اقلیم یکی از مهم‌ترین عوامل تأثیر گذار بر شکل و فرم معماری است. عواملی مانند دما، رطوبت، بارش، باد، و نور خورشید در طراحی و ساخت ساختمان‌ ها تأثیر می‌گذارند. به عنوان مثال، در مناطق گرم و خشک، ساختمان‌ها معمولاً دارای حیاط مرکزی هستند تا از گرما و نور خورشید محافظت کنند. در مناطق سرد و مرطوب، ساختمان‌ ها معمولاً دارای پنجره‌ های کوچک و دیوارهای ضخیم هستند تا از سرما و رطوبت جلوگیری کنند.

مقدمه
اهمیت تاثیر اقلیم بر معماری، انجام مطالعات و پژوهش‌های جامعی را در این زمینه ایجاب می‌کند. بویژه در کشور ما که تنوع شرایط اقلیمی در آن کاملاً مشهود است. انجام تحقیقات گسترده در این زمینه امری اجتناب ناپذیر است.

بطور کلی، این پژوهش‌ها به دو صورت نظری و عملی انجام می‌گیرد. در وجه اول، مباحث نظری مربوط به اقلیم و ساختمان، مورد بررسی قرار می‌گیرد و در وجه دوم، با بهره‌جستن از آمار آب و هوایی مناطق مختلف و انجام تقسیم‌بندی‌های اقلیمی، همچنین با استفاده از نمونه‌های ساختمانی مناطق مختلف اقلیمی، آزمایش‌ها و محاسبات دقیق صورت می‌گیرد.

از آنجا که ازمایش‌ها عملی در چارچوب وظایف موسسات تحقیقات ساختمانی انجام می‌گیرد و این امر تنها با تخصیص بودجه و زمان کافی از سوی سازمان‌های مربوطه امکان‌پذیر است، همچنین به دلیل نبود امکانات عملی جهت انجام این برنامه‌ها و در دست نبودن امار و اطلاعات آب و هوایی مناطق مختلف، پژوهش حاضر بیشتر در وجه اول است.

معماری و اقلیم، پیوندشان بیشتر به رابطه نوزاد و آغوش می‌ماند، یا نسبت هر رستنی با خاک، حریم امن و بستر بالیدن. با بستگی به تکامل آفرین؛ الهام‌بخش و البته، نه محیط‌زا. در این معنا، آغوش، خاک و اقلیم، رابط حیات و سرزندگی و نبودشان نمود میرایی است. تجربیات معماری بومی در پهنه جهان و آروین‌های آن در معماری ایران‌زمین نیز، خود گواه تاکیدی بر اندیشه ی فرم‌زایی ملاحظات اقلیمی در معماری است تا عاملی بر محدودیت آن یا اسارت معمار.

میزان متفاوت و ترکیب گوناگون عوامل اقلیمی که خود ناشی از تفاوت موقعیت جغرافیای مناطق مختلف است، حوزه‌های اقلیمی متفاوتی در جان پدید آورده که هر یک ویژگی‌های خاصی دارد. محیط‌زیست، شهرها و حتی بناهای مربوط به این حوزه‌های اقلیمی، ویژگی‌های خاصی متناسب با شرایط اقلیمی خود به دست آوردند. هدف این گزارش، تعیین حوزه‌های مختلف اقلیمی ایران در ارتباط با معماری و ارائه اطلاعاتی است که برای دست‌یابی به طرح‌های منطقی معماری و هماهنگ با اقلیم مورد نظر است.

در این گزارش تأثیر هر یک از عناصر اقلیمی (تابش آفتاب، رطوبت و باد) بر ساختمان مورد بررسی قرار می‌گیرد. در بین این عناصر، تابش آفتاب – که نور و حرارت طبیعی را به وجود می‌آورد – مهم‌ترین عنصر محسوب می‌شود.

حوزه های اقلیمی ایران

تقسیمات اقلیمی در جهان

در مورد تقسیم بندی اقلیمی نقاط مختلف جهان، روشهای گوناگونی پیشنهاد شده که از میان روش کوپن – دانشمند اتریشی- مورد قبول قرار گرفته است. کوپن براساس رشد و نمو انواع نباتات، پنج نوع اقلیم در مقیاس جهانی معرفی کرده است که عبارتند از:

اقلیم بارانی استوایی: در این اقلیم فصل سرد وجود ندارد و معدل دمای هوا در 5 سردترین ماه سال بیش از 18 درجه سانتی گراد است.
اقلیم گرم و خشک: در این مناطق، به دلیل آنکه میزان بارندگی سالانه بخار آب مورد نیاز جهت رطوبت هوا را تامین نمی‌کند، هوا به طور کلی خشک است.
اقلیم گرم-معتدل: معدل دمای هوای سردترین ماه سال در این مناطق بین 18 و 3- درجه سانتی گراد و معدل دمای هوا در گرمترین ماه سال بیش از 10 درجه 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.
اقلیم سرد و برفی: در این افلیم معدل دمای هوا در گرمترین ماه سال بیش از 10 درجه و در سردترین ماه سال کمتر از 3- درجه سانتی گراد است. بارندگی در این مناطق معمولا به صورت برف است و در طول چند ماه از سال زمین پوشیده از برف و یخ است.
اقلیم قطبی: در این اقلیم معدل دمای هوا در گرمترین ماه سال کمتر از 10 درجه سانتی گراد است. در این جا برخلاف اقلیم بارانی و استوایی فصل گرم وجود ندارد.

تقسیمات اقلیمی در ایران

اصولا در بسیاری در مناطق جهان ،اقلیم بوسیله عرض جغرافیایی و اتفاع از سطح دریا مشخص می شود.ایران با قرار گرفتن بین 25 و 40 درجه عرض جغرافیایی شمالی،در منطقه گرم قرار دارد و از نظر ارتفاع نیز، فلات مرتفعی است که مجموع سطوحی از آن که ارتفاعشان از سطح دریا کمتر از 475متر است، درصد بسیار کمی از سطح کل کشور را تشکیل می دهند.

با وجود اینک ایران دارای دو حوزه بزرگ آب(دریای خزر و خلیج فارس) است، بدلیل وجود رشته کوه های البرز و زاگرس و نحوه قرارگیری آنها، اثرات این دو حوزه محدود به نواحی بسیار نزدیک به آنها است و این حوزه ها، به ندرت اثری در تعدیل درجه حرارت قسمت های داخلی دارند.

بی تردید در کشوری کوهستانی مانند ایران ،هیچ گاه دو نقطه از نظر اقلیمی مانند یکدیگر نیستند.با این حال، بهترین روش برای دستیابی به پایه ای به منظور تعیین مناطق اقلیمی کشور، همان اصول کوپن است که ناگزیر باید از آن پیروی کرد.

بنابراین، تقسیمات چهار گانه ایران را که توسط دکتر حسن کنجی پیشنهاد شده نمی توان مورد استفاده قرار داد. وی تقسیم بندی کوپن را با کمی تغییر و با توجه به عوارض جغرافیایی کشور به شرح زیر پذیرفته است.

اقلیم معتدل و مرطوب (سواحل جنوبی دریای خزر)

سواحل دریای خزر با آب و هوای معتدل و بارندگی فراوان، از جمله مناطق معتدل محسوب می شود. این منطقه که به صورت نواری بین رشته کوه های البرز و دریای خزر محصور شده، از جلگه های پستی تشکیل شده است که هر چه به طرف شرق پیشروی می کند، رطوبت و اعتدال هوا کاهش می یابد.

در حقیقت ، رشته کوه های البرز که حد فاصل دو آب و هوای متضاد هستند، جلگه های پست خزر را از فلات مرکزی جدا می کنند. از جمله ویژگی های این اقلیم، رطوبت زیاد هوا و اعتدال درجه حرارت آن است. دمای هوا در روزهای تابستان معمولا بین 25تا30 درجه سانتی گراد و شبها بین 20تا23 درجه سانتی گراد و در زمستان معمولا بالای صفر است. در این منطقه، بارندگی بسیار زیاد و در تابستان به صورت رگبار است. شهرهای رشت، بندر انزلی، بابلسر و گرگان در این منطقه قرار دارند.

بارندگی درتابستان کم ودر زمستان زیاد است وبیشتر به صورت برف می بارد. به طور کلی در این منطقه ،فصل بهار کوتاه است وتابستان وزمستان را از هم جدا می کند.

تقسیمات اقلیمی و تیپولوژی معماری

با توجه به شکل گیری و ترکیب معماری بومی مناطق مختلف ایران در می یابیم که ویژگی های متفاوت هر یک از این اقلیم ها،تاثیر فراوانی در شکل گیری شهر ها و ترکیب معماری این مناطق داشته اند.بنابراین،تعیین دقیق حوزه های اقلیمی در سطح کشور و دستیابی به مشخصات اقلیمی مناطق مختلف،در ارائه طرح های مناسب و هماهنگ با اقلیم هر منطقه اهمیت فراوانی دارد.

ویژگی های معماری بومی مناطق معتدل و مرطوب

معماری بومی این مناطق که بیشتر کرانه های دریا ی خزر و دامنه های شمالی کوه های البرزرا شامل می شود،به طور کلی دارای ویژگی های زیر است:
در نواحی بسیار مرطوب کرا نه های نزدیک دریا برای حفاظت ساختمان از رطوبت بیش از حد زمین،خانه ها بر روی پایه های چوبی ساخته شده اند. ولی در دامنه کوه ها که رطوبت کمتر است،معمولا خانه ها بر روی پایه هایی از سنگ و گل و در پاره ای موارد بر روی گربه رو ها بنا شده اند.

برای حفاظت اتاق ها از باران،ایوانک های عریض و سرپوشیده ای در اطراف اتاق ها ساخته اند.این فضاها،در بسیاری از ماه های سال برای کار و استراحت و در پاره ای موارد برای نگهداری محصولات کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرد.

بیشتر ساختمان ها با مصالحی با حداقل ظرفیت حرارتی بنا شده اند و در صورت استفاده از مصالح ساختمانی سنگین،ضخامت آنها در حداقل میزان ممکن حفظ شده است(در این مناطق بهتر است از مصالح ساختمانی سبک استفاده شود. چون در زمانی که نوسان دمای روزانه هوا کم است،ذخیره حرارت هیچ اهمیتی ندارد و علاوه براین ،مصالح ساختمانی سنگین تا حدود زیادی تأثیر تهویه و کوران را که یکی از ضروریات در این منطقه است کاهش می دهد.

در تمام ساختمان های این مناطق،بدون استثناء از کوران و تهویه طبیعی استفاده می شود.بطور کلی،پلان ها گسترده و باز و فرم کالبدی آنها بیشتر شکل های هندسی،طویل و باریک است. به منظور حداکثر استفاده از وزش باد در ایجاد تهویه طبیعی در داخل اتاق ها ،جهت قرارگیری ساختمان ها با توجه به جهت وزش نسیم های دریا تعیین شده است.در نقاطی که بادهای شدید و طولانی می وزد،قسمت های رو به باد ساختمان ها کاملا بسته است.

به منظور استفاده هر چه بیشتر از جریان هوا،همچنین بدلیل فراوانی آب و امکان دسترسی به آن در هر نقطه،ساختمان ها به صورت غیر متمرکز و پراکنده در مجموعه سازمان دهی شده است.
بدلیل بارندگی زیاد در این مناطق،بام ها شیبدار است و شیب بیشتر آنها تند است.

اقلیم و ساختمان

نکته قابل توجه اینکه،اگر چه عناصر اقلیمی تمام ساختمان ها را تحت تأثیر قرار می دهد و اصول مطرح شده در این قسمت در مورد تمام آنها صدق می کند،ولی در بکار گیری این اصول باید توجه داشت که در برخی ساختمان های خاص ممکن است تأثیر عناصر اقلیمی نسبت به تأثیر عوامل داخلی آن ساختمان ها (مانند حرارت ناشی از وجود افراد،چراغ های روشنایی و دستگاه های حرارت زا )بسیار اندک بوده،نقش تعیین کننده ای نداشته باشد.

بنابر این ،نتایج به دست آمده در این فصل،در مورد ساختمان هایی صدق می کند که عوامل داخلی عمده ای در آنها دخالت ندارد.

تابش آفتاب و تأثیرآن بر ساختمان و محیط اطراف

نور خورشید،همیشه برای ایجاد روشنایی طبیعی در ساختمان لازم است. ولی از آنجا که این نور در نهایت به حرارت تبدیل می شود میزان تابش مورد نیاز برای هر ساختمان باید با توجه به نوع آن و شرایط اقلیمی محل آن تعیین شود.

بنابراین،شدت تابش آفتاب و حرارت حاصل از آن در یک نقطه از سطح زمین،به فاصله ای که پرتوی خورشید باید طی کند،ضخامت ابرو وضعیت آلودگی هوا بستگی دارد.به همین دلیل،شدت تابش آفتاب در یک محل با ارتفاع آن محل از سطح دریا متناسب است و در مناطق مرتفع،چون پرتوی خورشید فاصله ی کمتری از اتمسفر را طی می کند،حرارت بیشتری تولید می نماید.

همچنین در ظهر محلی هر منطقه که خورشید در قائم ترین حالت خود نسبت به زمین آن محل قرار دارد و فاصله آن کمتر است،شدت تابش آفتاب بیشتر از صبح و عصر است که خورشید در مایل ترین حالت نسبت به زمین محل مورد نظر قرار دارد.

با توجه به مطالب فوق در می یابیم که شدت تابش آفتاب در هر نقطه از سطح زمین،به موقعیت خورشید نسبت به آن منطقه بستگی دارد.از آنجا که موقعیت خورشید به دلیل حرکت وضعی و دورانی زمین در ساعت ها ،روزها وفصل های مختلف متفاوت است،برای بررسی شدت تابش آفتاب بر سطوح مختلف و حرارت حاصل از آن باید موقعیت خورشید نسبت به محل مورد نظر در زمان های مختلف مشخص باشد. بدین منظور،در این قسمت موقعیت خورشید مورد بررسی قرارمی گیرد.