1394/05/30

درس واره شماره 18- آتریوم و باغ زمستانی

اشتراک گذاری

خالص ترین و بدیع ترین شکل معماری پایدار را می توان در خانه های بدوی و در ساختمان های سنتی مشاهده کرد. فرم این ساختمان ها بر اساس مصالح موجود در محیط، تجربیات انسانی و ادراک مستقیم از شرایط اقلیمی و حداکثر انطباق با آن به دست آمده است. از کارآمدترین فضاهای این ساختمان ها، اتاق با روزنه ای در سقف با حیاط های خصوصی (اندرونی) است که از روم باستان Ancient Rome تا خاورِ دور Far East و به ویژه ایران Iran، اشکال متنوع آن وجود داشته و اکنون به طور کلی با نام آتریوم atrium در ساختمان های عمومی شناخته می شوند. معماری مدرن با تعمیق فضاهای داخلی و تأکید بر شفافیت سطوح خارجی، نوعی الگوی معماری برونگرا - درونگرا را پدید آورد و خواسته و ناخواسته، نیازمند ورود نور به فضای میانی ساختمان شد. بنابراین آتریوم ها توانستند نور طبیعی و فضای حفاظت شده ای از باد و باران را همراه با تسهیل دسترسی ها و وجود پوشش سبز و درختان زیبای استوایی، در اختیار ساکنان قرار دهند. اما با توجه به رویکرد فراگیر به موضوع معماری پایدار، این فضاها چگونه می توانند اهداف این معماری را برآورده سازند؟ برای رسیدن به جواب، باید آتریوم از جنبه های مختلف یک معماری پایدار بررسی شود.


خانه ی بروجردی ها با فرم چهار ایوانی در کاشان - The Borujerdi House in Kashan

 


 خانه ی بروجردی ها با فرم چهار ایوانی در کاشان - The Borujerdi House in Kashan

 

این جنبه ها شامل موارد زیر می شود:

  1. آتریوم ها تا چه اندازه در صرفه جویی انرژی و نگهداری آن مناسب اند؟
  2. آتریوم در جهت ایجاد یک خرد اقلیم معتدل و تأمین آسایش انسانی و رابطه اکولوژیک ecologic با محیط چگونه عمل می کند؟
  3. آتریوم در چارچوب یک توسعه پایدار چگونه باعث تعاملات اجتماعی شده و چه نقشی را در ارتباط بین ساختمان و شهر ایفا می کند؟

با در نظر گرفتن تحقیقات انجام شده در زمینه طراحی انواع آتریوم ها و با توجه به شرایط اقلیمی محل، جنبه های متنوعی از این گونه فضاها بررسی شده است.

آتریوم ها به طور کلی به پنج دسته مختلف مرکزی، یکپارچه، خطی، اتصالی و محیطی دسته بندی شده و معمولاً آن را در ذیل مبحث گلخانه ها معرفی می کنند. تقسیم بندی های دیگری نیز با توجه به هندسه آتریوم وجود دارد.


  خانه ی بروجردی ها با فرم چهار ایوانی در کاشان -  The Borujerdi House in Kashan

 پنج دسته ی مختلف آتریوم  - Atrium Type

 

عملکرد آتریوم از نظر صرفه جویی و امکان نگهداری انرژی:

ایجاد یک آتریوم در یک ساختمان، به ویژه با کاربری های عمومی و مختلط به چهار شکل می تواند سبب صرفه جویی شود:

  • آتریوم به عنوان یک فضای حائل، به شکل میانجی حرارتی به طور معمول دارای 15-18 درجه سانتی گراد دمای داخلی است، اما دمای خود آتریوم همراه با نوسانات دمای محیط پیرامون و با تأخیر زمانی در حال تغییر است. فضاهای مجاور آتریوم از تغییرات شدید محیط محافظت شده و از اتلاف حرارتی ناشی از سطوح شفاف آن ها می کاهد. مقدار این صرفه جویی بستگی به دمای داخلی آتریوم، وضعیت هوابندی و تهویه آتریوم، ضرایب هدایت حرارتی عناصر سازنده آن و میزان عایقکاری سطوح آن دارد. همچنین آتریوم با پیش گرم یا پیش سرد سازی هوای تازه، بار گرمایش و سرمایش ساختمان را کاهش می دهد.
  • اگر آتریوم دارای سطوح ذخیره ساز حرارت بوده و به سمت جنوب نیز چرخیده باشد، به شکل غیر فعال از انرژی خورشیدی برای گرمایش در روز زمستان و سرمایش در شب تابستان استفاده کرده، از انرژی مصرفی می کاهد.
  • صرفه جویی های انرژی در فضاهای مجاور آتریوم نیازهای گرمایشی آن را کاهش می دهد و در مقابل نیز بعضی از آتریوم ها به واسطه ویژگی میانجی بودن کل نیازهای گرمایش ساختمان را پایین می آورند. اما این توانایی به گرمای درونی آتریوم نیز بستگی دارد و این گرما با موارد زیر در ارتباط است:
  •  نسبت سطح خارجی پنجره های آتریوم به سطح دیوارها؛
  • میزان عبور حرارت از دیوار جداکننده آتریوم از سازه اصلی، که معمولاً با نسبت سطح پنجره های داخلی به کل سطح دیوار تعیین می شود؛
  • جهت گیری، شیب و آهنگ عبور انتقال حرارت از پنجره های خارجی آتریوم.

 تقسیم بندی آتریوم ها از نظر هندسه : پیچیده و ساده - Geometric  Configuration  Of  a  Single  And  Complex  Sided  Atrium 


برج جین مائو در شانگهای چین -The Jin Mao Tower - Tower in Shanghai


 ساختمان هایی که دارای آتریوم مرکزی یا خطی هستند، اثر میانجی بهتری را بر فضاهای مجاور دارد و بر عکس آتریوم های یکپارچه شده، تنها برای قسمتی از ساختمان، ایجاد میانجی کرده و بر زیبایی ساختمان می افزایند. قابلیت میانجی گری نوع چسبیده و یا دور گرد به طور بالقوه زیاد بوده، اما این آتریوم ها باید هوای گرمتری نسبت به بقیه دریافت نمایند.

زمانی که شیشه های آتریوم شیب دار باشند، میزان اتلاف حرارتی از حالت عمودی بیشتر است و زمانی که سطح دیوارهای رو به خورشید درون آتریوم افزایش یابد، نیازهای گرمایشی آن تا 25 درصد کاهش می یابد و تغییری هم در وضعیت داخلی ساختمان ایجاد نمی کند. در این حالت جذب گرما در آتریوم تابعی از نحوه تهویه ساختمان خواهد بود.

آتریوم در تابستان ها دچار افزایش دما می شوند و با روش های مناسبی می توان این افزایش دما را کاهش داد. این روش ها برای مثال می تواند شامل استفاده از یک بادگیر، سایه اندازی سطوح با درختان یا صفحات معلق و یا سایبان های متصل به سازه آتریوم، تهویه و به کارگیری جرم حرارتی و برودت تابشی باشد.

بهره وری انرژی و سایر جنبه های آن تا اندازه زیادی به انتخاب میزان شیشه گذاری در آتریوم بستگی دارد، زیرا که این عامل بر روی میزان دریافت نور تکمیلی روز، بارهای حرارتی و لایه بندی حرارتی تأثیر می گذارد.

  سافمپ تن رو - One-Southampton-row  

 سافمپ تن رو - One-Southampton-row 


 در ساختمان BIC به عنوان یک نمونه موردی، آتریوم در طول زمستان به شکل گلخانه عمل می کند و هوای گرم از درون آن به سمت فضاهای مجاور کشیده می شود. شیشه های سقفی 60 درصد از تابش خورشید را عبور می دهند. کنترل اتلاف حرارتی آتریوم از طریق شیشه گذاری متناسب با نیاز بوده و عایق کاری سطوح آتریوم هم انجام شده است. همه فضاها در اطراف آتریوم مرتبط شده اند و آن را مبدل به یک کانون بصری و عملکردی کرده و در همین حال ضمن داشتن اثر میانجی حرارتی برای فضاهای مجاور، اقلیم خرد معتدلی را در میان محیطی خشک و کویری برای اقامت انسان ایجاد کرده است.

در طول زمستان همه بازشوهای آتریوم بسته است و هوای درون آن از طریق تابش آفتاب بر سطوح کف و دیوارها گرم می شود. به طوری که دمای کف 5-15 درجه سانتی گراد بالاتر از دمای بیرون است. دما در شرایط معمولی زمستان به 12-15 سانتی گراد کاهش می یابد.

اختلاف دمای بین پایین تا بالای آتریوم 5 درجه است. آتریوم، طبقات بالایی را بیشتر گرم می کند، یعنی اتاقی که به بالای آتریوم متصل بوده 16 درجه دما دارد، در حالی که اتاق غیرمرتبط با نوسان دمای محیط از 8 تا 18 درجه تغییر دما داشته است. محاسبات نشان می دهد که تنها مقدار کمی انرژی برای ایجاد شرایط آسایش حرارتی در اتاق های مجاور آتریوم مورد نیاز است.

 تهویه طبیعی -  Atural Ventilation

 

 تهویه طبیعی -  Atural Ventilation

 

برای اطمینان خاطر از محصول فضایی مطلوب از نظر آسایش حرارتی توسط آتریوم، حداقل 3 نکته را باید در نظر داشت:

  1. به حداکثر رسانی روشنایی در آتریوم برای تأمین نور طبیعی تا طبقات پایین تر، به وسیله استفاده از پوششی برای بام آتریوم که اشعه UV را عبور ندهد و نور تعدیل شده را هدایت نماید.
  2.  آتریوم همواره باید از هوای تازه برخوردار باشد و هوا در آن راکد نماند. آتریوم به دلیل ساختار کشیده عمودی خود، هوای گرم را به بالا و هوای خنک را به پایین هدایت می نماید، پس تعبیه هواکش هایی در بالای آتریوم، تهویه مطلوب بنا را موجب می شود.
  3. مصالح جداره داخلی آتریوم، به دلیل مواجهه با نور آفتاب اهمیت زیادی دارند. چنانچه از مصالحی که کمتر جاذب حرارت باشند (در بهترین حالت، پوشش گیاهی) استفاده شود، کارایی آتریوم به حداکثر می رسد. نحوه ارتباط بنا با آتریوم در بهره وری و کارایی آن تأثیر شگرفی دارد.

نحوه ارتباط بنا با آتریوم در بهره وری و کارایی آن تأثیر شگرفی دارد.

 تهویه طبیعی -  Atural Ventilation

 

کامرزبانک در فرانکفورت اثر نورمن فاستر - Commerzbank by norman foster and partners in Frankfurt

 

نقش آتریوم در ایجاد اقلیم خردمعتدل و ایجاد ارتباط اکولوژیک با محیط:

بسیاری از ساختمان های کنونی اعم از ادارات، هتل ها، بیمارستان ها، فروشگاه های بزرگ از ویژگی های آتریوم بهره می برند. اهمیت این فضا در اقلیم های سرد و بسیار گرم و استوایی کاملاً مشخص است. در این گونه ساختمان ها، آتریوم نه تنها تأمین کننده نور و هوای تازه برای عملکردهاست، بلکه خود فضایی برای گردش، نشیمن، بازی و گفتگوها نیز می باشد. در زیر سقف شیشه ای، مردم می توانند بسیاری از فعالیت های روزانه را در فصول نامساعد انجام دهند. در کانادا Canada و در شهرهای تورنتو Toronto و مونترال Montreal، آتریوم ها و زیر گذرها بسیار مورد استقبال قرار گرفته اند. ایجاد چنین شرایطی در آتریوم، تنها با کنترل آن از لحاظ محیطی و اکولوژیکی مسیر است. این استقبال، بر ضرورت طراحی این گونه فضاها در اقلیم هایی با شرایط آب و هوایی نامساعد تأکید می کند.

 کامرزبانک در فرانکفورت اثر نورمن فاستر - Commerzbank by norman foster and partners in Frankfurt

 

کامرزبانک در فرانکفورت اثر نورمن فاستر - Commerzbank by norman foster and partners in Frankfurt

 

گیاهان در آتریوم، امکان رشد دارند زیرا که آن ها به عنوان اشیاء غیر فعال، تابش خورشید را صرف رشد خود کرده و آن را انعکاس یا تابش نمی دهند. گیاهان با جذب دی اکسید کربن از فضا و تولید اکسیژن، جذب بخار آب و ذرات توسط برگ هایشان و ایجاد سایه اندازی، محیط مناسبی را برای حضور انسان ایجاد می کنند.

در ساختمان کامرزبانک Commerzbank اثر نورمن فاستر Norman Robert Foster، برنامه ریزی موفق و سازنده سازه پیش رفته، راه را برای استفاده از سامانه های طبیعی و استفاده مؤثر از ویژگی اکولوژیک آتریوم هموار کرده است.

 کامرزبانک در فرانکفورت اثر نورمن فاستر -  Commerzbank by norman foster and partners in Frankfurt

 

کامرزبانک در فرانکفورت اثر نورمن فاستر -  Commerzbank by norman foster and partners in Frankfurt

 

نقش آتریوم و باغ های زمستانی در ایجاد فضاهای عمومی داخلی:

ویژگی هندسی آتریوم باعث می شود تا به عنوان فضای یکپارچه کننده تلقی شود. در چنین فضایی ضمن تسهیل حرکت در داخل ساختمان و دسترسی، حضور افراد با تفکر و تمرکز و احساسات همبستگی و تعامل همراه خواهد بود. زمانی که فرانک لوید رایت Frank Lloyd Wright مرکز اداری لارکین The Larkin Administration Building را طراحی کرد، به دنبال احترام به ارزش های انسانی بود که باید در فضای کار متجلی می شد. طراحی وی اگر چه در محوطه ای مسطح و ترکیبی نامطلوب از عناصر شهری شامل ادارات و کارگاه ها انجام شد، اما تلاش کرد تا محیط کار را به فضای درونگرا تبدیل کند، تا ضمن آنکه سلسله مراتب شرکت رعایت می شد، اعضای آن در کنار هم پرورش یافته و به کار خود با جدیت توجه کنند. او با ایجاد نورگیرهای سقفی و فضای آتریوم در زیر آنها، در پی آن بود تا فضای شکوهمندی را قالب بندی کند که در آن زندگی، کار و هنر با هم ارتقاء یابند. شاید علت اینکه کارمندان پس از اتمام کار مدتی را در آنجا درنگ می کردند، ناشی از این احساس بوده باشد.

 کامرزبانک در فرانکفورت اثر نورمن فاستر -  Commerzbank by norman foster and partners in Frankfurt

 کامرزبانک در فرانکفورت اثر نورمن فاستر -  Commerzbank by norman foster and partners in Frankfurt 

 

آتریوم از جمله فضاهای خوشایندی است که دانشجویان برای گردهمایی و نمایش کارهای خود به شکل غیر رسمی از آن استفاده می کنند. چنین فضایی برای گذراندن اوقات فراغت، گفتگو و ملاقات های دوستانه فارغ از شرایط جوی و سر و صدای خیابان ها و در کنار خدماتی همچون رستوران ها و کافه ها و استفاده از درختان و آب نماها بسیار بوده است.

آتریوم به همین ترتیب امکان ارتباط نزدیک انسان ها را میسر نموده و در فضاهای آموزشی تداوم یادگیری را در خارج از کلاس های مقید و زمان بندی شده تشویق کرده و فعالیت های انسانی را در کنار تعاملات اجتماعی تقویت می کند. ماهیت عمومی آتریوم زمینه ای برای تبلور هنرهای مردمی چون موسیقی، نقاشی و یا بر پائی جشن ها و تبادل نظرهاست.

 ساختمان لارکین اثر فرانک لوید رایت - Larkeen Office Center


کار گروه هنر و ساختمان معماری در استراسبورگ فرانسه - Nbgen by art & build architect in strasbourg france ،Nbgen


آتریوم، یکی از شاخص ترین و هویت بخش ترین فضاهای مورد استفاده در گذشته و به ویژه در معماری مدرن، فراتر از نقش تأمین روشنایی و دسترسی داخلی می تواند به عنوان نمادی از معماری پایدار مورد توجه و استفاده قرار گیرد. آتریوم در چنین راهبردی می توانند:

  1. عامل ارتباط اکولوژیک بین ساختمان و محیط بوده و انعطاف پذیری ساختمان را به عنوان یک خرد اقلیم، نسبت به نوسانات دما، تغییر میزان رطوبت و جریان هوای خارج تقویت کند و از اتلاف حرارتی به میزان قابل توجهی جلوگیری کرده و با افزایش میزان نورگیری پنجره های فضاهای مجاور آتریوم از مصرف برق بکاهد.
  2. امکان ورود هوای تازه را در تمام سال به صورت پیش گرمایش و یا پیش سرمایش (برودت تبخیری) در زمستان و تابستان میسر ساخته و از انرژی مصرفی بکاهد.
  3. فضای واسط متنوعی را در داخل ساختمان ها، به ویژه عمومی، ارائه دهنده که در آنها ارزش های اجتماعی و تبادل نظر و ارتباط بصری افزایش می یابند.
  4. رابطه ساختمان و شهر را به شکل پایدار برقرار کرده و مرز آنها را تعریف کنند.
  5. ارتباط ساختمان ها، به ویژه قدیم و جدید، را برقرار کنند و با این کار احساس تعلق به محیط های شهری و فضاهای سبز را افزایش دهند.

 

کار گروه هنر و ساختمان معماری در استراسبورگ فرانسه - Nbgen by art & build architect in strasbourg france ،Nbgen

 

کار گروه هنر و ساختمان معماری در استراسبورگ فرانسه - Nbgen by art & build architect in strasbourg france ،Nbgen 

 

کار گروه هنر و ساختمان معماری در استراسبورگ فرانسه - Nbgen by art & build architect in strasbourg france ،Nbgen 

 

کار گروه هنر و ساختمان معماری در استراسبورگ فرانسه - Nbgen by art & build architect in strasbourg france ،Nbgen

 

برگرفته از:
گلابچی محمود، گلابچی محمدرضا، چاپ اول 1392، "مبانی طراحی ساختمان های بلند"، انتشارات دانشگاه تهران.
www.fosterandpartners.com
www.sheppardrobson.com
www.architecture.com
www.wbdg.org
www.e-architect.co.uk

نظرات

نظری وجود ندارد، اولین نفری باشید که نظری ثبت می کنید.