بادگیر از نگاه مهندسی - 5
بادگیرها سازههایی هستند که از قرنها پیش در مناطقی از خاورمیانه و مصر با آب و هوای گرم و خشک و گرم و مرطوب، به منظور جابهجایی و خنک کردن هوای ساختمانها مورد استفاده قرار میگرفتهاند. در واقع، کارکرد اصلی بادگیرها، هدایت هوای بیرون به داخل ساختمان، خنک کردن نسبی و برقراری جریان طبیعی هوا در محل کار و سکونت مردم در شهرها و نقاط مختلف بوده است. بادگیرها برای برقراری جریان هوا در آبانبارهای عمومی و خنك نگه داشتن آب در این آبانبارها نیز کاربرد داشتهاند. ایران از جمله کشورهایی است که با توجه به نوع معماری و آب و هوای آن، به ویژه در شهرهای مرکزی، جنوبی و حاشیه کویر، از بادگیرها در شکل و اندازههای مختلف، بهره گرفته است. این سازهها که تامین کننده آسایش حرارتی برای ساکنان به شکلهای مختلف و خنک و سالم نگه داشتن آب در آبانبارها بودهاند دارای فناوری برجسته و منحصر بفرد بومی در حوزهی مهندسی مکانیک، انرژی و معماری بودهاند.
به جرات میتوان بیان کرد که در ساخت کولر آب و سیستمهای تهویه مطبوع تبخیری از تکنولوژیکی به کار رفته در بادگیرها استفاده شده است.
در زمانهای قدیم در اوج گرما از خارها، بوتهها و برگ درختان خرما در دهانههای بادگیرها استفاده میشده است که با خیس کردن سطح آن ها هوای ورودی به ساختمان خنک شده و وارد فضا دورنی ساختمان میشده است. همچنین در مناطق گرم و خشک و کویری مشاهده میشود که اغلب ساختمانها دارای حیاطهای متعدد با حوضهایی به عمق کم و سطح زیاد و باغچههایی با داشتن درختهای مختلف و گل و گیاه هستند که باعث گرفتن گرد و غبار و عمل رطوبتزنی به جریان هوا میشدهاند و هوای تمیز و خنک از طریق در و پنجرهها به فضای درونی ساختمان راه مییافته و از طریق بادگیرها و گاها کلاهفرنگیها پس از گردش در فضای داخلی به محیط بیرون هدایت میشدهاند. قابل ذکر است که بادگیرها در اغلب مواقع کارکرد بادکشی (مکش باد) داشتهاند و در زمانی که سرعت جریان هوای محیط زیاد بوده است عمل هوادهی (دهش باد) به فضای داخلی را داشتهاند.

مقطع يک بادگير در بندرعباس که دهانه آن رو به جهت باد مطلوب بوده و در داخل آن از برگهای درخت خرما برای ايجاد امکان سرمايش تبخيری استفاده می شده است
کارآیی بادگیرهای سنتی به طور کلی در دو حالت، معنیدار و قابل بررسی است:
1- سرعت باد صفر باشد. در شب به علت پایین بودن دمای محیط و تشعشع حرارت از سطح دیوارهای خارجی بادگیر به آسمان، مقداری انرژی سرمایی در جرم ساختمان بادگیر ذخیره می شود. در ساعات اولیهی صبح روز بعد، هوای بیرون در تماس با سطوح خنك بادگیر، سرد شده و در اثر نیروی شناوری به پایین بادگیر كشانده می شود. به این ترتیب، مقداری هوای خنك وارد ساختمان می شود. در اوایل شب به علت گرم بودن دیوارهای بادگیر، چگالی هوای داخل ستون بادگیر، نسبت به چگالی هوای محیط، كم و در اثر این اختلاف چگالی، هوا از داخل بادگیر به سمت بالا هدایت می شود. به این ترتیب، جریان هوا از داخل حیاط به اتاق و سپس به داخل بادگیر، برقرار و موجب خنک شدن دیوارهای اتاق و سطوح بادگیر میشود.
2- باد با سرعت مناسبی بوزد.در هنگام وزش باد، ضرایب متفاوتی از فشار باد در دهانههای مختلف سر بادگیر و در و پنجرههای اتاق ایجاد میشود که میزان آن بستگی به جهت وزش باد دارد. هوا از دریچههای با ضرایب فشار مثبت، وارد بادگیر شده و از دریچهها و یا در و پنجرههای با ضرایب فشار منفی، خارج می شود.
معمولاً بادگیر، جایی قرار می گیرد كه با توجه به وسعت و موقعیت خانه، قسمت تابستان نشین آن را خنك كند.
نوع معماری سازه، تعداد چشمهها، چند وجهی بودن بادگیرها و در مواردی به شکل استوانهای بودن، تزیینات و وجود نمادهای دینی و اعتقادی در معماری و ساختار ظاهری بادگیرها نشان دهنده مهارت، چیره دستی و درک بالای مهندس و معمار سازنده این شاهکار مهندسی بوده است. معماران و سازندگان این شاهکار، از اصول ائرودینامیک، ترمودینامیک، انتقال حرارت، مقاومت مصالح و آسایش حرارتی انسان، کاملاً آگاه بوده و از این اصول در طراحیهای خود به خوبی استفاده کردهاند.
این تکنولوژی بومی باید نهادینه گردیده و با احیا و به روز کردن آن در معماری ساختمانهای جدید استفاده گردد. فناوری این سازه در عین تامین انرژی برودتی و شرایط آسایش حرارتی، محیط زیست را آلوده نمیسازند.
تدوین و مولف: مهندس علیرضا دهقانی
در این وبلاگ تلاش کردم جشن ها، آیین ها و گاهشمارهای باستانی را یادآور و زنده نگهدارم. بیشتر مطالبِ مربوط را با دانش و پژوهش های سالیان، نوشتم و برخی از عکس ها را خودم گرفتم و برخی عکس های مربوط را بهره بردم. برخی از مقاله ها با پژوهش و مطالعه در کتاب ها و سایت های متفاوت پیدا کردم که اگر منبع آن مشخص باشد در زیر مقاله ها نوشتم یا اگر منبع ها مشخص نبوده نام برده نشده.