بررسی عوامل محیطی ، ویژگیهای اقلیمی و آب و هوایی
فهرست
ردیف عنوان صفحه
اقلیم ………………………………………………………………………………………………………………………….. 4
هدفهای طراحی اقلیمی …………………………………………………………………………………………………… 4
نمونه ای از ابزارهایی که در پوسته یک ساختمان بکار می روند …………………………………………………. 5
باد ( تاثیر محوطه ساختمان در کنترل جهت و سرعت باد) ………………………………………………………… 5
باد شکن ها ……………………………………………………………………………………………………………………. 5
تابش افتاب ………………………………………………………………………………………………………………….. 6
تابش افتاب بر انواع بام …………………………………………………………………………………………………. 6
دیاگرام جهت وزش بادهای غالب در ماههای مختلف ………………………………………………………………. 7
جهت قرارگیری بلوکها با توجه به باد غالب ……………………………………………………………………………. 10
تعیین جهت های مناسب ساختمان در رابطه با تابش آفتاب …………………………………………………. 11
جهت قرار گیری ساختمانه با توجه به نور خورشید …………………………………………………………………… 12
جداره های نور گذر و فرم پنجره ها ………………………………………………………………………………………. 13
تاثیر جهت و نوع بازشوی پنجره ………………………………………………………………………………………….. 13
تاثیر اندازه پنجره …………………………………………………………………………………………………………… 14
کیفیت سطح مورد تابش ………………………………………………………………………………………………… 15
ضریب جذب انرژی حرارتی خورشید در رنگ های مختلف …………………………………………………………… 16
انرژی خورشیدی جذب شده در دیوارها ………………………………………………………………………………….. 17
سطوح قائم …………………………………………………………………………………………………………………… 18
سطوح افقی …………………………………………………………………………………………………………………… 18
مناسبترین جهت استقرار و فاصله بین ساختمان های چهارطبقه ………………………………………………… 19
فهرست
ردیف عنوان صفحه
انتخاب جهت قرارگیری ساختمان ……………………………………………………………………………………………. 20
جهت قرارگیری مناسب ساختمان برای استفاده از بادهای شرقی یاغربی ………………………………………….. 21
جهت قرارگیری مناسب ساختمان برای استفاده از بادهای شمال غربی – جنوب غربی – شمال شرقی یا جنوب شرقی ……. 22
بافت مجموعه …………………………………………………………………………………………………………………… 23
فرم ساختمان و اقلیم ………………………………………………………………………………………………………… 23
میزان تاثیر باد و تابش خورشید در فرم و ارتفاع ساختمان ها ………………………………………………………. 24
ظرفیت حرارتی ………………………………………………………………………………………………………………….. 24
مقاومت حرارتی ………………………………………………………………………………………………………………… 25
تعیین ویژگی مصالح …………………………………………………………………………………………………………. 26
راهکار های اجرایی در طراحی اقلیمی ……………………………………………………………………………………….. 27
تاثیر سایبان ……………………………………………………………………………………………………………………… 31
سایبان های طبیعی …………………………………………………………………………………………………………… 32
جمع بندی کلی ………………………………………………………………………………………………………………….. 33
اقلیم:
-طراحی اقلیمی روشی است برای کاهش همه جانبه هزینه انرژی یک ساختمان.
هدف از طراحی اقلیمی ثابت نگه داشتن یا به حداقل رساندن هزینه لازم برای حفظ شرایط مطلوب و اسایش در فضای داخل بنا میباشد.
هدفهای طراحی اقلیمی عبارتند از:
زمستان
– مقاومت در مقابل اتلاف و خروج حرارت به بیرون از ساختمان.
جذب هر چه بیشتر حرارت خورشیدی مانند پرتوی افتابی که از پنجرههای جنوبی می تابد.
تابستان
– مقاومت در برابر حرارت تابشی خورشید با ایجاد سایه.
اتلاف هر چه بیشتر حرارت داخل ساختمان.
پوسته یک ساختمان عبارت است ازحصاری که مبادله حرارت را میان داخل و خارج بنا کنترل می کند و شامل موارد زیر است:
دریافت حرارت از منابع انرژی خارجی
جلوگیری از دریافت حرارت از منابع انرژی خارجی
حفظ حرارت موجود در فضای داخلی
دفع حرارت موجود در فضای داخلی
نمونه ای از ابزارهایی که در این مورد بکار می روند :
پنجره های قابل باز و بسته شدن
حفره های درون سقف و وسعت و سمت شیشه ها در نمای ساختمان
عایق های حرارتی متحرک در مقابل پنجره ها و انواع مختلفی از سایبان های متحرک
عایق کاری در داخل دیوار
باد ( تاثیر محوطه ساختمان در کنترل جهت و سرعت باد)
باد شکن ها:
جریان هوا را به طرف بالا منتقل می کند و در فاصله ای که این جریان هنوز به طرف زمین بر نگشته است ؛محوطه نسبتا ارام و حفاظت شدهای را به وجود می اورد.
پس از درخت صفحات عمودی بهترین نوع بادشکن محسوب می شوند.
بادشکن ها در بارهای حرارتی ساختمان نیز تاثیر زیادی دارند مثلا بار حرارتی خانه ای مسکونی و بدون حفاظ در مقابل باد در فصل زمستان در شرایط هوای یکسان با سرعت جریان باد متناسب است و اگر سرعت باد 32 کیلومترد رساعت باشد بار حرارتی این خانه تقریبا 4/2 برابر زمانی است که سرعت باد 8 کیلومتر در ساعت است.
تابش افتاب:
به منظور بررسی موقعییت خورشید و زوایای تابش افتاب در ماههای مختلف سال با توجه به عرض جغرافیایی مشهد از دیاگرام موقعیت خورشید در عرض جغرافیایی 37 درجه شمالی که اختلافی کمتر از 1 درجه با موقعیت مشهد دارد استفاده شده است .
جهت های مناسب در رابطه با تابش افتاب و جهت های مناسب در رابطه با وزش باد بر هم منطبق نمی گردند اما با توجه به اهمیت وزش بادهای سرد و با توجه به این که جهت های مشرف به غرب (تا 30 درجه غربی )در رابطه با تابش افتاب قابل قبول هستند می توان به طور کلی جهت های جنوب تا 30 درجه غربی را به عنوان جهت مناسب ساختمان در مشهد به حساب اورد البته به دلیل متفاوت بودن ارتفاع و خصوصیات طرح های ساختمانی مورد نظر می توان برای هر تیپ مناسب ترین جهت را بدست اورد.
به طور کلی:
از انجاییکه منطقه مورد مطالعه (مشهد) سردسیر می باشد و جهت وزش باد های غالب در مواقع سرد نقش تعیین کننده تری در انتخاب مناسب ترین جهت ساختمان دارند.
تابش افتاب بر انواع بام:
بام تاثیر پذیر ترین جزئ ساختمان در برابر عوامل اقلیمی است و عمده ترین عامل اتلاف حرارت هوای داخل نیز محسوب می شود.تاثیر نوسانات بر بام تا حد زیادی به نوع بام و رنگ سطح خارجی ان بستگی دارد.
جداره های نور گذر و فرم پنجره ها:
جداره های نور گذر شامل پنجره ها – نورگیر ها و مشابه ان باید از قابهای مرغوب و بدون درز مستقیم و با حداقل نشت هوا باشند.
استفاده از شیشه های دو جداره و یا دو قاب موازی برای این سطوح به ویژه در مورد پنجره ها توصیه می شود.
قاب های این جداره ها باید از جنس مناسب مانند چوب – پلیمرهای مرغوب و یا فلز با حداقل پل های حرارتی باشد.
در صورتی که درز بندی دور قابها مناسب نباشد؛ لازم است با استفاده از نوار های انعطاف پذیراز نشت هوا ممانعت شود.
تاثیر جهت و نوع بازشوی پنجره:
نوع بازشوی پنجره ها در چگونگی حرکت هوا در داخل اتاق تاثیر می گذارد؛وقتی بازشوی پنجره ای لولایی یا ریلی باشد و در سطح افقی باز شود هیچ تغییری در شکل اصلی حرکت هوا که در اثر اختلاف فشار در سطح دیوار رو به بالا به وجود می اید نخواهد داشت ولی پنجره هایی که حول یک محور افقی باز می شوند هوا را به طرف بالا هدایت می کنند مگر انکه بازشوی انها کاملا به صورت افقی قرار داده شود.
با استفاده از پنجره هایی که حول یک محور افقی (که در وسط قاب قرار دارد)به طرف بالا یا پایین باز می شوند جریان باد را می توان به طرف بالا یا پایین هدایت کرد.
اگر این پنجره ها درست در وسط دیوار قرار داده شوند و بتوانند تا حدود 10 درجه از خط افق در قسمت پایین و به سمت داخل باز شوند ؛مناسبترین پنجره از نظر هدایت جریان هوا به سمت ارتفاع های مورد نظر خواهند بود.
تاثیر اندازه پنجره:
در اتاق هایی که پنجره های ان فقط در یک طرف دیوار قرار دارند؛اندازه پنجره ها تا حد بسیار کمی در سرعت جریان هوا در ان اتاق تاثیر دارد.
فقط در مواردی که باد به صورت مایل نسبت به سطح پنجره می وزد؛افزایش اندازه پنجره باعث افزایش سرعت هوای داخل اتاق می شود.
به طور کلی:
تهویه طبیعی مطلوب زمانی صورت می گیرد که جهت جریان هوا در داخل اتاق تغییر یابد نه اینکه به طور مستقسم پس از ورود از پنجره رو به باد از پنجره پشت به باد خارج شود.
کیفیت سطح مورد تابش:
درصد انعکاس پرتو خورشید در سطوح مختلف:
سطح : درصد انعکاس
سنگ 15-12
زمین پوشیده از گیاه 3- 15
اجر به نسبت رنگ 23- 48
اسفالت 15
محوطه شهر 10
ضریب جذب انرژی حرارتی خورشید در رنگ های مختلف :
رنگ : – درصد جذب حرارت:
سفید – 10-15
سفید روغنی – 20-30
سفید مرمری – 40-50
خاکستری متوسط – 60-70
اجر؛بتن – 70-75
سیاه براق – 80-85
سیاه مات – 90-95
انرژی خورشیدی جذب شده در دیوارها:
مقدار انرژی خورشیدی جذب شده در دیوارها ی خارجی ساختمان به رنگ سطح خارجی دیوارهای ان بستگی دارد. سطوح سفید و براق فقط حدود 15 درصد از انرژی خورشیدی دریافت شده را جذب می کنند.
به طور کلی :
رنگ سفید 10 تا 15 درصد انرژی حرارتی خورشید و رنگ سیاه مات بین 90 تا 95 درصد انرژی حرارتی خورشید را جذب می کند.
رنگ های معمولی روشن مانند کرم یا خاکستری روشن حدود 40 تا50 درصد.
رنگ های تیره مانند خاکستری تیره – سبز و قرمز حدود 60 تا 70 درصد.
رنگ سیاه 80 تا 90 درصد انرژی خورشیدی دریافت شده را جذب می کنند.
سطوح قائم:
دیوارهای جنوبی:
حداکثر پرتو افتاب هنگام ظهر بیشترین مقدار پرتو افتاب در اذرماه وکمترین مقدار ان در خرداد است.
دیوار های جنوب شرقی و جنوب غربی:
در زمستان بیشتر از تابستان در معرض تابش است.
سطوح افقی:
تابش در زمستان بسیار کم است.
رنگ سطح خارجی دیوار های یک ساختمان در مقدار حرارت جذب شده در دیوار و در نتیجه وضعیت حرارتی هوای داخلی ان تاثیر دارد اگر رنگ سطح خارجی دیواری تیره باشد به شدت گرم تر از هوای اطرافش می شود و در اثر انتقال حرارت از دیوار سطح داخلی ان نیز گرم می شود در این حالت افزایش مقاومت حرارتی دیوار باعث کاهش عبور حرارت به داخل می شود و به طور کلی درجه حرارت هوای داخلی ساختمان را پایین نگه می دارد.
ولی اگر سطح خارجی دیوار های یک ساختمان سفید باشد بویژه در مناطقی که دامنه نوسان درجه حرارت هوا کم است مقاومت حرارتی دیوارها تاثیر کاملا متفاوتی نسبت به قبل دارد.
انتخاب جهت قرارگیری ساختمان:
در مناطقی که باد از شرق یا غرب می وزد؛برای استفاده از نیروی باد در ایجاد تهویه طبیعی باید ساختمان را رو به شرق یا غرب بنا کردکه این جهت قرارگیری به ویژه در مورد ساختمان هایی با پلان مستطیل و کشیده مشکلات فراوانی از نظر ایجاد سایه ی موثر بر روی پنجره های این دو سمت ایجاد می کند به همین دلیل در این مناطق بهترین جهت قرارگیری ساختمان در ارتباط با وزش باد و تابش افتاب با هم مغایرت دارند.
برای ایجاد بهترین شرایط حرارتی در داخل ساختمان (هوای گرم در زمستان و هوای خنک در تابستان)باید نمای اصلی ساختمان رو به جنوب باشد(به طوری که در سردترین روز سال از ساعت 9 صبح تا 3 بعدازظهردرمعرض تابش خورشید باشد.)
اگرچه نماهای جنوب شرقی و جنوب غربی افتاب را به طور یکنواخت تر دریافت می کنند ولی در تابستان گرم تر و در زمستان سرد تر از نمای جنوبی می شوند.
دیوار های شرقی و غربی در تابستان گرم تر و در زمستان سردتر ازدیوار های جنوبی – جنوب شرقی و جنوب غربی می شوند.
در مناطقی که بادهای مطلوب از سمت غرب یا شرق می وزند با 45 درجه چرخاندن نمای اصلی ساختمان به طرف جنوب شرقی یا جنوب غربی می توان تهویه طبیعی مناسبی در داخل اتاق ایجاد کرد.
اگر باد های مطلوب از شمال غربی – جنوب غربی –شمال شرقی یا جنوب شرقی بوزند با انتخاب جهت شمالی – جنوبی برای ساختمان می توان تهویه مطلوب را در ان ایجاد کرد این جهت از نظر کنترل تابش افتاب بر پنجره های جنوبی بسیار مناسب است.
جهت قرارگیری مناسب ساختمان برای استفاده از بادهای شرقی یاغربی:
جهت قرارگیری مناسب ساختمان برای استفاده از بادهای شمال غربی – جنوب غربی – شمال شرقی یا جنوب شرقی:
بافت مجموعه:
به منظور جلو گیری از اتلاف حرارت داخلی ساختمان لازم است بافت مجموعه کاملا فشرده و متراکم باشد بدیهی است که در این رابطه فرم کالبدی ساختمان نیز نقش عمدهای را ایفا می نماید بنابراین در رابطه با به حداقل رساندن اتلاف حرارت ساختمان ؛ نسبت ابعاد(طول- عرض – ارتفاع )ساختمان و نحوه قرار گیری ان در مجموعه حائز اهمیت هستند.
فرم ساختمان و اقلیم:
به طور کلی سردی هوا باعث فشردگی فرم ساختمان و شدت زیاد تابش افتاب باعث کشیدگی ان در جهت محور شرقی – غربی می شود.
بهترین فرم ساختمان فرمی است که کمترین مقدار حرارت (کالری)را در زمستان از دست بدهد و در تابستان نیز کمترین مقدار حرارت را از افتاب و محیط اطراف دریافت کند ؛ بنابراین پلان مربع بهترین فرم ساختمان محسوب می شود.زیرا با وجود بیشترین حجم کمترین سطح خارجی را دارد.
بهتر است در مناطق سرد ساختمان ها در جهت محور شمالی- جنوبی و مرتفع باشند.
میزان تاثیر باد و تابش خورشید در فرم و ارتفاع ساختمان ها:
ساختمان های 3یا 4 طبقه و یا بلند تر؛ به دلیل ارتفاع زیاد کاملا در معرض باد قرار خواهند گرفت بنابراین در رابطه با انتخاب جهت استقرار چنین ساختمان هایی می بایست اهمیت ویژهای برای بادهای زمستانی قائل شد.
به طور کلی:
جهت ساختمان های ردیف اول را باید بلند تر و به عنوان بادشکنی یکپارچه تعیین و طراحی کرد.
و جهت ساختمان های بعد از ردیف اول را می توان در رابطه با تاثیر افتاب و ازادانه تعیین نمود.
ظرفیت حرارتی:
-ظرفیت حرارتی دیوارها به ضخامت و فشردگی مصالح انها بستگی دارد.
– در فصل زمستان و به ویژه در مناطق سرد که به طور کلی دمای هوای خارج کمتر از دمای هوای گرم شده داخلی است ؛ ظرفیت حرارتی مصالح یک ساختمان فقط دامنه نوسان دمای هوای داخلی ان را کاهش می دهد و تاثیری در جهت حرکت حرارت و میانگین دمای هوا ندارد .
با توجه به مطالب فوق نتیجه می گیریم:
ظرفیت حرارتی زیاد در مناطقی که مشکل گرمای هوا ی داخلی معمولا در شب ها نیز وجود دارد ( مشهد) مناسب نیست.
مقاومت حرارتی:
مقاومتی که ان دیوار در برابر انتقال حرارت از یک طرف به طرف دیگرش ایجاد می کند بنابراین نوسان دمای سطح داخلی دیوار های یک ساختمان به مقاومت حرارتی مصالح ان دیوارها بستگی دارد.
هر چه ضریب رسانش حرارتی (بر عکس مقاومت حرارتی) مصالح یک دیوار کمتر باشد؛مقاومت حرارتی ان دیوار بیشتر است و در نتیجه مقدار حرارت انتقال یافته از ان کمتر خواهد بود.
با افزایش مقاومت حرارتی مصالح دیوارها ؛احتمال ایجاد تعریق بر روی سطح انها کاهش می یابد.
در مناطقی که تغییرات فصلی دمای هوا بسیار شدید است "مقاومت حرارتی مصالح"اهمیت بیشتری دارد و استفاده از سیستم های تاسیساتی برای ایجاد منطقه اسایش در داخل ساختمان لازم است. (مشهد)
پیشنهاد:
جایگزینی مصالح سنگین با مصالح سبک و مقاومت حرارتی زیاد بدون تغییر ضخامت باعث کاهش ظرفیت حرارتی می شود و در نتیجه تا حد کمی در بهبود وضعیت حرارتی دیوار و هوای داخلی ساختمان تاثیر می گذارد.
تعیین ویژگی مصالح:
در مناطق سرد هدف اصلی حفظ حرارت در داخل ساختمان است و عمده ترین عامل در این مورد مقاومت حرارتی دیوار های جانبی ساختمان است ؛ بنا براین دراین مناطق دیوار های جانبی ساختمان باید مقاومت حرارتی مناسبی داشته باشد تا از اتلاف حرارت داخلی ساختمان جلوگیری کند .
در مناطق سرد برای ثابت نگه داشتن شرایط مطلوب فضای داخلی ساختمان باید مقاومت حرارتی مصالح را افزایش داد و دیوار های غربی و قسمت های داخلی ساختمان را با مصالح سنگین بنا کرد.
استفاده از دیوار های سنگین برای برقراری تعادل حرارتی هوای داخلی ضروری است .
استفاده از عایق حرارتی در سطوح خارجی دیوار های جانبی نیز برای جلوگیری از انتقال حرارت از داخل ساختمان به خارج ان لازم است.
راهکار های اجرایی در طراحی اقلیمی :
I. باد شکن ها (زمستان)
دو روش در طراحی محیطی برای کم کردن باد زمستانی به کار می رود :
استفاده از شکل زمین ساختمان های مجاور و گیاهان برای حفاظت در برابر باد زمستانی.
شکل و نحوه قرار گیری ساختمان به منظور کاهش تلاطم باد زمستانی.
II. دیوارها و پنجره های افتابی(زمستان)
استفاده از افتاب زمستان از طریق درها و پنجرههای رو به افتاب برای گرمایش یک ساختمان به چند روش عملی می شود :
ازدیاد انعکاس زمین و سطوح بیرون از پنجره های مقابل افتاب زمستان.
شکل و نحوه قرارگیری ساختمان به منظور افزایش میزان استفاده از خورشید در زمستان.
استفاده از دیوارهای خورشیدی و کولکتورهای روی بام بر روی سطوح رو به جنوب.
استفاده از مواد با ظرفیت حرارتی زیاد جهت ذخیره حرارت خورشید.
افزایش پنجره های رو به جنوب.
تعبیه سطوح منعکس کننده بیرون از پنجره برای افزایش انعکاس در زمستان.
استفاده از پنجره های سقفی جهت جذب انرژی خورشیدی و نور طبیعی.
III. پوسته حرارتی (زمستان)
کاهش سطوح خارجی دیوار و بام (نسبت سطح خارجی به حجم محصور).
استفاده از فضای زیر بام شیبدار به عنوان فضای حائل بین هوای خارج و داخل.
استفاده از زیرزمین یا فضای گربه رو به عنوان منطقه حائل بین فضای داخلی و زمین.
جهت استفاده مجدد از حرارت بنا از کانال های عمودی هوا استفاده شود (به صورت طبیعی یا مکانیکی).
منابع حرارتی را در مرکز ساختمان قرار دهید.
از هشتی و یا "دیوار باد شکن"در قسمت ورودی ساختمان استفاده شود.
طراحی فضاههای ثانوی مانند انبار- تاسیسات- گاراژ به عنوان فضای حائل.
تقسیم داخل ساختمان به دو قسمت گرم و سرد.
استفاده از عایق حرارتی در پوسته ساختمان جهت مقاومت در برابر جریان حرارت
نصب عایق رطوبطی جهت کنترل انتقال رطوبت.
دقت در جزئیات اجرایی ساختمان برای کم کردن نفوذ هوا از خارج به داخل و برعکس.
انتخاب مصالح با ظرفیت حرارتی زیاد برای کنترل جریان حرارتی در پوشش ساختمان.
در نظر گرفتن عایق حرارتی برای پنجره ها.
به حداقل رساندن بازشو ها در جهت های شمالی- شرقی و غربی.
جزئیات در و پنجره را طوری طراحی کنید تا مانع از ورود یا خروج ناخواسته هوا شود.
جهت فضا های خاص و وسایل مکانیکی از دریچه های تهویه هوا استفاده شود.
IV. اتاق های درونی – بیرونی(زمستان/تابستان)
حیاطها- پاسیوهای سرپوشیده- ایوان های حفاظت شده فصلی- گلخانه ها – فضا های میانی و اطاق های رو به افتاب می توانند در طراحی ساختمان برای سرمایش تابستان و گر مایش زمستان منظور گردند:
ایجاد نواحی داخلی افتابگیر جهت استفاده حداکثر از حرارت خورشید.
طرح اطاق ها یا عملکردهایی مخصوص در انطباق با جهت تابش خورشید.
V. تحت حفاظت زمین(زمستان/تابستان)
روش هایی مثل استفاده از زمین در مقابل دیوار های ساختمان یا روی سقف ان یا ساختن یک کف بتنی روی زمین از نظر اب و هوایی برای عایق کاری زمستان و حفاظت در مقابل باد زمستان و سرمایش تابستان مفید است :
قرار دادن ساختمان در عمق زمین یا بالا اوردن سطح خاک جهت استفاده از زمین به عنوان حفاظ.
قرار دادن کف ساختمان بر روی زمین جهت تبادل حرارتی با زمین.
استفاده از چمن بر روی بام.
VI. اب و گیاهان(تابستان)
استفاده از پوشش گیاهی برای خنک کردن محوطه.
افزایش میزان برودت در محوطه به کمک تبخیر.
استفاده از گیاهان در کنار دیوار های خارجی ساختمان.
استفاده از اب فشان یا حوضچه روی بام جهت برودت تبخیری.
VII. تهویه طبیعی (تابستان)
استفاده ازناهمواریهای روی زمین ساختمان های مجاور وگیاهان جهت بهره گیری بیشتر از نسیم تابستان.
شکل و جهت دادن به بدنه ی ساختمان برای به حداکثر رساندن استفاده از نسیم تابستان.
طراحی پلان ازاد جهت استفاده از تهویه هوا.
جهت تهویه در داخل پوسته ساختمان از بام و دیوار دو جداره استفاده شود.
دربها و پنجرها در جهتی نصب شوند تا نسیم های تابستانی به راحتی وارد گردند.
ایجاد فضای عمودی جهت تهویه هوا.
جهت هدایت باد های تابستانی در داخل ساختمانی از دیوارهای الحاقی – پیش امدگی ها وکرکره استفاده شود.
از کرکره جهت کنترل جریان تهویه هوا استفاده شود.
از هوا کش های سقفی جهت تهویه عمودی هوا استفاده شود.
VIII. سایبان (تابستان)
چون زوایای تابش افتاب در تابستان نسبت به زمستان متفاوت است لذا می توان از تابش افتاب در تابستان جلوگیری کرد در حالی که در زمستان از ان استفاده کرد بنابراین لازم نیست ایجاد سایبان تناقضی با طراحی خورشیدی در زمستان داشته باشد:
کم کردن انعکاس زمین و سطوح بیرون از پنجره های رو به افتاب تابستان.
استفاده از نا همواری های روی زمین ساختمان های مجاور و گیاهان برای سایه در تابستان.
شکل دادن و جهت دادن بدنه ساختمان به منظور کاهش افتاب تابستان.
تامین سایه برای دیوار هایی که رو به افتاب تابستان هستند.
استفاده از مواد منعکس کننده حرارت به روی سطوح مقابل افتاب تابستان.
ایجاد سایه برای پنجره های رو به افتاب تابستان.
تاثیر سایبان:
تاثیر یک سایبان موثر و کارامد بسیار بیشتر از پرده کرکره داخلی است چون حرارت نمی تواند از شیشه عبور کند و به فضای داخلی منتقل شود.
سایبانها اثرات گوناگونی از قبیل: – کنترل تابش مستقیم افتاب به داخل
– کنترل نور
– منظره و تهویه طبیعی دارند.
در مناطق اکثرا سردی مانند مشهد تا حد ممکن هدف تابش مستقیم نور و گرمای طبیعی افتاب به داخل است.
نکاتی چند در مورد سایبان ها :
سایبان های خارجی بسیار کارامد تر از سایبان های داخلی هستند اگر سایبان های متحرک در سطح خارجی پنجره نصب شود فقط 5 درصد از انرژی خورشیدیتابیده به پنجره به داخل انتقال می یابد.
هر چه رنگ این سایبان ها تیره تر باشد اختلاف بین انواع داخلی و خارجی این سایبان ها بیشتر می شود.
هر چه رنگ سایبان های خارجی تیره تر باشد کارایی انها بیشتر می شود.
هر چه رنگ سایبان های داخلی روشن تر باشد کارایی انها بیشتر می شود.
با استفاده از سایبان های کارامدی چون پنجره های کرکرهای چوبی خارجی می توان از نفوذ بیش از 90 درصد از انرژی حرارتی خورشیدی ناشی از تابش افتاب بر پنجره به داخل جلوگیری کرد.
سایبان های متحرک داخلی تیره رنگ(پرده های کرکره)70 تا 80 درصد انرژی خورشیدی تابیده به پنجره را به داخل منتقل می کنند.
در مورد ساختمان های رو به جنوب شرقی و یا جنوب غربی می توان با استفاده از سایبان های کم عمق از تابش مستقیم افتاب جلوگیری کرد.
سایبان های طبیعی :
مهم ترین و سودمند ترین ویژگی درختان در معماری تاثیر انها در وضعیت حرارتی ساختمان است ؛درختان همیشه سبزی چون سرو و کاج میزان فشار باد بر ساختمان را کاهش می دهند و بدین وسیله از اتلاف حرارت ساختمان در فصل زمستان جلوگیری می کنند؛در فصل تابستان سطح گیاهان و برگ درختان پرتوهای خورشید را جذب می کند و تبخیری که در این سطوح صورت می گیرد باعث خنک شدن هوا می شود.
جمع بندی کلی:
از انجاییکه منطقه مورد مطالعه (مشهد) سردسیر می باشد؛ جهت وزش باد های غالب در مواقع سرد نقش تعیین کننده تری در انتخاب مناسب ترین جهت ساختمان دارند.در نتیجه جهت 30 درجه غربی مناسب ترین جهت استقرار ساختمان در برابر وزش باد های پاییزی و زمستانی است.که البته این جهت با زاویه تابش خورشید هم هماهنگی دارد.
برای ایجاد بهترین شرایط حرارتی در داخل ساختمان (هوای گرم در زمستان و هوای خنک در تابستان)باید نمای اصلی ساختمان رو به جنوب باشد.
رنگ سطح خارجی دیوار های یک ساختمان در مقدار حرارت جذب شده در دیوار و در نتیجه وضعیت حرارتی هوای داخلی ان تاثیر دارد در نتیجه رنگ های هر وجه از ساختمان را باید بر اساس میزان جذب نور خورشید تعیین نمود مثلا بهتر است که دیوار غربی تیره تر از دیوار جنوبی باشدو…
تهویه طبیعی مطلوب زمانی صورت می گیرد که جهت جریان هوا در داخل اتاق تغییر یابد نه اینکه به طور مستقیم پس از ورود از پنجره رو به باد از پنجره پشت به باد خارج شود.
رنگ سفید 10 تا 15 درصد انرژی حرارتی خورشید و رنگ سیاه مات بین 90 تا 95 درصد انرژی حرارتی خورشید را جذب می کند.
جهت قرارگیری مناسب ساختمان برای استفاده از بادهای شرقی یاغربی:
بهتر است در مناطق سرد ساختمان ها در جهت محور شمالی- جنوبی و مرتفع باشند.
جایگزینی مصالح سنگین با مصالح سبک و مقاومت حرارتی زیاد بدون تغییر ضخامت باعث کاهش ظرفیت حرارتی می شود و در نتیجه تا حد کمی در بهبود وضعیت حرارتی دیوار و هوای داخلی ساختمان تاثیر می گذارد.
ظرفیت حرارتی زیاد در مناطقی که مشکل گرمای هوا ی داخلی معمولا در شب ها نیز وجود دارد ( مشهد) مناسب نیست.
استفاده از دیوار های سنگین برای برقراری تعادل حرارتی هوای داخلی ضروری است .
استفاده از عایق حرارتی در سطوح خارجی دیوار های جانبی نیز برای جلوگیری از انتقال حرارت از داخل ساختمان به خارج ان لازم است.
جهت ساختمان های ردیف اول را باید بلند تروبه عنوان بادشکنی یکپارچه تعیین وطراحی کرد.
و جهت ساختمان های بعد از ردیف اول را می توان در رابطه با تاثیرافتاب وازادانه تعیین نمود.
در مناطق اکثرا سردی مانند مشهد تا حد ممکن هدف تابش مستقیم نور و گرمای طبیعی افتاب به داخل است.
تاثیر یک سایبان موثر و کارامد بسیار بیشتر از پرده کرکره داخلی است چون حرارت نمی تواند از شیشه عبور کند و به فضای داخلی منتقل شود.
بازشوها در طراحی این مجموعه ( با توجه به جهت وزش باد و زاویه تابش خورشید)بیشتر به صورت عمودی طراحی می شوند و نسبت سطح به کل انها اولا :با توجه به این که سطح در کدام ضلع جغرافیایی واقع شده و ثانیا :با توجه به طراحی نهایی نما محاسبه می شود.
اما در مورد اندازه بازشوها می توان گفت که یکی از معیارهای اصلی: در نظر گرفتن اندازه استاندارد پروفیل ها به منظور جلوگیری ازپرت شدن انهاست.
با توجه به اینکه شهر مشهد جزء اقلیم سردوخشک محسوب می شود می توان گفت که استفاده از فضای پیلوتی جایز نیست(به علت به وجود امدن کوران) اما با توجه به شرایط طراحی در شهر واین منطقه که فضای پیلوتی به عنوان پارکینگ بسیار مورد استفاده قرار می گیرد پیشنهاد می شود که در صورت استفاده از فضای پیلوتی به گونه ای این فضا محدود شود (از 2 طرف یا حتی به وسیله عوامل طبیعی همچون گیاهان و…)که مانع به وجود امدن کوران شود.
در مناطق سرد هدف اصلی حفظ حرارت در داخل ساختمان است و عمده ترین عامل در این مورد مقاومت حرارتی دیوار های جانبی ساختمان است.
مهم ترین و سودمند ترین ویژگی درختان در معماری تاثیر انها در وضعیت حرارتی ساختمان است
به طور کلی در رابطه با دطراحی محیط مسکونی در مشهد می توان پیشنهادات زیر را رائه داد:
استفاده از مصالح ساختمانی سنگین
استفاده از پلان های فشرده
پیش بینی بازشوهای کوچک
پیش بینی فضا های خارجی قابل استفاده در تابستان
به حداقل رساندن سطوح خارجی ساختمان
در طراحی مجموعه های مسکونی پیشنهاد ساختمان های گروهی یا به هم چسبیده و بافت مجموعه متراکم
قرار دادن ساختمان ها در حداقل فاصله ممکن نسبت به یکدیگر.
پایان