پیش‌نویس:تاثیر آجرکاری خوون چینی در انتقال حرارت از پوسته بیرونی به داخل ساختمان

مقدمه

بناها و معماری بومی و سنتی هر منطقه محصول تجربه و عملکرد قرون متمادی مردمانی است که کوشیده اند با استفاده از مواد و مصالح بومی راهکارهای متنوع، خود را با محیط زیست و آب هوای محلی وفق داده و هویت معماری متمایزی از سایر نقاط برای خود به ارمغان آورند .این بناها گنجینه های گوهرباری از دانش را برای آیندگان در خود محفوظ داشته اند. به همین لحاظ توجه پژوهشگران به بناهای سنتی از دیدگاه اقلیمی و زیست محیطی در سرتاسر جهان معطوف است.مطالعه عملکرد زیست محیطی ساختمان-های سنتی با دو رویکرد کیفی وکمی صورت میگیرد رویکرد کیفی دربرگیرنده ارزیابی عملکردمحیطی اجزای مختلف ساختمان یا محیط سکونتی در رابطه با شرایط اقلیمی حاکم است. در حالی که رویکرد کمی مبتنی بر اندازه گیری های میدانی پارامترهای مختلف اقلیمی در داخل و خارج ساختمان است که منجر به فهم عملکرد حرارتی ساختمان میشوداین اندازه گیری ها به فهم نحوه کارکرد ساختمانهای سنتی در برابر عوامل محیطی کمک قابل توجهی میکنند بسیاری از پژوهش هایی که تا به امروز در این زمینه صورت گرفته شامل تجزیه و تحلیل فرآیندهای پیچیده حرارتی است که در تعریف پارامترهای کیفی مورد نیاز در ایجاد محیط مصنوع با حداقل انرژی و ایجاد شرایط آسایش بهتر در درون ساختمان اند از طرفی دیگر، اقلیم و شرایط محیطی تاثیرات فیزیکی و روانی ویژه و اجتناب ناپذیری بر انسان دارند که باید درطراحی ساختمان ها بسته به موقعیت گرمایشی و سرمایشی مورد توجه قرارگیرند. طراحی سیستم های طبیعی ساختمان با استفاده از انرژی خورشیدی به همراه توجه به خصوصیت های اقلیمی و مصالح محلی ساختمان، نه تنها می تواند شرایط آسایش در محیط مصنوع را ایجاد کند، بلکه در کاهش مصرف انرژی نیز کمک خواهد کرد واضح است که سطح دمای داخلی بنا را میتوان بااستفاده از تکنیک های غیرفعال خورشیدی که بر جذب حرارتی بدنه های ساختمان موثرند، بهبود بخشید. مواردی نظیر ایجاد سایه در بدنه های خارجی استفاده از مصالح باظرفیت حرارتی بالا و جهتگیری مناسب از این قبیل اند.

خون چینی

نوعی آجرکاری تزئینی است که در مناطق بسیار گرم شوشتر و دزفول به صورت فراوان بر پیشانی ورودی هاوایوان ساخته میشدند که این المان ها صرفا جنبه زیباشناختی نداشته و از عملکردی چون ایجاد سایه بر پوسته بیرونی ساختمان برای کاهش نفوذ گرما برساختمان برخوردارهستند. به نوعی یک سبک آجر چینی است که بین آجرچینی فروخفته و گره چینی قرار میگرد. نقش های عمده آن براساس نگاره چلیپا استوار بوده که اغلب حول یه نقش که معمولا کلماتی چون الله محمد یا علی بودند نقش می بستند.

واژه شناسی واژه خوون یک نام گذاری در معماری ایرانی است و به نگاره های تزئینی موزاییکی گفته میشده که برپیشانی بنا می ساختند()در لغت نامه دهخدا به معنی خاب وان آمده است و به معنی چیزی است که در پیشطاق ایوانها از پاره های آجر و گچ به طراحی بندند تا عمارت را از آسیب باران نگه دارد

ساختارخوون چینی

 در ساخت تزئین های خوون چینی دزفول از اجزای آجر سنتی استفاده شده است. «آجر در منطقه دارای ابعاد و اندازههایی بوده است که در طول زمان تکامل ابعاد داشته و در نهایت به ابعاد 18/5×18/5سانتیمتر و ضخامت 3/5سانتیمتر رسیده است» اگر آجر مربع شکل کامل را نصف کنیم، آجر نیمه به دست می آید که اساس خرد شدن را تشکیل میدهد و آن را در اصطلاح چهارصافه میگویند. سایر اجزای خوونچینی از تقسیم چهارصافه به اجزای کوچکتربه دست می آیند. چهار جزء اصلی به ترتیب عبارتند از، نیمه (چهار صافه،) سه قدی (سه صافه،) چاری (دو قدی) و کلوخ یا (بندک) که، به همراه اجزای فرعی که از اجزای اصلی ساخته میشوند، کل اجزای خوونچینی را به وجود میآورند. «اگر فاصله بین دو آجر (ملاتخور) را 1/5سانتیمتر در نظر بگیریم بین یک طول و ضخامت آجر تناسبی حادث میشود (یک طول برابر 4ضخامت به علاوه 3فاصله میگردد). در چنین شرایطی اندازه اجزا همه ضریبی از یکدیگرند. کوچکترین جز همان کلوخ است. اکنون اگر شبکه های مرکب از کلوخ و فاصله ایجاد نماییم میتوانیم کلیه اجزاء مختلف آجر را بر روی شبکه جایگزین نماییم» دسته های ازخوون ها که نقش را به وجود میآورند جلوتر و دراصطلاح «سیر» و دستهای دیگر که زمینه را به وجود می آورند عقب تر قرار میگیرند «گرسنه» نامیده میشوند. ترکیب این دو دسته خوون حدودا 2 سانتیمتر نسبت به یکدیگر عقب و جلو هستند»در خوونچینی همواره پهنای کار بر مبنای ضریب فرد کلوخ تنظیم میشود. اگر به نقشهای خوونچینی صورت پذیرفته دقت نماییم کلیه آنها ضریب فرد هستند. چگونگی جایگیری قطعات آجر بر روی شبکه جهت خلق خوون چینی نشان داده شده است. براساس برداشته های میدانی در بافت قدیم دزفول، سه گونه خوون چینی را بر مبنای اندازه کوچکترین جز آجر که همان کلوخ است شناسایی و معرفی کردند که به ترتیب عبارتند از، ریزدانه که ابعاد کلوخ آن برابر 2/5و2/8سانتیمتر است. متوسط که ابعاد کلوخ آن 3، 3/2و 3/5سانتیمتر است و درشتدانه که ابعاد کلوخ آن برابر 4و 4/5سانتیمتر است. با توجه به اینکه اندازه کلوخ معرف ضخامت اجزای آجری به کار رفته در خوون چینی است، میتوان نتیجه گرفت که ضخامت اجزای آجر به کار رفته درخوونچینی های بافت قدیم دزفول طیف متنوعی ا2/5تا4/5سانتیمتر را دربر میگرفت. تنظیم ضخامت اجزای آجری با آبساب نمودن آجر انجام میشد.

تحقیق و آزمایشی پیرامون اثبات تاثیر خوون چینی برکاهش نفوذ گرما ازطریق سایه اندازی بر پوسته بیرونی ساختمان انجام شد.بر طبق این تحقیق در اقلیم مشابه شهرهای شوشتر و دزفول دو اتاقک ساخته شدند وطول، عرض و ارتفاع بیرونی دو اتاقک یکسان و به ترتیب مساوی 100 ،140و 145سانتیمتر است. طول اتاقکها در امتداد محور شرق-غرب و عرض اتاقکها در امتداد محور شمال-جنوب است. از آنجایی که بیشترین میزان تابش در طول روز در میان دیواره-های ساختمان بر جبهه جنوبی است و از طرفی به سبب زاویه تابش خورشید سایه بیشتری از خوون-چینی بر روی جدار ایجاد میگردد ،2جبهه جنوبی برای انجام مطالعات در این اتاقکها مورد توجه بوده است. جهت گیری اتاقک ها به سمت جنوب است، به این شکل که، وجه جنوبی هر اتاقک دیواری آجری به ضخامت 10سانتیمتر است که نوعی نقش خوونچینی در آن اجرا شده است. این نقش در هر دو اتاقک یکسان است با این تفاوت که در یکی نقش به مقدار 2سانتیمتر برجسته و در دیگری فاقد برجستگی است. سایر وجه های اتاقک ها از جنس ساندویچ پانل 4به ضخامت4 سانتیمتر ساخته شدند و با سازهای از جنس چوب چهارتراش و با استفاده از پیچ به یکدیگر و دیوار و کف مهار شدند. برای پوشاندن درزهای میان اتصالات و هوابندی از فوم پلی یرتان استفاده شد. اتاقکها بر روی بام ساختمانی در شهر آبادان و در تراز ارتفاعی 9متر نسبت به تراز متوسط محوطه پیرامون ساختمان ساخته شدند. فضای تحتانی بسته و فاقد تهویه مطبوع است. موقعیت ساخت اتاقکها به نحوی انتخاب شد تا در هیچ زمانی از ایام سال سایه هیچ نوع عارضهای بر روی آنها قرار نگیرد. اندازهها، مشخصات و جزئیات ساخت اتاقکها در تصویر 4نشان داده شدهاند. متغیرهای دما و رطوبت نسبی محیط، دما و رطوبت نسبی درون اتاقکها و دمای متوسط سطح داخلی دیوار آجری (وجه رو به جنوب) در هر اتاقک، در بازههای زمانی ده دقیقه های و در سه شبانه روز متوالی، در ابتدا و نیمه تیرماه، ابتدا و نیمه مردادماه و ابتدا و نیمه شهریورماه سال 1398اندازهگیری و ثبت شدند. با مقایسه دادههای به دست آمده از اتاقک دارای خوونچینی برجسته با دادههای حاصل از اتاقک دیگر، به ارزیابی اثر این نقشها بر انتقال حرارت از سطح نما پرداخته شد. بر طبق مشاهداتی که از دماسنج ها داخل اتاقک ها قرار داشتند مشخص شد که اتاقک دارای خوون چینی در شش دوره اندازه گیری, در طول تابستان 1398 ثبت شدند. نتایج نشان دادند که درگرم ترین ساعت های شبانه روز, دمای متوسط سطح داخلی دیوار جنوبی و دمای داخلی اتاقک دارای خوون چینی نسبت به اتاقک بدون تزیینات, به طور میانگین و به ترتیب 1 و 8/0 درجه سلسیوس کاهش یافتند. این تفاوت دما نمایانگر اثر خوون چینی بر کاهش انتقال حرارت از نمای جنوبی در تابستان, در اقلیم های بسیار گرم شوشتر و دزفول است.به نوعی با ایجاد سایه بر روی پوسته ساختمان از نفوذ گرما به دیوار های داخلی ساختمان جلوگیری میکند.

نتیجه گیری

از استراتژی های موثر در زمینه طراحی اقلیمی ساختمان ها در مناطق گرم، توجه به جهت گیری مناسب بنا و ایجاد سایه درسطوح مختلف ساختمان است. در مناطق مرطوب امکان بهره گیری از سایه بناهای مجاور به علت نیاز به کوران هوا در اطراف ساختمان کاهش می یابد. به همین علت توجه به جهت گیری مناسب با توجه به انرژی تابیده شده بر سطوح و ایجاد سایه ازطریق طراحی اجزای جداره ها دارای اهمیت بسزایی است. بررسی های انجام شده در این تحقیق بیانگر سیر تکاملی تزئینات آجری در جهت افزایش سایه اندازی بر جدارهها تا 5/4 برابر و توجه به کشیدگی ساختمانها در راستای 15 درجه شمال شرقی-جنوب غربی به عنوان جهتگیری مطلوب اقلیمی است. آنچه که امروزه با مطالعه بر میزان انرژی تابیده شده بر سطوح مختلف به عنوان ملاك تصمیم گیری در زمینه زاویه مطلوب استقرار ساختمان ها مورد استفاده قرار میگیرد، در شهرهای قدیم کشورمان از جمله دزفول به تجربه و گذشت سالیان متمادی دانسته شده است در این شهرها از ساخت کالبدی شهر گرفته تا جزء کوچکی همچون تزئینات آجری بر پیکره بناهای مختلف، همگی به صورت اجزای یک کل واحد در خدمت آسایش و رفاه ساکنین بوده اند. اجزایی که علاوه بر توجه به افزایش غنای حسی و ارضای حس زیباشناسانه ساکنین، مسائل محیطی مختلف از جمله اقلیم را نیز در طراحی مد نظر قرار داده اند. تدوین راهکارهای برون رفت از بحران انرژی موجود با ظهور مصالحی نظیر شیشه و فلزات در جداره و نمای ساختمانها نیازمند تأملی دوباره در داشته ها و اجزای معماری گذشتمان و تلاش در جهت فهم ارزش وجودی و احیای مجدد آنهاست. یکی از این اجزاء خوون-چینی های آجری است، که استفاده از آنها در بدنه های بیرونی ساختمان های با نیاز سرمایشی بالا، سبب دفع حرارتی بیشتر سطوح و کاهش مصرف انرژی در جهت ایجاد شرایط آسایش اقلیمی خواهیم بود. این الگوها علاوه بر ایجاد شرایط مناسب اقلیمی سبب بهبود سیمای محیط و افزایش غنای بصری فضاهای بیرونی با ایجاد تضادهای تیرگی و روشنی و تنوع گرهها خواهند شد که ضرورت استفاده از آنها از منظر زیباشناختی را نیز توجیه مینماید.و در نهایت این نتیجه گیری نشان می دهد که اصل پرهیز از بیهودگی در معماری ایران به گفته ی استاد پیرنیا در این نوع آجرچینی نیز وجود داشته چراکه علاوه بر جنبه زیبایی شناختانه عملکردی همسو با اقلیم در بهبود شرایط آسایش حرارتی نیز داشته است.