دور المعماري و علاقته بالبيئة

(1) مكونات البيئة الإنسانية: (Human Environment)

- تنقسم البيئة الإنسانية إلي نوعين :

(أ) البيئة الأيكولوجية - (Ecological Environment)

- تنقسم إلي عدة عناصر :-

* مناخية (الشمس , الهواء , الرياح , الرطوبة )

* جيولوجية (جبال , سهول , أنهار , جزر , غابات , شلالات)

* بيولوجية (من حيوان و نبات و أسماك و طيور)

(ب) البيئة الحضارية – (Manmade Environment)

- تتكون من عدة منظومات:

* سياسية: نظام الحكم شيوعي أو رأسمالي أو ديموقراطي.

* اقتصاديه: نظام حر, نظام عرض و طلب.

* عقائدية : دينية و سماوية أو غير سماوية.

* اجتماعية : تختلف باختلاف المجتمع الحضري , ريفي , صناعي .

* ثقافية : أدب و فن .

* تكنولوجية : النظم المتطورة .

* عمرانية : مستويات متدرجة في المستوي القومي الريفي .

* تعليمية .

(2) العوامل المناخيه المؤثرة علي راحة الإنسان:(عناصر المناخ)

- أشعة الشمس . - درجة الحرارة . - الرطوبة .

- الرياح . - الضغط الجوى . - المحتوي المائي .

* الشمس و تأثيرها علي التصميم المعماري :

- الإحتياطات الواجب اتخاذها لحماية المبني من الأشعة الساقطة عليه في المناطق الحارة .

1- التوجيه . 2- كتلة المبني .

3- معالجة الأجزاء المصمتة . (الأسطح و الحوائط) .

* البيئة الأيكولوجية :- سواء كانت مناخية أو جيولوجية أو بيولوجية فإنها تؤثر علي التشكيل العمراني للمنطقة (أي شكل المباني) و اختلاف الظروف البيئية تجعلنا نلاحظ وجود فرق في الصور المعمارية مثل العمارة الإسلامية و العمارة في الشرق الأقصى من أسبانيا مثلا .

* عند تغير البيئة الحضارية نجد شيئا في المنظومة مثلا الاقتصادية لو تغير فهو يؤثر علي العمارة فمثلا نجد أن الظروف الاقتصادية أدت إلي ارتفاع الأبراج في شيكاغو لأنهم يريدون استغلال المساحات الصغيرة من الأراضي لارتفاع أسعارها جدا , و كذلك امتداد القرى السياحية علي شواطئ الساحل الشمالي و البحر الأحمر .

* الظرف البيئية و الطبيعية تجعل الناس يسكنون في وديان الأنهار و يبتعدون عن الصحراء .

* علي مستوي المدينة أو القرية نجد أن البيئة أيكولوجية كانت أم حضارية تضع بصماتها الواضحة و المستمرة علي المساكن و الطرق و وسائل الترفيه و التعليم و التجارة و الخدمات و علي الانتشار الأفقي أو الرأسي و علي كافة أشكال المستعمرات البشرية الحضرية أو القروية , و يتوقف علي القرارات العمرانية في هذا الاتجاه تقدم أو تأخر البيئة كلها .

* نريد عمل بيئة يرتاح الإنسان عند وجوده فيها أي البيئة العمرانية أو المبني الواحد فقط .

* يستطيع الحيوان و النبات الحصول علي الحماية الكافية حسب المناطق المناخية المختلفة لقدرته علي التشكل و التحور تبعا للمناخ في هذه المناطق .

* بالنسبة للنبات فقد استطاع أن يتشكل و يتحور ليتلاءم و يتجانس مع الوسط أو الجو المحيط به .

* نباتات المناطق الباردة : يظهر فيها صغر السطح الخارجي مع كبر المقطع أو المحتوي و ذلك لتعرضها لظروف مناخية قاسية البرودة .

* نباتات المناطق المعتدلة : يزداد مسطحها الخارجي و يقل حجم المقطع أو المحتوي نتيجة تعرضها لمناخ معتدل في الحرارة و البرودة .

* نباتات المناطق الحارة الجافة : يظهر فيها كبر المقطع أو المحتوي و يصغر المسطح الخارجي مع ظهور بروزات و نتوءات علي السطح لتوفير أكبر قدر من الظلال , وذلك نتيجة لتعرضها لدرجات حرارة و إشعاع شمسي عالي مع جفاف الجو أي قلة الرطوبة النسبية فيه .

* نباتات المناطق الحارة الرطبة : يزداد مسطحها الخارجي جدا و يقل المقطع أو المحتوي لمعدل أقل من المناطق المعتدلة مع وجود البروزات و النتوءات التي توفر أكبر قدر من الظلال علي السطح , و ذلك نتيجة لتعرضها لدرجات حرارة و إشعاع شمسي مرتفع مع ازدياد نسبة الرطوبة في الجو بما يتطلب كبر السطح المعرض للبخر .

* بالنسبة للحيوان فقد استطاع هو أيضا أن يتجانس و يتلائم مع المنطقة المناخية التي يعيش فيها :

* في المنطقة الباردة لا يعيش غير الحيوانات ذات الفراء السميك مثل الدب و الثعلب القطبي أو التي تكتنز طبقة سميكة من الدهون و الشحوم مثل سبع و كلب البحر .

* في المنطقة المعتدلة تتنوع مملكة الحيوان و الطيور إلا أن معظمها و خاصة في المناطق المجاورة للمنطقة الباردة مازال يكسو جسمها إما الفراء أو الدهون مثل الثعالب و الأرانب البرية و الأيائل , أما الطيور فتقوم بالهجرة من هذه المناطق في فصل الشتاء نظرا لبرودة الجو الشديدة.

* في المناطق الحارة الجافة (الصحراوية) نظرا لقسوة المناخ فلا يستطيع العيش فيها الا الحيوانات التي تتحمل العطش مثل الجمال و الغزلان و ابن آوى و العقارب و الثعابين .

* في المنطقة الحارة الرطبة تتنوع فيها مملكة الحيوان و الطيور و أشهرها الحيوانات الاستوائية و تلك التي تعيش في الماء و خارجة مثل التمساح و سيد قشطه .

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

* ظهر تأثير المناخ علي الانسان في اختيار نوعيات الملابس التي يريدها , و المناخ يؤثر أيضا علي شكل و طبيعة المسكن الذي يعيش فيه الانسان و قد نتج من هذا نماذج تقليدية أو تلقائية لكل منطقة من المناطق بحسب ظواهرها البيئية و صفاتها الجغرافية و المناخية .

* في المناطق الباردة : حيث يتساقط الجليد يكون السقف ذو ميل شديد .

* في المناطق الممطرة : يقل هذا الميل حيث يكون مصمت و معزول في المناطق الباردة .

* في المناطق الحارة الرطبة : يكون مسامي .

* في المناطق الحارة الجافة : ينتشر المسكن ذو الحوش الداخلي و تظهر عناصر معمارية مميزة مثل القبة و القبو و الملاقف بأشكال مختلفة .

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

* طبيعة تركيب الانسان الفيزيقية لا تساعده علي التغير و التأقلم تلقائيا مثل الكائنات الأخرى , فمنذ بدء الخليقة كان الشغل الشاغل للانسان محاولة التكيف مع البيئة المحيطة به .

* نحن المعماريون نحاول أقلمة البيئة كي يرتاح فيها الانسان .

* محصلة الحرارة و الرطوبة و التهوية تسمي بمجال الراحة و يحتاج الانسان لمستوي معين من الاضاءة و التهوية و كذلك مستوي معين من الراحة السمعية , حيث أن هناك حد معين للضوضاء لو زادت عنه تؤثر علي الجهاز العصبي للانسان و أيضا يوجد مستوي معين من الراحة البصرية و يوجد حد معين للاضاءة يجب أن تزيد عنه ففي المناطق الساحلية مثلا اضاءة الشمس علي الماء تكون كبيرة .

* وظيفة المعماري كمنظم للبيئة الداخلية (أي السكن) و الخارجية و مصمم لخصائصها المختلفة تتطلب منه التحكم في كل المؤثرات المناخية و السمعية و البصرية لتحقيق فراغات تعطي المستعملين احساسا بالراحة أثناء مزاولتهم لأنشطتهم المختلفة داخل الفراغ و يتم ذلك بواسطة توفير وسائل الراحة طبيعيا و معماريا كلما أمكن ذلك ثم استكمالها بالوسائل الصناعية لتحقيق أكبر قدر من الراحة مع مراعاة الجانب الاقتصادي من ناحية التكاليف الاولية و المستمرة .

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

* يوجد مستوي معين لراحة الانسان يتراوح في درجة حرارة 20 إلي 28 درجة مئوية , و درجة رطوبة 20 إلي 80 و هذا المستوي هو مجال الراحة الحرارية للانسان و عندما تزيد ععن هذه المستويات يلزم المصمم التحكم في الغلاف الخارجي للمبني بواسطة الاعاقة الزمنية و هناك اتجاهين :

1- النظام المغلق . 2- النظام المفتوح .

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

* العناصر المؤثرة علي الراحة الانسانية هي عناصر المناخ :-

1- أشعة الشمس . 2- درجة الحرارة . 3- الرطوبة .

4- الضغط الجوي . 5- الرياح . 6- المحتوي الحراري .

أولا : الشمس : معالجة الاجزاء المصمتة (الاسطح/الحوائط) .

* دوران الارض حول محورها و حول الشمس و ميلها و صفاء الجو و نقاء الهواء كل هذا يتحكم في كمية الاشعة الشمسية الواصلة للارض .

* أشعة الشمس : تعتبر أشعة الشمس ذات تأثير قوي و مباشر علي حياة الانسان و تتحدد محصلة قوتها المؤثرة علي الارض و التي تقدر بحوالي 50% في القوة الاصلية نتيجة لعدة عوامل هي الاشعاع الشمسي المباشر – الاشعاع المنعكس في سطح الارض أو من السحب – الاشعة التي يمتصها الغلاف الجوي و هذه العوامل مجتمعة تكون الاتزان الحراري للارض .

* و تختلف العوامل السابقة باختلاف الظروف في كل موقع علي سطح الكرة الارضية و هناك عدة عوامل تتحكم في تحديد قوة تأثير أشعة الشمس علي الموقع و هي التي ينبغي دراستها قبل البدء في أي تصميم و تتلخص في الاتي :

1- مدة سطوع الشمس . 2- الشدة . 3- زاوية السقوط .

ثانيا : الحماية من أشعة الشمس :- يمكن تقسيم حماية المبني من أشعة الشمس إلي مرحلتين .

1- الاقلال من الاشعة المباشرة أو المنعكسة التي تسقط علي واجهات المبني و ذلك بواسطة:-

* احاطة المباني بمجموعات من الاشجار و الشجيرات دائمة الخضرة التي تعترض أشعة الشمس قبل وصولها إلي حوائط المبني و تظللها .

* زراعة مساحات خضراء من النجيل حول المبني مما يؤدي إلي عدم انعكاس الاشعة الضوئية إلي الحوائط و كذلك الحد من شدة الزغلله بالمنطقة المحيطة بالمبني .

* ايجاد مصطلحات من المياه بجوار المباني مع تزويدها بنافورات تساعد علي تحريك مسطحها حتى لا يعمل كسطح عاكس .

* اتباع الحل المتضام في تجميع المباني سواء في التجمع السكني أو وضع مجموعات المباني مع بعضها أو حتى علي مستوي الشكل العام للمدينة مما يقلل من تعرض الاسطح الخارجية بهذه المباني لأشعة الشمس الشديدة كما أن اختلاف ارتفاعات المباني و طرق التجميع يؤدي إلي تظليل بعض المباني لما جاورها من مباني اخري و من ثم تقل الطاقة الحرارية النافذة إلي داخل المبني .

* تظليل الممرات و الطرقات لحماية المشاة من اشعة الشمس القوية لينتج عنه تظليل الواجهات .

2- حماية المبني من الاشعة الساقطة عليه و يتأثر ذلك بعدة عوامل و هي :

* التوجيه بالنسبة لأشعة الشمس يفضل أن يأخذ محور المبني الطولي الاتجاه شرق غرب أي أن الواجهة الطولية هي الشمالية و بذلك تسقط أشعة الشمس علي واجه واحدة طولية و هي الجنوبية .

* كتلة المبني و شكله يلاحظ أن أقل نصيب من الظلال يخص المبني المربع و تزداد كمية الظل كلما أصبح شكل المبني أكثر تعقيدا كما تأخذ المباني غير مستوية الاسقف كمية ظلال أكبر .



3- معالجة الاجزاء المصمتة (الاسقف و الحوائط) .

- معالجة السطح :

* تغطية السطح العلوي للسقف بمادة عاكسة لأشعة الشمس لتقل الطاقة الحرارية الناتجة من سقوط الاشعة .

* بناء السقف من بلاطتين منفصلتين كليا عن بعضهما البعض لترك فراغ لحركة الهواء الحرة تماما .

* استعمال مادة عازلة للحرارة مثل السيلتون توضع فوق البلاطة الخرسانية المسلحة مباشرة كذلك يمكن تغطية الاسطح بمواد عزل طبيعية مثل الطمي و زراعتها بالنباتات الخضراء (حديقة السطح) .

* استخدام رشاشات المياه علي الاسطح و يمكن الاستفادة بعملية الرشح في زراعة حديقة السطح .

* استخدام بلاطات مفرغة في انشاء السقف .

* استعمال احواض المياه (منفصلة – أو بكامل السقف) .

* تغطية السطح السفلي الممتد خارج حوائط المبني (كابول) بمادة ذات لون داكن لتمتص اشعة الشمس التي قد تنعكس علي سطح الارض المحيطة حتى لا تنعكس مرة ثانية علي المبني . - معالجة الحوائط :

* استعمال سطح غير ناعم مثل البياض الخشن (الطرطشه) أو البروز بطول الواجهات و ذلك لكي تسقط الواجهات ظلا قد يصل إلي تغطية نصف مسطح الواجهة .

* تظليل الواجهات بواسطة كاسرات الشمس تماما مثل التي تستعمل بالنسبة للفتحات .

* كسوة الحوائط الخارجية بمادة عاكسة .

* استعمال الحوائط المزدوجة أو المفرغة .

* استعمال فتحات صغيرة و مرتفعة عن سطح الارض و تجهيز الفتحات الكبيرة بمانعات للشمس .

* توفير العناصر الطبيعية بجوار المبني .

4- معالجة الفتحات :- الاحتياطيات الواجب اتخاذها عند وجود فتحات في الحوائط الخارجية .

* رفع منسوب الفتحات عن سطح الارض .

* تقليل مساحة الفتحات في المناطق الحارة الجافة .

* زيادة مساحة الفتحات في المناطق الحارة الرطبة .

* الشمس تكون مرغوبة في الصيف و في الشتاء في المناطق الباردة و غير مرغوبة صيفا في المناطق الحارة .

* لكل فراغ توجيه معين و مستوي معين من الاضاءة و بالتالي فإن عملية التصميم و توجيه المبني تتأثر بالمناخ العام و المناخ المحلي .

* في فراغات العمل مثل المدارس و المعامل و صالات الرسم تكون الشمس مصدر غير مرغوب فيه .

* الاتجاه الشمالي مناسب لوحدات العمل و المكاتب و المصانع و غرف العمليات و المعارض و المتاحف و الفصول الدراسية .

* اذا وجد عنصر معماري لا يمكن و ضعة في الشمال يمكن وضعة في أي مكان مع عمل المعالجات اللازمة .

* الاتجاه الشرقي تأتيه الاشعة صباحا ولا ترتفع درجة الحرارة لأن طبقات الهواء الباردة تقلل تأثير الشمس .

- لعلاج الواجهة الشرقية توجد طريقتين :

1- استخدام وحدات داخلية متحركة تمنع دخول الشمس و السماح بالرؤية مثل الستائر بأنواعها و الشرائح الأفقية و الرأسية من البلاستيك أو الالمونيوم .

2- استخدام وحدات خارجية متحركة أو ثابتة مثل الشرائح المعمارية الأفقية لكسر أشعة الشمس .

* الاتجاه الجنوبي يتعرض لأشعة الشمس المباشرة ظهرا في منتصف النهار و يكون الغلاف الجوي ساخن و تكون زاوية سقوط الشمس مرتفعة صيفا و منخفضة شتاء و بالتالي فإن جزيئات الهواء الساخن تتخلل إلي الفراغ في الشتاء أكثر منها في الصيف .

- لعلاج الواجهة الجنوبية :-

1- فإن أفضل الوسائل المعمارية هي : كاسرات الشمس الأفقية الثابتة أو المتحركة حيث تسمح بدخول شمس الشتاء المنخفضة و هي مرغوب فيها و تمنع دخول شمس الصيف المرتفعة و هي غير مرغوب فيها .

* الاتجاه الغربي يكون عنده الغلاف الجوي ساخن جدا حيث تتعرض الفراغات الموجهة غربا لجزيئات الهواء الساخن فتكون الواجهة الغربية أصعب الواجهات المعمارية للحماية من الشمس .

- لعلاج الواجهة الغربية :-

1- عمل حوائط مزدوجة أو مفرغة . 2- عمل كاسرات رأسية تتحرك مع زوايا الشمس .

* ملحوظة هامة :-

- في الواجهة الجنوبية تستخدم كاسرات أفقية .

- أما في الواجهة الغربية فتستخدم كاسرات رأسية .





التهوية الطبيعية و حركة الهواء

* الرياح :

- تعريف المفهوم . - نمط حركة الرياح . – وردة الرياح .

* التهوية الطبيعية :

- الاحتياطيات الاساسية لتغير الهواء :

(1) التهوية لتحقيق الاحتياطيات الصحيحة .

أ- احلال هواء نقي محل هواء فاسد : أي تزويد المبني بالأوكسجين لمنع تزايد نسبة ثاني أكسيد الكربون .

ب- التخلص من الروائح الكريهة و الضارة و الروائح نوعان :

- نوع كيميائي : و هو ضار ناتج عن تفاعلات كيميائية مثل التدخين في الأماكن المغلقة (السينما - المسرح) .

- نوع عضوي : و هي روائح تنتج عن عمليات حيوية ولا تستمر لفترة طويلة و يتأقلم عليها الناس ومع الوقت تتلاشي رائحتها .

(2) التهوية لتحقيق الراحة الحرارية للإنسان .

(3) التهوية لتحقيق احتياطيات المنشأ :

أ- إزالة الحرارة الكامنة للمبني (أفراد – إضاءة - ....... الخ) .

- و تتهم التهوية باستعمال أسقف مزدوجة , فناء داخلي , قبو , قبوات .

ب- إزالة الرطوبة :

- و يتم التغلب عليها بإمرار هواء داخل المنشأ .

ج- الوسائل المعمارية لتحريك و تبريد الهواء :-

في حالة :-

- عدم توافر إمكانية التوجيه المناسب .

- تكون الرياح و عدم توافر تيارات الهواء .

- فإن المصمم يلجأ إلي خلق مثل هذه التيارات و تحريك الهواء عن طريق :

1- استخدام النباتات . 2- أبيار السلالم و المناور .

3- الملاقف . 3- الفتحات و الكسرات .

* و يتم خلق تيارات الهواء بخلق مناطق ذات ضغط مرتفع يتحرك فيها الهواء إلي مناطق ذات ضغط منخفض فينتج حركة جيدة للهواء علي مستوي المدينة ككل أو علي مستوي المجموعة المعمارية أو علي مستوي المبني .

د- وسائل التبريد الميكانيكية و التقليدية :-

- نظم التبريد المباشرة .

- نظم التبريد الغير مباشرة .

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

* الرياح :- تعرف بأنها الهواء المتحرك و تنشأ دورة الرياح بما تسببه الشمس من اختلاف في تسخين الماء و اليابس لأن الشمس ترسل أشعتها لسطح الأرض ترتفع حرارة اليابس و تصل إلي درجات أكبر بكثير في درجات حرارة هواء الأسطح المائية , و بذلك يصير الهواء الذي يعلو اليابس أسخن بكثير من هواء البحر , و من المعروف أن الهواء عندما يسخن يتمدد و بالتالي تقل كثافته عن الهواء نسبيا الذي يعلو سطح المياه و بهذا تتواجد فروق الضغط الجوي الذي يتناسب طرديا مع الكثافة و تحت تأثير فروق الضغط هذه يندفع الهواء و يتحرك في صورة رياح و يتحدد نوع الرياح بإتجاها و سرعتها و شدتها .