنوان یک معیار بسیار موثر جهت •

تعیین مرزهای آب و هوایی اهمیت زیادی قائل شده است. بطوریکه بسیاری از مرزهای آب و هوایی با در نظر گرفتن نوع

حیات نباتی ترسیم شده اند .کوپن براساس رشد و نمو انواع نباتات، پنج نوع اقلیم در مقیاس •

جهانی معرفی کرده است. که با حروف اختصاری نشان داده می شود.

انواع مناطق اقلیمی

دسته تقسیم بندی می شود:5در روش کوپن نوع اقلیم در •• A ( اقلیم گرم و مرطوب :Hot-Humid/Tropical)• B( اقلیم گرم و خشک :Hot-Arid and Semiarid) • C ( اقلیم معتدل و مرطوب :Temperate/Warm Humid)• D( اقلیم سرد :Cold/Snow-Forest) • E ( اقلیم قطبی :Polar)

انواع مناطق اقلیمی

هر یک از اقلیم های اصلی بر اساس توزیع فصلی بارندگی یا •میزان خشکی و یا سردی به انواع اقلیمی کوچکتری تقسیم شده

اند و برای نمایش آن از حروف کوچک استفاده می شود که عبارتند از:

(fبدون فصل خشک )(sفصل خشک در تابستان )(wفصل خشک در زمستان )

انواع مناطق اقلیمی

( اقلیم گرم و مرطوبA) در این اقلیم فصل سرد وجود ندارد و معدل دمای هوا در سردترین

درجه سانتی گراد است. در این اقلیم دو زیر ۱۸ماه سال بیش ازگروه اصلی می توان تشخیص داد که در یکی ریزش های جوی

کافی به طور مداوم در طی سال وجود دارند و در دیگری یک فصل خشک مشخص می شود که تاثیر مستقیم بر حیات نباتی می گذارد .

درAf سانتیمتر است. در این 6 بارندگی در خشکترین ماه حداقل نوع آب و هوا حداقل اختالف فصلی در درجه حرارت و در ریزش

های جوی مشاهده می شود و در واقع هم درجه حرارت و هم ریزش های جوی در طی سال رقم های باالیی دارند .

درAw یک فصل خشک در زمستان وجود دارد. ریزش های جوی سانتیمتر باشد. 6حداقل در یک ماه باید کمتر از

انواع مناطق اقلیمی

( اقلیم گرم وخشکB) در این مناطق، به دلیل آنکه میزان بارندگی ساالنه بخار آب

مورد نیاز جهت رطوبت هوا را تامین نمی کند، هوا به طور کلی خشک است.

.دو نوع اقلیم در این گروه را می توان تشخیص داد نوع خشک یا بیابانی با عالمتBW نوع آب و هوای نیمه خشک با عالمت BS

انواع مناطق اقلیمی

( اقلیم معتدل و مرطوبC ) ۱۸ در این اقلیم متوسط دمای هوای سردترین ماه سال در این مناطق بین

۱۰- درجه سانتی گراد و متوسط دمای هوا در گرمترین ماه سال بیش از ۳ودر جه سانتی گراد است. در این مناطق زمستان کوتاه است ولی ممکن

است حدود یک ماه یا بیشتر زمین یخ بسته یا پوشیده از برف باشد. . در این گروه بر اساس رژیم ریزش باران می توان سه اقلیم مشخص کردCf سانتیمتر 3 بدون فصل خشک که در خشک ترین ماه تابستان بیشتر از

باران می بارد. Cw با فصل خشک در زمستان که مقدار باران در مرطوبترین ماه تابستان

حداقل ده بار بیشتر از مقدار باران در خشک ترین ماه زمستان است. Cs با فصل خشک در تابستان که مقدار باران مرطوبترین ماه زمستان

حداقل سه برابر بیشتر از مقدار باران خشک ترین ماه تابستان است و سانتیمتر باران دریافت می کند .3خشک ترین ماه تابستان کمتر از

انواع مناطق اقلیمی

( اقلیم سرد و برفیD) ۱۰ در این افلیم متوسط دمای هوا در گرمترین ماه سال بیش از

- درجه سانتی گراد ۳درجه و در سردترین ماه سال کمتر از است. بارندگی در این مناطق معموال به صورت برف است و در

طول چند ماه از سال زمین پوشیده از برف و یخ است.

.دو نوع اقلیم در این گروه می توان تشخیص داد Ds که دارای زمستان های مرطوب است Dwکه دارای زمستان های خشک است

انواع مناطق اقلیمی

( اقلیم قطبیE) ۱۰ در این اقلیم متوسط دمای هوا در گرمترین ماه سال کمتر از

درجه سانتی گراد است. در این جا فصل گرم وجود ندارد.

.دو گروه در این اقلیم می توان تشخیص دادET که در آن یک فصل رشد و نمو گیاهی کوتاه و یک پوشش

گیاهی ضعیف وجود دارد . متوسط درجه حرارت گرمترین ماه و باالتر از صفر درجه ساتیگراد است . 10پایین تر از

EF که در آن یخبندان دائمی وجود داشته و فاقد هرگونه حیات گیاهی است. متوسط درجه حرارت تمام ماه ها پایین تر از صفر

درجه سانتیگراد است .

انواع مناطق اقلیمی

نقشه پهنه بندی اقلیمی کوپن•

تقسیمات اقلیمی ایران

تقسیمات چهار گانه اقلیم ایران توسط دکتر حسنگنجی و بر اساس تقسیم بندی کوپن با کمی تغییر و با توجه به عوارض جغرافیایی کشور به شرح زیر پیشنهاد

(.83: 1385شده است )کسمائی، )اقلیم معتدل و مرطوب )سواحل جنوبی دریای خزر)اقلیم سرد )کوهستان های غربی )اقلیم گرم و خشک )فالت مرکزی)اقلیم گرم و مرطوب )سواحل جنوبی

تقسیمات اقلیمی ایران

تقسیمات اقلیمی ایران

در شرایط اقلیمی متفاوت، برای تامین نیازهای حرارتی فضاهایداخلی ساختمان، اجزا و عناصر کالبدی متفاوتی مورد نیاز است. بنابراین در بین نقاط مختلف کشور، نقاطی که نیازهای یکسانی

دارند در گروه های مشابه قرار گرفته اند. از اینرو مهندس مرتضی کسمایی در نقشه پهنه بندی اقلیمی ایران، با در نظر

گرفتن نیازهای حرارتی فضاهای داخلی ساختمان، کشور ایران به هشت منطقه اقلیمی تقسیم نموده است.

در تقسیمات اقلیمی انجام شده شرایط بحرانی و تغییرات روزانهشرایط حرارتی در دو فصل بحرانی سال مورد توجه بوده

است .لذا تقسیمات هشت گانه با توجه به تغییرات حرارتی در دو فصل تابستان و زمستان انجام می گیرد که در جداول زیر به

اختصار بیان می شود.