معماری، عملکرد سرمایشی و رفتار لرزه ای بادگیر

بادگیرها سیستم های خنک کننده غیرفعال ساختمانی هستند که از آن ها برای تامین آسایش افراد در مناطق گرم و خشک استفاده می شود. بادگیرها از طریق دریافت هوای تازه فضاهای داخلی را خنک می کنند. گاهی آن ها به صورت دودکش عمل کرده و هوای با طراوت حیاط در طبقه همکف را به سمت بالا هدایت می کنند.
در این مقاله، روش ساخت، گونه شناسی بر اساس مکان و تعداد جهت های دریافت باد، عملکرد سرمایشی و رفتار لرزه ای بادگیرها توضیح داده می شود. عملکرد سرمایشی و رفتار لرزه ای بادگیرهای کاشان در قسمت مرکزی ایران مورد مطالعه قرار می گیرد. چهار ارتفاع مختلف برای بادگیرهای در نظر گرفته می شود و اثرات ارتفاع بادگیر، جهت باد و سرعت باد بر جریان جرمی و درجه حرارت ایجاد شده در بادگیرها بررسی می گردد. یک بادگیر می تواند یک، دو، سه، چهار، شش یا هشت طرفه باشد. در شهرهای نزدیک کویر، سطوح رو به بادهای ماسه ای بادگیر را بسته اند تا از ورود بادهای همراه با ماسه جلوگیری کنند. هنگامی که باد نمی وزد یا جهت وزش باد °90 است بادگیر به صورت دودکش عمل می کند، یعنی جریان جرمی منفی است و جهت حرکت هوا از پایین به سمت بالای بادگیر است. در مواردی که بادگیر مانند دودکش عمل می کند، هوای خنک حیاط یا زیرزمین برای خنک کردن ساختمان مورد استفاده قرار می گیرد. جهت و سرعت باد و ارتفاع بادگیر بر جریان جرمی و درجه حرارت تاثیر می گذارند. جهت باد °45 جریان جرمی بیشتری، در مواردی 43% بیشتر، نسبت به سایر جهت ها ایجاد می کند. بادگیر بلندتر باعث افزایش دمای هوا و کاهش جریان جرمی وارد شده از بادگیر به ساختمان می شود. در این حالت افزایش دمای هوا کمتر از °C 5/0 است. برای افزایش ارتفاع بادگیر از m 4 به m 10 کاهش جریان جرمی بیشتر از 13% است. سرعت بیشتر باد باعث کاهش دمای هوا و افزایش جریان جرمی می شود. افزایش سرعت باد از m/s 5/7 به m/s 15 باعث 65% افزایش جریان جرمی می شود. بادگیرها در مقابل زلزله آسیب پذیر هستند و بادگیرهای بلندتر دچار آسیب بیشتری نسبت به بادگیرهای کوتاه تر می شوند.