بررسی و شناخت اثر خارخانه بر میزان سرعت باد در مسکن بومی سیستان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

استادیار گروه معماری، دانشگاه زابل

10.22111/gaij.2020.5451

چکیده

یکی از نقاط بادخیز ایران، منطقۀ سیستان است و وزش باد در این منطقه تأثیر فراوانی بر روی ساخت‌وسازهای روستایی گذاشته و الگوهای منحصربه‌فردی را ایجاد کرده‌است. خارخانه‌‌های ساخته‌‌شده توسط معماران بومی سیستان یکی از الگوهایی هستند که درجهت تعدیل اوضاع جوّی به‌‌خصوص سرعت جریان باد در معماری بومی این منطقه شکل گرفته‌‌اند. تاکنون تحقیقاتی در مورد شناخت اثر خارخانه بر میزان سرعت باد و شرایط بهینة آن در مسکن بومی سیستان انجام نگرفته‌است؛ ازاین‌رو این مقاله میزان سرعت باد را در داخل فضای مسکن بومی دارای خارخانه اندازه‌‌گیری و شرایط آسایش انسانی را با فضای مشابهی که بدون خارخانه‌است، مقایسه کرده و به‌نوعی دنبال بهینه‌‌ترین سرعت باد درجهت دستیابی به آسایش حرارتی ساکنان مسکن بومی سیستان بوده‌است. در مقالۀ حاضر از روش پژوهش اندازه‌‌گیری میدانی بر روی دو گونه اتاق کاملاً مشابه دارای خارخانه و بدون خارخانه و همچنین نقطه‌‌ای به‌عنوان مبنا در بیرون بنا، طی گرم‌‌ترین روزهای سال در تیر 1398 و با فواصل زمانی 3 ساعته ‌استفاده شده‌است و برای تحلیل داده‌‌ها از روش آمار توصیفی توسط نرم‌‌افزار اِکسِل استفاده شده‌است. یافته‌‌‌های تحقیق نشان داده‌است که با توجه به برهم‌‌کنش سرعت جریان باد و دمای هوا برای رسیدن به آسایش حرارتی، در دمای کمتر از 5/32 درجه، جریان هوا تأثیر مثبت و در دمای بیش‌‌تر از آن اثر منفی بر آسایش حرارتی دارد؛ حال آنکه مطابق با تحلیل داده‌‌های میدانی، میانگین دمای هوا در فضای بیرون و اتاق بومی بدون خارخانه در تابستان بیش از 5/32 درجه سانتی‌‌گراد است و جریان باد در این دو مکان اثر منفی دارد؛ در حالی که در اتاق دارای خارخانه، دما در تمام ساعات شبانه‌‌‌روز زیر 30 درجه سانتی‌‌گراد است و جریان هوای حدود 1 متر بر ثانیه در این فضا اثر بسیار مثبتی بر آسایش افراد داشته‌است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Study of the Impact of Kharkhona on Wind Speed in the Vernacular Housing of Sistan Region

نویسندگان [English]

  • dr.abolfazl heydari
  • dr.jamshid davtalab
چکیده [English]

Sistan Region is one of the windy areas of Iran and wind gusts have significantly affected the manner of building construction in the region, leading to formation of unique architectural elements and models. Kharkhona is one of these unique constructs built by the Vernacular architects to moderate climatic conditions especially wind speed. There was a lack of research about the impact of Kharkhona on wind speed and its optimized rate in the Vernacular Housing of Sistan Region; therefore, this study was conducted with the aim of measuring wind speed in abodes equipped with Kharkhona and comparing the resultant human comfort with that of structurally similar houses which are not equipped with Kharkhona in order to determine the most optimized wind speed for achieving indoor thermal comfort in Sistan Region. The methodology consisted of field measurements in two structurally identical rooms, one equipped with and one without Kharkhona, and an outdoor station as reference point. Measurements were performed during the hottest days of June-July 2019 in three-hour intervals and Microsoft Excel’s descriptive statistics was used for analysis of the collected data. The results indicated that, considering the interaction between wind and air temperature in creating thermal comfort, wind speed has a positive impact on thermal comfort in any temperature lower than 32.5°C and a negative impact in any temperature higher than that. Since according to the field measurements of this study the mean temperature of the outdoor station and the room not equipped with Kharkhona was above 32.5°C, wind had a negative impact on thermal comfort. However, since air temperature in the room equipped with Kharkhona was lower than 30°C during the entire day cycle, the 1m/s wind speed had a positive impact on the residents’ thermal comfort.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Kharkhona
  • Wind
  • Air Temperature
  • Vernacular Housing
  • Sistan
اصغری لفمجانی، صادق؛ و معصومی جشنی، مهدی. (1395)، ارزیابی کیفیت اجرای طرح­های هادی و اثرات آنها در روستاهای مرزی (مطالعه موردی: شهرستان زهک). فصلنامه علمی- پژوهشی جغرافیا (برنامه­ریزی منطقه­ای)، موسسه آموزش عالی قشم، شماره 1، صص 187-169.
http://www.jgeoqeshm.ir/article_44995.html
بیزلی، الیزابت؛ هارورسن، مایکل. (1392). معماری و آبادانی بیابان (بناهایی برای زیستن در فلات ایران)، ترجمه: مهدی گلچین علرفی و نگار صبوری، انتشارات روزنه، چاپ اول، تهران.
پودینه، اسمعیل؛ برومند، صلاحی؛ خسروی، محمود؛ و حمیدیان­پور، محسن. (1397)، تحلیل روند تغییرات بیشینه سرعت بادهای 120 روزه سیستان با آزمون­های من-کندال و شیب تخمین سن، پژوهشهای دانش زمین، دانشگاه شهید بهشتی، سال 9، شماره 34، صص 128-114.
http://esrj.sbu.ac.ir/issue/view/1061
حمیدیان­پور، محسن؛ مفیدی، عباس؛ و سلیقه، محمد. (1395)، تحلیل ماهیت و ساختار باد سیستان، مجله ژئوفیزیک ایران، انجمن ژئوفیزیک ایران، دوره 10، شماره 2، صص 109-83. 
http://www.ijgeophysics.ir/article_33350.html
حیدری، ابوالفضل. (1394)، مطالعه و تحلیل شیوه­های بومی استفاده از باد در جهت الگوگیری و اصلاح معماری مسکن روستایی  سیستان، پایان­نامه دکتری، دانشگاه علم و صنعت ایران.
حیدری، شاهین. (1391)، برهم­کنش جریان هوا، دما و راحتی در فضاهای باز شهری مطالعه موردی اقلیم گرم­وخشک ایران، نشریه هنرهای زیبا- معماری و شهرسازی، دانشگاه تهران، دوره 17، شماره 2، صص 42-37.
https://jfaup.ut.ac.ir/article_30158.html
خسروی، محمود. (1387)، تاثیرات محیطی اندرکنش نوسان­های رودخانه هیرمند با بادهای 120روزه سیستان، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، پژوهشکده امیرکبیر، دوره 4، شماره 91، صص 49-19.
https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper.aspx?id=97726.
خسروی، محمود. (1389)، بررسی توزیع عمودی گردوغبار ناشی از طوفان در خاورمیانه با استفاده از مدل NAAPS در منطقه سیستان ایران، مجموعه مقالات چهارمین کنگره بین­المللی جغرافیدانان جهان اسلام (ICIWG, 2010)، ایران، زاهدان، 25-27 فروردین.
https://www.civilica.com/Paper-ICIWG04-ICIWG04_053.html
خسروی، محمود؛ و نظری­پور حمید. (1391)، مطالعه‎ی ‎همدید ‎تیپ‎های‎ هوای ‎غالب ‎منطقه­ی ‎سیستان (ایستگاه‎زابل)، پژوهش­های جغرافیای طبیعی، دانشگاه تهران، دوره اصغری لفمجانی، صادق؛ و معصومی جشنی، مهدی. (1395)، ارزیابی کیفیت اجرای طرح­های هادی و اثرات آنها در روستاهای مرزی (مطالعه موردی: شهرستان زهک). فصلنامه علمی- پژوهشی جغرافیا (برنامه­ریزی منطقه­ای)، موسسه آموزش عالی قشم، شماره 1، صص 187-169.
https://jphgr.ut.ac.ir/article_29213.html
داوطلب، جمشید؛ آذرسا، ساناز. (1388)، "الگوی مسکن روستایی سیستان با تأکید بر معماری بومی"، اولین کنفرانس ملی مسکن و توسعه کالبدی روستا، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان.
رازجویان، محمود. (1388)، آسایش به وسیله معماری همساز با اقلیم، دانشگاه شهید بهشتی، تهران.
رازجویان، محمود. (1379)، آسایش در پناه باد، انتشارات دانشگاه شهید بهشتی، چاپ اول، تهران.
رفاهی، حسینقلی. (1378)، فرسایش بادی و کنترل آن، انتشارات دانشگاه تهران، چاپ اول، تهران.
سرتیپی­پور، محسن. (1388)، آسیب شناسی معماری روستایی بسوی سکونتگاه مطلوب، انتشارات شهیدی، چاپ اول، تهران.
سرگزی، محمدعلی. (1395)، تأثیر محدوده آسایش حرارتی بر طراحی معماری منطقه سیستان، جغرافیا و آمایش شهری- منطقه­ای، دانشگاه سیستان و بلوچستان، شماره 19، صص 26-17.
http://gaij.usb.ac.ir/article_2437.html
سلیقه، محمد. (1382)، توجه به باد در ساخت کالبدی شهر زابل، جغرافیا و توسعه، دانشگاه سیستان و بلوچستان، دوره 1، شماره 2، صص 121-109.
http://gdij.usb.ac.ir/article_3818.html
علوی، امید؛ باغبانی، ابوالفضل. (1392)، "بررسی عوامل مؤثر در پتانسیل نیروگاه بادی در شهرستان زابل و محاسبه مقدار سوددهی آن"، مجموعه مقالات پنجمین همایش علمی تخصصی انرژی های تجدید پذیر و پاک و کارآمد، تهران.
https://www.civilica.com/Paper-WINDCONF05-WINDCONF05_004.html
علیجانی، بهلول؛ و رئیس­پور، کوهزاد. (1390)، تحلیل آماری، همدیدی طوفان­های گرد و خاک در جنوب شرق ایران، مطالعه موردی: منطقه سیستان، مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، مرکز پژوهشی علوم جغرافیایی و مطالعات اجتماعی دانشگاه حکیم سبزواری، دوره 2، شماره 5، صص 132-107.
http://journals.hsu.ac.ir/jarhs/article-1-104-fa.html
فاضل­نیا، غریب؛ کیانی، اکبر؛ خسروی، محمدعلی؛ بندانی، میثم. (1390). بررسی انطباق الگوی بومی توسعۀ کالبدی- فیزیکی روستای تمبکاء شهرستان زابل با جهت حرکت طوفان های شن و ماسه، مسکن و محیط روستا، پژوهشکده سوانح طبیعی، دوره 30، شماره 136، صص 16-3.
http://jhre.ir/article-1-246-fa.html
فتحی، حسن. (1382)، ساختمان سازی با مردم، ترجمه علی اشرفی، نشر دانشگاه هنر، چاپ دوم، تهران.
فرج­زاده، منوچهر؛ رازی، مهین. (1390)، بررسی توزیع زمانی و مکانی طوفان­ها و بادهای شدید در ایران، فصلنامه پژوهش­های آبخیزداری (پژوهش و سازندگی)، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، شماره 91، صص 32-22.
https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper.aspx?id=152451
قلعه­نوی، افسانه. (1391)، "تأثیر بهره­گیری از تهویه طبیعی بر بهینه­سازی مصرف انرژی"، مجموعه مقالات دومین همایش ملی انرژی باد و خورشید، تهران.
https://www.civilica.com/Paper-WINDCONF02-WINDCONF02_004.html
کاک نیلسن، هالگر. (1389)، معماری همساز با اقلیم؛ اصول طراحی زیست محیطی در مناطق گرم، ترجمه: فرزانه سفلایی، انتشارات مرکز مطالعاتی و تحقیقاتی شهرسازی و معماری، چاپ اول، تهران.
کاویانی، محمدرضا. (1374)، توربین‌های بادی و ارزیابی پتانسیل انرژی باد در ایران، فصل‌نامه تحقیقات جغرافیایی، پژوهشکده امیرکبیر، شماره 36، صص 144-127.
http://ensani.ir/fa/article/233274
گاندر، ژ؛ گیو، ای. (1374). تأثیر باد در شکل­گیری فضاهای شهری، مترجم: فیروز جناب، نشر صاحب اثر، چاپ اول، تهران.
گندمکار، امیر. (1385)، بررسی سینوپتیک انرژی باد در منطقه سیستان، پایان­نامه دکتری رشته اقلیم­شناسی، دانشگاه اصفهان.
گندمکار، امیر. (1388)، ارزیابی پتانسیل باد در کشور ایران، مجله جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، دانشگاه اصفهان، سال 20، شماره 4، صص 85-100.
http://gep.ui.ac.ir/article_18451.html
معماریان، غلامحسین؛ محمدمرادی، اصغر؛ حسینعلی­پور، سیدمصطفی؛ حیدری، ابوالفضل؛ دودی، سعیده. (1396)، تحلیل رفتار باد در تهویه طبیعی مسکن بومی روستای قلعه­نوی سیستان به کمک CFD، فصلنامه مسکن و محیط روستا، پژوهشکده سوانح طبیعی، دوره 36، شماره 157، صص 36-21.
http://jhre.ir/article-1-1200-fa.html
مکماهون، سرآرتور هنری. (1378)، مجموعه جغرافیای تاریخی سیستان، ترجمه و تدوین: حسن احمدی، نشرمؤلف، چاپ اول، تهران.
میرلطفی، محمودرضا؛ توکلی، مرتضی؛ بندانی، میثم. (1391)، بررسی تطبیقی وضعیت استقرار جهات جغرافیایی مسکن روستایی و مصرف انرژی در منطقه سیستان، فصلنامه مسکن و محیط روستا، پژوهشکده سوانح طبیعی، دوره 31، شماره 138، صص 52-39.
http://jhre.ir/article-1-139-fa.html
هادربادی، غلامرضا. (1379)، پیش­بینی سرعت و جهت بادهای فرساینده، مطالعه موردی: منطقه زابل، پایان­نامه کارشناسی­ارشد، دانشگاه شیراز.
Arens, E A, Xu, T, Miura, K, Zhang, H, Fountain, M Eand Bauman, F (1998), A Study of Occupant Cooling by Personally Controlled Air Movement, Building and Energy, Vo27, pp 45-59.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S037877889700025X
Chen, Q., (2009). Ventilation performance prediction for buildings: a method overview and recent applications. Build. Environ. 44(4), pp: 848-858.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0360132308001510
Etheridge, D.W., (2011). Natural ventilation of buildings. Theory, measurement and design. Wiley p: 454.
Fountain, M E, Arens, E, de Dear, R, Bauman, F and Miura, K (1994), Locally Controlled Air Movement Preferred in Warm Isothermal Environments, ASHRAE Transactions, Vol 100(2), pp: 937-952.
https://www.researchgate.net/publication/238692120_Locally_controlled_air_movement_preferred_in_hot_isothermal_environments
Givoni, B. (1994), Passive and Low Energy Cooling of Buildings, New York, Van Nostrand Reinhold.
Hui Zhang, Edward Arens, Sahar Abbaszadeh Fard, Charlie Huizenga, Gwelen Paliaga*, Gail 8- Brager, Leah Zagreus (2005), Air movement preferences observed in office buildings, Report of Center for the Built Environment - UC Berkeley, Berkeley, CA USA.
Humphreys, M. A. (1999), The Relationship Between Scales of Comfort and Scales of Warmth, UK Thermal comfort group meeting, University of Sheffield, Sep.
ISO 7726. Ergonomics of the Thermal Environment – Instruments for Measuring Physical Quantities. International Organization for Standardization. Geneva.
Mayer, E (1992), New Measurements of the Convective Heat Transfer Coefficients: Influences of Turbulence,Mean Air Velocity and Geometry of Human Body, Proceedings of ROOMVENT’92, Lyngby, Danish Association of  HVAC Engineers.
Pyla, Panayiota I., (2007). Hassan Fathy Revisited Postwar Discourses on Science, Development, and Vernacular Architecture, Journal of Architectural Education, pp: 28-39.
https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1111/j.1531-314X.2007.00093.x
Reichrath, S., Davvies, T.W., (2002). Using CFD to model the internal climate of greenhouses: past, present and future. Agronomie 22, pp: 3-19.
https://www.researchgate.net/publication/248850216_Using_CFD_to_model_the_internal_climateof_greenhouses_past_present_and_future
Rohles, F et al. (1974), the Effect of Air Movement and Temperature on the Thermal Sensations of Sedentary Man, ASHRAE Transactions, Vol. 80 (1).
Toftum, J., (2004), Air Movement – Good or Bad? Indoor Air, Vol. (14), pp 40-45.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15330770
Tanabe, S and Kimura, K (1989), Thermal Comfort Requirements under Hot and Humid Conditions, Proceedings of the First ASHRAE Far East Conference on Air Condition.
Tate, G. P., (1910). Sistan, a Memoir on the History, Topography, Ruins, and People of the Country. Calcutta: Supt. Govt. Print.
WMO-No. 8. 2008. Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation, seventh ed. World Meteorological Organization (WMO).
www.cibse.org/Knowledge/knowledge-items /detail?id=a0q20000008I7o8