1- چكيده
بادگير به عنوان يك سيستم سرمايشي، تهويه مطبوع را با استفاده از انرژي تجديد پذير باد فراهم مي كند. اين عنصر معمارانه در معماري بومي اقليم هاي گرم ايران ديده مي شود. در اين تحقيق، شهر يزد به عنوان نمونه مورد مطالعه از اقليم گرم و خشك، برگزيده شده است. در اين تحقيق، براي اولين بار، گونه شناسي بادگير ها و شناخت روابط حاكم بر معماري آن ها ارايه گرديده است. نتايج ارايه شده برآمده از بررسي مشخصات 53 بادگير است كه حاصل برداشت هاي ميداني بوده است.
روش تحقيق، توصيفي - تحليلي است و روش انتخاب نمونه ها، خوشه اي تصادفي متناسب مي باشد. گونه شناسي با تحليل ساختاري و يافتن الگو ها و درون مايه هاي مشترك بادگير ها صورت پذيرفته است. در ضمن گونه شناسي، تناسبات معماري حاكم بر بادگير ها نيز بيان شده است. چگونگي تاثير گذاري معماري بادگير ها بر عملكردشان با تحليل رفتار حرارتي سرنمون هاي بادگير هاي منتخب تبيين شده است. در اين تحقيق از علم ديناميك سيالات محاسباتي و نرم افزار فلوئنت و تحليل عددي به عنوان دقيق ترين روش تحليلي بهره گرفته شده است. نتايج حاصله از اين تحليل ها مشخصات كالبدي بادگير ها با كاركرد بهينه را معلوم ساخته است و شناخت مدل بهينه، راه را براي استفاده مجدد از بادگير هاي يزد با كاركرد بهتر فراهم مي كند.
واژگان كليدي: بادگير، معماري ايران، گونه شناسي، نرم افزار فلوينت.
2- مقدمه
بادگير همان گونه كه از نام آن پيدا است، جزيي از كالبد ساختمان هاي مناطق گرم و خشك يا گرم و مرطوب ايران به شمار مي رود كه با هدايت جريان باد و بهره گيري از انرژي پاك در طبيعت، در تعديل دما و رسانيدن دماي فضاي سكونتي به دماي در حد آسايش انسان، نقش موثري داشته است. تحقيق انجام شده بر اقليم گرم و خشك تاكيد دارد و شهر يزد نيز به عنوان نمونه موردي، مورد بررسي قرار گرفته است.
بادگير ها از اجزاي مختلفي تشكيل شده اند كه برخي از آن ها جنبه زيبايي شناسانه دارند و برخي به شدت در عملكرد بادگير نقش دارند. شناخت اين اجزا به فهم بهتر ساختار بادگير ها كمك شايان توجهي خواهد نمود. در اين نوشتار از اجزايي كالبدي تحت عناوين قفسه، ساقه و تيغه هاي اصلي و فرعي و منافذ باز و بسته سخن به ميان آمده است كه به تشريح آن ها اشاره مي شود.
قفسه: قسمت راس بادگير است كه شامل مجاري عبور دهنده جريان هوا مي باشد.
ساقه: آن بخش از بدنه بادگير است كه حد فاصل قفسه و بام قرار گرفته است.
تيغه: عناصري متشكل از خشت و آجر مي باشند كه كانال بادگير را به چند كانال كوچك تر تقسيم مي كنند.
تيغه اصلي: ديواره هايي كه تا مركز برج ادامه مي يابند و كانال بادگير را به كانال هاي كوچك تر تقسيم مي كنند.
تيغه فرعي: ديواره هايي كه تا مركز برج ادامه نمي يابند و فقط تا عرض ديوار هاي خارجي پيش مي روند. تيغه هاي فرعي در نماي بادگير ها همچون پره هاي كانال كولر نمايان مي شوند.
منافذ باز و بسته: در نماي بادگير ها به هر فضايي كه مابين دو تيغه (چه تيغه اصلي و چه تيغه فرعي) قرار گيرد، منفذ گفته مي شود. چنانچه اين منفذ باز باشد و هوا بتواند از ميان آن عبور كند، منفذ باز و در غير اين صورت منفذ بسته ناميده مي شود. (محمودي؛ 1382؛ 243)
3- روش تحقيق
4- گونه شناسي بادگير ها
4-1- گونه شناسي A، گونه شناسي جاي قرار گيري بادگير در پلان منزل
4-2- گونه شناسي B، گونه شناسي فرم پلان خود بادگير
4-3- گونه شناسي C، گونه شناسي مقطع بادگير ها
5- معيار هاي انتخاب سرنمون براي تحليل فلوئنت
6- شبيه سازي مدل ها و روند تحليل رفتار حرارتي مدل ها
6-1- اثر نرخ جريان جرمي هوا
6-2- اثر سرعت باد
6-3- اثر هندسه و سطح مقطع بادگير
6-4- اثر ضخامت و هندسه سطح مرطوب
7- نتيجه
سه عامل را مي توان براي تفاوت هاي معماري بادگير هاي يزد برشمرد كه به آن ها اشاره مي شود:
1- خلاقيت معماران در طراحي معماري بادگير هاي يزد به گونه اي است كه در اين شهر، دو بادگير كه دقيقاً معماري يكساني داشته باشند وجود ندارد و اين عامل باعث گرديده تا هر بادگير، هويت خاص خود را داشته باشد و به نوعي، هويت دهنده به خانه و محله نيز باشد.
2- در برخي موارد، طراحي معماري كل خانه و طراحي تالار، عاملي بوده كه معماري و به ويژه پلان بادگير ها را تحت تاثير قرار مي داده است. به عنوان مثال در مواردي كه تالار خانه، صليبي شكل طراحي مي شده است، با توجه به هندسه پلان، بادگير در يكي از گوشه هاي تالار قرار مي گيرد و فرم مربع پلان بادگير، فرمي است كه به واسطه طراحي معماري پلان بخش تابستان نشين به معمار ديكته مي شده است.
از موارد ديگر، پلان با تيغه داخلي H شكل بوده است كه اين نوع پلان همواره در سامان دهي خانه با گونه A-3 ديده شده كه در آن، بادگير با واسطه حوض خانه و با زاويه 90 درجه نسبت به تالار، در خانه استقرار مي يافته است. آن چه در نماي اين بادگير ها توجه را بر مي انگيزد، تعداد منافذ باز و بسته جبهه طولي نما است.
در بادگير با پلان H شكل، تعداد منافذ بسته جبهه طولي بسيار بيشتر از منافذ باز است و همواره اين سوال مطرح بوده كه چرا معمار براي منفذ دهي به جبهه هاي عرضي بادگير، منافذ جبهه عرضي را كم عمق در نظر نمي گرفته تا منافذ باز بيشتري در جبهه طولي داشته باشد. اما با بررسي معلوم گرديد كه اين گونه بادگير ها از عرض مواجه با باد غالب هستند و كشيدگي آن ها شمال غربي - جنوب شرقي است. پلان H شكل نيز با منافذ عميق خود در عرض اجازه مي دهد تا باد غالب بيشتري به داخل آن كشيده شود. از سوي ديگر، هندسه پلان نيز اجازه نمي داده است تا كشيدگي كانال به موازات كشيدگي تالار باشد تا از جبهه طولي مواجه با باد غالب باشد. در نتيجه معمار با H شكل ساختن فرم تيغه داخلي، اين مشكل را مرتفع ساخته است.
3- عملكرد بادگير و چگونگي رفتار حرارتي آن عامل موثر ديگري در جهت چگونگي فرم دادن و معماري بادگير ها است. در تمامي مواردي كه حوض آب در مجاور بادگير وجود دارد، اين حوض در اتاقي متصل به تالار تعبيه مي شده است. هيچ گاه در تالار، حوض آب وجود نداشته است.
نكته بااهميت در مورد بادگير هاي با استقرار گونه A-3 اين است كه محل قرار گيري بادگير كه محل ورود باد است و در ورودي تالار حوض خانه كه محل ورود جريان باد از حوض خانه به تالار است، به گونه اي است كه جريان باد با گذر از روي حوض با زاويه 90 درجه به تالار وارد خواهد شد. روبروي بادگير در حوض خانه، هيچ در بازي وجود ندارد و اين مسيله به همراه وجود كلاه فرنگي در سقف، موجب مي شود تا طبق تحليل هاي مكانيك سيالات، گردابه جرياني به وجود آيد كه اين گردابه باعث مي شود تا تبخير، بيشتر و موثر تر صورت گيرد؛ در غير اين صورت بازدهي تبخيري بسيار پايين مي آمد (تصوير 17).
در مورد زيرزمين نيز اين مسيله صادق است و از آن جا كه زيرزمين تنها منفذ نواري كوچكي رو به حياط دارد، لذا خروجي جريان هوا بزرگ نيست و در مواردي كه در زيرزمين حوض آب وجود دارد، جريان باد پس از برخورد با ديواره هاي زيرزمين در بالاي سطح حوض گردابه اي ايجاد مي كند كه به تبخير بيشتر و موثر تر مي انجامد.
بخش شناخت معماري تحقيق با گونه شناسي ختم شده است و بنا به محدوديت هاي مدل سازي و تحليل رفتار حرارتي، سرنمون هاي گونه شناسي با معيار هايي كه در بخش 5 آمده است، انتخاب شد و رفتار حرارتي آن ها با نرم افزار مورد بررسي قرار گرفت. در 3 مدل اول، سه بادگير متفاوت در «خانه رسوليان» مورد بررسي قرار گرفتند و علي رغم يكسان بودن پلان خانه و نحوه استقرار در خانه و يكسان بودن مقطع و ارتفاع و سطح مقطع، ديده شد كه نتايج متفاوتي حاصل آمد. بنابراين اين نتيجه مي تواند به دست آيد كه معماري و فرم تيغه بادگير با تيغه H شكل، بهترين جواب را خواهد داد. در يزد، بادگير با پلان + شكل كه نحوه استقرار آن در محور حياط باشد (مدل 5)، نتيجه بهتري را خواهد داد. نكته قابل توجه اين است كه اين نوع بادگير، نمونه غالب در يزد مي باشد و احتمالاً مردم و معماران به صورت تجربي، كاركرد بهتري از اين مدل دريافته بودند.
نتايج حاصل از شبيه سازي و تحليل عددي با نتايج تحقيقات تجربي «سوزان روف» مورد مقايسه قرار گرفت و با توجه به تشابه نتايج، اعتبار علمي شبيه سازي نيز مشخص گرديد. | 
مهناز محمودي
سيد مجيد مفيدي شميراني
