اقلیم سرد

اقلیم سرد ، یکی از اقلیم های ایران می باشد ،سلسله جبال البزر و زاگرس، نواحی مرکزی ایران را از دریای خزر در شمال و جلگه بین‌النهرین در غرب جدا می‌کنند. کوه‌هایی نیز به صورت منفرد در مرکز و شرق ایران وجود دارند از جمله کوه تفتان ،شیرکوه و. . . کوهستان‌های غربی که دامنه‌های غربی رشته کوه‌های فلات مرکزی ایران و سراسر کوه‌های زاگرس را در بر می‌گیرند، از مناطق سردسیر کشور به شمار می‌آیند.

شرایط آب و هوایی اقلیم سرد

• سرمای شدید در زمستان و هوای معتدل در تابستان
• اختلاف بسیار زیاد درجه حرارت هوا بین دمای شب وروز
• بارش برف سنگین
• رطوبت کم هوا

میانگین دمای هوا در گرم‌ترین ماه سال در این اقلیم بیش از ۱۰ درجه سانتی‌گراد و متوسط دمای هوا در سردترین ماه سال کمتر از ۳- درجه سانتی گراد است.

نوسانات دمایی در طی شبانه‌روز نیز در نواحی کوهستانی بیشتر است . در این اقلیم دره‌ها در فصل تابستان بسیار گرم و در زمستان معتدل‌اند . مقدار تابش آفتاب در فصل تابستان در این منطقه زیاد و در زمستان بسیار کم است . زمستان‌ها طولانی ، سرد و سخت بوده و تا چند ماه از سال ، زمین پوشیده از یخ ، و بهار کوتاه‌مدت است و زمستان و تابستان را از هم جدا می‌کند. سرما از اوایل آذر ماه شروع می‌شود و کم وبیش تا اواخر فروردین ادامه می‌یابد . در سراسر این منطقه از آذربایجان گرفته تا استان فارس ، زمستان‌ها به شدت سرد است.

بارندگی برف و باران

در این نواحی ، میزان بارندگی در تابستان کم و در زمستان زیاد است و بیشتر به صورت ریزش برف است . برف‌های پیاپی بیشتر قله‌ها را می‌پوشاند . در ارتفاعات بالای ۳۰۰۰ متر همواره برف وجود دارد و این کوهستان‌ها سرچشمه رودخانه‌ها و قنات‌ها در کشور محسوب می‌شوند.

بارش برف در نواحی شمال و شمال‌غربی منطقه بیش از نواحی جنوب‌غربی آن است . علی‌رغم بارندگی فراوان ، رطوبت دراین اقلیم کم است . همچنین سلسله جبال غربی همانند سدی مانع از نفوذ هوای مرطوب مدیترانه به داخل فلات ایران می‌شوند و رطوبت هوا را تنها در دامنه‌های خود نگاه می‌دارند . برخلاف نواحی شمال ایران و سواحل دریای خزر که غلظت هوا به دلیل پستی زمین و بارش زیاد است در اقلیم سرد ، این غلظت کمتر بوده و همین امر میزان استفاده از تهویه طبیعی هوا را کاهش می‌دهد.

ویژگی های عمومی اقلیم معتدل و مرطوب

• میانگین دمای هوا در گرم‌ترین ماه سال در آن‌ها بیش از ۱۰ و میانگین حداقل دمای هوا در سردترین ماه کمتر از ۳- درجه سانتی‌گراد است.
• دارای زمستان‌های خیلی سرد، طولانی و سخت با شدت بسیار کم تابش آفتاب و میزان بارش زیاد به‌صورت برف است.
• بسته به میزان ارتفاع محل از سطح دریا، دارای تابستان‌های نیمه گرم و خشک و بعضاً معتدل است.
• فصل بهار در این اقلیم کوتاه است و زمستان و تابستان را از هم جدا می‌کند.
• ازنظر جغرافیایی عمدتاً دامنه‌های غربی رشته‌کوه‌های مرکزی کشور دارای این نوع اقیلم است.
• به‌طور مثال شهرهای تبریز، ارومیه، سنندج و همدان در این اقلیم قرار دارند.

فرم بنا

برودت بسیار زیاد هوا در بخش عمده ای از سال ، در اقلیم سرد و کو هستانی باعث شده است تا حداکثر استفاده از تابش آفتاب ، بهره گیری از نوسان روزانه دما ، حفظ حرارتی و جلو گیری از باد سرد زمستانی در فضاهای مسکونی امری ضروری گردد . لذا فرم بنا در جهت مقابله با سرمای شدید طراحی و اجرا می شود . در ادامه ، به توضیح خصوصیات کلی فرم بنا در این اقلیم خواهیم پرداخت.

• ساختمان های درون گرا با حیاط مرکزی

بناهای سنتی در اقلیم سرد مانند نواحی مرکزی فلات ایران دارای حیاط مرکزی بوده و سایر قسمت ها دورتادور این حیاط چیده می شوند . اتاق های واقع در سمت شمال حیاط بزرگتر از سایر قسمت ها و تالار یا اتاق اصلی نشیمن خانه نیز در این سمت حیاط واقع شده است تا از تابش مستقیم و حرارت آفتاب در فصل سرد زمستان استفاده کنند . جبهه جنوبی ساختمان به دلیل کوتاه و معتدل بودن فصل تابستان کمتر به کار گرفته می شود . لذا اتاق های جنوبی و اتاق های شرقی و غربی – در صورت وجود – به عنوان انباری یا فضاهای خدماتی همچون اتاق خدمه یا سرویس های بهداشتی کاربرد دارند .

برخلاف مناطق معتدل و مرطوب سواحل جنوبی دریای خزر ، خانه های این مناطق ، اغلب دارای زیر زمینی با سقف کوتاه در پائین زمستان نشین هستند که به علت خنکی هوای آن ، در تابستان برای سکونت و آسایش ساکنان خانه به کار می رود .

• استفاده از ایوان و حیاط کوچک در بنا

از آنجایی که در بیشتر روزهای سال در مناطق کوهستانی سرد ویا بسیار سرد است اکثر فعالیت های روزمره در اتاق ها انجام می پذیرد . لذا ابعاد حیاط ها در این مناطق قدری کوچکتر از نواحی فلات مرکزی ایران است .

ساختمان ها در این اقلیم دارای ایوان اند ولی عمق آنها نسبت به ایوان های مناطق جنوبی کشور به مراتب کمتر می باشد و همانند ایوان های منطقه خزر ، کاربرد نشیمن ندارند و صرفا جهت حفظ ورودی ها ی بنا از برف و باران استفاده می شوند .

نکته دیگر پائین بودن کف حیاط بناهای اقلیم سرد به اندازه ۱ تا ۱٫۵ متر از سطح پیاده روهااست تا بتوان آب جاری در نهر ها و جویها را بر باغچه حیاط یا آب انبار واقع در زیر زمین سوار نمود و از سوی دیگر ، زمین مانند عایق حرارتی اطراف بنا را احاطه کرده ، مانع از تبادل حرارتی بین بنا و محیط پیرامون آن و باعث حفظ حرارت درون ساختمان می شود .

• پلان ، فرم بنا و نحوه قرار گیری آن

در حوزه اقلیمی سرد و کوهستانی ، بناها دارای پلان و بافت متراکم می باشند . فرم بنا باید به گونه ای باشد که سطح تماس آن را با سرمای خارج کمتر نماید تا حرارت کمتری از درون به بیرون انتقال یابد . لذا از احجامی نظیر مکعب یا مکعب مستطیل استفاده می نمایند تا نسبت سطح خارجی بنا به حجم داخلی آن کاهش یابد و آن را در حداقل ممکن نگه دارد .

ساختمان ها بین ۲۰ درجه به طرف غرب و ۴۵ درجه به سمت شرق و در سایه باد یکدیگر و خارج از سایه آفتاب هم ، در محور شمالی – جنوبی مستقر می شوند .

• اتاق های کوچک با ارتفاع کم

در نواحی سرد و برفی ، باید از ایجاد اتاق ها و فضاهای بزرگ داخل بنا اجتناب نمود چرا که با افزایش سطح تماس آنها با فضای سرد بیرونی ، گرم کردن این فضای وسیع مشکل خواهد بود .

بنابراین در این مناطق سقف اتاق ها را پائین تر از اتاق های مشابه در سایر حوزه های اقلیمی در نظر می گیرند تا حجم اتاق کاهش یابد و سطح خارجی نسبت به حجم بنا حداقل گردد . ارتفاع کم سقف در تالار ها و اتاق های مهم و طاق راسته ها و حجره های بازارهای این مناطق نیز مشهور است .

• بازشوهای کوچک

در این مناطق برای جلو گیری از تبادل حرارتی بین داخل و خارج بنا از بازشوهای کوچک و به تعداد کم استفاده می کنند . در صورت بزرگ بودن پنجره ها ، استفاده از سایبان الزامی است . بازشوها در ضلع جنوبی برای استفاده هر چه بیشتر از تابش آفتاب ، بزرگتر و کشیده تر انتخاب می شوند . همچنین از استقرار بازشوها در جهت بادهای سرد باید اجتناب نمود . پنجره های دو جداره نیز برای رساندن تبادل حرارتی به حداقل ممکن مناسب ترند . در ضمن به منظور جلوگیری از ایجاد سوز در داخل و خروج حرارت داخلی به خارج ساختمان ، میزان تعویض هوای هوای داخل وتهویه طبیعی را باید به حداقل ممکن رساند .

در مقایسه با اقلیم گرم و خشک ابعاد بازشوها در این حوزه اقلیمی برای استفاده از انرژی حرارتی حاصل از تابش آفتاب افزایش یافته است .

• دیوارهای نسبتا قطور

قطر زیاد دیوارها نیز به نوبه خود از تبادل حرارتی بین فضای داخلی بنا و محیط بیرونی ساختمان جلوگیری می کند . معیارهای معماری اقلیم سرد و کوهستانی و گرم و خشک تقریبا مشابه است و تنها تفاوت آنها در منابع حرارت دهنده می باشد که در اقلیم گرم و خشک این منبع از سمت بیرونی بنا و در اقلیم سرد از سمت داخل فضا می باشد . لذا باید در این اقلیم به کمک مصالح بنایی قطر دیوارها را زیاد نمود تا این جداره بتواند به عنوان منبع ذخیره حرارت داخل بنا عمل نماید .

دیوارهای قطور ، گرما و حرارت تابش آفتاب روزانه را در طول شب حفظ و به تعدیل دمای داخل ساختمان کمک می نماید . در معماری بومی این مناطق تا حد ممکن تلاش می شود تا به شکل طبیعی یا یا با استفاده از بخاری و گرمای ناشی از حضور افراد ، پخت وپز یا حضور حیوانات ، بنا را گرم نمود .

• بام های مسطح

ابن یه سنتی در کوهپایه های شمالی سلسله کوههای البرز دارای بام های شیب دار و در مناطق کوهستانی غالبا مسطح هستند .

بام های شیب دار در صورت مناسب بودن پوشش آن به مراتب از بام های مسطح بهترند چرا که آب باران را به سهولت از روی بام دور می کنند . ولی در صورت کاهگلی بودن پوشش بام ، قدرت آن در برابر رطوبت و باران و به ویژه برف بسیار تضعیف خواهد شد . چرا که آب ناشی از ذوب تدریجی برف وارد سقف کاهگل می گردد و بنا مرطوب و نم دار می گردد . به همین دلیل به محض بارش برف ، آن را از روی چنین بامی پارو می کنند و با غلتکی سنگی و کوچک ، بام را دوباره غلتک می کشند تا پوشش کاهگلی آن مجددا متراکم و سوراخ های ایجاد شده در اثر نفوذ آب مسدود گردند .

انتخاب بام های مسطح در اقلیم سرد مشکلی ایجاد نمی نماید چرا که با نگهداری برف بر روی بام ازآن به عنوان عایق حرارتی در مقابل سرمای زیاد هوای خارج که چندین درجه کمتر از درجه حرارت برف است استفاده می شود و همچنین فضای زیر اسکلت خرپا که کاربرد انباری دارد ، عایق مناسبی بین فضای داخل و خارج بنا خواهد بود . لذا دو جداره بودن سقف بنا در این اقلیم برای حفظ گرمای بنا حائز اهمیت است .

مصالح ساختمانی جدارهای خارجی

مصالح مورد استفاده در ابنیه سنتی در اقلیم سرد و کوهستانی مانند سایر حوزه های اقلیمی از مصالح موجود در آن اقلیم است. این مصالح باید از ظرفیت و مقاومت حرارتی خوبی برخوردار باشند تا گرمای بنا را در فضای داخلی آن حفظ نماید .

لذا بدنه این ابنیه از سنگ ( یا چوب ، ملات کاهگل ، خشت و آجر ) و پوشش سقف و بام از تیر های چوبی و کاهگل می باشد . از سنگ و مصالح مقاوم و سنگین برای برای پی سازی بنا استفاده می کنند و در برخی نقاط ، کرسی چینی با مصالح سنگین جهت جلو گیری از رطوبت به کار می رود ، هر چند ابنیه این مناطق ، به طور کلی ، بر روی زمین بنا می شوند .

در این رابطه می توان از شهر جوانرود و روستاهای اطراف آن واقع در منطقه غربی رشته کوه زاگرس و در ۹۵ کیلو متری شمال غرب کرمانشاه نام برد . در این منطقه ساختمانهای سنگی ، سیمایی موزون و هماهنگ به کل بافت شهر و همچنین به بافت روستاها داده است . سنگ که به وفور در این منطقه کوهستانی وجود دارد و به صورت لاشه و یا قواره در دیوارهای قطور ساختمان ها به کار می رود . در این منطقه اقلیمی سرد و نسبتا پر باران ، بام ساختمان ها مسطح و با تیر چوبی و کاهگلی پوشیده شده است . هر چند که بام اغلب ساختمان ها های جدید در جوانرود دارای خرپای چوبی و پوشش شیروانی است .

کالبد شهری و روستایی در اقلیم سرد

بافت شهری و روستایی حوزه اقلیم سرد و کوهستانی در جهت مقابله با سرمای شدید شکل گرفته است . ویژگی های بافت شهری و روستایی در این اقلیم عبارتند از :

۱٫ بافت متراکم و فشرده

۲٫ فضاهای کوچک و محصور

۳٫ بهره گیری از جهات آفتاب و زمین ( به عنوان عوامل تعیین کننده ی جهت استقرار و گسترش شهر و روستا و سیمای آنها )

۴٫ معابر باریک به موازات خط تراز زمین

جلوگیری از اتلاف حرارتی

با توجه به شرایط اقلیمی منطقه سرد و کوهستانی در ایران به منظور جلوگیری از اتلاف حرارتی و کوران هوا ، بنا ها به صورت متراکم و فشرده و متصل و در کنار هم ساخته می شوند تا سطح تماس فضاهای گرم مسکونی با محیط سرد خارج کاهش یابد . همچنین بنا ها طوری کنار هم قرار می گیرند که یکدیگر را محصور نمایند و فضاهای شهری تا حد امکان کوچک شوند تا نفوذ جریان باد سرد به داخل فضاهای شهری کم گردد و تابش حرارت از سطح خارجی دیوارهای گرم ابنیه به فضاهای کوچک و محصور شهری ، هوای سرد آنها را تعدیل نماید.

نکته قابل مشاهده دیگر در این نوع شهرها ، طراحی معابر کم عرض و باریک برای استفاده بهتر از حرارت و جلوگیری از تبادل گرما و سرما است . معمولا در این نوع اقلیم ، مجتمع های زیستی در وسط دامنه بلندی ها و رو به جنوب و در داخل زمین یا روی آن به منظور بالا بردن ظرفیت حرارتی دیواره های بدنه شمالی و افزایش حجم داخلی نسبت به سطح بیرونی ، استقرار می یابند . در واقع در صورت استقرار روستا در پائین دره اولا خطر سیل خیزی و نابودی روستا وجود خواهد داشت.

ثانیا نفوذ هوای سرد سنگین به دره ها باعث افزایش شدت سرما به هنگام شب خواهد شد.

ثالثا جبهه شمالی کوه همواره در سایه قرار گرفته و سرد می باشد در حالیکه روستاها و شهر ها باید جهت حداکثر استفاده از تابش خورشید ، رو به دره و در آفتاب بنا گردند . رابعا به علت فزونی ناهمواری های زمین و شدت باد در بالای کوه و دسترسی به منابع آبی و رود خانه ها که در قسمت پائین ارتفاعات جاری هستند ، استقرار بافت روستایی و شهری بر بالای کوه صحیح نمی باشد.