مقاله اصول و ضوابط طراحی و معماری فضاهای آموزشی

چکیده:
این تحقیق به بررسی اصول و ضوابط طراحی و معماری فضاهای آموزشی با تمرکز بر هماهنگی ساختمان با شرایط اقلیمی منطقه می پردازد. با تحلیل دما، رطوبت، بارندگی و تابش خورشیدی، پیشنهاداتی برای جهت گیری ساختمان، انتخاب مصالح و طراحی فضاهای داخلی و خارجی ارائه شده است. همچنین اثرات فرم ساختمان و بازشوها در کنترل شرایط حرارتی و آسایش حرارتی مورد بررسی قرار گرفته و الگوهای طراحی بهینه برای فضاهای آموزشی در شرایط مختلف اقلیمی تشریح شده است.

مقدمه:
طراحی و معماری فضاهای آموزشی از جنبه های متعددی تحت تأثیر شرایط محیطی و اقلیمی قرار دارد. بررسی دقیق پارامترهای اقلیمی شامل دما، رطوبت، بارش و تابش خورشیدی، نقش مهمی در ایجاد ساختمان هایی دارد که با محیط پیرامون خود هماهنگ هستند و قابلیت ایجاد آسایش حرارتی در طول سال را دارا می باشند. با توجه به داده های هواشناسی مناطق مختلف، می توان الگوهایی را برای جهت گیری ساختمان ها، انتخاب مصالح و شکل فضایی آنها ارائه کرد که به بهینه سازی شرایط داخلی کمک می کند و تأثیر تابش مستقیم خورشید و جریان های هوا را به حداقل می رساند.

مطالعات اقلیمی نشان می دهد که جهت گیری ساختمان ها در محور شرقی-غربی و طراحی فضاهای فشرده و متراکم، در بسیاری از مناطق با شرایط دمایی مشابه، موجب کاهش نوسانات حرارتی داخلی می شود. در این مناطق، جریان هوا در فضاهای داخلی ضرورت چندانی ندارد و استفاده از مصالح سنگین در دیوارها و سقف ها می تواند ذخیره و تعادل حرارتی را افزایش دهد. همچنین ایجاد فضاهای خارجی برای فعالیت های شبانه و تابستانی، ضمن ایجاد امکان بهره برداری از تهویه طبیعی، موجب تعدیل دما در فضاهای داخلی می شود. انتخاب میزان و محل بازشوها، به ویژه در نماهای شمالی و جنوبی، می تواند تا ۱۰ تا ۲۵ درصد از سطح تابش خورشیدی را کنترل کند و شرایط آسایش حرارتی را بهبود بخشد.

مطالعات نمونه در شهرستان مشهد نشان داده است که در تابستان هوا نسبتاً خشک و در سایر ماه ها رطوبت کافی است. میانگین حداقل دمای هوا در سردترین ماه سال ۷/۴- درجه سلسیوس و میانگین حداکثر دما در گرم ترین ماه ۳۳/۹ درجه سلسیوس است. همچنین بیشترین سرمای مطلق ثبت شده ۲۸- درجه سلسیوس و بیشترین گرمای مطلق ۴۳ درجه سلسیوس می باشد. این داده ها نشان می دهد که نیاز به گرم کردن هوای داخلی ساختمان در طول سال بیش از نیاز به خنک سازی آن است و طراحی معماری باید بر افزایش ذخیره حرارت و مقاومت ساختمان در برابر سرما تمرکز داشته باشد.

انتخاب مصالح مناسب یکی از عوامل کلیدی در طراحی فضاهای آموزشی است. مصالح سنگین با ظرفیت حرارتی بالا مانند آجر، بتن متراکم یا خشت با ضخامت مناسب می توانند نقش مؤثری در کاهش نوسانات دما و جذب حرارت تابشی داشته باشند. استفاده از لایه های عایق حرارتی در ترکیب با مصالح سنگین و اعمال پوشش های ضد رطوبت و رنگ های روشن در سطح خارجی، به حداقل رساندن انتقال حرارت به داخل ساختمان کمک می کند و کیفیت حرارتی فضاهای داخلی را ارتقا می بخشد. همچنین طراحی پنجره ها و سایبان ها در کنترل نفوذ تابش مستقیم خورشید و کاهش گرمای اضافی اهمیت ویژه ای دارد.

فرم و حجم ساختمان نیز تأثیر قابل توجهی بر عملکرد حرارتی و اقلیمی دارد. ساختمان هایی با طول بیشتر در محور شرقی-غربی و فضاهای متراکم می توانند تابش خورشید را به صورت مطلوب دریافت کرده و دماهای بحرانی را در داخل ساختمان تعدیل کنند. همچنین محاسبه انرژی خورشیدی تابیده شده به نماها و سطوح مختلف ساختمان، امکان تعیین جهت مناسب ساختارها و استفاده بهینه از شرایط اقلیمی را فراهم می آورد. تحلیل بیوگرام ها و داده های بیوکلیماتیک، نحوه تغییرات دمای هوا و تأثیر سایر عوامل غیر اقلیمی بر احساس آسایش انسان را نشان می دهد و مبنایی علمی برای طراحی بهینه فضاهای آموزشی ایجاد می کند.

طراحی فضاهای آموزشی نیازمند ترکیبی از دانش اقلیم شناسی، انتخاب مصالح مناسب و طراحی فرم ساختمان است تا تعادل حرارتی و آسایش محیطی در طول سال فراهم شود. این فرآیند شامل تحلیل دقیق دما، رطوبت، تابش خورشیدی و جریان هوا، و همچنین تعیین بهترین جهت گیری ساختمان، ترکیب مصالح، ابعاد و بازشوها می باشد.