سلسله جبال البرز و زاگرس نواحی مرکزی ایران را از دریای خزر در شمال و جلگه بین النهرین در غرب جدا می کنند . کوههایی نیز به صورت منفرد در مرکز و شرق ایران وجود دارند از جمله کوه تفتان ، شیر کوه و ...
کوهستان های غربی که دامنه های غربی رشته کوههای فلات مرکزی ایران و سراسر کوههای زاگرس را در بر می گیرد از مناطق سردسیر کشور به شمار می آیند .
کلیات آب و هوایی این منطقه به شرح زیر می باشد :
· 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 گرم ترین ماه سال در این اقلیم بیش از 10 درجه سانتی گراد و متوسط دمای هوا در سردترین ماه سال کمتر از 3- درجه سانتی گراد می باشد .
نوسانات دمایی در طی شبانه روز نیز در نواحی کوهستانی بیشتر است . در این اقلیم دره ها در فصل تابستان بسیار گرم و در زمستان معتدل اند . مقدار تابش آفتاب در فصل تابستان در این منطقه زیاد و در زمستان بسیار کم است . زمستان ها طولانی ، سرد و سخت بوده و تا چند ماه از سال ، زمین پوشیده از یخ ، و بهار کوتاه مدت است و زمستان و تابستان را از هم جدا می کند. سرما از اوایل آذر ماه شروع می شود و کم و بیش تا اواخر فروردین ادامه می یابد . در سراسر این منطقه از آذربایجان گرفته تا استان فارس ، زمستان ها به شدت سرد می باشد .
در این نواحی ، میزان بارندگی در تابستان کم و در زمستان زیاد است و بیشتر به صورت ریزش برف می باشد . برف های پیاپی بیشتر قله ها را می پوشاند . در ارتفاعات بالای 3000 متر همواره برف وجود دارد و این کوهستان ها سرچشمه رودخانه ها و قنات ها در کشور محسوب می شوند .
بارش برف در نواحی شمال و شمال غربی منطقه بیش از نواحی جنوب غربی آن است . علی رغم بارندگی فراوان ، رطوبت در این اقلیم کم می باشد . همچنین سلسله جبال غربی همانند سدی مانع از نفوذ هوای مرطوب مدیترانه به داخل فلات ایران می شوند و رطوبت هوا را تنها در دامنه های خود نگاه می دارند . 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 می دهد .
فرم بنا
برودت بسیار زیاد هوا در بخش عمده ای از سال ، در نواحی 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 .
1. 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 .
2. 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 1 تا 1.5 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 .
3. 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 20 درجه به طرف غرب و 45 درجه به سمت شرق و در سایه باد یکدیگر و خارج از سایه آفتاب هم ، در محور شمالی – جنوبی مستقر می شوند .
4. 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 .
5. 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 .
6. 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 .