پاورپوینت بررسی شرایط اقلیمی و معماری شهر مشهد

شهر مشهد و منطقه اطراف آن بخش بزرگي از حوضه ي آبگير كشف رود است كه از شمال به كوه هاي هزار مسجد و از جنوب و مغرب به كوه هاي بينالود محدود مي شود. اين شهر در طول جغرافيايي 59 درجه و 37 دقيقه شرقي از مبدأ گرينويچ وعرض جغرافيايي 36 درجه و 16 دقيقه شمالي واقع شده است. ارتفاع اين منطقه از سطح دريا حداقل 750 و حداكثر 1800 متر مي باشد. يعني به طور متوسط مشهد 990 متر از سطح دريا ارتفاع دارد. با توجه به وضعيت طبيعي منطقه دو نوع آب و هواي متمايز در آن وجود دارد، يكي آب و هواي مناطق كوهستاني ( فوق هزار متر) و ديگري نواحي جلگه اي كه حداكثر ارتفاع آنها حدود 1000 متر است. علاوه بر اين عامل عرض جغرافيايي نيز در آب و هواي منطقه موثر بوده، جريانات هواي سرد شمالي مربوط به همين عامل مي گردد. نوع ديگر آب و هوا در مشهد شامل دره مشهد و ابتداي آن است كه مي توان آن را آب و هواي نيمه صحرايي و استپي ناميد. ميزان متوسط باران ساليانه در اين نقاط 22 سانتيمتر و دماي متوسط سالانه كمتر از 18 درجه سانتيگراد است. ميزان بارندگي در فصل زمستان بيش از ساير فصول است. نواحي كوهستاني شمالي و جنوب در مشهد از آب و هوايي برخوردارند كه مي توان آن را مرطوب و معتدل و مايل به گرم دانست.
 
شرايط اقليمي شهر مشهد
توجه به نيروهاي طبيعي و زوال ناپذيري چون آفتاب، باد و استفاده از آن ها در انجام برخي از كارها و بهبود بخشيدن به شرايط حرارتي فضاهاي زيستي از ديرباز در كشور ما معمول بوده است. استفاده از اين نيروها در ساختمان به صرفه جويي در مصرف سوخت و مهم تر از آن به ارتقاء كيفيت آسايش و بهداشت و محيط هاي مسكوني و سالم سازي محيط زيست منتهي مي شود. از نظر كنترل فضاهاي داخلي ساختمان اولين گام دراستفاده از انرژي هاي طبيعي هماهنگ سازي ساختمان به طور طبيعي و كلي محيط مسكوني با شرايط اقليمي حاكم بر آن است. به عبارت ديگر اول شرايط لازم در استفاده مناسب از شرايط طبيعي هماهنگي وانطباق ساختمان اقليمي است. اقليم از كلمه يوناني كليما در فرهنگ لغات آكسفورد منطقهاي با شرايط مشخصي از دما، خشكي، باد،نور و ... معني شده است. تعريف كمي علمي تر اقليمي چنين است: تركيب زماني وضعيت فيزيكي محيط جوي كه ويژه يك محل جغرافيايي مشخص است. چون هوا وضعيت لحظه اي جوي يك مدل معين است اقليم را مي تواند چنين تعريف كرد: تركيب زماني اوضاع هوا ، اقليم تا آنجا كه با آسايش انسان رابطه اي برقرار مي كند نتيجه ي عواملي چون تابش آفتاب، رطوبت هوا، وزش باد و ميزان بارندگي است.
 
 
 
تابش خورشيد و تأثيرات آن بر درجه حرارت
مهمترين عامل آب و هوايي كه تغييرات آن محسوس تر از ديگر عوامل است، درجه حرارت محيط مي باشد كه در داخل يا خارج ساختمان قابل بررسي خواهد بود، نور طبيعي آفتاب براي هر موجود زنده اي در عالم حياب بخش و ضروري است و عامل ايجاد آن خورشيد و اشعه ساطع شده از آن است. اين نور بايستي براي هر محيط كه انسان قصد زيست و زندگي در آن را دارد پيش بيني واثرات مفيد و سودمند آن به نحو مناسبي استفاده گردد. اما همين نور كه باعث به وجود آوردن آن دماي فوق العاده زياد سطح خورشيد است هنگام برخورد به هر جسمي، انرژي حرارتي خود را به آن انتقال مي دهد و باعث گرم شدن سطحي كه در معرض اين برخوردها است مي گردد. با اينكه فاصله خورشيد از زمين حدود 148 ميليون كيلومتر است مدار حرارتي كه بر سطح عمود بر اشعه آن در اين فاصله در هر دقيقه توليد مي شود 94/1 كالري بر سانتيمتر با 429 بي . تي . يو . برفوت مربع در هر ساعت است. به همين دليل عوارض نامناسب و مضري كه همين نور حياتي ايجاد مي كند بايستي در امان ماند و به تغييرات آن وقوف كامل پيدا كرد و با علم به اين تغييرات در جهت استفاده مطلوب برنامه ريزي كرد. بنا بر آنچه گفته شد مقدار نور و حرارتي كه به هر جسم در سطح زمين مي رسد بستگي به فاصله آن از خورشيد يا به عبارتي ارتفاع محل قرارگيري آن و زواياي سطوح آن نسبت به خورشيد دارد. 
در ابتدا به عامل ارتفاع مي پردازيم. در حد فاصل بين خورشيد تا زمين عواملي قرار دارند كه مي توانند بر مقدار نور و حرارت آن در هنگام رسيدن به سطح زمين موثر باشند و از شدت آن كاسته يا بر آن بيفزايند كه از جمله آن ها وجود اثر آلودگي هاي جوي و بخار آب را مي توان نام برد. عامل ديگر زواياي سطوح نسبت به اشعه هاي خورشيدي است. به دليل حركت هاي دائمي زمين نسبت به خورشيد ( حركت وضعي و دوراني) موقعيت خورشيد نسبت به هر نقطه از زمين در ساعات شبانه روز و در فصول مختلف سال تغيير مي نمايد. به همين دليل زاويه تايش اشعه هاي خورشيد كه ثابت فرض مي شوند ( نسبت به هر سطح تغيير مي كند كه بايستي مورد توجه قرار گيرد) تغيير زاويه خورشيد نسبت به نقاط مختلف زمين ناشي از حركتي سه بعدي است. بنابراين به وسيله دو زاويه ( يكي زاويه بين امتداد اشعه خورشيدي و سطح افقي و ديگري زاويه بين تصوير امتداد اشعه خورشيد بر صفحه افقي و شمال واقعي) پديد مي آيد كه بر مبناي عرض جغرافيايي محل اين زوايا به طور روزانه و سالانه تغيير مي نمايد. اين زوايا به طور تقريبي براي محدوده هاي تعيين شده است و زواياي دقيق براي هر محل خاص با محاسبات رياضي به دست مي آيد به صورت دياگرام هايي به نام دياگرام مسير حركت خورشيد قابل ارائه مي باشد كه براي محاسبه انرژي خورشيدي و ابعاد سايه بان ها قابل استفاده است. براي استفاده از آن با تعيين عرض جغرافيايي منطقه ساختمان را با توجه به زاويه اش نسبت به شمال در مركز دايره قرار داده و موقعيت خورشيدي را در ساعات مختلف روز بر مبناي ماه و فصل تعيين مي نمايند. سطوح مختلفي كه در هر ساختمان وجود دارد به سه دسته قائم، افقي و شيب دار تقسيم مي شوند كه تأثير تابش اشعه خورشيد نسبت به هر يك تعيين كننده مقدار انرژي خورشيدي است كه مجموعاً به آن ساختمان رسيده و به داخل آن نفوذ مي نمايد. وضعيت سطوح قائم را در عرض جغرافيايي ايران در سه دسته مختلف بررسي مي كنيم : 
ديوارهاي جنوبي : اين ديوارها بيشترين مقدار تابش آفتاب را در آذرماه و كمترين مقدار را در خردادماه دريافت مي نمايند و از شهريور تا اسفند از طلوع تا غروب آفتاب در معرض تابش نور خورشيد مي باشند. 
ديوارهاي جنوب شرقي و جنوب غربي : اين ديوارها در زمستان بيشتر از تابستان در معرض تابش آفتاب قرار مي گيرند.
ديوارهاي شمالي و شرقي و غربي : اين ديوارها در زمستان كمتر از تابستان در معرض آفتاب قرار دارند. در مشهد ديوارهاي شمالي در زمستان نور نمي گيرند و در تابستان هم در حد بسيار كمي نور دريافت مي كنند. 
سطوح افقي : سطوح افقي و بام هاي مسطح در تابستان بيشترين و در زمستان كمترين مقدار تابش مستقيم آفتاب را دريافت مي نمايند كه اين مقدار در زمستان حتي از مقدار تابش آفتاب به ديواره هاي جنوب شرقي و جنوب غربي در اين فصل هم كمتر است. 
 
دما، رطوبت و هوا 
متوسط حداقل دماي هوا در سردترين ماه سال، ژانويه 7/4 درجه سلسيوس و متوسط حداكثر آندر گرم ترين ماه سال ژوئيه 9/33 درجه سلسيوس بوده است . با مقايسه اين دو رقم و به طور كلي با مقايسه از ارقام مربوط به متوسط حداقل و متوسط حداكثر هوا در ماه هاي مختلف سال مشاهده مي گردد كه متوسط حداقل دماي هوا در سه ماه سال زير صفر است. پائين ترين دمايي كه در طول ايندوره آمارگيري گزارش شده است 28- درجه سيلسيوس بوده است. تعداد روزهاي يخبندان در اين ايستگاه در طول سال به طور متوسط 3/100 روز مي باشد. با توجه به ارقام فوق نتيجه مي گردد كه در اين منطقه پايين بودن دماي هوا در ماههاي سرد سال اهميت بيشتري نسبت به بالا بودن دما و دماهاي گرم دارد. ارقام مربوط به روز درجه هاي سرمايش و گرمايش نيز نويد اين موضوع اند. كل روزهاي درجه سرمايش (1) و در طول سال 7/364 و مجموع روزهاي درجه هاي گرمايش (2) و در كل سال 3/2338 مي باشد. يعني در طول سال نياز به گرم كردن هواهاي داخلي ساختمان بيش از 6 برابر نياز به سرد كردن آن است. البته بايد توجه داشت در ايستگاه هاي هواشناسي دماسنج در محفظه اي قرار دارد كه باعث ايجاد سايه براي آن شده و ضمناً از تأثير باد بر دماسنج جلوگيري مي نمايد. 
به عبارت ديگر، در شرايط واقعي ممكن است دو عامل اقليمي تابش آفتاب و جريان هوا، دماي محسوس را تشديد يا تعديل نمايند. با استفاده از جدول بيوكليماتيك، مي توان تغييراتي را كه اين دو عامل در دماي هوا در رابطه به احساس راحتي انسان به وجود مي آورند مورد بررسي قرار داد. 
به منظور بررسي شدت گرما يا سرما در طول سال و تأثيري كه ديگر عوامل اقليمي بر احساس آسايش انسان مي گذارند، حداكثر و حداقل دماي هوا و رطوبت مربوط بر روي جدول بيوكليماتيك انتقال داده شده است.
در تابستان شرايط اقليمي منطقه به طرف مناطق گرم و خشك ميل نموده است. البته اين شرايط فاصله كمي با منطقه آسايش داشته و مي توان با افزودن مقداري رطوبت به هواي خارج ساختمان و در ماهاي ژوئن، ژوئيه و اوت اين هوا را در رابطه با آسايش انسان مطلوب ساخت اما به دليل برودت شديد هوا در زمستان فاصله شرايط زمستاني با منطقه آسايش زياد است و حتي با استفاده از انرژي حاصل از تأثير آفتاب مي توان اين هوا را در حد راحتي انسان گرم نمود. در مورد داخلي نسبت به سرد كردن اين فضاها، مي بايست جهت وزش اين بادها را كاملاً مورد توجه قرار داد. بادهايي كه در دماهاي سرد مي روند، علاوه بر آنكه اتلاف حرارت ساختمان را بالا برده و مصرف سوخت سيستم هاي گرم كننده ساختمان را مي افزايند، به طور قابل ملاحظه اي در كاهش دماي محسوس يعني پايين بردن دماي هوا در رابطه با احساس سرما مؤثرند. به طور مثال، حداقل دماي هوا در ماه ژانويه 7/4 درجه سيلسيوس است ، سرعت باد غالب در اين ماه 6 نات يعني حدود 11 كيلومتر در ساعت است، اين باد با چنين سرعتي، 2 وات هوا را از 7/4- به حدود 13- درجه سيلسيوس پايين برده و نفوذ آن به بدن را نيز افزايش مي دهد. بنابراين در رابطه با صرفه جويي در مصرف سوخت و به خصوص در رابطه با راحتي افرادي كه در محيط باز فعاليت خواهند داشت، توجه به جهت وزش بادهاي زمستاني امري اجتناب ناپذير است. 
 
تأثير عوامل اقليمي بر طراحي 
تاثير عوامل اقليمي بر ساختمان
الف) اشعه خورشید: طبق مذکور در مورد زاویه جهت تابش خورشیدی به ساختمان هر یک از سطوح جانبی ساختمان در فصول مختلف ودر ساعات مختلف روز,مفدار انرژی متفاوتی نسبت به هم در یافت می کنند.
در زمان هایی که زاویه خورشید نسبت به افق کم است (در زمستان ها),اشعه خورشید نفوذ بیشتری به داخل ساختمان خواهد داشت و عمق بیشتری از داخل ساختمان در نعرض تابش نورقرار خواهد گرفت.این نور مستقیم با تابش به مدت نسبتاَزیاد آن در این مواقع ,نامناسب و نارحت کننده است. به همین دلیل بایستی از این نفوذ جلوگیری به عمل آید و حتی الامکان آن را تبدیل نمود.
وجود پنجره در نما ساختمان و استفاده از شیشه باعث می گردد که نور راه خودرا به سهولت طی کند و انرژی حرارتی همراه خود را به داخل ساختمان ببرد و موجب گرم شدن هوای داخل گردد به این دلیل از شیشه بایستی به مقدار کم در نما چنین ساختمان هایی استفاده کرد.
استفاده از کرکره هایی داخلی و خارجی,قرار دادن دیوار مشبک و پیش آمدگی های در نما به عنوان سایبان از روش های مناسب برای جبران نقیصه وجود شیشه در نما می باشد.غیر قابل نفوذ کردن سطوح جانبی ساختمان برای نور خورشید با به کاربردن مصالح ساختمان ها ی روش نهایی و کامل است.نور طبیعی خورشید برای سیر مراحل حیاتی زیست نباتات در داخل ساختمان لازم و ضروری است, بنابراین هدایت این نور با روش های مناسب وسعت هر ساختمان لازم است که یکی از مهمترین آن ها ایجاد حیاط های مرکزی در نقاط مختلف ساختمان است.
ب)باد: آزمایشات نشان می دهد که هر گاه باد با زاویه 45 درجه عمود بر بدنه بنا بوزد,به شک موثری در آن اثر می گذرد.چنانچه این زاویه از 45 درجه تا25 درجه باشد,نیمه موثر ودر غیر این زاویه بی اثر است.
و...