انتخاب مصالح مناسب با اقلیم
شما میتوانید در اینستاگرام مطالب جدید ما را دنبال کنید
در مناطقی که در طول سال فقط یک فصل بحرانی وجود دارد و شرایط حرارتی هوای سایر فصل ها در محدوده ی منطقه آسایش است، ویژگی مصالح باید براساس فصل بحرانی تعیین شود.ولی وقتی در منطقه ای دو فصل بحرانی وجود دارد ( مثلا زمستان های بسیارسرد و تابستان های بسیارگرم)، مقاومت وظرفیت حرارتی مصالح باید بگونه ای باشدکه نیازهای هر دو فصل راتامین کند.
روش اولگی
۱ – در مناطق مرطوب استوایی بهتر است مصالح ساختمانی مورد استفاده از نوع سبک بوده،مقاومت حرارتی کمی داشته باشد.
۲ –در جزایر استوایی،مقدارکمی عایق حرارتی برای ساختمان کافی است.ولی به دلیل نوسان زیاد دمای روزانه ی هوا، اگر توده ای سنگینی از مصالح ساختمانی در قسمت های داخلی بنا در نظر گرفته شود،وضعیت حرارتی هوای داخلی ثابت می ماند.
۳- در مناطق گرم و مرطوب که میزان نوسان دمای روزانه ی هوا کم است، مصالحی با مقاومت حرارتی زیادو بدون ظرفیت حرارتی، مناسب ترین نوع مصالح ساختمانی است.
۴- در مناطق گرم و خشک، بدلیل اختلاف زیاد دمای هوای شب و روز، مصالح ساختمانی باید با دقت بیشتری انتخاب شود.در این مناطق،بهترین نتیجه زمانی حاصل می شود که قسمت هایی از ساختمان که هنگام روز مورد استفاد قرار می گیرد، با مصالح ساختمانی سنگین و قسمت های مورد استفاده هنگام عصر و شب، با مصالح سبک و با ظرفیت حرارتی کم ساخته شوند.
۵- در مناطق معتدل، قسمت های غربی ساختمان باید ازمصالح سنگین باظرفیت حرارتی زیاد ساخته شود تا ازانتقال حرارت ناشی از تابش آفتاب بعد از ظهر به داخل ساختمان جلوگیری کنند. در حالی که دیوار سایر قسمتها باید از مصالحی با مقاومت حرارتی کافی ساخته شود.
۶- در مناطق سرد، برای ثابت نگه داشتن شرایط مطلوب فضای داخلی ساختمان باید مقاوم حرارتی مصالح را افزایش داد و دیوارهای غربی و قسمت های داخلی ساختمان را با مصالح سنگین بنا کرد.
۷- در مناطق بسیار سرد، استفاده از دیوارهای سنگین برای برقراری تعادل حرارتی هوای داخلی ضروری است استفاده از عایق حرارتی در سطوح خارجی دیوارهای جانبی نیز،برای جلوگیری از انتقال حرارت از داخل ساختمان به خارج آن لازم است.
۸- از آنجا که در عرض عای جغرافیایی بسیارزیاد، نوسان دما هوا در مقایسه با بوردت و انحراف آن از منطقه آسایش بسیار ناچیز است،استفاده از مقاومت حرارتی مصالح تنها راه کنترل هوای داخلی است.
روش گیونی
انتخاب مصالح
در این روش، مصالح ساختمانی مناسب برای مناطق سرد و گرم بصورت جداگانه و با درنظرگرفتن عواملی که در هریک از این مناطق اهمیت دارد،انتخاب می شود.بدین صورت که نخست، حادترین شرایط هوای خارج و پس از آن دمای مطلوب هوای داخلی ساختمان مشخص شده، سپس با استفاده از این دو عامل مناسب ترین نوع مصالح محاسبه و انتخاب می شود.
شرایط بحرانی هوای خارج
منظوراز شرایط بحرانی هوای خارج، درجه حرارتی است که به عنوان حداقل دمای هوا در محاسبات مطرح می شود. پس از مشخص کردن شرایط بحرانی هوای خارج بایدشرایطی که آسایش فیزیکی انیان را تامین می کند،مشخص شود.
بنابراین، برای ایجاد و حفظ شرایط حرارتی مطلوب در داخل ساختمان بایدعلاوه بردما و رطوبت هوای داخلی به دمای سطوح داخلی نیز توجه داشت.حداکثراختلاف بین دمای سطوح و هوای داخلی درحد۲درجه سانتی گراد ( حدمطلوب ) و ۵ درجه سانتی گراد (حداکثرقابل قبول) حفظ شود.
انتخاب مصالح در مناطق سرد
د رمناطق سرد هدف اصلی حفظ حرارت در داخل ساختمان است و عمده ترین عامل در این مورد، مقاومت حرارتی دیوارهای جانبی ساختمان است.البته این روابط برای محاسبه ی مقاومت حرارتی دیوارهای ساختمانی به شکل بلوک های بزرگ و طویلی پیشنهادشده است که سطح خارجی آپارتمان ها یا واحدهای داخلی آن کم است.برای بدست آوردن مقاومت حرارتی دیوار ساختمان های کوچک یا آپارتمان هایی با سطح خارجی زیاد باید مقدار به دست آمده را به میزان ۱۰درصد افزایش داد همچنین برای محاسبه مقاومت حرارتی بام ها باید مقدار بدست امده را به میزان ۲۰درصد افزایش دهیم.
انتخاب مصالح در مناطق گرم
مهمترین عوامل تعیین کننده ی ویژگی مصالح ساختمانی مناسب برای مناطق گرم، حداکثر دمای روزانه هوا و دامنه نوسان آن است. مقدارپرتوی خورشید جذب شده در دیوار نیز،از عوامل مهم دیگری است که به جهت قراگیری و رنگ سطح خارجی دیوار بستگی دارد.مهمترین ویژگی مصالح ساختمانی، به مقاومت حرارتی (R) و ظرفیت حرارتی (Q) آن بستگی دارد.
مقاومت حرارتی دیوار،در تعدیل انتقال حرارت ازسطح خارجی به سطح داخلی آن موثراست.البته میزان انتقال حرارت، به حداکثر دمای سطح خارجی دیوار- که خود تابع دما هوا و مقدار پرتوی خورشید جذب شده بر دیواراست بستگی دارد.ولی تاثیرافزایش این دو دما – دمای سطح و دمای هوا- یکسان نیست. چون دوره ی نوسان دمای هوا۲۴ساعت است،ولی دوام تابش آفتاب بر دیوارها بسیارکمتر است. درنتیجه،تاثیر افزایش دمای سطوح ناشی از تابش آفتاب، در شرایط حرارتی هوای داخلی ساختمان کمتر از تاثیری است که همان مقدارافزایش دمای هوای خارج در شرایط حرارتی هوای داخلی دارد.
ظرفیت حرارتی مصالح دیوارهای ساختمان، در تعدیل نوسان هوای داخلی آن – که با افزایش دمای سطوح خارجی در اثرتابش آفتاب مربوط می شود.بسیار موثراست.در نتیجه مقدار ظرفیت حرارتی مصالح دیوارها،بیشتربا افزایش دمای سطوح ناشی از تابش آفتاب و دامنه نوسان هوا ارتباط دارد تابا حداکثر دمای هوا هرچه دامنه نوسان دمتی هوا ی خارج افزایش یابد،ظرفیت حرارتی مصالح دیوارها تاثیربیشتری درتعدیلدمای هوای داخلی ساختمان خواهدداشت.
البته در تعیین مصالح ساختمانی مناسب در این مناطق باید به این نکته توجه کرد که انتخاب مصالح مناسب برای ساختمان، به اندازه ی پنجره ها و کیفیت سایبان آنها بستگی دارد.
اگر پنجره ها کوچک وسایبان آنها موثرباشد، حرارت کسب شده ساختمان معمولا نتیجه انتقال از دیوارهای آن است و در نتیجه ، مقاومت حرارتی مصالح نسبت به ظرفیت حرارتی آن در به حداقل رساندن حرارت اضافی هوای داخلی،اهمیت بیشتری می یابد.در این شرایط مصالحی ازقبیل بتن سبک باضخامتی مناسب براساس شرایط اقلیمی محل،ساده ترین و باصرفه ترین مصالح ساختمانی است.
وای اگر مساحت پنجره ها نسبتا زیادباشد یا سایبان ها بطور مناسب پنجره ها را دربرابرتابش آفتاب محافظت نکند، در این حالت، ظرفیت حرارتی نسبت به مقاومت حرارتی اهمیت بیشتری دارد.درچنین شرایطی، آجر،بتن متراکم یا خشت باضخامتی حدود۲۰ تا ۴۰سانتی مترمفید است.بنابراین نتیجه می گیریم که بهترین نوع دیواردر مناطق گرم،دیوارهای ترکیبی شامل یک لایه عایق نزدیک به سطح خارجی و یک لایه مصالح سنگین در قسمت داخلی است.
به طورخلاصه،مصالح مفیدبرای خنک نگه داشتن به صورت طبیعی عبارتند از: دیوارهای بتنی با ظرفیت زیادکه سطح خارجی آن ها به وسیله یک عایق حرارتی مانند پشم سنگ یا پلاستیک منبسط شده که خود بوسیله مصالح ضد رطوبت پوشانده.
فرم مصالح و اقلیم
سردی هوا باعث فشردگی فرم ساختمان و شدت زیاد تابش آفتاب باعث کشیدگی آن در جهت محورشرقی – غربی می شود.
پلان مربع بهترین فرم ساختمان محسوب می شود.زیرا با وجودبیشتریت حجم،کمترین سطح خارجی را داردالبته این مسئله در مورد ساختمان های قدیمی که معمولا پنجره های کوچکی داردو به همین دلیل می توان نفوذبسیارکم آفتاب درداخل آنها نادیده انگاشت،صدق می کنند.ولی در مورد ساختمان های امروزی که دارای قسمت های شیشه خوربزرگی است، این مسئله صادق نیست.
یعنی اگر مقدارحرارت انتقال یافته از اضلاع یک ساختمان با اندازه اضلاع آن رابطه معکوس داشته باشد،فر م ساختمان مطلوب خواهدبود به عبارت ساده تر،در یک فرم مطلوب،اضلاعی که بیشتر در معرض تاثیرتابش آفتاب و دمای هوا قراردارند،کوچک ترند.
ساختمان هایی که به طور کامل و با دقت عایق کاری شده اندیا ساختمان هایی که نمای جنوبی آن ها سایبان دارد، با توجه به اقلیمشان نیازبیشتری به تغییر شکل داشته است.برعکس،ساختمان های که پنجره های تقریبا کوچکی دارندیا کاملا در سایه هستند،نیاز کمتری به کشیدگی در طول محور شرقی – غربی دارند.
قلیم سرد
ساختمان فشرده و پلان آن مربع باشد.ساختمان های دو طبقه ایی که فرم آنان شبیه به مکعب است،بهترین نوع ساختمان از نظر کنترل گرمای هوای داخلی در زمستان است.
اقلیم معتدل
گسترش پلان در طول محور شرقی- غربی لازم به نظر می رسد. در این مناق می توان از فرم های آزادو حتی صلیبی شکل استفاده کرد.
اقلیم گرم و خشک
می تواند در طول محور شرقی – غربی گسترش یابد.ولی با توجه به شرایط تابستانی، ساختمانها باید فشرده و مکعبی شکل باشد.در هر صورت،با بریدن قسمتی از این مکعب و پرکردن حفره ایجادشده با سایر (سایه دیوار، درخت، پیچک و چفته مو) و هوای خنک شده به وسیله تبخیر آب سطح چمن،برگ درختان، حوض و فواره می توان فضای نسبتا مناسبی در ساختمان ایجاد کند.
اقلیم گرم و مرطوب
فرم ساختمان باید کشیده باشدو به شکل مکعب مستطیل در امتداد محور شرقی – غربی درآید. اگر دراین مناطق ساختمان در سایه کامل قرارگیرد، پلان آن می تواندآزاد و بازباشد.تعیین فرم ساختمان های بزرگ بررسی تاثیر افزایش حجم یک فرم در کاهش تاثیرعوامل اقلیمی در آن در مناطق چهارگانه اقلیمی نشان می دهدکه اگرچه این تاثیر در مناطق سرد و مناطق گرم و خشک اهمیت فراوانی دارد، در مناطق گرم و مرطوب چنین نیست. بطورکلی در ساختمان های بزررگ، فرم و جهت قرارگیری درمرحله دوم اهمیت قرار دارد.
۱ ) در مناطق سرد،فرم های بسته و فشرده و ساختمان های مکعبی شکل یا ساختمان های بهم چسبیده پشت به پشت در جهت محور شمالی جنوبی ارجحیت دارند.در این مناطق بهتر است ازساختمان هامرتفع باشد.
۲ ) در مناطق معتدل، آزادی بیشتری در انتخاب وجود داردو لی در هرصورت فرم های قرار گرفته در جهت محور شرقی – غربی مناسبترتد.
۳ ) در مناطق گرم وخشک بهتر است از شکل های توپر و فشرده استفاده شود. فرم های مکعبی شکل یا فرم هایی که با ظلع های شمالی – جنوبی آن ها بزرگتر از ظلع های شرقی – غربی آنهاست، مناسب تراست.ساختمان های مرتف نیز نسبت به ساختمان های کوتاه ترجیح داده می شوند .
۴ ) در مناطق گرم و مرطوب، ساختمان هایی که بطور آزاد در جهت محورشرقی- غربی کشیده شده باشندمناسب تراند. ولی ساختمان هایی در جهت محور شمالی – جنوبی، چون در معرض تابش شدید آفتاب قرار دارندمناسب نیستند.
انتخاب جهت قرارگیری ساختمان
۱ ) برای ایجاد بهترین شرایط حرارتی در داخل ساختمانباید نمای اصلی ساختمان رو به جنوب باشد.
۲ ) اگرچه نماهای جنوب شرقی و جنوب غربی آفتاب را بطور یکنواخت تر دریافت می کنند، ولی در تابستان گرمتر و در زمستان سردتر ازنمای جنوبی می شوند.
۳ ) دیوارهای شرقی و غربیدر تابستان گرمتر و در زمستان سردتر از دیوارهای جنوبی،جنوب شرقی و جنوب غربی می شوند.بطورکلی ، در مناطق سردسیر و در عرض های جغرافیایی زیاد که هوا معمولا سرد است،ساختمان باشد در جهتی قرارگیرد که حداکثرانرژی خورشیدی را در طول سال دریافت نماید.
نکته ی مهم
ساختمانی که دارای اتاق هایی در جهت های مختلف،دیوارهایی با مقاومت حرارتی متوسط تازیاد، سطح خارجی سفید و پنجره هایی مجهز به سایبان های موثر است و در مجموعه ای قراردارد که سطح خارجی تمام ساختمان هایآن نیز سفید است.حتی دیوارهایی که در سایه قرار دارند، مقدار زیادی پرتو خورشید را که از سطوح اطراف منعکس می شود، دریافت می کند.ولی از آن جا که رنگ سفید انرژی خورشیدی کمتری را کسب می کندو جهت دیوارها تاثیرکمی در تعیین دمای آن ها دارد.این تاثیر اندک را می توان با عایق کاری دیوارهااز بین برد. ولی اگر این پنجره ها باز باشند، باعث ورود هوای خارج به داخل و در نتیجه تعویض هوای داخل می شوند.البته این تعویض هوا ارتباطی به جهت ساختمان نداردو جهت قرارگیری ساختمان هیچ تاثیری در آن ندارد.
ولی اگر رنگ سطح خارجی دیوارهای این ساختمان تیره باشد،دمای این سطوح به میزان تابشی که دریافت می کند بستگی دارد. دراین حالت، جهت قرار گیری تاثیرزیادی دارد.
هرچه ظرفیت و مقاومت حرارتی دیوارها کمتر باشد،تغیرات دمای سطح داخلی آنها به تغییرات داخلی سطح خارجی نزدیک تر و در نتیجه،تاثیر جهت ساختمان در تعیین شرایط حرارتی هوای داخلی بیشترمی شود.ولی اگر کمیت این دو عامل – به ویژه مقاومت حرارتی – زیادباشد، تاثیر جهت ساختمان در تعیین دمای سطح داخلی دیوارهای خارجی کمتر می شود.
با توجه به مطالب فوق در می یابیم که جهت قرارگیری ساختمان را نمی توان بدون در نظر گرفتن رنگ سطوح خارجی تعیین کرد.
سفید کردن دیوارها، هم میزان جذب انرژی خورشیدی در آنها و هم تاثیر کمی تابش آفتاب در گرم کردن ساختمان را به حداقل می رساند و حداکثر و حداقل دمای فضای داخلی را کاهش می دهد.ولی افزایش مقاومت و ظرفیت حرارتی دیوارهای خارجی، انتقال حرارت از سطوح گرم شده خارجی به سطوح داخلی را کاهش می دهد.در نتیجه،حداکثر دمای هوای داخلی کاهش و حداقل دمای آن افزایش می یابد.
بنابراین، استفاده از رنگ های روشن برای سطح خارجی دیوارهادر مناطق گرم و عایق کاری حرارتی دیوارهای خارجی در مناطقی که هوا در زمستان سرد است، مفید خواهد بود.
تهویه موردنیاز اقلیم
طرح ساختمان دراین مناطق باید بگونه ای باشد که در آن ساختمان بتوان تهویه ی طبیعی ایجاد کرد. ولی در ماه های سرد زمستان – که فصل بحرانی مناطق سرد است- به دلیل سرمای شدیدو رطوبت کم هوا باید ورودهوای خارج به داخل ساختمان را به حداقل میزان ممکن رساند. یکی از مشکلات عمده در فصل زمستان، جلوگیری از ایجاد تعریق بر روی سطوح داخلی است؛زیرا با استفاده از تهویه طبیعی نمی توان از ایجاد تعریق جلوگیری کرد. برای جلوگیری از ایجاد تعریق باید رطوبت ایجاد شده در داخل را بدون کاهش دمای هوا از ساختمان خارج کرد.بهترین راه حل،نصب هواکش های برقی در قسمت هایی است که بخار آب تولیدمی شود.البته جلوگیری از ایجاد تعریق در سطح شیشه ی پنجره ها تقریبا غیر ممکن است. از این رو برای جلوگیری از خیس شدن دیوارزیر پنجره ها،در قسمت کف پنحره باید تدابیری جهت دفع آب حاصل از این تعریق اندیشید.بنابراین تنها وظیفه تهویه ی طبیعی این مناطق در فصل زمستان تعویض هوای داخلی ساختمان به میزانی است که از ایجاد بوی بدجلوگیری کند.
مشکل عمده در این مناطق،رطوبت زیاد هوا در تمام فصل های سال است.از این رومهمترین عامل ایجاد آسایش در ساختمان های این مناطق،برقراری و تداوم کوران در فضای داخلی است.
۱ )ارتفاع ساختمان از سطح زمین،یکی از عوامل تعیین کننده میزان فشار باد برساختمان و در نتیجه ، میزان استفاده از باد در ایجاد تهویه طبیعی در آن است.ساختمان هایی که بلندتر از درختان و ساختمان های اطراف خود هستند،نسبت به سایر ساختمان ها شرایط بهتری برای تهویه طبیعی دارد.ولی این ساختمان ها،در زمستان در معرض شدید باد و بارندگی قرار دارند و به همین دلیل باید تدابیری اندیشید که نفوذ آب باران به داخل دیوارها جلوگیری شود.
۲ )بطور کلی در مناطق مرطوب به دلیل اهمیت ایجاد کوران، جهت ساختمان باید با توجه جهت وزش بادهای مطلوب ب عمل آید.البته اگر رنگ سطوح خارجی تیره یا پنجرهابزرگ و بدون سایبان موثر باشد،توجه به تابش آفتاب و انرژی حاصل از آن در جهت های مختلف اهمیت فراوانی دارد. هرچه پنجره هابزرگتر باشد.توجه به تابش آفتاب اهمیت بیشتری می یابد.
۳ ) در مناطق مرطوب،طرح ساختمان باید امکان کوران در تمام اتاق ها را فراهم سازد.
۴) افزایش اندازه پنجره ها بیش از حداقل اندازه مشخص،تا حدی که بطور موثر در برابرتابش آفتاب محافظت شود،اهمیت چندانی ندارد. حتی با استفاده از پنجره های کوچکی با توجه به وزش باددر محل مناسبی قرارگیرد،می توان در داخل ساختمان کوران ایجاد کرد.ولی اگر امکان ایجاد کوران وجود نداشته باشد،پنجره های بزرگ در خنک سازی هوای داخلی هنگام عصرتاثیر یسزایی خواهد داشتو البته ایجاد سایبان های موثر برای این پنجره ها اهمیت زیادی دارد.
ولی چنانچه اشاره شد،ایجاد سایه برروی پنجره های بزرگ – بویژه در دیوار های شرقی یا غربی – دشوار است.
در مناطق گرم و خشک باید میزان تهویه طبیعی هنگام روز را به حداقل ممکن رساند. زیرا در اثر ورود هوای گرم خارج به داخل، دمای هوا و سطوح داخلی نیز افزایش می یابد.دمای سطوح و نفوذ هوای خارج به داخل از طریق درز پنجره هادر هوای اتاق به وجودمی آیدو بدین ترتیب نیازی به باز بودن پنجره هانیست.هنگام عصرو شب،به دلیل پایین بودن هوای خارج نسبت به دمای هوای سطح داخلی ، تهویه طبیعی امکان سریع خنک شده هوای داخلی را بوجود می آوردونیاز به کوران هنگام عصر و شب،وجود پنجره های بازشوراضروری می سازد.پنجره ها می توان اندازه ی آنها را به قدری کوچک انتخاب کرد که حرارت جذب شده ازطریق آنها به حداقل برسد و درعین حال امکان تهویه ی موثر فراهم شود.همچنین بایدبه مسئله ی ورود گرد وغبار به داخل ساختمان نیز توجه کرد.
بطورکلی ، مهمترین عامل ناراحتی انسان در مناطق مرطوب، خیس ماندن پوست بدن است رعایت اصولی که اقلیم معتدل و مرطوب مطرح شد،الزامی است.البته تفاوت عمده این دو منطقه،گرمای شدید هوا در مناطق گرم و مرطوب و اعتدال آن در مناطق آن در مناطق معتدل و مرطوب است.برای منترل هوای داخلی باید از دستگاه تهویه مطبوع استفاده شود.بدیهی است در این شرایط باید ازورود هوای گرم خارج به فضای داخلی جلوگیری کرد.در هرصورت، اگر شرایط حرارتی هوا بگونه ای باشد که بتوان از تهویه طبیعی در کنترل و کاهش دمای داخلی استفاده کرد،بهتراست نکات زیر رعایت شود:
۱ ) ضرورت ایجاد کوران موثر در منطقه ای که افراد حضوردارند.
۲ ) پلان های بازو فضاهای عریض و آزاد بین ساختمان ها،در ایجاد کوران موثر در ساختمان ها نقش عمده ای دارد.در این مناطق بهتر است ساختمان ها بر روی پیلوتی قرار گیرد.
در اتاق هایی که معمولا قسمت باریکی از فضای آن مورد استفاده قرارمی گیرد(مانند اتاق خواب)، با انتخاب پنجره ی کوچکتر برای قسمت رو به باد می توان جریان هوا را درمنطقه موردنظر متمرکز ساخت. در این مناطق،استفاده از درها و پنجره های بزرگ بسیارسودمند است،البته در صورتیکه در برابر تابش آفتاب،نفوذ باران و ورود حشرات محافظت شود.مناسبترین ارتفاع کف پنجره،۵/۰تا ۵/۱ متر از کف اتاق است و اگر به دلایلی پنجره باید در ارتفاع بالاتری قرارگیرد، بهتراست از پنجره های افقی که بازشوی آنها لولایی و به طرف بالاست، استفاده شود تا باد را به طرف پایین و منطقه مورد استفاده هدایت کند. در مناطق گرم و مرطوب ، نصب توری پنجره برای جلوگیری از ورود حشرات به داخل اتاق ها تقریبا ضروری است. ولی این توری ها،میزان تهویه طبیعی و سرعت جریان داخل اتاق را کاهش می دهند.به منظور کاهش این تاثیربهتر است توری ها با کمی فاصله نسبت به سطح پنجره و در سطحی بیش از مساحت پنجره نصب شود.در بیشتر موارد، با گسترش بام در سطحی بیش از سطح زیر بنا می توان از امکان محافت پنجره ها و دیوارهادر برابرتابش آفتاب و ریزش باران – هر دو –برخوردار شد.
اسکیس ایران
امتیاز بینندگان:1 ستاره