شرایط اقلیمی و تاثیرات آن بر معماری؛ بخش اول: اقلیم گرم و خشک

یكی از پایه های شكل گیری معماری ایرانی، اقلیم می باشد . كه براین اساس معماری مناطق كویری ، گرم ، مرطوب ، سرد هویت وساختار خود را می یافت و بر كالبد آنها معنا می بخشید

اقلیم گرم و خشک :

شرایط اقلیمی :

بخش های فلات که مساحت عمده ای از کشور را به خود اختصاص داده اند ، عمدتاً در نواحی مرکزی و شرقی ایران قرار دارند. دشت کویر لوت واقع در مرکز تقریباً 7/1 مساحت کشور را اشغال کرده اند و بطورکلی لم یزرع و با بارندگی بسیار اندک می باشد . لازم به ذکر است که نواحی حاشیه کویری و کوهپایه ای دارای آب و هوای معتدل تر با بارندگی بیشتری می باشند ، ولی به هر حال جزء اقلیم گرم و خشک می شوند .

کلیات شرایط اقلیمی این منطقه به شرح زیر می باشد :

1) « آب و هوای گرم و خشک در تابستان ، سرد و خشک در زمستان .
2) بارندگی بسیار اندک .
3) رطوبت بسیار کم هوا .
4) پوشش بسیار کم گیاهی .
5) اختلاف زیاد درجه حرارت بین شب و روز [ بدلیل رطوبت کم و دوری از دریا ].
6) در نواحی کویری و حاشیه کویری ، بادهای توأم با گرد وغبار.»

طراحی اقلیمی :

الف ) بافت شهری و روستایی :

1) بافت شهری و روستایی بسیار متراکم .
2) فضای شهر کاملا محصور .
3) کوچه باریک و نامنظم و بعضاً پوشیده با طاق .
4) ساختمان ها متصل به هم .
5) نحوه استقرار مجموعه های زیستی براساس جهت آفتاب و باد .

ب) خصوصیات کلی فرم بنا در این نواحی :

1) کلیه بناها به صورت کاملاً درونگرا و محصور .
2) کلیه بناها دارای حیاط مرکزی ( بجز حمام ) و اغلب آنها دارای زیرزمین ، ایوان و بادگیر.
3) کف آبنیه ، خصوصاً حیاط ، پائین تر از سطح معابر.
4) ارتفاع اتاق ها نسبتاً زیاد .
5) طاق ها غالباً قوسی و گنبدی .
6) دیوارها نسبتاً قطور .

ساختمان با فرم مربع مطلوب ترین انتخاب در این اقلیم می باشد که کمترین مقدار گرما را در زمستان از دست می دهد و در تابستان کمتری مقدار گرمای وارد شونده بر ساختمان را می گیرد . و با کمترین سطح خارجی بیشترین حجم را به دست می دهد .

نمای قسمت تابستان نشین خانه ی بروجردی ها در کاشان

                                              
جان پناه بلند بامها ، علاوه بر اینکه خانه را از انظار محفوظ می دارد ، مانع مناسبی است در مقابل باد نامطلوب ، روی بامها و کوچه سایه می اندازد . همچنین برای حفاظت عابرین در مقابل بادهای شدید معبر غیر مستقیم ، پرپیچ و خم و سرپوشیده ساخته شده است .

از دیگر راه کارهای بهینه سازی شرایط اقلیمی در این منطقه قرار گیری حیاط در سطح پائین تری نسبت به کوچه می باشد که دارای جاری در جوی های هم سطح کوچه سوار باغچه داخل حیاط مخزن آب انبار زیر زمین می شود . از خاک گود برداری شده آن برای احداث ساختمان استفاده شده و با قرار گرفتن بخشی از ساختمان در داخل زمین تبادل حرارت بین داخل وخارج بنا کاهش یافته و نوسان درجه حرارت کمتر می شود. در مقابل نیروی زلزله نیز پایه های ساختمان و در نتیجه کل بنا مقاومت بهتری نشان می دهد  .
از نظر هندسی ، گسترده یک طاق نیم کره ای شکل تقریباً سه برابر سطح قاعده اش است . بنابراین شدت پرتوافکنی آفتاب تند بر روی بدنه مدور کم می شود و قسمت پائین طاق گنبدی درجه حرارت کمتری پیدا می کند .

« از جمله خصوصیات اقلیمی طاق ها قوسی و گنبدی در مناطق گرم و خشک این است که ارتفاع اطاق از کف تا زیر طاق زیاد می شود ، لذا می توان یک تهویه طبیعی عمودی در اطاق به وجود آورد. از آنجایی که هوای گرم سبک تر است و به بالا صعود می کند و هوای خنک تر جایگزین آن می شود، با تعبیه چند دریچه در اطراف و یا نوک اطاق ، هوای گرم از دریچه ها خارج می شود و یک جریان طبیعی از پائین به بالا به وجود می آید . »

عمل عایق سازی فضای بین دو پوسته گنبد دو پوسته نیز باعث می شود که پوسته داخلی نسبت به پوسته خارجی سرد باشد . بادگیر ها و هواکش ها نیز غالبا [ تابستان نشین ]ساختمان قرار گرفته تا تهویه هوا بهتر صورت می گیرد. از آنجایی که معمولاًٌ جهت وزش بادهای خنک و طوفانی هم است لذا وقتی که بادهای طوفانی بر پشت بادگیرها می وزد عمل مکش انجام شده و هوای داخل بیرون می رود .

آب انبارها نیز برای استفاده از جریان هوا جهت تهویه و خنک نمودن آب از طریق برداشت تبخیری استفاده می شوند . وجود بادگیر در تهویه فضای داخلی آب انبار مؤثر می باشد و مقدار تبخیر آب داخل مخزن افزایش یافته آب موجود آن خنک می شود . سرداب نیز اتاق خنک و مرطوب در زیر خاک ، ( زیر قسمت تابستان نشین ) است که به علت خاصیت جذب تدریجی گرما و سرما ، نوسان شدید روزانه و سالانه را در خود مستهلک کرده و دما را تا حد زیادی تعدیل می کند .

مقطع طولی خانه بروجردی ها

                            
ج) مصالح :

مصالح مورد استفاده در این منطقه عمدتاتً گل و خشت و آجر است که به وفور یافت می شود و از نظر اقلیمی عملکرد خوبی دارند . زیرا در طی روز دیر گرم می شوند و شب هنگام دیر حرارت خود را پس می دهند که این خود باعث تعدیل نوسان حرارت داخل ساختمان در طی شبانه روز می باشد . مصالح سفید نیز می توانند تا 90 درصد یا بیشتر ، انرژی تابش را برگردانند . اما زیر قسمت پیشامدی افقی در جلوی اطاق و بالای پنجره ها رنگ تیره مناسب تر است . چرا که گرما را به اطاق پس نمی دهد .

جغرافیای گیاهی و جانوری در اقلیم گرم و خشک :

جانداران بیابان به کمک دوری از شرایط نامساعد و یا از طریق مقابله با آن ، خود را باشرایط شدید این محیط زیست وفق می دهند . بسیاری از انسان ها و حیوانات در فصول گرم و خشک به محیط های مساعدتر مهجرت می کنند . اما گیاهان توانایی ترک این شرایط را نداشته و به ناچار به همسازی با شرایط می پردازند .

داشتن ریشه های بلند برای دسترسی به آب

                                        

الف ) گیاهان و همسازی آن ها با اقلیم :

بیابان ها غالباً بی آب و کم آب و دارای مقادیر قابل توجهی آب اند . سیمای حیات گاهی در اقلیم گرم وخشک دارای اقسام بسیاری است . بطوریکه عناصر گیاهی در این اقلیم حدود 60 درصد پوشش گیاهی ایران را به خود اختصاص می دهد .

نگه داشتن آب به وسیله ی پوست ضخیم و برگ های سخت

                                            
« اساساً دانه ها و اعضاء گیاهان بیابانی در فصول بسیار گرم یا شدیداً سرد به حالت ( زندگی نهفته ) ، خواب می روند و در فاصله زمانی کوتاهی به تولید دانه و میوه می پردازند. بطوریکه باید گفت ، توالی رویشی بیابان خیلی مشخص و پایدار نیست و رویش های اصلی آن بطور قابل ملاحظه ای به حسب وضعیت خاک و رطوبت محیط تنوع می یابد ... ، لخت بودن زمین ، در عین حال خود به دلیل نبودن آب کافی قسمت های بالای خاک است . به همین دلیل بیشتر گیاهان بیابانی ریشه های بلندی دارند که در اعماق زمین فرو می رود تا آب لازم گیاهان را تأمین کند . بعضی از بوته های بیابانی دارای پوست ضخیم با تعداد کمی برگ یا اوصولاً بدون برگ و مجهز به خار هستند که موجب جلوگیری از تبخیر آب درونی بدن ان ها می شود . برخی دیگر دارای برگ های گوشتی ، ( آبدار ) و مقاوم اند که می توانند هنگام همان بارندگی های متعدد ، مقدار زیادی آب در خود ذخیره کنند و در دوران خشکی که گاه بسیار طولانی است به تدریج این آب را به مصرف برسانند.»

از عناصر عمده گیاهی این منطقه می توان به انواع : گل که ، گون ، چوبک ، مرکبه ، قیچ ، درمنه ، طاغ ، اُرس اشاره کرد .

کاکتوس : نیروی سازگاری فراوانی با کم آبی دارد . غذا سازی در بیشتر گیاهان د ربرگ ها انجام می شود، اما در کاکتوس غذا سازی به عهده ساقه گیاه می باشد . از نوک بالای یک کاکتوس به اندازه چندین لیتر عصاره غذایی می توان به دست آورد و جنس ساقه ها از چوب می باشد . کاکتوس ها میوه هم می دهند. کاکتوس زمانی که در خواب است در حال تطابق دادن خود با اقلیم است ، در این حالت سطح خودرا جمع می کند و چروکیده می شود و سطح تماس را با آفتاب کمتر می کند و خواب کاکتوس  ممکن است تا چندین ساعت طول کشد . کاکتوس در خاکی می تواند رشد کند که دارای خلل و فرج و پر منفذ باشد . و در کویر نیز که شن و ماسه است به وسیله باد و خاک آن پر از خلل و فرج می شود . مشکل همسازی با کم آبی را کاکتوس به خوبی نشان می دهد . این گیاه گوشتی آبدار ممکن است تا 50پا رشد کند و وزنش به چهار تن برسد که 80 درصد آن را آب تشکیل می دهد .

گز و گون : این گیاهان دارای برگ های کشیده و نارکی هستند که باعث می شود سطح تماس شان با نور خورشید کم شده و تبخیر آب کمتر صورت گیرد .

« روستاها و شهرهای سنتی مناطق گرم و خشک ایران را می توان به بوته های کاکتوس و یا گیاهان صحرایی تشبیه نمود . این گیاهان پوسته ای ضخیم و بسیار مقاوم به دور خود دارند و در تحت این شرایط است که می توان محیط مناسب برای انتقال شیره گیاهی و رشد و نمو در درون گیاه به وجود آورند . بطور کلی تمامی فضاهای زیستی این منطقه ، اعم از فضاهای شهری ، معبر ، حیاط ها و ساختمان ها در مقابل عوامل جوی خصوصاً باد نامطلوب ، کاملاً محافظن شده اند و استفاده از باد مطلوب و تابش آفتاب با تمهیدات خاص صورت می گیرد . »

ب) جانوران و همسازی آن ها  با اقلیم :

« اصولاً موجب اصلی سازگاری های مختلف جانوارن در بیابان ، حفظ و تنظیم میزان آب بدن است و عامل آب در ایجاد سازگاری نقش بس مهم تر از عامل غذا دارد . در همین رابطه است که نه فقط گوزن ، بلکه بیشتر جانوران بیابانی در بامدادان و شامگاهان که دمای هوا معتدل است فعالیت حیوانی دارند و بقیه اوقات را در پناهگاه ها یا لای بوته ها می مانند . عده زیادی از جانواران بیابانی ( کوچک یا بزرگ) ، با کسب مواد ذخیره دار و تجزیه چربی ها و کربوهیدرات ها ( و جذب آب ساختمانی آن ها ) ، مدت مدیدی را بدون آب به سربرند . آب اضافی حاصل از اتلاف ادراری این جانوران نیز دوباره جذب می شود ( به همین نظر ادرار دفع شده از آن ها نسبتاً غلیظ است)، و به جای اوره از آن ها اسید اوریک دفع می گردد .

بدیهی است هر جانور برای « موفق زیستن » در محیطی که همه چیز آن « متعارض حیات» اوست ، به سازگاری های رفتاری و ساختمانی گوناگون تن در می دهد که : فعالیت شبانه ، اختفاء در پناهگاه های نمور و نامرئی ، حفظ محتاطانه انرژی و بکار بستن اقتصادی آن ها ، همرنگی با بستر زیست ( مثلاً برای پنهان ماندن از دید دشمن ) ، روشن بودن عمومی رنگ بدن ( عمدتاً جهت بازتاب اثر نامساعد نور و حرارت شدید )، کوچکتر بودن اندازه و سطح بدن ( نسبت به گونه های مشابه در مناطق غیر خشک – جهت محدود کردن تبخیر پوستی -) حرکت در مکان های سایه دار یا زیر شن و خاک هی نرم ، و تغییرات ساختمانی مناسب در اعضاء و اسکلت گونه های مختلف ، از جنبه های رایج و آشکار در این طبقه است . با این همه گاهی تلاش برای سازگاری کارساز نمی شود و جانور " مضایق بیابانی " جان سالم بدر نمی برد و زندگی را در یک دوره طبیعی بسر نمی آورد.»

از جانوران خیلی شاخص بیابان می توان به موارد زیر اشاره کرد :

پستاداران  جونده ( موش [ پابلند ] و خرگوش و ...) ، پرندگان ظریف ( بلدرچین و تیهو، خزندگان گیاه خوار کوچک ( مار و سوسمار و ... ) ، حشرات ریز جثه (مورچه ، زنبور ، سوسک ، ملخ صحرایی و... ) و جانوران درشت جثه ( شتر ، روباه ، گوزن ، آهو ، گوسفند و ...)
« موش پابلند با نقب زدن حفره ها و سرپوش گذاشتن بر ان رطوبت را در حفره حفظ می کند و یا تغلیظ پیشاب و مدفوع خشک از میزان تبخیر اب می کاهد . این نقب ها درجه حرارت هوا را بهمیزان قابل توجهی کنترل می کنند. وقتی حرارت هوای بیرون 66 درجه سانتیگراد است ، حرارت این نقب ها از 16 درجه بالاتر نیست .»
    
شتر: شترها مقاومت خوبی در مقابل گرما و سرما دارند . شتر دو کوهانه به علت داشتن پشم زیاد در برابر سرمای شدید مقاوم بوده و می تواند در برابر باد و بوران و طوفان سرد کوهستان مقاومت نماید و راه خود را در مناطق سنگ لاخی ادامه دهد . از سوی دیگر شترهای یک کوهانه به علت ساختار خاص فیزیولوژیک خود در برابر گرمای زیاد مقاوم هستند و می توانند تا گرمای 60 درجه را تحمل کنند و در زیر آفتاب سوزان کویر به راه خود ادامه می دهند . شتر یک کوهانه شرایط سخت آب و هوای را تحمل می کند ولی در سرمای کمتر از 15 درجه زیر صفر نیاز به سرپناه دارد . کوهان این شترها سلول های چربی را انبار کرده و در زمان نبودن غذا از آن به عنوان منبع انرژی استفاده می کند . پاهای پهن شتر کوهان دار از فرورفتن حیوان در ماسه های نرم جلوگیری می کند .شکل بدن این جانور بسیار مناسب برای آب و هوای گرمسیری است . بدن جانور در قسمت بالای کمنر باریک است و بنابراین در گرم ترین ساعت روز که آفتاب کاملاً عمودی می تابد سطح کمی از بدن درتماس با پرتو مستقیم خورشید قرار می گیرد.
 
قبلاتصور می شد که کوهان محل اندوختن آب است در حالیکه می دانیم اینجا محلی برای اندوختن حدود 50 کیلوگرم چربی با دو عملکرد متفاوت می باشد : یکی به عنوان عایق گرما د رپرتو سوزان خورشید و دیگری اندخته از انرژی و آب است . زمانی که چربی می سوزد هیدروژن آزاد می گردد و با اکسیژن موجود در هوا ترکیب شده ، تولید آب می کند و چیزی در حدود 21 لیتر آب از 20 کیلوگرم چربی می دهد . کلیه های شتر قسمت زیادی از آب های مصرف شده را دوباره پس می گیرد.

حرارت بدن شتر بین 34 تا 44 درجه قابل تغییر است و با تغییر دمای هوا دمای بدن وی نیز تغییر می کند . این امر باعث می شود تا بدن او نیازی به عرق کردن برای خنک کردن خود نداشته باشد و در مصرف آب خود صرفه جویی کند.

سیستم مقاومتی شتر در شرایط سخت

همسازی های بشری با بیابان ، به تقریب دقیقاً و حیوانات از پوشاک سنتی گرفته تا رنگینی پوست ، محل سکونت ، کاروانسرا با آب انبارش و بناهای زیرزمینی می باشد. چادر نشینی ، مهاجرت ، سکونت زیرزمینی و استفاده از سایه ، انسان فعالانه محیط زیست بیابان را تعدیل کرده است .