بررسی لفاف فضایی وخورشیدی در طرح تفصیلی شهری

لفاف فضایی- لفاف خورشیدی

  احتمالا درلابلای مدارک ومطالب حرفه ای به عبارت لفاف فضایی ‌(Building Envelopment) یا لفاف خورشیدی  (Solar Envelopment)  برخورده باشید. مفهوم این دو عبارت چیه و چه تفاوتی باهم دارن؟ چه اهمیتی در طراحی معماری و طراحی شهری دارن؟

مقدمه:

 از دیدگاه معماری، فرم به عنوان محصول نهایی فرایند طراحی حاصل مراحل مختلف تصمیم گیری است. این مراحل شامل:

•     آنالیز سایت، جهت گیری بنا و توپوگرافی

•      ایده های طراحی(ایده های مفهومی، عملکردی و تحلیلی)

•      سازمان و نمودار عملکردی

•      مفاهیم فرمال، سمبلیک و زیبایی شناسی و نیز ترکیب مصالح، سازه و جنبه های اجرایی است.

اما در مقابلِ جنبه های کمی برنامه ریزی و جنبه های معمارانه طراحی، طراحی شهری و محتوا و محصولات آن، از جمله راهنماهای طراحی به جنبه های کیفی محیط، به نحوی که به زمینه موضوع طرح پاسخ دهنده باشند میپردازد. از جمله ابزار کنترل و راهنمای طراحی برای توسعه گران، مسئولین و مردم عادی که در صدد اقدام در این زمینه هستند، میتوان به لفاف فضایی ساختمانها در عرصه مداخله اشاره نمود. لفاف فضایی در کنار سایر زمینه های توجه طراحی شهری مانند: بافت زمینه، الگوی شبکه معابر، چیدمان و کلیت طرح ابنیه، فضاهای باز و سیمای زمین و... استانداردهای لازم برای دستیابی به توسعه مورد نظر مبتنی بر اهداف طراحی را تعریف میکند.  

در یک تعریف ساده، لفاف فضایی آن چیزی نامیده میشود که حدود خارجی یک بنا را تشکیل داده، محیط داخلی آن را از فضای خارجی جدا میکند: سقف، دیوارهای خارجی وکف !. در تعریفی دیگر، عبارتست از حدود فضایی که توسط یک بنا اشغال میشود و معمولا بوسیله بعضی مشخصه های عددی مانند میزان عقب نشینی، نوع عقب نشینی پلکانی، حداکثر ارتفاع مجاز و حداکثر سطح اشغال بنا تعریف میگردد. لفاف فضایی و تعریف آن از جهات و جنبه های مختلف و از دید معمارانه یا شهرسازانه واجد اهمیت است:

• ترکیب فرم بنا در همجواری با زمینه اعم از بافت زمینه و ساختمانهای مجاور

•   میزان انرژی لازم برای حفظ سطح آسایش در فضای داخلی

• حفظ حقوق سایه اندازی فضاهای باز عمومی و خصوصی همجوار

     موضوع اول ذیل عنوان لفاف فضایی (building envelope) و دو موضوع بعدی تحت عنوان لفاف خورشیدی (solar envelope) در ادبیات حرفه جای میگیرد:

1-   لفاف فضایی

     لفاف فضاییِ ساختمانها این قابلیت را دارد که کاراکتر و شخصیت محله را تغییر داده و بر روی کیفیت تابش نور خورشید، بر روی بناهای مجاور و فضاهای باز، رعایت حریم اشراف و تسلط بر سایر کاربریها و همچنین کیفیت فضاهای داخلی بنا، امنیت و کارایی فضاهای باز و نیز حفظ یا عدم رعایت مقیاس پیاده و امنیت آن در هم کناری با خیابانها تاثیر گذارد. توسعه متراکم یا کم تراکم، مترادف با افزایش یا کاهش حجم کلی لفاف فضایی تلقی میشود و میتواند با تغییر در ارتفاع، الگوی درصد ساخت(با کاهش یا افزایش سطح باز اطراف توده ساختمانی) یا تغییر در ترکیب الگوی توده ساختمان( مانند استفاده از الگوی ردیفی، پیرامونی یا...) به تراکمهای مختلف دست یافت. رویکردهای مختلف، تاثیرات مختلفی بر کیفیت موضوعات مذکور برجای میگذارد.  بنابراین شناسایی جنبه های واجد شخصیت در حوزه مداخله، میتواند اثربخشی هویتمند مداخله را تضمین نماید. این مسئله نه تنها بر حوزه مداخله که بر حوزه بلافصل و ارتقاء شخصیت و کاراکتر آن نیز در توسعه های آتی تاثیر گذار خواهد بود. این جنبه ها بطور خلاصه عبارتند از: ارتفاع و توده، عقب نشینی از بر خیابان، همکناری ساختمانها، دید "به" و "از" ساختمانها به یکدیگر (اشراف بصری)، محافظت در برابر اثر باد و فرم سقفها.

۲-   لفاف خورشیدی

      دسترسی به نور خورشید، همواره یکی از عوامل شکل دهنده به فرم شهرها بوده است. این مسئله از موارد بدیهی در معماریهای بومی و منبع الهام بسیاری از معماران در زمان حاضر است. از این گذشته، دستیابی به نور خورشید به یکی از ضوابط سخت و دقیق  شهرسازی در دوران معاصر تیدیل شده است. رعایت حقوق سایه اندازی موضوعی لازم­الرعایه در طراحی شهری است تا بوسیله آن بتوان هم امکان استفاده از انرژی گرمایی خورشید را در زمستان برای ساختمانها تامین کرد و هم شرایط آسایش محیطی مردمی که در خیابانها، پیاده روها و فضاهای باز شهری حضور دارند را فراهم نمود. تامین جذب میزان مناسب و  سهم عادلانه­ای از انرژی خورشیدی، کار ساده ای نیست. معهذا باید روش ساده ای برای کاربست چنین ضوابطی اندیشیده شود. بسیاری از شهرها و کشورها در سراسر جهان ضوابط و قوانینی برای رعایت حقوق سایه اندازی و اشراف تدوین نموده اند. منشاء بعضی از این ضوابط دیدگاههای عمومی در تامین حداکثری جذب نور آفتاب در فضاهای باز عمومی و پیاده روهاست. این مسئله در شهرهایی نظیر نیویورک، سانفرانسیسکو ، تورانتو و تل­آویو دیده میشود. در سایر شهرها، علت وضع ضوابط، تضمین نورگیری حیاطهای خصوصی یا تاسیسات و کلکتورهای خورشیدی محسوب میگردد. همچنین در رویکرد شهرها در وضع قوانین در این زمینه نیز تفاوت وجود دارد:

•      روش اجرایی که بر اساس آن الزاماتی که باید با آن در این رابطه لحاظ گردد(مانند حداقل ساعاتی که جذب نور خورشید لازم است) تعریف و تعیین میگردند. شهر ملبورن در این گروه جای میگیرد.

•       روش توصیفی که بر اساس آن هندسه ساختمانها بوسیله ضوابط تنظیم ارتفاع ابنیه تعریف میگردند. مانند سانفرانسیسکو

روشهـای کاربرد:

ضوابط سایه اندازی بر اساس دو رویکرد مذکور و در سه سطح زیر قابلیت کاربرد خواهد داشت:

1-    سطح ابتدایی که بر رویکرد اجرایی استوار است میزان تابش مورد نیاز برای هر یک از جهت گیریهای نما، موقعیت پلاک در شهر( استقرار در قسمت پرتراکم یا کم تراکم شهر) و ناحیه اقلیمی را محاسبه و تعریف میکند. در این سطح آزادی عمل برای طراح وجود دارد و کافیست الزامات مربوط توسط طراح رعایت شود.

2-    سطح دوم نیز بر اساس رویکرد اجرایی، ساعات جذب نور خورشید را که طی آن ساعات میباید نور خورشید بر ساختمان بتابد را نشان میدهد. طراح موظف است نشان دهد طی این ساعات ساختمانهای اطراف در معرض نور خورشید قرار دارد. به عبارت دیگر ساختمان در دست طراحی، مانعی برای تابش خورشید بر روی ساختمانهای همجوار طی ساعات مشخص شده نخواهد بود.

3-    سطح سوم رویکردی توصیفی تجویزی دارد و بر میزان و زمان جذب نور خورشید اشاره دارد. این روش با استفاده از زاویه تابش خورشید در ساعات و جهات مختلف به تعیین حقوق سایه اندازی میپردازد. در صورت طراحی بر اساس این خطوط، نیاز به تلاش بیشتری برای اثبات رعایت حقوق ابنیه و فضاهای باز عمومی همجوار لازم نیست.

      هر یک از این راهکارها، روشهای اجرایی خاص خود را دارد. اما آنچه در هر سه رویکرد مشترک است کیفیت دسترسی به انرژی تابشی خورشید توسط ساختمانها و فرم شهریست. بهره مندی از انرژی تابشی خورشید توسط یک تک بنا بوسیله 4 عامل ارزیابی میگردد: عرض جغرافیایی، شیب، ریخت و قالب بنا و جهت گیری ساختمان؛ اما بهرمندی و دسترسی شهر یا هر محیط مصنوع دیگر به نور خورشید، بوسیله 7 فاکتور تعیین میگردد: 4 عامل بالا بعلاوه ارتفاع ساختمانها، عرض خیابانها و جهت گیری آن. تهویه طبیعی شهر نیز با همان هفت عامل قابل سنجش است جز آنکه بجای عرض جغرافیایی، شرایط باد غالب مد نظر قرار میگیرد.

اصلاح تکنیکهای مرسوم

     در واقع لفاف خورشیدی اصلاح نسبتا ساده ای از تکنیکهای موجود و مرسومی است که با تعریف حداکثر ارتفاع، عرض و عمق ساختمانهایی که بناست در آینده احداث شوند، به تعریف و تعیین محدوده فرضی که سطح زیر بنا را  مشخص میکند میپردازد. در این زمینه دو رویکرد به تعیین حدود فضایی مجاز ساختمان میپردازد: روش اول که با دیدگاهی سخت و انعطاف ناپذیر به تجویز حداکثر ارتفاع بنا، تعداد طبقات و یا هردوی آن میپردازد، رویکرد دوم که تا حدی انعطاف پذیرتر است محدودیتها را بر اساس نسبت بین درصد ساخت و سطح اشغال همکف در یک سایت تنظیم مینماید. بطور مثال با درصد اشغال 600 درصد مفروض میتوان کل زمین را در 6 طبقه به زیر ساخت برد و یا نیمی از زمین را در 12 طبقه ساخت.

     با اینکه هر دو روش نسبت مشخصی از بهره مندی از نور خورشید را تامین میکنند اما در هر حال این میزان، میزان بهینه و مطلوب نیست. مشکل اصلی در اینست که در این دو روش، طراحان توان طراحی ساختمان بر اساس اثر خورشیدی که برجا خواهد گذاشت بصورت ذهنی ندارند. بطور مثال آسمانخراشی با ترکیب شکل زیر در صورت جهت گیری شرقی- غربی سایه کمتری در زمستان نسبت به زمانی که جهت گیری شمالی-جنوبی داشته باشد ایجاد میکند. بنابراین اهمیت دادن به کیفیت جهت گیری ساختمان، بدون آنکه تغییری در تراکم مسکونی آن بوجود آید، تاثیر عمده ای بر بهره مندی خورشیدی ساختمانهای مجاور خواهد گذاشت.

هندسه لفاف خورشیدی

    در مقایسه با تکنیکهای مرسوم تعیین حدود فضایی ساختمان، لفاف خورشیدی هندسه متفاوتی را (که از حرکت روزانه و فصلی خورشید منتج شده باشد) برای تعیین محدودیتهای توسعه معرفی میکند. بنابراین همانطور که نتیجه لفاف فضایی در رویکرد سنتی شبیه یک جعبه مکعبی شکل است، لفاف خورشیدی، هم در محور عمودی و هم در جهت مایل تعیین شکل مینماید. در نتیجه ساختمانها و بلوکهای شهری که بر اساس لفاف خورشیدی شکل میگیرند احتمالا ریخت و قالب منحصر بفردی خواهند داشت. هیچ یک از وجوه بنا شبیه وجه دیگرش نخواهد بود و هیچ جداره ای از خیابان نیز شبیه جداره دیگرش نیست. ساختمانهای مجاور به جای آنکه در فصل مشترکهای تند و تیز با هم برخورد کنند با سطوح ملایم تری در مجاورت هم قرار میگیرند. در چارچوب لفاف خورشیدی ویژگیهای معماری مشخص پایداری و هماهنگی بهتری خواهند داشت. بعنوان نمونه، تراسها در جاییکه وجوه مایل لفاف، هندسه راست گوشه لفاف را قطع میکنند اجرا میشوند. ...

چگونگی تشکیل هرم فضایی مطابق ضوابط طرح تفصیلی چالوس

   از آنجایی که شهر چالوس در 36 درجه و 38 دقیقه عرض شمالی خط استوا و 51 درجه 27 دقیقه طول شرقی نصف النهار گرینویچ واقع شده است، محاسبات کنترل سایه اندازی بر این اساس انجام شده است.

·         قطعه شمالی : به قطعه ای اطلاق می شود که در ضلع شمالی معابر با امتداد غربی - شرقی واقع شده باشد. بنابراین چنانچه معابر در قسمت جنوبی واقع شده باشند، قطعه مورد نظر شمالی خواهد بود. در زمین های شمالی از فاصله ای معادل نصف عرض معبر جنوبی بعد از لبه ی شمالی 60% و از محور (آکس) معبر جنوبی 200% خواهد بود.

توجه: در زمین های شمالی رعایت 3 متر جهت استقرار بنا الزامی می باشد.

·         قطعه ی جنوبی: به قطعه ای اطلاق می شود که در ضلع جنوبی معابر با امتداد غربی - شرقی واقع شده باشد. بنابراین چنانچه معابر در قسمت شمال واقع شده باشند، قطعه مورد نظر جنوبی خواهد بود. در زمین های جنوبی از ارتفاع 4 متر لبه ی شمالی خیابان 60% و از لبه ی جنوبی زمین 200% خواهد بود.

توجه: رعایت استقرار بنا در زمین های جنوبی 5 متر می باشد.

·           قطعه ی غربی: به قطعه ای اطلاق می شود که در ضلع غربی معابر با امتداد شمالی -جنوبی واقع شده باشد. بنابراین چنانچه معبر در قسمت شرقی واقع شده باشد، قطعه مورد نظر غربی خواهد بود. در زمین های غربی از ارتفاع 4 متر لبه ی شرقی خیابان 60% و از لبه ی غربی زمین 200% خواهد بود.

توجه: رعایت استقرار بنا در زمین های جنوبی 3 متر می باشد.

·         قطعه شرقی: به قطعه ای اطلاق می شود که در ضلع شرقی معابر با امتداد شمال-جنوب واقع شود. بنابراین چنانچه معبر در قسمت غربی واقع شده باشد، قطعه مورد نظر شرقی خواهد بود. در زمین های شرقی از ارتفاع 4 متر لبه ی غربی خیابان 60% و از لبه ی شرقی زمین 200% خواهد بود.

توجه: رعایت استقرار بنا در زمین های شرقی 5 خواهد بود.

تبصره 1 : در معابر 6 و 8 و 10 متری رعایت 1/5 متر پسروی الزامیست.

تبصره 2 : چنانچه زمین در بن بست قرار گیرد،رعایت دوربرگردان الزامیست.

تبصره 3 : در صورت پسروی های صورت گرفته به نحوی که بنا از لفاف فضایی خارج نشود احداث طبقات بعدی بلامانع می باشد در صورتیکه عمق طبقه انتهایی از 5/5 متر کمتر نباشد.

----------------------------------------------------------------------------------------------

پانوشت: مطالب فوق تحقیقی است برگرفته از « روشهای طراحی شهری  و نیز ضوابط طرح تفصیلی چالوس » می باشد.

-       جهت دریافت متن تکمیلی به سایت کانون مهندسین چالوس مراجعه نمائید.  www.kmchalus.ir

گردآورند0 : -  مهدی شمس نفوطی (کارشناس عمران)