معماری‌ در پناه‌زمین؛‌ نمونه‌ موفق‌ از‌ معماری‌ سبز

22 آوریل مطابق با 2 اردیبهشت روز جهانی زمین پاک

معماری باید تداعی کنندهٔ احساس انسان‌ها نسبت به طبیعت باشد. دلایل زیادی وجود دارد مبنی بر اینکه دیدگاه بشر در نحوه‌ استفاده از منابع طبیعت باید تغییر کند. ما باید کمی سبک‌‌تر بر روی زمین زندگی کنیم، زیرا دخل و تصرف‌هایی که در بستر طبیعی زمین برای ساخت و ساز انجام می‌‌دهیم نه تنها با نیارمندی‌‌های ما در رابطه با فضاهای یک ساختمان مرتبط است، بلکه بر ارگانیسم کلیه‌ موجودات و گیاهان محیط زیست نیز تأثیرگذار است.

 

در سال‌های اخیر تحت عناوین مختلف تلاش‌‌های بسیاری در این حیطه شده و موفقیت‌‌هایی نیز کسب شده است.

به طور کلی این ایده بر مبنای چهار اصل استوار است: ۱- از انرژی آب، باد و سایر منابع طبیعی حفاظت کنیم، ۲- سلامت محیط زیستمان را تأمین کنیم، ۳- اقتصاد را در کشور رشد دهیم و ۴- کیفیت بالایی از زندگی را برای شهروندان ارائه دهیم. یکی از ایده‌‌های مطرح در این راه معماری در پناه زمین است.

معماری در پناه زمین

بنای در پناه زمین نشانگر استفاده از زمین در طراحی ساختمان برای بهبود کیفیت آن است با توجه به این‌که استفاده از زمین در طراحی بنا بیش‌‌تر یک ایده‌ کلی است، هیچ تعریف پذیرفته شده‌ جهانی در مورد بنا در پناه زمین وجود ندارد. بیش‌‌تر تعاریف، این معماری را به بنایی اطلاق می‌‌دارند که حداقل به میزان ۵۰ تا ۸۰ درصد مساحت سقف آن با زمین یا خاک پوشیده شده باشند؛ برای مثال، ارتباط خانه  با سطح زمین می‌تواند به طور قابل ملاحظه‌‌ای متنوع باشد. از گذشته تا به امروز درجات مختلف بناسازی در زیر زمین و ارتباط‌های متنوع با فرم زمین در این معماری وجود داشته است.

شرایط دمایی و مصرف انرژی بنا در پناه زمین

معماران مدافع این معماری توافق دارند که بنا در پناه زمین به دلیل شرایط دمایی خاص بهترین پتانسیل را برای ذخیره‌ انرژی در میان تمام طراحی‌ها دارد که در ادامه به بررسی آن می‌‌پردازیم.

خاک و جذب و اتلاف گرما از طریق بنا

تغییرات دمایی در زمین با بیشتر شدن عمق کم‌‌تر می‌ شوند و در عمق ۷، ۵ تا ۹ متر و در مواردی ۶ تا ۸ متر به دمای ثابت می‌‌رسند. در عمق ۳ متر دمای زمین دارای نوسانی حداکثر ۵ درجه سانتی‌گراد بالا یا پایین میانگین سالانه‌ دمای زمین است. علاوه براین، زمان تأخیر بین دما در زیر یا روی زمین با افزایش عمق، زیاد می‌شود. خصلت ‌های پایه‌‌ای محیط زیر زمین اساساً با روی زمین متفاوت است. زیر زمین معمولاً در زمستان گرم ‌تر و در تابستان سرد‌تر از بالای زمین است. این اثر به واسطه‌ اینکه زمین منبع اصلی گرماست، نمی‌ باشد.

در واقع مقدار بسیار ناچیزی از گرمای در دسترس زمین، انرژی ژئوترمال است که از دمای بسیار بالایی در عمق زمین به سطح آن رسیده است. آب و هوای متعادل زمین که در بسیاری از مناطق یافت می‌‌شود نمی‌‌تواند به واسطه‌ ارزش عایق بودن خاک باشد، زیرا میزان عایق ‌بودن خاک در مقایسه با مواد عایق معمول بسیار پایین است. بیش ‌تر از ۷۶، ۲ سانتی‌م‌تر خاک لازم است تا برابر با ۲، ۵۴ سانتی ‌مترعایق پلی استایرن عمل کند.

خصلت خاص زمین که محیطی متعادل ایجاد می‌‌کند، به دلیل ظرفیت حرارتی ویژه‌ بالای آن و عظیم بودن توده‌ خاک آن است. در اغلب موارد گرما باید تمام مسیر را از دورن بنای زیرزمینی تا روی سطح زمین طی کند، در صورتی ‌که در خانه‌‌های معمولی این اتلاف حرارت فقط از طریق پوسته‌ نازک خارجی صورت گرفته و این گرما سریعاً در هوای پراکنده می‌ شود. در مواردی در بنای زیرزمینی حتی این اتلاف گرما کاملاً به هدر نمی‌‌رود، بلکه در خاک ذخیره شده و در صورتی که دمای بنا به طور قابل ملاحظه‌ای افت کند به بنا برمی‌ گردد.

مشابه با‌‌ همان رفتار، گرما یا سرمای آب و هوای سطح به آرامی در زمین نفوذ می‌‌کند. ورود واقعی گرما در سطح از نتایج تعامل پیچیدهٔ مواردی شامل دمای هوا، تابش آفتاب در زمین، تشعشات از زمین به سمت آسمان در هنگام شب، گرم‌شدن و سردشدن توسط حرکت هوا در سطح زمین و همچنین تأثیرات تبخیر و تعرق توسط گیاهان و خود خاک است. شرایط سطح زمین، در ذخیره‌ انرژی بسیار موثر است.

شرایط دما در پناه زمین

زندگی در بنای زیر خاک در مقایسه با روی زمین دارای آسایش دمایی بیش ‌تری است که این برتری در واقع به دلایل زیر است:

۱.     کم کردن هدایت
۲.     کم کردن بار حداکثر لازم برای اصلاح دمای فضا
۳.     کنترل نفوذ و نشت هوا
۴.     سرمایش از طریق تبخیر (کاهش تأثیرات تشعشات انرژی خورشیدی)
۵.     کم کردن هدایت گرما به خارج

یک اشتباه عامه در مورد زمین، عایق بودن آن است. در صورتی که درست برخلاف این تصور، زمین یک عایق ضعیف بوده، به خصوص در هنگام قیاس با موارد عایقی که امروز در دسترس است و در ساختمان‌ سازی به کار برده می‌‌شود. اما حتی یک مادهی عایق ضعیف نیز در صورتی که میزان کافی حجیم باشد، می‌‌تواند عایق موثری باشد. این واقعیت که گرما باید فاصله ‌های زیادی راطی کند، زمین را به یک پتوی مناسب که بنا را احاطه کرده تبدیل کرده است.