۱- مقدمه ای بر معماری اقلیمی

شرایط اقلیمی هر منطقه، همواره یکی از موضوعات کلیدی در حوزه معماری در گذشته بوده است. ساختمان‌سازان برای تأمین شرایط آسایش انسان، می‌بایست به آفتاب، باد، بارندگی و سرمای زمستان و گرمای تابستان توجه می‌کردند و برای اجرای بنا نیز باید به امکانات موجود و مصالح بومی و در دسترس اهمیت می‌دادند.  در قطب شمال خانه‌های ساخته شده از یخ و برف به نام ایگلو به صورت گنبدی ساخته می‌شد. در جنگل‌های استوایی، ساختمان از سطح مرطوب زمین فاصله داشت و با تنه و شاخ و برگ درختان احداث می‌شد. در مناطق کوهستانی در دل کوه و با مصالح سنگی و در بیابان با خشت و گل و آجر ساختمان را بنا می‌کردند.

در کشور ما نیز خانه‌های ساخته شده در مناطق پرباران سواحل دریای خزر، به صورت برون‌گرا، با امکان تهویه طبیعی و با بام شیب‌دار ساخته می‌شد. خانه‌ها در مناطق بیابانی حاشیه کویر، به صورت درون‌گرا و با بام محدب، در سرزمین سرد به صورت متراکم و در مناطق گرم و مرطوب با توجه به بهره‌گیری از سایه و کوران هوا طراحی و اجرا می‌شدند .

اگر در معماری مدرن، فرم تابع عملکرد است، در معماری گذشته فرم تابع اقلیم بوده است. یعنی در هر اقلیم، فرم ساختمان تابع شرایط اقلیمی آن منطقه بوده؛ در اقلیم سرد، گرم و خشک یا مرطوب، فرم ساختمان و مصالح و جزئیات اجرایی آن به گونه‌ای انتخاب و طراحی می‌شده که از اقلیم و شرایط محیطی حداکثر استفاده صورت گیرد و آسایش انسان در آن اقلیم با حداقل مصرف انرژی حاصل می‌شود.

از اوایل قرن بیستم میلادی و با به‌کارگیری تجهیزات جدید گرمایشی و سرمایشی، به تدریج اهمیت اقلیم در معماری کم‌رنگ شد. از این زمان، بخاری نفتی، شوفاژ، پنکه و کولر، آسایش حرارتی را برای انسان فراهم می‌کرد و دیگر نیاز چندانی به گرمایش آفتاب و سرمایش باد و رطوبت نبود.

بدین ترتیب طراحی اقلیمی و تمهیدات در نظر گرفته شده برای آسایش انسان با توجه به اقلیم، دیگر واجد اهمیت نبود.

ولی با عنایت به کاهش ذخایر انرژی فسیلی در جهان و آلودگی‌های محیطی مرتبط با آن و همچنین به مخاطره افتادن محیط زیست کره زمین، موضوع اقلیم و زیست‌بوم کره زمین مجدداً به صورت موضوعی حائز اهمیت برای انسان و محیط زندگی انسان درآمده است. معماری اقلیمی از دهه ۷۰ و معماری پایدار از دهه ۹۰ میلادی جزو مباحث مهم در حوزه معماری بوده است.

۲- معماری اقلیمی

همان‌گونه که عنوان شد، در دوره معماری مدرن، توجه به مسائل اقلیمی چندان حائز اهمیت نبود. از نظر لوکوربوزیه، خانه ماشینی است برای زندگی و با امکانات و تجهیزات مدرن می‌توان هرگونه شرایط آسایش را در ساختمان فراهم کرد.

ساختمان‌های با این گونه معماری، اگرچه زیبایی‌های عصر مدرن و دستاوردهای آن را به نمایش می‌گذارند، اما پوسته شیشه‌ای و فلزی این بناها در زمستان، حرارت زیادی از دست می‌دهند و در تابستان، حرارت بسیار زیادی از خورشید به داخل ساختمان منتقل می‌کنند.

ولی از دهه ۷۰ میلادی یا به طور دقیق‌تر بعد از جنگ اعراب و اسرائیل در اکتبر ۱۹۷۳، موضوع اقلیم مجدداً در حوزه معماری غرب مورد توجه قرار گرفت. در این سال اعراب تهدید کردند که کشورهای حامی اسرائیل را تحریم نفتی خواهند کرد.

در نتیجه قیمت نفت خام از بشکه‌ای حدود ۲ دلار به بشکه‌ای ۱۲ دلار صعود کرد. کشورهای غربی که مصرف‌کننده عمده نفت جهان بودند و کماکان هستند و حامی اسرائیل نیز بوده و هستند، از آن سال به دنبال کاهش وابستگی به نفت و کاهش مصرف انرژی فسیلی و جایگزین کردن آن با انرژی‌های پاک و تجدیدشونده بودند.

اتفاق مهم دیگر در این دهه، پیدایش گروه‌های سیاسی و غیرسیاسی سبز در غرب بود. این گروه‌ها عنوان کردند که تکنولوژی کنونی بشر مخرب محیط زیست است.

افزایش روزافزون کارخانجات و مصنوعات صنعتی، تولید گازهای گلخانه‌ای و سمی، از بین بردن جنگل‌ها و مراتع و نهایتاً افزایش بهره‌برداری از منابع طبیعی، زیست‌بوم کره زمین را سترون می‌کند.یا به عبارتی، محیط زیست دیگر قادر به بازتولید خود و حیات نخواهد بود.

لذا اقلیم و محیط زیست در حوزه‌های مختلف از جمله معماری، از این دهه در کشورهای غربی به صورت موضوعی مهم عنوان شد.

از نیمه دهه ۷۰ میلادی (نیمه دهه ۱۳۵۰ شمسی)، معماری اقلیمی ابتدا در دانشگاه‌ها مطرح شد. هدف، کاهش مصرف انرژی‌های فسیلی و اتکا به انرژی‌های پاک و تجدیدشونده در ساختمان‌ها بود. پس از آن چندین مقاله و کتاب در این حوزه منتشر شد و نهایتاً تعدادی خانه و ساختمان‌های دیگر به سبک معماری اقلیمی طراحی و اجرا گردید.

باید توجه داشت که معماری اقلیمی و معماری اکو-تک از دو خاستگاه نسبتاً متفاوت شروع شدند، ولی قرابت زیادی بین این دو سبک معماری وجود دارد و تفاوت چندانی نمی‌توان بین این دو قائل شد. اگرچه در معماری اکو-تک، توجه بیشتری به استفاده از فناوری‌های جدید و نوآوری در طرح معماری ملاحظه می‌شود.

3- ساختمان مرکزی بانک تجارت (Commerzbank Headquarter)

این ساختمان ۵۳ طبقه در شهر فرانکفورت آلمان بین سال‌های ۱۹۹۱ الی ۱۹۹۷ توسط شرکت “فاستر و همکاران” طراحی و اجرا شد. شهر فرانکفورت زمستان‌هایی سرد و تابستان‌هایی گرم و مرطوب دارد.

هزینه مصرف انرژی برای تأمین آسایش در این ساختمان در طی ماه‌های گرم سال بیش از زمستان است. به دلیل رطوبت هوا، در فصول گرم باید از سیستم برودتی مانند چیلر استفاده کرد که هزینه زیادی در بر دارد. لذا ساختمان عمدتاً برای فصل گرم طراحی شده است.

ساختمان به گونه‌ای طراحی شده که کلیه اتاق‌ها دارای نور و تهویه طبیعی هستند و از دید و منظر فضای خارج بهره‌مند می‌باشند. پلان ساختمان به شکل مثلث است و کالبد ساختمان همانند یک دودکش مرتفع و بزرگ طراحی شده است. برج به صورت میان‌تهی طراحی گردیده و هسته مرکزی آن که آسانسورها و بخش‌های تأسیساتی و خدماتی ساختمان را شامل می‌شود، از وسط ساختمان حذف شده و به رأس مثلث پلان انتقال داده شده است.

در سه ضلع بدنه ساختمان یک سری پاسیوهای مشجر طراحی شده که هر کدام به ارتفاع سه طبقه هستند. این فضاها محل صرف ناهار، ملاقات و استراحت کارکنان می‌باشند. این پاسیوها از یک طرف بازشو با فضای خارج و از طرف دیگر باشو به فضای خالی وسط ساختمان دارند.

در طی ماه‌های گرم سال، پنجره‌های اطراف پاسیوها و فضای تهی وسط بنا باز شده و از طریق تهویه عمودی (اثر دودکش) فضای کل ساختمان تهویه و خنک می‌شود. علاوه بر کوران هوا، پاسیوها و فضای تهی میان ساختمان، نور طبیعی و دید و منظر به فضای خارج را برای کلیه اتاق‌های داخلی ساختمان تأمین می‌کنند.

این ساختمان ۶۰% مواقع سال به صورت طبیعی تهویه می‌شود. با توجه به تمهیدات در نظر گرفته شده، انتظار می‌رود که مصرف انرژی در این برج، نسبت به برج‌های مشابه به نصف کاهش یابد. در فضای میان‌تهی ساختمان، چهار سری دریچه‌های شیشه‌ای تعبیه شده که برای جلوگیری از جریان عمودی هوا در طی ماه‌های سرد سال و یا در هنگام آتش‌سوزی، این دریچه‌ها بسته می‌شوند.