مقاله فارسی راهنماي طراحي اقليمي

اقليم (از كلمه يوناني كليما) در فرهنگ لغات آكسفورد، منطقه‌اي با شرايط مشخصي از دما، خشكي، باد، نور و غيره معني شده است. تعريف كمي علمي‌تر اقليم چنين است: تركيب زماني وضعيت فيزيكي محيط جوّي، كه ويژگي يك محل جغرافيايي مشخص است. چون هوا وضعيت لحظه‌اي جوّي يك محل معين است، اقليم را مي‌توان چنين تعريف نمود: تركيب زماني اوضاع هوا.
زمين تقريباً تمام انرژي خود را به صورت اشعه از خورشيد دريافت مي‌كند. بنابراين، خورشيد عمده‌ترين عامل موثر در شرايط اقليمي است.
وسعت طيف اشعه خورشيد از 290 تا 2300 نانومتر است. اين طيف را بنا به آنچه انسان درك و احساس مي‌كند، مي‌توان بشرح ذيل تشخيص داد:
الف). اشعه ماوراء‌بنفش، كه داراي طول موجي بين 290 تا nm380 بوده و موجب اثرات فتوشيميايي از قبيل رنگ‌زدايي، آفتاب سوختگي و غيره مي‌شود.
ب)0 اشعه مرئي يا قابل رؤيت، كه طول موج آن بين nm 380 (بنفش) تا nm700 (قرمز) است.
ج)0 اشعه موج كوتاه مادون قرمز، كه طول موج آن بين 700 تا nm2300 است و حرارت تابشي و برخي اثرات فتوشيميايي دارد.
توزيع انرژي طيف اشعه خورشيد به دليل ضخامت تصفيه‌كنندگي جوّ، بسته به ارتفاع محل تغيير مي‌كند. برخي از امواج كه طول موج كوتاهتري دارند، در جوّ جذب شده و دوباره با طول موج بلندتري، مثل امواج بلند مادون قرمز با طول موجي تا nm10000، بازتاب مي‌شوند.
اقليم شهري
محيط‌هاي مصنوعي، اقليمي خاص خود در مقياس خُرد به وجود مي‌آورند، تفاوت ميان اين اقليم خُرد و اقليم كلان ناحيه‌اي، تا حدودي به درجه مداخله انسان بستگي دارد. در شهرها يا شهركهاي بزرگ، مداخله انسان در محيط طبيعي به حداكثر خود مي‌رسد، بنابراين، صحبت از «اقليم شهري» قابل توجيه است.
عواملي كه باعث تفاوت بين اقليم شهري به اقليم ناحيه‌اي مي‌شوند عبارتند از:
الف)0 تغيير كيفيت سطوح (راههاي فرش شده و ساختمانها) ـ افزايش يافتن ضريب جذب تابش آفتاب و كاهش يافتن تبخير.
ب)0 ساختمانها ـ باعث ايجاد سايه شده و چون مانعي در مقابل باد عمل مي‌كنند، بادها را احتمالاً با سرعت بيشتري در محل كاناليزه مي‌نمايند يا حرارت جذب شده را در توده مصالحشان ذخيره ساخته، در شب آن را به آرامي آزاد مي‌سازند.
ج). نشت انرژي ـ از ديوارها و در نتيجه تهويه ساختمانهاي گرم شده، حرارت خروجي سيستمهاي خنك‌كننده و تهويه مطبوع (حرارت گرفته شده از فضاهاي كنترل شده به فضاي خارجي انتقال مي‌يابد)، حرارت خروجي موتورهاي درون‌سوز وسايل الكتريكي، حرارت تلف شده از صنايع، بخصوص كوره‌ها و كارخانه‌هاي بزرگ.
د)0 آلودگي جوّي ـ فضولات مربوط به ديگها و دودكشهاي معمولي و صنعتي، هواي خارج شده از موتور اتومبيل‌ها، دود و بخار كه هر دو باعث كاهش اشعه مستقيم آفتاب شده اما اشعه پراكنده را افزايش پراكنده را افزايش مي‌دهند و مانعي در برابر خروج اشعه بازتاب شده ايجاد مي‌كنند. وجود ذرات جامد در جوّ شهري ممكن است
در شرايط مناسب به تشكيل مه كمك نموده موجب بارندگي شود.
مقدار اين تفاوتها ممكن است كاملاً قابل توجه باشد.
هواي گرم با جرياني آرام و رطوبت متوسط
در اقليم معتدل و در فضاي داخلي، هنگامي كه دماي هوا 18 درجه سلسيوس و حركت آن آرام يعني سرعت آن از 25/0 متردرثانيه تجاوز ننمايد و هنگامي كه رطوبت نسبي بين 40 و 60 درصد باشد، فردي كه مشغول انجام كاري در حالت نشسته است، در صورتي كه دماي سطوح اطرافش با دماي هوا تقريباً مساوي باشد، حرارت اضافي بدنش را به سهولت به طرق زير دفع مي‌نمايد:
از طريق تشعشع 40 درصد
از طريق جابجايي 40 درصد
از طريق تبخير 20 درصد
هدايت به مقدار ناچيز
اين دوره را مي‌توان به صورت زير بيان نمود:
الف) كمپرسور
1- فشار را افزايش مي‌دهد.
2- بدون هيچ‌گونه تغييري در حرارت موجود
3- دما مثلاً از صفر درجه به 30 درجه سلسيوس تغيير مي‌نمايد.
ب) تقطيركننده
1- بدون هيچ‌گونه تغييري در فشار
2- در تقطيركننده، حرارت نهاني آزاد شده به محيط انتقال مي‌يابد.
3- دما از 30 درجه به مثلاً 26 درجه سلسيوس كاهش مي‌يابد.
ج) سوپاپ اطمينان
1- مايع را تنها در بالاي فشار تنظيم شده وارد مي‌كند و در نتيجه فشار كم در تبخيركننده را تأمين مي‌نمايد.
2- بدون هيچ‌گونه تغييري در حرارت موجود
3- دما از 26 درجه به مثلاً 4ـ درجه سلسيوس مي‌رسد.
د) تبخيركننده
1- بدون هيچ‌گونه تغييري در فشار
2- در تبخيركننده، حرارت نهاني جذب مي‌شود.
3- حرارت از محيط گرفته مي‌شود
4- دما از 4ـ درجه به مثلاً صفر درجه سلسيوس مي‌رسد.
اگر كويل (يا مارپيچ) تبخيركننده در داخل كانال تهيه هوا قرار داده شود (به جاي قرار گرفتن در كانال يخچال) هوايي كه از مقابل آن جريان مي‌يابد خنك مي‌شود.
تدارك براي برقراري تهويه. تأثير دودكش
تهويه، يعني تهيه هواي تازه و خنك‌سازي از طريق جابجايي، هر دو شامل جريان نسبتاً آرام هوا هستند. نيروي محركه اين جريان مي‌تواند حرارتي يا حركتي (باد) باشد.
تأثير دودكش به نيروي حرارتي، كه ناشي از اختلافِ جرم (در اثر اختلاف دما) بين هواي داخل و خارج است ارتباط دارد. اين جريان ممكن است از داخل يك پنجره باز (وقتي هوا ساكن است) صورت گيرد: هواي گرم و سبكتر داخلي از بالا به خارج و هواي سرد و سنگين‌تر خارجي از پايين به داخل جريان مي‌يابد. اصول اين حركت همان اصول مولد باد مي‌باشد.
براي انجام اين عمل مي‌توان دودكشهايي مخصوص تهويه پيش‌بيني نمود. هرچه اين دودكشها بلند‌تر، سطح مقطع آنها بيشتر و اختلاف دما بيشتر باشد، نيروي محركه
قوي‌تر خواهد بود و در نتيجه، مقدار هواي بيشتري به جريان خواهد افتاد.
عبور هوا از سطح پوست دفع حرارت را به دو صورت زير افزايش مي‌دهد:
1- افزايش اتلاف حرارت از طريق جابجايي (هَمرفت)
2- افزايش تبخير
در رطوبتهاي كم (زير 30 درصد) اين تأثير خنك‌كنندگي زياد نيست. چون ميزان تبخير حتي در صورت كم بودن جريان هوا نامحدود است. در رطوبتهاي زياد (بالاي 85 درصد) تأثير خنك‌كنندگي به دليل زياد بودن فشار بخار، كه مانعه از تبخير مي‌شود محدود مي‌گردد، اما سرعتهاي زيادتر (بالاي 5/1 تا 2 متر برثانيه) تا حدودي مؤثر خواهند بود. تأثير خنك‌كنندگي جريان هوا در رطوبتهاي متوسط (35 درصد تا 60 درصد) بيشترين اهميت را دارد.
مي‌توان عوامل زير را كه در شكل و سرعت جريان هوا در داخل ساختمان تأثير دارند مشخص نمود:
الف) جهت استقرار
ب) خصوصيات خارجي
ج) كوران
د) محل بازشوها
هـ) اندازه بازشوها
و) كنترل بازشوها
اگر چه كالبد ساختمان مانعي است بين شرايط كنترل شده داخلي و شرايط احتمالاً نامناسب خارجي، اما بايد توجه داشت كه اين كالبد مي‌بايست مانعي اختياري باشد، يا بهتر است مانند يك صافي عمل نمايد، يعني در عين جلوگيري از تأثيرات نامناسب، امكان بهره‌گيري
از شرايط مناسب را فراهم سازد. يكي از اين تأثيرات مناسب، روشنايي طبيعي است.
بينايي، احتمالاً مهمترين كانال ارتباطي انسان و محيط اطراف او است. چشم به وسيله نور منعكس‌شده از سطح اجسام، تحريك مي‌شود، بنابراين نور شرط لازم براي ديدن است. نور را مي‌توان بطور مصنوعي (مثلاً نور الكتريكي) ايجاد نمود، اما در صورتي كه نور طبيعي وجود داشته باشد ـ چون هزينه‌اي در برندارد ـ بهتر است مورد استفاده قرار گيرد.
در نورپردازي مصنوعي، خود منبع نور تحت كنترل طراح (استفاده كننده) است. اما در نورپردازي طبيعي، منبع نور (خورشيد و آسمان) موجود است، بنابراين در صورتي كه كنترل نور ضرروت داشته باشد، بايد اين كنترل را از طريق انتقال يا توزيع نور انجام داد. نورپردازي مصنوعي، عملاً مستقل از موقعيت، اقليم و حتي كالبد ساختمان است، اما نورپردازي طبيعي شديداً وابسته به شرايط خارجي است و كنترل آن تنها به وسيله خود ساختمان امكان‌پذير است. به همين دليل، فصل حاضر به نورپردازي طبيعي و نور خورشيد اختصاص يافته است. به نورپردازي الكتريكي، تنها در رابطه با اثرات حرارتي آن يا در مواردي كه به نورپردازي طبيعي مربوط مي‌شود اشاره خواهد شد.
انتقال
بعضي مصالح وقتي در مقابل نور قرار بگيرند، مقدار زيادي از نور را از خود انتقال مي‌دهند، اين نوع مصالح «شفاف» ناميده مي‌شوند. ديگر مصالح، يعني «مصالح كِدر» مانع از عبور نور مي‌شوند. در پشت يك شي‌ء كدر، هيچ نوري (نور مستقيم) وجود نخواهد داشت، يعني اين شي‌ء سايه ايجاد مي‌كند. واژه «نيمه شفاف»
براي مصالحي به كار مي‌رود كه قسمتي از نور تابيده شده را منتقل مي‌نمايد، اما باعث شكستگي در مسير مستقيم آن مي‌شود و نور را به تمام جهات پراكنده مي‌كند و «نور پخش شده» به وجود مي‌آورد.
نور تابيده شده به يك شي‌ء مي‌تواند به سه طريق توزيع شود: انعكاس، جذب و انتقال، برخي از ويژگيهاي مهم اشياء و مصالح آنها به وسيله نسبت اين سه جزء بيان مي‌شوند:
قابليت انعكاس (r)
قابليت جذب (a)
قابليت انتقال (t)
در تمام موارد حاصل جمع اين سه جزء يك است: (1=t+a+r). در مورد اشياء كدر (t=0) و در نتيجه 1= a+r است.
انعكاس
چنانچه پرتوهاي موازي نوري كه به يك سطح تابيده شده، پس از انعكاس از آن سطح نيز موازي باقي بمانند، چنين سطحي «آينه مسطح) و اين نوع انعكاس «بازتاب آينه‌اي» ناميده مي‌شود. قواعد هندسي مربوط به بينايي، در مورد چنين سطوحي صدق مي‌كنند. براساس اين قواعد، زاويه برخورد پرتوها، مساوي زاويه انعكاس آنها است، پرتوهاي منعكس شده از آينه محدب از يكديگر دورو پرتوهاي منعكس شده از آينه مقعر به يكديگر نزديك مي‌شوند.
نور منعكس شده از سطح مات پراكنده خواهد شد. اكثر اوقات مخلوطي از اين دو نوع انعكاس اتفاق مي‌افتد كه بسته به نسبت مقدار دو جزء آن، انعكاس «نيمه پراكنده» يا «منتشر شده» ناميده مي‌شوند.
برخي مصالح، عملاً در مقابل تمام طول موجهاي نور ، قابليت انعكاس مشابهي دارند. چنين مصالحي تركيب طول موج نور را پس از انعكاس تغيير نمي‌دهند. سطوحي كه چنين خصوصيتي از نظر انعكاس دارند، در نور سفيد به صورت زير ديده مي‌شوند:
در صورتيكه r كمتر از 75/0 باشد سفيد
در صورتيكه r بين 5/0 و 75/0 باشد خاكستري
در صورتيكه r كمتر از 5/0 باشد سياه
ساير مصالح نسبت به انعكاس طول موجهاي مختلف، خصلت متفاوتي دارند. اين نوع مصالح ممكن است طول موج بخصوصي از نور تابيده شده را جذب نمايند، در نتيجه بقيه طول موجهاي منعكس شده رنگ بخصوصي را نشان مي‌دهند. مواد رنگي چنين جذب‌كننده‌هايي هستند كه رنگ آنها حاصل عملي نقصاني است. در مواد رنگي مخلوط، جذب، عملي اضافي و انعكاس عملي نقصاني است، به طور مثال:
رنگ زرد، آبي را جذب مي‌كند، قرمز، زرد و سبز را منعكس مي‌نمايد.
رنگ آبي، قرمز و زرد را جذب مي‌كند، آبي و سبز را منعكس مي‌نمايد.
مخلوطي از اين دو رنگ، آبي، قرمز و زرد را جذب مي‌كند و فقط رنگ سبز را منعكس مي‌نمايد.
مخلوطي از كليه مواد رنگي سياه خواهد بود، چون تمام طول موجها را جذب خواهد نمود. هيچ مخلوطي از مواد رنگي، رنگ سفيد را نخواهد ساخت هميشه بعضي از طول موجهاي بخصوص جذب خواهند شد.
روشنايي
روشنايي يك نقطه نوراني، به نسبت مجذور فاصله آن كاهش مي‌يابد. منبعي به شدت (I) شمع، جمعاً جرياني
معادل لومن را ساطع مي‌كند. در فاصله‌اي برابر (d) اين جريان بر روي كره‌اي به شعاع (d) يا سطحي به مساحت توزيع خواهد شد. بنابراين، روشنايي در اين فاصله برابر است با:

اين رابطه كه بنام قانون عكس مجذور فاصله شناخته شده است وقتي صادق خواهد بود كه صفحه مورد نظر بر جهت نور عمود باشد، در اين حالت زاويه برخورد صفر است، . در صورتي كه صفحه نسبت به جهت نور مايل باشد، همان جريان در سطح بيشتري توزيع مي‌شود و در نتيجه روشنايي كاهش مي‌يابد. مقدار كاهش با كسينوس زاويه برخورد متناسب است:
در اين رابطه En = روشنايي در سطح عمود بر اشعه
= روشنايي در سطحي كه نسبت به اشعه به اندازه درجه مايل است
= زاويه برخورد
در صورتي كه سطحي در برابر چندين منبع نوراني قرار گرفته باشد، روشنايي آن برابر مجموع روشنايهاي حاصل از هر يك از منابع خواهد بود:
E = E1+E2+E3+…
روشنايي حاصل از يك منبع نوراني خطي به طول بينهايت، به نسبت فاصله آن كاهش مي‌يابد (نه به نسبت مجذور فاصله آن) و در مورد سطح بينهايت بزرگ (مثل آسمان)، روشنايي به نسبت فاصله تغيير نمي‌كند.
ميدان ديد
ميدان ديد فردي معمولي، در وضعيت ثابت چشم و سر، تا 180 درجه افقي و 120 درجه عمودي وسعت دارد. در اين
محدوده، ميدان مركزي تا 2 درجه و زمينه بلافاصله بعد از آن تا حدود 40 درجه وسعت دارد.
آسايش و كارايي بصري را مي‌توان با كنترل توزيع درخشندگي در ميدان ديد تضمين نمود. نسبت درخشندگي در ميدان ديد بايد به صورت ذيل باشد:
ميدان مركزي : زمينه : محيط
5 : 2 : 1
10 : 3 : 1
اما در هيچ موردي نبايد اين نسبت از مقادير رديف 2 تجاوز نمايد، چون باعث درخشش خيره‌كننده خواهد شد.
چشم انسان، خود را با ميانگينث درخشندگي ميدان ديد تنظيم مي‌نمايد (تطبيق). در صورت وجود تضاد زياد، اين عمل چشم باعث خواهد شد كه قسمتهايي كه روشني كمتري دارند (قسمتهاي تاريك) ديده نشده و قسمتهاي درخشان (قسمتهاي روشن) باعث ناراحتي شوند.
لامپهاي الكتريكي
در روشنايي الكتريكي، عمدتاً دو نوع لامپ مورد استفاده قرار مي‌گيرد:
1- لامپهاي رشته‌اي، در اين لامپها جريان برق از يك رشته تانگستن عبور مي‌كند و در نتيجه اين رشته گرم مي‌شود و نور ساطع شده از آن، روشنايي حاصل از حرارت خواهد بود.
2- لامپهاي فلورسنت، در اين لامپها جريان برق از ميان دو الكترود كه در بين آنها بخار جيوه (مخلوط با گازهاي اضافي) با فشار كم وجود دارد عبور مي‌نمايد و ملكولهاي تحريك شده گاز، اشعه ماوراءبنفش منتشر مي‌كنند. اين اشعه به وسيله پوشش فلورسنت سطح داخلي لوله شيشه‌اي جذب و به صورت طول موجهاي قابل رؤيت بازتاب مي‌شوند.
كارايي درخشندگي لامپهاي رشته‌اي 10 تا Lm/w 16 است، در صورتي كه لامپهاي فلورسنت 40 تا Lm/w70 كارايي دارند. بنابراين، براي دستيابي به مقدار روشنايي مشخصي، در صورت استفاده از لامپهاي فلورسنت به لامپي با توان كمتري نياز خواهد بود.
بطور مثال، يك لامپ رشته‌اي 200 وات حدود Lm/w2500 توليد مي‌كند، در صورتي كه يك لامپ فلورسنت 40 وات همان بازده را دارد. (كويل لازم براي اين لامپ باري حدود 8 وات خواهد داشت، بنابراين كل قدرت اين مدار 48 وات خواهد بود).
يا به عبارت ديگر، كل انرژي منتشر شده از اين دو لامپ به صورت زير توزيع مي‌شود:
لامپ رشته‌اي 5 درصد نور 95 درصد حرارت
لامپ فلورسنت 21 درصد نور 79 درصد حرارت
از نقطه‌نظر حرارتي، كل قدرت لامپ به عنوان ميزان كسب حرارت به حساب مي‌آيد. جزء بيشتر انرژي منتشر شده از يك لامپ حرارت است، اما حتي نور منتشر شده وقتي به سطوح داخلي يك اتاق برخورد مي‌كند، به حرارت تبديل مي‌شود. در مورد لامپهاي فلورسنت كل توان مدار بايد به حساب آورده شود، نه فقط قدرت لامپ، چون كويل نيز حرارت توليد مي‌كند.
چنانچه در مناطق گرم و خشك، استفاده از PSALI مورد نظر باشد، حرارت ايجاد شده به وسيله نور الكتريكي دماي داخلي را افزايش خواهد داد. بنابراين، به صلاح خواهد بود كه چنين توليد حرارتي، با استفاده از لامپهاي فلورسنت به حداقل برسد. در يك شرايط بحراني جدا كردن كويلها از لامپها و قرار دادن آنها در محفظه عايقبندي شده‌اي كه بطور جداگانه تهويه مي‌شود، ارزش خواهد داشت. اين عمل باعث خواهد شد كه به ازاء
هر لامپ 40 وات، 8 وات در كسب حرارت صرفه‌جويي شود، كه معادل 17 درصد كاهش در كسب حرارت ناشي از نورپردازي خواهد بود.
دستگاه شنوايي انسان يكي از مهمترين كانالهاي ارتباطي بدن است و احتمالاً فقط در مقايسه با دستگاه بينايي عضو دوم محسوب مي‌شود. اما، در حالي كه، چشمها را مي‌توان در مقابل نور شديد يا صحنه‌هاي ناخواسته بست، گوشها همواره در طول حيات در مقابل هر گونه سروصداي ناخواسته، مثل هرگونه صداي مطلوب باز هستند. بنابراين، چنانچه جلوگيري از سروصدا ضروري باشد، مي‌بايست پيش‌بينيهايي در خود محيط به عمل آيد.
لفظ «سروصدا» در مورد صداهاي ناخواسته به كار برده مي‌شود، بنابراين تعريف سروصدا جنبه ذهني دارد. صداي مطلوب براي فردي ممكن است سروصداي نامطلوب براي فرد ديگري باشد.
در زندگي روستايي صداهاي مختلف به ندرت به سروصدا تبديل مي‌شوند، زيرا اين صداها به نوعي در زندگي و ارتباطات اجتماعي مردم آن محل نقش دارند. علاوه بر آن، اين صداها به ندرت ممكن است از حد قابل تحمل تجاوز نمايند. شهرنشيني منابع ايجاد سروصدا را به سرعت افزايش داده (منابعي از قبيل صنايع، ترافيك، هواپيما، راديو و غيره)، و نيز تغييري در اخلاق و رفتار اجتماعي مردم پديد آورده است.
كم‌بودن تراكم جمعيت در مناطق روستايي ضامن به وجود آمدن فاصله بيشتر بين منبع سروصدا و شنونده است و در نتيجه باعث كم شدن مزاحمت مي‌شود. در حالي كه در شهرهاي پرتراكم، منابع بالقوه توليدكننده سروصدا بيشتر و فاصله مابين اين منابع و شنوندگان نيز خيلي
كمتر است. با افزايش منابع توليدكننده سروصدا، مشكلات مربوطه افزايش مي‌يابد و انجام اقدامات دفاعي ضرورت پيدا مي‌كند.
علم «آكوستيك» به دو زمينه عمده زير تقسيم مي‌شود:
1- كنترل صداهاي مطلوب، يعني ايجاد بهترين شرايط براي شنيدن صداهايي كه مايل بشنيدن آنها هستيم: اكوستيك اتاق
2- كنترل صداهاي نامطلوب، يعني كنترل سروصدا
در مناطق گرمسيري حتي اگر سروصداي فعلي بمراتب كمتر از نواحي پيشرفته صنعتي در مناطق معتدل باشد، مشكلات جدي آينده آنها به هيچ وجه كمتر نخواهد بود. با رسيدن به چنين مرحله‌اي، به دلايلي كه در زير مي‌آيد، در واقع وظيفه طراح در مناطق گرمسيري حتي مشكلتر از مناطق معتدل خواهد بود:
الف) در مناطق گرمسيري، برعكس مناطق معتدل كه بيشتر فضاهاي داخلي ساختمان مورد استفاده قرار مي‌گيرد، قسمت عمده اوقات زندگي در فضاي خارجي سپري مي‌شود كه در آن كنترل صدا امكان ندارد.
ب) خصوصاً در مناطق گرم و مرطوب كه ساختمان متشكل از ساختارهاي سبك و بازشوهاي وسيع است و نتيجتاً كنترل سروصدا بطور موثر امكان‌پذير نيست، تضادي بين نيازهاي حرارتي و نيازهاي شنوايي وجود دارد.
طراحي ساختمان در مناطق گرمسيري بطور قابل ملاحظه‌اي تحت تأثير ملاحظات كنترل سروصدا قرار مي‌گيرد. كنترل سروصدا بيش از آنكه به جزئيات ساختمان بستگي داشته باشد، به برنامه‌ريزي و تصميمات اوليه طراحي بستگي دارد. اقدامات اصلاحي به ندرت امكان‌پذير هستند و انجام اين‌گونه اصلاحات نيازمند بصيرت، مهارت و ورزيدگي بيشتر معمار خواهد بود. معماري كه براي
مناطق گرم و مرطوب طراحي مي‌كند، نسبت به همكاران ديگرش كه براي مناطق معتدل طرح مي‌دهند، بيشتر نيازمند درك و آگاهي از مسائل مربوط به سروصدا و راههاي كنترل آن است.
ماهيت صدا
صدا، در واقع، احساسي است كه به وسيله تأثير يك محيط (واسطه) ارتعاشي روي گوش به وجود مي‌آيد، اما معمولاً از اين واژه براي خود ارتعاش استفاده مي‌شود.
منبع صدا بيشتر اوقات جسم جامد (مثل يك رشته سيم يا يك صفحه) مرتعش شده‌اي است كه به نوبه خود ارتعاشي را در هوا به وجود مي‌آورد. اما اين ارتعاش ممكن است به وسيله مرتعش شدن محيط‌هاي گازي ايجاد شود، مثل ارتعاش هوا در سوت يا فلوت.
يك اُكتاو اختلاف بين دو صدا به معناي دو برابر شدن فركانس است، مثلاً از 75 به 150 هرتز يا از 1000 هرتز به 2000 هرتز. طيف تمام فركانسها در يك اُكتاو را «نوار اُكتاو» مي‌گويند.
قانون عكس مجذور فقط در شرايط فضاي باز، جايي كه هيچگونه مانع يا جسم خارجي منعكس‌كننده صدا وجود نداشته باشد، صدق مي‌كند. شرايط هواي آزاد تقريباً همان شرايط فضاي باز نظري را فراهم مي‌سازد.
طبق قانون «عكس مجذور» با دو برابر شدن فاصله، شدت صدا به يك چهارم كاهش مي‌يابد. به دليل رابطه لگاريتمي، اين امر باعث مي‌شود كه با هر بار دو برابر شدن فاصله، تراز صدا به اندازه Db6 تقليل يابد، بدون آنكه در اندازه شدت صدا تأثيري داشته باشد.
بطور مثال :
صدا در فاصله يك كيلومتري از منبع
صدا در فاصله دو كيلومتري از منبع

يا:
صداي صحبت در فاصله 2 متري
در فاصله 4 متري

فاصله، همچنين در نتيجه جذب مولكولي انرژي در محيط انتقالي، بر سروصدا تأثير مي‌گذارد. در هوا، اين تقليل مولكولي تنها در مورد صداهايي با فركانسهاي بالا قابل توجه است. اين كاهش براي هر 300 متر فاصله بشرح زير است:
در فركانس 1000 هرتز dB1
در فركانس 9000 هرتز dB40
بنابراين، سروصداهاي بلند از فاصله خيلي زياد (مثل صداي رعد) نسبت به صداهاي نزديك با اوج كمتري به گوش مي‌رسند چون فركانسهاي بالاتر در طول مسير توسط هوا كه به صورت فيلتر عمل مي‌كند از بين مي‌روند.
دو برابر كردن قابليت جذب‌كنندگي سطوح اتاق، تراز طنين صدا را به ميزان 3 دسي‌بل كاهش مي‌دهد.
راههاي كنترل سروصدا
در رابطه با طراحي ساختمان، تشخيص موارد زير مفيد است:
الف) صداهاي خارجي
ب) صداهاي داخلي
در برابر صداهاي خارجي، راههاي حفاظتي زير مي‌توانند مورد استفاده طراح قرار گيرند:
1- فاصله
2- پرهيز از مناطقي كه در معرض صداي مستقيم قرار دارند.
3- پوشش
4- برنامه‌ريزي: استفاده از قسمتهاي غيرحساس ساختمان نسبت به سروصدا به عنوان موانعي در برابر صدا
5- هرچه دورتر كار گذاشتن بازشوها نسبت به منبع سروصدا
6- استفاده از عايق صوتي در جداره‌هاي خارجي ساختمان
در برابر صداهايي كه در داخل ساختمان ايجاد مي‌شوند، طراح مي‌تواند از روشهاي زير استفاده نمايد:
1- كاهش صدا در منبع
2- محبوس نمودن و جدا نمودن منبع صدا با استفاده از پوششهاي جاذب صدا
3- برنامه‌ريزي: مجزا ساختن فضاهاي پر سروصدا از فضاهاي آرام و قرار دادن محلهاي بي‌تفاوت نسبت به صدا در بين آنها
4- قرار دادن وسايل پرسروصدا در سنگين‌ترين قسمت ساختمان (مثلاً در زيرزمين)
5- كاهش صداهاي ضربه‌اي به وسيله پوشاندن سطوح با مصالحي كه خاصيت ارتجاعي دارند.
6- كاهش سروصدا در فضايي كه توليد مي‌شود با استفاده از سطوح جذب‌كننده صدا
7- كاهش انتقال صداهاي هوايي بادرزبندي كردن و استفاده از ساختارهايي كه در برابر صدا عايق هستند.
8- كاهش انتقال «آواي پيكري» با ايجاد انفصال در ساختمان
مانع صوتي در صورتي موثرتر است كه حتي‌الامكان به منبع صدا نزديكتر باشد. بهترين محل بعدي براي سد صوتي، محلي نزديك به ساختماني است كه بايد محافظت شود و كمترين تأثير زماني ايجاد مي‌شود كه مانع در فاصله‌اي مابين منبع صدا و ساختمان قرار داشته باشد.
صداهاي خارجي را مي‌توان با برنامه‌ريزي، به دو طريق كنترل نمود:
الف) مجزا نمودن فضاهايي كه نسبت به صدا حساسيت ندارند، يعني جاهايي كه صدا باعث ناراحتي نمي‌شود، و قرار دادن آنها در كنار ساختمان (در صورت امكان به صورت يك ساختمان مجزا يا يك شاخه مجزا) و در نزديكترين فاصله نسبت به منبع صدا.
ب) قرار دادن بازشوهاي اصلي دور از منبع سروصدا. معمولاً بازشوها (درها و بخصوص پنجره‌ها) ضعيف‌ترين نقاط پوسته خارجي ساختمان از نظر نفوذ سروصدا هستند، بنابراين منطقي است كه آنها را در قسمتهايي كه كمتر از بقيه مشرف به سروصدا هستند قرار داد. علاوه بر اين، شكل پلان را مي‌توان به گونه‌اي تنظيم نمود كه بتوان از طرفين پلان به عنوان محافظ يا جداكننده استفاده نمود.
كاهش صدا در فضا
در فضايي كه منبع صدا در آن قرار دارد، صدا را مي‌توان به دو جزء مستقيم و طنين (پژواك) تقسيم نمود.
صداي مستقيم را مي‌توان با قرار دادن حايلي بين منبع صدا و شنونده كاهش داد. هرچه اين حايل به منبع صدا نزديكتر باشد نتيجه‌اش بهتر خواهد بود (بهترين نتيجه با پوشش كامل منبع به دست مي‌آيد.)
طنين را مي‌توان با استفاده از مصالح جذب‌كننده صدا در روي سطوح حساس اتاق كاهش داد.
كيفيت جذب‌كنندگي مصالح مختلف با فركانس صدا تغيير مي‌كند. چهار نوع جذب‌كننده عمده صدا بشرح زير شناخته شده‌اند:
1- جذب‌كننده‌هاي متخلخل ـ بهترين جذب‌كننده براي فركانسهاي بالا.
2- جذب‌كننده‌هاي پوسته‌اي ـ بهترين جذب‌كننده براي فركانسهاي پايين.
3- جذب‌كننده‌هاي محفظه‌اي (وسايل ارتعاش صدا از نوع هلم هلز اين جذب‌كننده‌ها را مي‌توان براي باندهاي خيلي باريك هر فركانسي تنظيم نمود.
4- صفحه جذب‌كننده مشبك ـ تركيبي از جذب‌كننده‌هاي متخلخل و محفظه‌اي، بهترين جذب‌كننده براي فركانسهاي متوسط ـ مي‌توان آنها را تا حدودي با تغيير اندازه سوراخها، شكل و فاصله مصالح پشت آنها تنظيم نمود.
بديهي است نوع جذب‌كننده بايد با توجه به فركانس سروصدايي كه كاهش آن مورد نظر است انتخاب شود.
سطح سقف، به دو دليل زير، نخستين سطحي است كه بايد كيفيت جذب‌كنندگي آن اصلاح شود:
الف) بويژه در فضاهاي كوتاه و وسيع، سطح سقف باعث انعكاسهاي مكرر مي‌گردد، بنابراين سقف، حساس‌ترين سطح است.
ب) اغلب جذب‌كننده‌ها نسبتاً آسيب‌پذير هستند، و سقف كمتر در معرض صدمات مكانيكي قرار دارد.
كيفيت عايق صوتي ديوارهاي يكپارچه و هم جنس تابعي است از وزن آنها.
يك قاعده ساده و خوب اين است كه دو برابر كردن وزن ديوار «اتلاف انتقال» را به اندازه 5 دسي‌بل افزايش مي‌دهد.
متخلخل بودن ديوار مي‌تواند مقادير (TL) را تا 15 دسي‌بل كاهش دهد. قرار دادن يك لايه سطحي (مثلاً يك لايه رنگ) بر روي اجسام متخلخل كه سوراخها را مي‌پوشاند، مي‌تواند (TL) را تقريباً تا مقادير نظري ياد شده افزايش دهد.
در جايي كه تقليل صدا به مقدار قابل توجهي ضروري است، اما استفاده از ساختارهاي سنگين عملي نيست (مثلاً براي پنجره‌ها) ـ استفاده از دو يا چند لايه ساختار سبك مي‌تواند مفيد واقع شود. بيشترين مقاومت در برابر انتقال صدا در سطح مصالح ديوار به وجود مي‌آيد.
در صورتي كه همان مقدار (ضخامت) مصالح بجاي يك لايه در دو لايه مستقل از يكديگر به كار رود، اتلاف انتقال (TL) دو برابر خواهد شد، مشروط بر آنكه بين دو لايه هيچ‌گونه ارتعاشي بطور مستقيم مبادله نشود.
قرار دادن مصالح جذب‌كننده در داخل حفره‌هاي مصالح توخالي، ايجاد طنين در داخل آن حفره‌ها را كاهش مي‌دهد و در نتيجه باعث بهبود بيشتر در مقدار اتلاف انتقال (TL) مي‌شود.

فایل : 20 صفحه

فرمت : Word