4/5
1رای
این پســت برای شما مفیــد بود ؟
  • 5عالی بود
  • 3خوب بود
  • 2معمولی بود
  • 1بد بود

یکی از مهم ‌ترین مقوله ‌های تأثیرگذار در معماری ساختمان ‌ها، باد است. به‌ طورکلی شرایط اقلیمی در معماری نیازمند مطالعات و پژوهش ‌های جامعی است که روز به ‌روز با پیشرفت فناوری، پنجره ‌های جدیدی به روی این حوزه باز می‌ شود. باد به ‌عنوان یک منبع انرژی مهم در بسیاری از مسائل شهرسازی و ساختمان‌ سازی زیر نظر گرفته می‌ شود و برای استفاده بهینه از آن و جلوگیری از آسیب‌ های احتمالی آن نظریه‌ هایی داده‌ شده است. ممکن است در سازه‌ های ساختمان ‌ها با عنوان بادگیر آشنا شده باشید. این مسئله نشانگر این است که افراد از گذشته به تأثیر باد در طراحی ساختمان اهمیت داده و علاوه بر استفاده از انرژی باد، در جلوگیری از خطرات احتمالی آن نیز کارهایی انجام داده‌ اند.

تعریف باد

باد از تغییر فشار اتمسفر به وجود می ‌آید. علت ایجاد باد، حرکت هوا از یک منطقه پر فشار به منطقه کم ‌فشار است که این تغییر فشار به دلیل گرم شدن غیر یکنواخت زمین بر اثر تابش خورشید می ‌باشد. همان‌ طور که می‌ دانید آشفتگی زیاد باد در ارتفاعات پایین می ‌تواند نگران ‌کننده باشد. عوامل زیادی از قبیل جنگل و ساختمان ‌ها، در جریان هوا تأثیر می ‌گذارد و باعث هدایت، انحراف، فشرده شدن آن و در حالت کلی باعث تغییر در سرعت و الگوی آن می ‌شوند. بنابراین ابعاد و شکل ناهمواری ‌ها در ایجاد مناطقی با بادهای شدید نقش به‌ سزایی دارند. البته مناطق بادگیری نیز وجود دارد که همگی در نوع خود بسیار اهمیت دارند. تأثیر باد در طراحی ساختمان نیز همواره مورد توجه مهندسین ساختمان است.

انواع باد در معماری

مناطق قطبی و نیمه استوایی از مناطق پر فشار و ثابت هستند و مناطق با عرض جغرافیایی بالا به ‌عنوان کم ‌فشار شناخته ‌شده ‌اند. کم ‌فشار و پر فشار بودن مناطق سبب ایجاد باد می ‌شوند که در ادامه با انواع بادها در معماری آشنا می ‌شویم. مهندسین با شناخت انواع باد توانسته ‌اند تأثیر باد در طراحی ساختمان را بهتر بشناسند.

تاثیر باد در طراحی ساختمان

 بادهای تجاری

مرکز این بادها که دارای هوای پر فشار هستند مناطق استوایی است. جهت حرکت این بادها در نیم ‌کره شمالی به سمت جنوب غربی است. همچنین این بادها در نیم ‌کره جنوبی به سمت شمال غربی حرکت می‌ کنند. این دو جهت، اغلب ثابت هستند و مناطقی که این نوع بادها از آن ‌ها عبور می‌ کنند دما و رطوبت را تعیین می ‌کنند.

بادهای غربی

مناطق نیمه استوایی به‌ عنوان مرکز این بادها شناخته ‌شده‌ اند که به سمت مناطق کم ‌فشار اقیانوس منجمد شمالی حرکت می ‌کنند. این بادها و بادهای قطبی که با آن نیز آشنا خواهید شد در طول منطقه قطبی به همدیگر نزدیک می ‌شوند و به دلیل داشتن اختلاف درجه حرارت زیاد این دو توده، جبهه ‌های طوفانی ایجاد می ‌شود. در تابستان جهت و سرعت حرکت این بادها تقریباً ثابت باقی می ‌ماند اما در زمستان تغییرات زیادی در این عوامل به وجود می ‌آید.

بادهای قطبی

توده‌ های هوای سرد از مناطق پرفشار قطبی و اقیانوس منجمد شمالی پراکنده می ‌شوند و بادهای قطبی را می ‌سازند. در نیم‌ کره جنوبی این بادها به سمت شمال غربی و در نیم ‌کره شمالی به سمت جنوب غربی حرکت می ‌کنند.

بادهای موسمی

اختلاف میانگین درجه حرارت سطح زمین و دریا باعث ایجاد باد می ‌شود. بادهای زمستانی بر روی خشکی و بادهای تابستانی بر روی دریا حرکت می ‌کنند که باد موسمی نامیده می ‌شوند. این بادها بیشتر بر استرالیا، آسیای جنوبی و شمال آفریقا تأثیر دارند. این بادها در آسیای جنوبی به سمت جنوب غربی و در شمال غربی استرالیا به سمت جنوب شرقی حرکت می‌ کند.

 نسیم‌ های دریا و خشکی

در مناطق ساحلی روزها و شب ‌ها بادی می ‌و‌زد که علت آن اختلاف دمای هوای روی خشکی و هوای روی دریاست. روزها هوای روی دریا به سمت خشکی حرکت می ‌کند و شب ‌ها عکس این عمل اتفاق می ‌افتد.

بادهای محلی

در مناطق کوهستانی اختلاف درجه حرارت باعث می ‌شود تا بادهای محلی بوزند. هنگام روز این هوا به سمت بالا حرکت می‌ کند و هنگام شب هوا به سمت پایین می ‌آید و دلیل آن اختلاف دماست.

تاثیر باد در طراحی ساختمان

تأثیر نیروی باد

نیروی باد یکی از موارد بسیار مهم است که در طراحی ساختمان‌ ها، به ‌ویژه ساختمان ‌های بلند تأثیر زیادی می ‌گذارد و هر چه ارتفاع افزایش می ‌یابد اهمیت آن نیز افزایش می ‌یابد. ساختمان‌ های بلند و باریک باید به‌ گونه ‌ای طراحی شوند که فرکانس گردبادها هم ‌اندازه با فرکانس طبیعی سازه باشد، در غیر این ‌صورت با وزش شدید باد خسارات جبران ‌ناپذیری به ساختمان وارد خواهد شد. زمانی که ارتفاع ساختمان‌ ها افزایش می ‌یابد نیروهای طبیعی علی ‌الخصوص بادها بر ساختمان می ‌توانند غالب شوند و آسیب ‌های جدی وارد کنند. در قسمت ‌های بالایی ساختمان شتابی که در اثر طوفان ‌های پرتکرار حاصل می ‌شود تا حد توان باید محدود گردد تا حرکاتی که موجب آزار ساکنین می‌ شود، به کمترین حد ممکن خود برسد.

همچنین ساختمان ‌ها باید در برابر زلزله نیز بسیار مقاوم طراحی شوند تا در اثر زلزله ‌های کوچک و بزرگ، ساختمان ‌ها از لرزه ‌های مختلف در امان بمانند. طراحی مناسب یک ساختمان به‌ گونه ‌ای باید باشد که علاوه بر تحمل بارهای ثقلی، شکل‌ پذیری مناسبی نیز داشته باشد. همچنین یک ساختمان مناسب لازم است در برابر بارهایی مانند بارهای جانبی باد و زلزله مقاوم باشد. طراحی ساختمان ‌هایی که در منطقه زلزله‌ خیز قرار دارند باید به‌ گونه‌ ای باشد که اتصالات سازه، انرژی زلزله را جذب کند. با این گفته ‌ها، تأثیر باد در طراحی ساختمان بیشتر به چشم می ‌آید.

طرح و شکل ساختمان ‌ها در تأثیرگذاری اقلیم

مواردی مثل تعادل حرارتی داخل ساختمان، نور و روشنایی ساختمان، مقاوم بودن در برابر برف و باران و کاهش نیروی تخریبی باد در برنامه ‌ریزی ‌های ساخت سازه لازم است مورد توجه قرار گیرند. در صورتی ‌که تمامی موارد گفته ‌شده در قسمت فوق، در طراحی ساختمان رعایت شوند علاوه بر بالا بودن ایمنی سازه، آسایش و راحتی ساکنین نیز بسیار بالا خواهد بود. البته لازم است ساختمان در برابر عناصر و عوامل اجرایی نیز طراحی قوی و خوبی داشته باشد. تأثیر باد در طراحی ساختمان به ‌عنوان یک مسئله قدیمی مطرح است و با پیشرفت فناوری راهکارهای مناسبی برای کنترل و استفاده از آن ایراد می ‌شود.

تأثیر باد در شهرسازی

باد از جمله عوامل طبیعی تأثیرگذار در بافت شهر است. سازه‌ هایی که در مکان ‌های مختلف درون ‌شهری و برون ‌شهری ساخته می ‌شوند باید به‌ گونه‌ ای باشند که در برابر بادهای شدید مقابله کنند. همان ‌طور که گفته شد تأثیر باد در طراحی ساختمان چشمگیر بوده و اهمیت زیادی دارد که به همین علت، قبل از طراحی سازه لازم است جهت ‌های مختلف باد شناسایی‌ شده و سپس اقدام به طراحی شود. مسیرهای شهری باید به‌ گونه ‌ای طراحی شوند که باد از بین آن‌ ها به‌ راحتی گذر کرده و مشکلی برای سازه‌ ها به وجود نیاورد.

ساختمان ‌های کوچک و بلندی که در هر شهری ساخته می ‌شود به‌ عنوان ناهمواری ‌های روی زمین شناخته می ‌شوند که این ناهمواری ‌ها در جهت سرعت و چگونگی حرکت باد می ‌توانند تأثیرگذار باشند. امروزه در شهرها ساختمان‌ ها را به ‌گونه‌ ای می‌ سازند که هدایت و نفوذ باد به داخل شهر و عبور باد از کنار ساختمان ‌ها به نحو احسن انجام شود. همان ‌طور که تهویه مطبوع در داخل ساختمان ‌ها اهمیت دارد، تهویه مطبوع در شهرها نیز حائز اهمیت است. شهرهای بزرگی که با آلودگی هوا مواجه هستند می‌ توانند با یک فرم ایده ‌آل از باد استفاده کنند و هوای آلوده را به بیرون از شهر منتقل نمایند.

یکی دیگر از عواملی که باعث افزایش یا کاهش شدت باد می ‌شود، ارتفاع و فرم ساختمان ‌ها در سطح شهر است. عوامل محیطی مانند درختان و مبلمان شهری در برابر کنترل باد نقش مهمی ایفا می ‌کنند. شما هیچ‌گاه درختچه ‌ها و درخت ‌هایی که در سطح شهر کاشته می ‌شود را دست ‌کم نگیرید چرا که همه این عوامل علاوه بر زیباسازی فضای محیط، در کنترل و تغییر جهت باد نیز مؤثر هستند.

تاثیر باد در معماری

تأثیر باد در طراحی ساختمان ‌های بلند

در ابتدا به معرفی انواع سازه ‌ها می ‌پردازیم تا در ادامه فهم خوبی از تأثیر باد در طراحی ساختمان داشته باشیم. زمانی که ارتفاع سازه کم باشد، سرعت و فشار باد نیز کم می ‌شود و در نتیجه نیروی باد کاهش می ‌یابد. علاوه بر آن می ‌توان گفت ساختمان ‌های کم ارتفاع استحکام بسیار زیادی دارند و رفتار سازه ‌ای نسبتاً مناسبی نیز از خود نشان می‌ دهند که در این حالت تأثیرات دینامیکی باد بر بارهای استاتیکی متعادل در نظر گرفته می ‌شود.

سرعت و فشار باد در ساختمان‌ های بلند و باریک، بسیار افزایش می ‌یابد. در چنین سازه ‌هایی باد تأثیرات بسیار زیادی می ‌گذارد. ممکن است مقاومت باد از نیروی لرزه ‌ای بیشتر باشد که در این حالت نیروی غالب سازه است.

از معضلاتی که ساختمان‌ های باریک و بلند تحت تأثیر آن هستند، می ‌توان به تحریکات باد اشاره کرد که باعث ایجاد نیروهای نوسانی بسیار قدرتمند در جهت عرضی باد می ‌شود. این مورد باعث متمایز شدن ساختمان ‌های متوسط از ساختمان ‌های بلند می ‌شود. جهت مطالعه عوامل پایداری در ساختمان های بلند به مقاله مربوطه مراجعه نمایید.

به ‌طور کلی می ‌توان گفت حرکات ساختمان‌ های بلند در سه حالت جهت عرضی باد، امتداد نیروی باد و در حالت پیچشی رخ می ‌دهد؛ به همین دلیل تأثیر باد در طراحی ساختمان بسیار مهم است. تأثیراتی که در جهت عرضی وزش باد شکل می‌ گیرد بسیار بیشتر از جهت طولی بوده و لازم به ذکر است که تأثیرات جهت طولی بر ساختمان‌ های بالاتر از ۱۰۰ متر مشهود است. به ‌طور کلی وزش باد در سه جهت عرضی، طولی و پیچشی بر ساختمان ‌ها تأثیر می ‌گذارد.

چگونگی تأثیر نیروی باد بر روی سطوح ساختمان

وزش باد از طرفی سبب ایجاد فشار و مکش بر روی سطوح خارجی سازه می ‌گردد. علاوه بر آن فشار زیادی بر روی سطوح داخلی سازه وارد می ‌کند که سبب ایجاد نیروی مکش نیز می ‌شود. نیروی مکشی که از وزش باد حاصل می‌ شود نقش بسیار مهمی داشته و تأثیر زیادی بر روی دیوارها و سقف ‌ها می ‌گذارد. چرا که ترکیب شدن این نیرو با نیروی مکش یا فشار خارجی سبب به وجود آمدن آسیب‌ های جدی می ‌شود.

سرعت باد از جمله مواردی است که تأثیر زیادی بر روی ساختمان ‌ها می ‌گذارد و با افزایش ارتفاع هر سازه، سرعت باد نیز افزایش می ‌یابد. با در نظر گرفتن سرعت باد و سرعت پایه آن، قدرت باد محاسبه می ‌شود. فشار باد پایه به فشاری گفته می ‌شود که با سرعت باد پایه تعیین شود. فشار مبنای باد نیز به فشاری گفته می ‌شود که با وزش باد در ارتفاع ۱۰ متری سطح زمین ایجاد شده و وارد سازه می ‌شود. همه این عوامل از فاکتورهای مهمی است که در طراحی ساختمان آن ‌ها را نیز در نظر می ‌گیرند.

جمع ‌بندی

ساختمان ‌ها همواره توسط عوامل طبیعی آسیب‌ می ‌بینند و باد یکی از عوامل طبیعی است که تأثیر زیادی در زندگی بشری دارد. تأثیر باد در طراحی ساختمان همواره مورد توجه بوده و امروزه از همه جهات این امر مورد بررسی قرار می‌ گیرد. در طراحی ساختمان ‌های بلند باید بیشتر به تأثیر باد دقت شود، زیرا قدرت باد در ارتفاع بالا بیشتر است و می ‌تواند آسیب جدی به ساختمان وارد کند.

4/5
1رای
این پســت برای شما مفیــد بود ؟
  • 5عالی بود
  • 3خوب بود
  • 2معمولی بود
  • 1بد بود
پیشنهاد می کنیم مطالعه کنید
0

سوالات و نظرات کاربران

نمایش موافق ترین ها
0

سوالات و نظرات کاربران

اختیاری

اشتراک گذاری

تماس 03135155000 03135156000 0