در سال‌های اخیر، بحران جهانی انرژی و پیامدهای زیست‌محیطی آن به یکی از دغدغه‌های اصلی جوامع انسانی تبدیل شده است. بخش ساختمان، چه در مقیاس مسکونی و چه در مقیاس شهری، سهم بزرگی از مصرف انرژی را به خود اختصاص می‌دهد و در بسیاری از کشورها نزدیک به ۴۰ درصد تقاضای سالانه انرژی را شامل می‌شود. این موضوع در اقلیم‌های گرم و خشک اهمیت دوچندان پیدا می‌کند، چرا که دمای بالای هوا در تابستان و اختلاف قابل توجه دمای شب و روز، فشار زیادی بر سیستم‌های سرمایشی و گرمایشی وارد می‌کند. در چنین شرایطی، هر تصمیم طراحی که بتواند حتی بخشی از این فشار را کاهش دهد، می‌تواند نقش مؤثری در کاهش هزینه‌های انرژی و آثار منفی زیست‌محیطی داشته باشد. معماری همساز با اقلیم، به عنوان رویکردی که به جای مقابله با طبیعت، با آن هماهنگ می‌شود، در سال‌های اخیر بیش از گذشته مورد توجه قرار گرفته است.

یکی از عناصر کلیدی در طراحی اقلیمی ساختمان، بام است؛ سطحی که بیشترین تماس را با تابش مستقیم خورشید دارد و می‌تواند منبع اصلی جذب یا دفع حرارت باشد. در مناطق گرم و خشک، تابش شدید خورشید در بیشتر روزهای سال، همراه با رطوبت پایین هوا، باعث می‌شود که بام ساختمان نقش تعیین‌کننده‌ای در تعادل حرارتی فضای داخلی ایفا کند. با این حال، در بسیاری از پروژه‌های ساختمانی معاصر، انتخاب جهت و شیب بام بیشتر بر اساس سلیقه، زیبایی‌شناسی یا محدودیت‌های اجرایی انجام می‌شود و کمتر بر مبنای ارزیابی‌های علمی و انرژی‌محور است. این در حالی است که پیشرفت نرم‌افزارهای شبیه‌سازی انرژی امکان بررسی دقیق تأثیر تصمیم‌های طراحی را فراهم کرده و می‌تواند معماران و مهندسان را در انتخاب گزینه‌های بهینه یاری دهد. ضرورت انجام پژوهش‌هایی که این ابزارها را در شرایط واقعی اقلیمی به کار گیرند، از همین جا ناشی می‌شود.

در همین رابطه، سید محمود معینی از گروه معماری دانشگاه آزاد اسلامی واحد ملایر، با همکاری پژوهشگران واحد همدان، تحقیقی را درباره تأثیر جهت‌گیری و زاویه بام شیب‌دار بر مصرف انرژی ساختمان انجام داده است. این پژوهش که بر ساختمان‌های معاصر در اقلیم گرم و خشک متمرکز است، تلاش کرده نشان دهد چگونه تغییر در شکل کلی بام می‌تواند عملکرد انرژی ساختمان را دگرگون کند. محققان با تمرکز بر شرایط اقلیمی شهر قم، به بررسی این موضوع پرداخته‌اند که کدام ترکیب از جهت جغرافیایی و شیب بام، مصرف انرژی سالانه ساختمان را کاهش می‌دهد و می‌تواند به عنوان راهنمایی عملی برای طراحی مورد استفاده قرار گیرد.

برای انجام این پژوهش، یک نمونه ساختمانی بر اساس الگوی استاندارد انتخاب شد تا نتایج قابلیت مقایسه داشته باشند. سپس، هشت جهت جغرافیایی مختلف با پنج زاویه شیب بام ترکیب شد و در مجموع ۴۰ حالت متفاوت طراحی گردید. هر یک از این حالت‌ها با استفاده از نرم‌افزار شبیه‌سازی انرژی موسوم به «دیزاین‌بیلدر» و بر پایه داده‌های واقعی اقلیمی شهر قم مورد تحلیل قرار گرفت. شبیه‌سازی انرژی به این معناست که رفتار حرارتی ساختمان، میزان نیاز به سرمایش و گرمایش و مصرف سالانه انرژی، پیش از ساخت و در محیط نرم‌افزاری پیش‌بینی می‌شود. این روش به پژوهشگران اجازه می‌دهد اثر هر تصمیم طراحی را به‌صورت کمی و قابل اندازه‌گیری بررسی کنند.