انسان طبیعت معماری - تاثير حرارت خورشيد بر انسان و ساختمان 82 اسلاید - سری پنجم | گروه معماری پارساکد

تعادل حرارتي بين بدن انسان و محيط پيرامون
ايجاد تعادل حرارتي بين بدن و محيط اطراف، از جمله نيازهاي اوليه براي تامين سلامتي و آسايش انسان است. براي برقراري اين تعادل، عليرغم تغييرات زياد درجه حرارت هواي اطراف بدن، دماي پوست بايد ثابت بماند يا فقط به ميزان بسيار كمي تغيير كند.
ايجاد چنين تعادلي به تركيب عوامل مختلفي بستگي دارد. بعضي از اين عوامل، ويژگي‌هاي متابوليكي شخص، فعاليت فيزيكي، نوع لباس و عادي وي به هواي محيط اطراف است و عوامل ديگر آن عبارتند از: درجه حرارت هوا، تابش آفتاب، رطوبت و جريان هوا كه عناصر اقليمي ناميده مي‌شوند.

تاثير دماي هوا بر انسان
دن انسان به وسيله‌ي غذايي كه مصرف مي‌كند و به نسبت فعاليتي كه دارد، به ميزان مختلفي انرژي توليد مي‌كند. وقتي بدن در حال فعاليت استف فقط مقدار كمي از اين انرژي صرف كارهاي مكانيكي شده، بقيه به حرارت تبديل مي‌شود. در جدول 2-1 مقدار انرژي توليد شده توسط بدن در حالت‌هاي گوناگون نشان داده شده است.

برای دریافت و توضیحات بیشتر به ادامه مطلب مراجعه نمائید…..

بخشی از مطالب:

شكل و ميزان تبادل حرارتي بدن و محيط اطراف

در حالت طبيعي، دماي دروني بدن 37 درجه و دماي پوست 32 درجه سانتيگراد است. اگر بدن در محيطي گرم‌تر از پوست قرار گيرد، شروع به جذب حرارت مي‌كند و برعكس، اگر در محيطي سردتر از پوست بدن باشد، حرارت خود را به تدريج از دست مي‌دهد. بدين ترتيب در هر محيطي بين بدن و هواي اطراف آن تبادل حرارتي صورت مي‌گيرد. اين تبادل به اشكال و نسبت‌هاي مختلفي صورت مي‌گيرد كه در جدول نشان داده شده است. اگر در اثر اين تبادل حرارتي، حرارت توليد شده در بدن و حرارت دفع و يا جذب شده از محيط متعادل نشود، بدن براي برقراري تعادل به ناچار حرارتي دروني خود را افزايش يا كاهش مي‌دهد. در اين حالت، بدن انسان دچار اختلالات گوناگوني مي‌شود كه در جدول نشان داده شده است.

تابش آفتاب و تاثير آن بر ساختمان و محيط اطراف
نور خورشيد، هميشه براي ايجاد روشنايي طبيعي در ساختمان لازم است، ولي از آنجا كه اين نور در نهايت به حرارت تبديل مي‌شود، ميزان تابش مورد نياز براي هر ساختمان بايد با توجه به نوع آن و شرايط اقليمي محل آن تعيين شود. بدين منظور، در اين قسمت نخست ماهيت نور خورشيد و حرارت حاصل از آن مورد بررسي قرار گرفته، سپس به نحوه‌ي انتقال اين حرارت از جداره‌هاي ساختمان به فضاي داخلي آن اشاره شده است.
مقدار حرارتي كه خورشيد در فاصله 148000000 كيلومتري (93 ميليون مايل فاصله خورشيد تا مدار زمين) در سطحي عمود بر پرتو آن توليد مي‌كند، براي 94/1 كالري در سانتيمتر مربع در دقيقه است كه رقم ثابت خورشيد ناميده مي‌شود. البته زمين مقدار حرارت كمتري جذب مي‌كند، زيرا مقداري از پرتوهاي خورشيد در اثر برخورد با سطح ابرها دوباره به سمت بالا منعكس مي‌شود و مقداري از آنها نيز بوسيله اكسيد كربن، بخار آب و اوزون موجود در اتمسفر جذب مي‌شود. همچنين مقدار مشخصي از پرتوهاي خورشيد در اثر برخورد به مولكول‌هاي هوا به اطراف منتشر مي‌شود. البته قسمتي از اين پرتوهاي منتشر شده در آسمان دوباره به سمت زمين مي‌تابد.

بنابراين شدت تابش آفتاب و حرارت حاصل از آن در يك نقطه از سطح زمين به فاصله‌اي كه پرتو خورشيد بايد طي كند، ضخامت ابر و وضعيت آلودگي هوا بستگي دارد. به همين دليل، شدت تابش آفتاب در يك محل با ارتفاع آن محل از سطح دريا متناسب است و در مناق مرتفع، چون پرتو خورشيد فاصله‌ي كمتري از اتمسفر را طي مي‌كند، حرارت بيشتري توليد مي‌نمايد. همچنين در ظهر محلي هر منطقه كه خورشيد در قائم‌ترين حالت خود نسبت به زمين آن محل قرار دارد و فاصله‌ كمتر است، شدت تابش آفتاب بيشتر از صبح و عصر است كه خورشيد در مايل‌ترين حالت نسبت به زمين محل موردنظر قرار دارد.
با توجه به مطالب فوق درمي‌يابيم كه شدت تابش آفتاب در هر نقطه از سطح زمين، به موقعيت خورشيد نسبت به آن منطقه بستگي دارد. از آنجا كه موقعيت خورشيد به دليل حركت وضعي و دوراني زمين در ساعت‌ها، روزها و فصل‌هاي مختلف متفاوت است. براي بررسي شدت تابش آفتاب بر سطوح مختلف و حرارت حاصل از آن بايد موقعيت خورشيد نسبت به محل موردنظر در زمان‌هاي مختلف مشخص باشد. بدين منظور در اين قسمت موقعيت خورشيد مورد بررسي قرار مي‌گيرد.

موقعيت خورشيد
در هر نقطه از سطح زمين، مسير حركت خورشيد در آسمان در روزهاي مختلف سال متفاوت است. براي مثال، حركت خورشيد نسبت به ساختماني كه نيم كره‌ي شمالي و رو به جنوب قرار گرفته، بدين طريق است كه در تابستان خورشيد از شمال شرقي محوطه‌ي اين ساخنمان طلوع و در شمال غربي آن غروب مي‌كند. در زمان، طلوع خورشيد از جنوب شرقي و غروب آن در جنوب غربي محوطه‌ي ساختمان مزبور صورت مي‌گرد و فقط در اول فروردين و اول مهرماه، خورشيد كاملاً از شرق طلوع كرده، در غرب غروب مي‌كند.

موقعيت خورشيد را در هر منطقه و در هر زمان مي‌توان بوسيله دو زاويه يكي «زاويه تابش» و ديگري «جهت تابش» مشخص كرد. زاويه تابش، زاويه‌اي است كه بين امتداد پرتو خورشيد و سطح افق تشكيل مي‌شود و جهت تابش زاويه‌اي است كه بين تصوير امتداد پرتور خورشيد بر صفحه‌ي افق و شمال واقعي پديد مي‌آيد. تغييرات روزانه و سالانه‌ي اين دو زاويه به عرض جغرافيايي محل بستگي دارد. در بسياري از كشورها، مقادير اين دو زاويه براي نقاط گوناگون و در زمان‌هاي مختلف محاسبه شده و به صورت جدول‌ها و منحني‌هاي ارائه شده است. ولي چنانچه موقعيت خورشيد براي مناطق خاصي موردنظر باشد،‌ آنها را مي‌توان از طريق محاسبات رياضي بدست آورد.
اولين عامل موثر در محاسبه‌ي زويايا موقعيت خورشيد، زاويه چرخش زمين است.
تابش آفتاب
به طور كلي، تابش آفتاب با ساطع شدن پنج نوع پرتو يك ساختمان را تحت تاثير قرار مي‌دهد. اين پنج نوع پرتو به ترتيب اهميت عبارتند از:
پرتو مستقيم با طول موج كوتاه
پرتو پراكنده از آسمان با طول موج كوتاه
پرتور بازتابيده از سطوح اطراف با طول موج كوتاه
پرتو ساطع شده از زمين و اجسام گرم شده با طول موج بلند (بازتاب حرارتي)
پرتو ساطع شده از ساختمان به آسمان با طول موج بلند (بازتاب حرارتي)
هر يك از اين پرتوها، به نوعي بر ساختمان تاثير مي‌گذارد.

تاثير تابش آفتاب بر حرارت داخلي ساختمان
در اينجا با مشخص شدن تاثير تابش آفتاب در سطح مختف مي‌توان تاثير اين تابش را بر فضاي داخلي ساختمان نيز مورد برسي قرار داد. بدين منظور، ابتدا به توضيح انواع تبادل حرارتي پرداخته، نحوه انتقال حرارت خورشيد از طريق ديوارها، سقف و پنجره‌هاي ساختمان به فضاي داخلي آن را مورد بررسي قرار مي‌دهيم. سپس به نحوه‌ي عملكرد اجزاء مختلف ساختمان مي‌پردازيم.

سقف و ديوارهاي جانبي ساختمان، فضاي داخلي آن را از محيط اطرافش جدا مي‌سازد و بدين طريق، از تاثير مستقيم عناصر اقليمي مانند دما و رطوبت هوا، باد، تابش آفتاب، برف و باران بر فضاي داخلي آن جلوگيري مي‌كند. ولي در هر صورت، هر يك از اين عوامل از طريق تاثير بر جداره‌هاي خارجي ساختمان، هواي داخلي آن را تحت تاثير قرار مي‌دهند. به طور مثال، حرارتي كه در اثر تابش آفتاب، در سطوح خارجي يك ساختمان جذب مي‌شود، با تغييراتي به سطوح داخلي و سرانجام به هواي داخلبي انتقال مي‌يابد و باعث افزايش دماي هوا مي‌شود. به طور كلي، انتقال حرارت ممكن است به چهار صورت رسانش (هدايت)، همرفت (جابجايي) تابش و تبخير صورت گيرد.

رسانش:
حرارت با گذشتن از يك مولكول به مولكول همجوار مي‌تواند از داخل اجسام يا از جسمي به جسم ديگر كه با آن تماس دارد، عبور كند. اين نوع انتقال حرارت (رسانش) ناميده مي‌شود. از طريق رسانش، حرارت موجود در يك اتاق بدون عايق حرارتي دفع مي‌شود يا حرارت هواي خارج و حرارت توليد شده در اثر تابش آفتاب در سطح خارجي ديوارها، به فضاهاي داخلي انتقال مي‌يابد. معمولاً هرچه مصالح يك ديوار متراكم‌تر باشد، حرارت سريع‌تر به صورت رسانش از آن عبور مي‌كند. براي مثال بتن كه متراكم‌تر از چوب است، ضريب رسانش بيشتري نسبت به چوب دارد.

همر فت:
جریان هوا می تواند حرارت را از سطوح گرم منقل کند این نوع انتقال حرارت «هم رفت » نا میده می شود هوادر اثر گرم شدن منبسط و در نتیجه سبک می شود و به همین دلیل بالا می رود . این هوای گرم پس از مدتی حرارت خود را به اجسام و سطوح اطرا ف خود انتقال می دهد ودو باره سرد و منقبض و سنگین شده به طرف پایین حرکت می کند در یک فضای بسته مانند اتاق حرارت با عث به جریان افتادن هوای گرم از پایین به بالا و های سرد از بالا به پایین می شود . و قتی جریان هوا بین جدار های یک دیوار یا سقف دو جداره به و جود آید مقدار زیادی حرارت از سطوح داخلی دیوار ها و بام به سطح خارجی یا برتصویر در صورت گرم بودن هوای خارج ، از سطوح خارجی به سطوح دا خلی انتقال می یابد البته باید تو جه داشت که هوا فقط زمانی می تواند با عث انتقال حرارت می شود که فضای کافی برای عمل همرفت داشته باشد و در صورتی که حفره های کو چک یا لایه های بسیار نازک محدود شود (مانند هوای دا خل یونو لیت ) قادر به انتقال حرارت نیست و عایق حرارتی بسیار مناسبی هم به شمار می رود .

و………………

نام فایل : انسان طبیعت معماری – تاثير حرارت خورشيد بر انسان و ساختمان 82 اسلاید – سری پنجم