نوشته شده توسط: علی مهرابی
طبیعی ترین روش تهویه،بادگیر است که بر حسب سرعت و جهت باد طراحی شدهاند
حرکت هوا را به دلیل اختلاف فشار جو باد گویند. باد روی زمین عامل مهمی در تبادل دما، رطوبت و انتقال ذرات معلق است. این امر در ایجاد شرایط آسایش انسان یا اخلال در آن نقش مهمی دارد. جا به جایی هوا در بالا بردن سطح کارآیی ذهنی و فیزیکی افراد و کاهش میزان ابتلا به بیماریها بسیار موثر است. همچنین میتواند عاملی در کاهش مصرف سوختهای فسیلی باشد. اهمیت باد در طرح و ساخت محیط مسکونی از دیرباز مورد توجه بوده است.
یک سیستم تنفسی منحصر به فرد
بادگیرها سیستم تنفسی شهر محسوب میشوند بادگیرها، برجهایی هستند که با توجه به نحوه ساختمان ویژه خود جریان طبیعی هوا را به داخل بناهای مختلف هدایت میکنند.
مصالح ساختمانی بادگیر، معمولا خشت خام، آجر، گل، گچ و چوب شورونه میباشد. چوب شورونه از چوبهایی است که دارای استحکامی عالی است و در برابر حمله موریانه نیز مقاوم است.
ارتباط بادگیرها با آب و هوای منطقه
وجود بادگیر با آب و هوای هر منطقه در رابطه مستقیم است. به طوری که هر چه شدت گرمای هوا کاسته شود به همان میزان از تعداد بادگیرها کاسته می شود. به عنوان مثال در روستای کوهستانی «طرزجان» و «ده بالا» که هوای آن خنک است، بادگیر برای اهالی معنا و مفهومی ندارد در حالی که در «میبد» که دارای آب و هوای گرم و خشک است میتوان گفت که بیشتر خانه ها بادگیر دارند.
در اینجا لازم به توضیح است که بعضی از بادگیر ها فقط از طریق جابجایی هوا (Convection) داخل بنا را خنک می سازند و بعضی دیگر هم از طریق جابجایی هوا و هم از طریق تبخیر (Evaporation) این عمل را انجام می دهند.
سیستم برودتی بادگیر باغ دولت آباد از طریق روش دوم است، بدین صورت که جریان هوا پس از ورود به داخل ساختمان از روی یک حوض سنگی کوچک و فواره رد می شود و سپس از آنجا به سایر اطاق ها هدایت می گردد. اطاق زیر بادگیر که حوض و فواره در آن قرار دارد به صورت هشتی (هشت ضلعی) است و در های متعددی در آن وجود دارد. در هر زمان که نیاز به خنک نمودن اطاق خاصی باشد، در بین آن اطاق و اطاق هشتی زیر بادگیر را باز می نمایند.
بادگیرها کولرهای آبی امروزی
بادگیرها به صورت کولرهای آبی امروز کار میکردهاند، به این صورت که باد از منافذ بادگیر به آن وارد شده و به صورت مجمع به روی حوض آب هدایت میشد، پس از برخورد بر روی آب حوض عمل تبخیر انجام میگرفت. عمل تبخیر عملی است گرماگیر که موجب سرد شدن باد وارد شده از دهانه بادگیر میشده و سپس باد سرد وارد اتاقهای تابستانی شده و باعث سرد شدن هوای درون اتاقها میشده است. در بعضی از عمارتهای قدیمی که متعلق به افراد ثروتمند بود، حوضخانه فضای دربستهای بود و اتاقهای تابستانی منافذ و دالانهایی داشت ــ مانند کانالهای کولر ــ که باد خنک از این دالانها وارد اتاقهای خانه میشد و این امر در صورتی بود که اتاقهای تابستانی تعدد داشت. از استفادههای دیگر بادگیرها به عنوان سردکردن فضای سرداب برای نگهداری مواد غذایی و نیز خنک نگهداشتن آب انبارها بود.
شهر تاریخی یزد به شهر بادگیر ها معروف است و به تحقیق، نسبت به سایر شهر های مرکزی ایران دارای بیشترین تعداد بادگیر است. در این شهر مرتفع ترین بادگیر جهان یعنی بادگیر باغ دولت آباد وجود دارد که دارای حدود 34 متر ارتفاع است. ارتفاع دهانه فوقانی بادگیر 11 متر می باشد. این بادگیر هشت طرفه، باد از هر سمتی که بوزد به درون ساختمان هدایت می کند
بادگیر معروف ترین عنصر معماری سنتی ایران است که با استفاده از مکانیزم مکش، هوای خنک را وارد فضای خانه می کند و هوای گرم و آلوده را به بیرون می فرستد. در برخی موارد، در نقطه ای که باد وارد فضا می شود، حوضی می ساختند تا خشکی هوا را بگیرد و آن را نمناک کند.
بادگیر، یک روش ابداعی ایرانی برای ایجاد فضای خنک
بادگیر، یک روش ابداعی ایرانی برای ایجاد فضای خنک در داخل منازل گرم کویری است. این دستگاه تهویه مطبوع ، سالیان درازی از روزگاران دور ، فضای زندگی مردم ایران را قابل تحمل کرده است. بادگیرها معمولاً برجکهای کوچکی به صورت چهارضلعی یا چند ضلعیهای منتظمند که ساختار مثلث در آنها به هیچ وجه دیده نمی شود. بادگیر تشکیل شده است از برجکی تقریباً مرتفعتر از جاهای دیگر خانه در روی بام. عموماً بادگیرها بر روی قسمتی از خانه های کویری به نام حوضخانه بنا می شدهاند.
حوضخانه ایوانی کوچک بوده که در انتهای اتاقهای تابستانی هر عمارت قرار داشته است اتاقهای تابستانی تشکیل شدهاند از اتاقهایی با ابعاد بزرگ و درهای زیاد ــ گاهی اوقات تا 5 در به دلیل جریان یافتن هوا در آنها که در انتهای آنها حوضخانه بود. حوضخانه به شکل فضای رابط میان حیاط خانه و اتاقهای تابستانی است.
جهت تقویت عملکرد خنک سازی بادگیر و استفاده از برودت تبخیری، از روش های دیگری نیز استفاده می شده است. به عنوان مثال در شهر بم بادگیری وجود دارد که از ساختمان حدود 50 متر فاصله دارد و با یک کانال زیرزمینی به آن مرتبط است. در بالای این کانال یک باغچه قرار دارد. بعد از آبیاری باغچه، رطوبت آن به دیوار های کانال ارتباطی نفوذ می کند و نسیم بادی که از بادگیر به سمت ساختمان جریان دارد را خنک تر می نماید. در بعضی از موارد نیز در روی دهانه بادگیر حصیر، سوفال و یا بوته های خار قرار می دادند و روی آن آب می پاشیدند و بدین طریق رطوبت و برودت های هوای ورودی را افزایش می دادند. تا پیش از پیدایش یخچال برقی، در بسیاری از خانه ها مواد غذایی را در محوطه زیر بادگیر نگاه می داشتند تا خنک بماند و دیر تر فاسد شود
ادگیر و هواکش روی گنبد و یا بام، جزء جدایی ناپذیر آب انبار های نواحی مرکزی ایران است. محیط مرطوب آب انبار با استفاده از جریان هوا باعث برودت و خنکی آب ذخیره شده می شود.
باید توجه داشت که در مناطق گرم و خشک مرکزی ایران، به دلیل خشکی هوا، آب سریعتر تبخیر می شود و علاوه بر ایجاد برودت در محیط، باعث افزایش رطوبت نسبی هوا نیز می گردد. در نتیجه هم گرما و هم خشکی بیش از حد هوا را کاهش می دهد و محیطی مطبوع برای ساکنین ساختمان ایجاد می نماید. ولی استفاده از این روش در بادگیر های جنوب کشور که دارای اقلیمی گرم و مرطوب است، ممکن نمی باشد. زیرا اولاً به دلیل بالا بودن میزان رطوبت نسبی و اشباع نسبی هوا از بخار، تبخیر آب به سهولت صورت نمی گیرد و در ثانی اضافه نمودن هوای نم دار به محیطی که هوای آن بیش از حد آسایش انسان مرطوب است، شرایط زیستی را مشکل تر می نماید. بدین جهت بادگیر های جنوب فقط از طریق جابجایی هوای داخل ساختمان، باعث کاهش دمای فضای آن می شوند.
شیوه ساختن بادگیر معماران محلی برای ساختن بادگیر از پشت بام خانه و از جایی که مشرف به اتاق کوچکی است که برای بادگیر اختصاص دادهاند با خشت یا آجر ،تنوره بادگیر را با مقطع مستطیل میچینند تا به ارتفاع معینی برسد. سپس بالای این تنورهها چهار دیواره را دو چوب به شکل ضربدر «×» میگذارند. به گونهای که دو سمت هر چوب در دو زاویه مقطع قرار بگیرد و سپس دیوارهای سمت شرق و غرب و جنوب بادگیر را دو تا پنج و دو دهم متر بالا میآوردند. سپس در قسمت شمال که رو به باد «اصفهانی» است با نیم خشت یا آجر نیمه به عرض شش سانتیمتر، روی تنور را تا ارتفاع معینی میچینند. ارتفاع این تیغهها 40 سانتیمتر بلندتر از سایر دیوارهاست.
«پایه Pâye» بادگیر
این تیغهها را پایه مینامند که نوعی بادشکن محسوب میشوند و از لحاظ معماری هم فوایدی دارد. به عنوان مثال به نمای بادگیر جلوه خاصی میبخشد و موجب استحکام ساختمان بادگیر میشود، زیرا اردکان و میبد و اطراف آنها گاهی اوقات گرد بادگیر را در سمت جنوب و مشرف به کوچه میسازند. طبیعی است در صورت نبودن وجود پایه، به ویژه در گذشته دور که تا حدی ناامنی در منطقه وجود داشت سارقین از راه منفذ بادگیر به داخل منازل راه پیدا میکردند.
«چشمه» بادگیر
عرض بین دو تیغه را در اصطلاح «چشمه» مینامند. به طوری که برای اتاق عرض بین سه و پنج و هفت متر به ترتیب پنج و هفت و 11 چشمه میگذارند. در این منطقه تعداد چشمهها جفت نیست. زیرا برای صاحب آن خوش یمن نیست. به گفته خودشان آمد ندارد. عمق هر بادگیر یک تا دو و نیم متر است. گاه برای استحکام بیشتر بادگیر به اندازه هر نیم متر چوبی در میان دیوارههای بادگیر کار میگذارند. سقف دو پایه را به شکل «چپیله Capile» میپوشانند. به این ترتیب که دو خشت به راه مایل به سمت بالا با دست نگه میدارند. سپس یک خشت مابین آن دو خشت میگذارند.
بام بادگیر را به شکل خرپشته در میآورند تا در کشاندن هوای مطبوع یا در بیرون کردن هوای گرم و آلوده کمک کند. بعد روی پشتبام بادگیر را به قطر سه سانتیمتر با نیمچهکاه میپوشانند. گاهی اوقات فاصله بین دو پایه را با خشت و نمیچه کاه تخت میکنند سپس دو یا سه رگه آجر در لبههای بام آن کار میگذارند. به طوری که چیدن آجرها به این ترتیب علاوه بر استحکام بادگیر به زیبایی ظاهری آن نیز میافزاید. گاهی اوقات کف پشتبام را کاهگل میکنند سپس یک ردیف آجر روی آن میچینند. فاصله بین آجرها را با گچ و خاک بندکشی میکنند. بعضی از افراد که امکان مالی بیشتری دارند روی دیواره چشمههای بادگیر را گچبری میکنند. تعداد چشمههای هر بادگیر با بزرگی بادگیر ارتباط مستقیمی دارد. از طرفی تعداد چشمههای هر طرف بادگیر با شدت باد همان طرف و در مجموع با هوای هر منطقه ارتباط دارد.
در بعضی خانهها گاهی برای فصل زمستان که احتیاج به بادگیر نیست چشمههای بادگیر را با آجر یا خشت تیغه میکنند. یا چنانچه در قسمت پایین بادگیر دریچهای کار گذاشته شوند آن را میبندند. این کار هر سال اواخر پاییز و در آستانه زمستان شکل میگیرد. از آن جایی که در اتاقک زیر بادگیر در تابستان اهل خانه استراحت میکنند احتمال دارد که پرندگان به ویژه کبوتران در چشمههای بادگیر آشیانه کنند و فضولات آنها به پایین بریزد. بنابراین برای جلوگیری از این کار چشمههای بادگیر را با تور سیمی یا نردههای چوبی میپوشانند.
ارتباط بادگیر در خانه و تعین و تشخص صاحب خانه !!!
شاید بتوان گفت ، وجود بادگیر در هر خانه معرف تعیّن و تشخّص افراد آن خانه است. بزرگی و کوچکی بادگیر با موقعیت اقتصادی صاحب خانه ارتباط دارد. به گونهای که وقتی وارد یک روستای کویری میشویم با نگاهی گذرا به وضعیت بادگیرها میتوانیم موقعیت اقتصادی هر خانوار را روشن کنیم. زیرا که خانههای فقیرنشین بادگیر ندارند. بعضی از آنان که بادگیر دارند مصالح عمده بادگیر خشت و گل، یک طرفه و حتی تعداد چشمههای آن بسیار کم است. در حالی که مصالح بادگیر ثروتمندان بیشتر خشت و آجر چند طرفه و با تزییناتی همراه است. بیشتر بادگیرها یک طبقه است. فقط چند بادگیر در سراسر یزد دیده شد که دو یا سه طبقه است. به عنوان مثال در «عقدا» یک بادگیر دو طبقه در رباط معروف به «حاجی ابوالقاسم رشتی» مشاهده شد که معماران راجع به کیفیت بنای آن چنین اظهارنظر میکنند
«در گذشته بر اثر ناامنی در طبقه دوم آن آتش میافروختند تا رخنه ورود دشمن را به اطراف اطلاع دهند و از طرفی طبقه دوم به عنوان برج راهنما برای کاروانیان به حساب میآمده است.»
عدهای دیگر میگویند «ساختن بادگیر دو طبقه یک نوع هنر معماری است زیرا ساختن آن کار هر معماری نیست.»
در خانهها، بادگیر معمولا در ضلع جنوبی حیاط یعنی در قسمت نسر و تابستان نشینخانه ساخته میشوند. بادگیرها نوعا به تالار، حوضخانه، و زیر زمین مربوط میشوند و شرایطی را به وجود میآورند تا جریان هوا در داخل ساختمان برقرار شود و ضمن تماس با عناصر رطوبتزا، مثل حوض، باغچه، درختان، جداره زیرزمین و پایاب کمبود رطوبت زمین را جبران و محیطی مطبوع برای زندگی در ایام گرم و طاقت فرسای تابستان برای ساکنان فراهم آورند.
بادگیرها از لحاظ شکل بیرونی شش دسته تقسیم می شود :
سادهترین نوع بادگیر یک جناحی است و بسیار کوچک و محقر بر فراز محفظهای ساخته میشود و در این روش برای جلوگیری از گرد و خاک و طوفانهای سنگین، بادگیر را فقط در جهت بادهای خنک و نسیمهای مطبوع میسازند. در برخی موارد بادگیرهای یک طرفه را پشت به بادهای شدید میسازند و در واقع عملکرد تهویه و تخلیه هوا را انجام میدهد. نوع اول
در واقع این بادگیر عملکرد تهویه و تخلیه هوا را انجام میدهد. ابعاد آن نسبت به سایر انواع کوچکتر و شکل آن اولیهتر است. این مسیر مورب (که در بالای بام دیده میشود) پس از اتصال به کانال عمودی داخل دیوار و پنجره خروجی داخل ساختمان مانند بخاری در یک ضلع اتاق قرار میگیرد و تهویه را انجام میدهد. این نمونه بیشتر در منطقه سیستان و قسمتی از شهرستان بم دیده میشود.
نوع دوم، نوع دو طرفه که دارای دو وجه روبه روی یکدیگر و با پنجرههای بلند و باریک بدون حفاظ ساخته میشود و در قسمت داخلی ساختمان به شکل یک یا دو حفره در طاقچه دیده میشود.
این نمونه در سیرجان و به ندرت در کرمان دیده میشود
بادگیر نوع سوم سه جناحی است و دو نوع دارد، سه جناحی متصل و سه جناحی منفصل (شکم دریده). در این نمونه میتوان به تفکیک از یک یا دو یا سه جبهه استفاده کرد.
البته استفاده از این نوع بادگیر نادر است.
نوع چهارم، بادگیرهای چهار طرفه است که به شکل کامل و مفصلتر از انواع دیگر ساخته شدهاند و معمولا داخل کانالهای آن با تیغههایی از آجر با چوب یا گچ به چند قسمت تقسیم میشوند. در بعضی از نمونهها در زیر کانال بادگیر حوض نسبتا بزرگ و زیبایی میساخته اند که هوای خشک و دارای گرد و غبار پس از برخورد با آب با جذب رطوب خنک، گرد و غبار آن جدا و هوای اتاق (حوضخانه) در گرمای تابستان بسیار مطبوع میشده است. در مناطقی که امکان ایجاد حوضخانه در طبقه همکف وجود نداشته است. سردابها محل تجمع اهالی خانه در بعد از ظهرهای تابستان بوده است. این نمونه در یزد، کرمان و بوشهر و... دیده میشود
در شهرستان یزد و برخی قسمتهای مرکزی ایران بادگیرهای چند وجهی (معمولا هشت وجهی و حتی گاهی مدور) معمول است که نوع پنجم بادگیرها را تشکیل میدهد. علت ساخت این گونه بادگیرها وجود بادهای مطلوبی است که از هر طرف وزش داشته و تیغههای کانال میتواند از هر جهت باد را گرفته و به داخل مسیر هدایت کند.
در شهرستان یزد و برخی قسمتهای مرکزی ایران بادگیرهای چند وجهی (معمولا هشت وجهی و حتی گاهی مدور) معمول است که نوع پنجم بادگیرها را تشکیل میدهد. علت ساخت این گونه بادگیرها وجود بادهای مطلوبی است که از هر طرف وزش داشته و تیغههای کانال میتواند از هر جهت باد را گرفته و به داخل مسیر هدایت کند.
چشمانداز آینده بادگیر در معماری نوین
با ورود معماری مدرن و به ویژه استفاده از تاسیسات مکانیکی به تدریج نقش اقلیم در ساختمانها کمرنگ شد اما از نیمه دوم قرن گذشته که اقلیم و حفظ محیط زیست پیوسته مورد توجه قرار گرفت استفاده از فناوری همگون با محیط طبیعی، بازیافت ضایعات صنعتی و استفاده از انرژیهای پاک مانند انرژی خورشید، باد و آب اهمیت بسیاری یافتند. در زمینه معماری نیز از این زمان توجه به محیط زیست و تلاش برای طراحی ساختمانهای اقلیمی و معماری همساز با اقلیم آغاز شد.
امروزه میتوان از بادگیر به عنوان مکمل سیستم تهویه و برودت ساختمان استفاده کرد. به وسیله بادگیر میتوان در مواقعی از سال شرایط آسایش را با تهویه طبیعی تامین کرد و تنها زمانی که باد دیگر نتواند پاسخگوی نیاز ساکنان باشد باید از تاسیسات مکانیکی بهره گرفت.
حسن فتحی معمار مصری که تلاش فوقالعادهای برای تلفیق معماری سنتی و تکنولوژی روز خود انجام داده است، از یک پمپ آب در داخل کانال بادگیر ساختمانهایش استفاده میکرد که با ایجاد فوارهای در روزهایی که هوا گرم و پرگرد و غبار بود، هم از میزان گرما و هم از میزان گرد و غبارمیکاست.
گرچه بادگیر یک عنصر تاسیساتی محسوب میشود اما در گذشته وجود آن نمایانگر تشخص و منزلت اجتماعی صاحب آن بود که از طریق ارتفاع و نوع تزئینی آن شناخته میشد.
طرحهای دیگری در سایر کشورها که با تکیه به تهویه طبیعی طراحی شده به عنوان مثال در مرکز فروش بلوواتر انگلیس هوای تازه از طریق دنبالهای از بادگیرهای مخروطی با ارتفاع دو متر تامین میشود این بادگیرها روی بام سوار شدهاند تا هوای خنکتری را بهپایین فرستاده و آن را در فضای داخی پخش کنند. آنها در فاصله 15 متری نسبت به هم و روی محور مرکزی مجتمع قرار گرفتهاند و پس از دریافت جریان هوای خارجی، هوای تازه را به داخل ساختمان میفرستند
بادگیرهای مدرن
اخیرا با یک موضوع جالب برخورد کردم که خیلی مایه تاسفم شد .
ما قرنها پیش در کشورمون از بادگیر استفاده می کردیم و الان که حرف از معماری eco-tech میشه اصلا یادمون نمی یاد که ما خودمون در گذشته پیشرو در این نوع معماری بودیم ولی وقتی یکی از این عناصر در معماری معاصر توسط معماران کشور های دیگه استفاده میشه اسمشو خلاقیت و نوآوری می گذاریم . اصلا هیچ توجهی به این آموزگاران بزرگ که گذشته برای معماران امروز بجا گذاشته توجه نمی کنیم و خیلی ساده از کنار آنها می گذریم ،این منبع الهام غنی می توانند ما را بسوی خلاقیت های جدید راهنمایی کنند . تاریخ معماری ما باید استادان ما به سوی معماری نوین باشد
الف - عمل بر اساس اصل کشش دهانه های رو به باد و مکش دهانه های پشت به باد:
مرحوم پیرنیا درکتاب آشنایی با معماری اسلامی ایران طرز کار بادگیر را بدین گونه توضیح می دهد: (( طرز کار بادگیر اصولا بر این پایه نهاده شده است که از وزش باد برای کشاندن هوای خوش به درون ساختمان و از عکس العمل نیروی آن یعنی مکش برای راندن هوای گرم و آلوده استفاده می شود.شاید این توضیح لازم نباشد که چون باد به مانع یا دیواره پره های درونی بادگیر برخورد ناچار به فرود آمدن می شود، ولی عرض این نکته لازم است که شکافهای دیگر بادگیر که پشت به جهت وزش باد دارند ، هوای آلوده وگرم را به دست باد می سپارند و کار هواکش و دستگاه مکنده را انجام می دهند.))
این نوع عملکرد بادگیر در حقیقت با توجه به این اصل صورت می گیرد که هنگامی گه باد به بدنه ای برخورد می کند ، با توجه به تراکم بیشتر هوا در وجهی که مقابل باد قرار دارد ، در این وجه فشار مثبت ایجاد شده و در وجه دیگر فشار منفی خواهیم داشت.بنابراین در صورت ایجاد بازشو در طرفین حرکت باد از فشار مثبت به فشار منفی را شاهد خواهیم بود.در بادگیرها نیز با توجه به همین اصل دهانه رو به باد هوا را به درون خود می کشد و به داخل ایوان می برد و هوای داخل ایوان با توجه به فشار منفی ایجاد شده در دهانه پشت به باد به بیرون کشیده می شود.
در برخی از مواقع با عبور دادن باد بادگیر از روی آب وسردخانه ها و با توجه به تبخیر سطحی، رطوبت لا زم را نیز تامین می نمایند. در مناطقی مانند مصر و هندوستان این عمل با قرار دادن کوزه پر از آب در مقابل مسیر باد صورت می گیرد.
ب- عمل بر اساس اختلاف دما:
اما به نظر میرسد آنچه که کمتر مورد توجه اهل فن در این زمینه می باشد.کار کردن بادگیر بر اساس اختلاف دمایی است.در حقیقت هنگامی که وزش بادی به صورت محسوس وجود ندارد بادگیر بر اساس همین اصل عمل می کند.
در روز با توجه به آفتاب خوردن وجه جنوبی بادگیر هوای موجود در وجه جنوبی بادگیر گرم می شود و به بالا می رود.این هوا به وسیله هوای داخل ایوان که به بالا کشیده می شود،جبران می گردد و در حقیقت نوعی خلا نسبی داخل ایوان ایجاد می گردد که هوای خنک داخل حیاط را به درون خود می کشد.
به همین ترتیب هوای موجود در دهانه شمالی نیز به پایین کشیده می شود. در شب هوای بیرون سرد می شود، و به سمت پایین حرکت می نماید .این هوا در اثر حرارت ذخیره شده در دیواره ها گرم شده و به بالا می رود و این چرخه تا هنگامی که دمای دیوارها و هوای بیرون یکی شود ادامه می یابد.
ولی به طور معمول پیش از رسیدن به این وضعیت شب تمام شده و دوباره بادگیر به نحوی که در بالا توضیح داده شد،عمل می کند. به طور کلی در اکثر مواقع بادگیرها در حالتی بین حالاتی که توضیح داده شد عمل می کنند . یعنی هم بر اساس مکش و کشش و هم بر اثر تفاوت دمایی