–

ایلام

۶

۶۹/۱

۵۳

–

–

–

–

فصل پنجم
راهکارها و پیشنهادها
نیازهای گرمایشی و سرمایشی فضاهای شهری و روش­های برآورد آن برای دستیابی به حدود آسایش حرارتی باید در برنامه­ ریزی و طرح­ریزی شهری مورد توجه قرار گیرد. برای تأمین نیازهای مذکور باید برنامه­ ریزی و طرح­ریزی فضاهای شهری با توجه به وضعیت آب­وهوایی صورت گیرد. در حقیقت، برنامه­ ریزی و طرح­ریزی برمبنای وضعیت آب­وهوایی به روش­هایی گفته می­ شود که هدف آن­ها کاهش هزینه­ های گرمایشی و سرمایشی فضاهای شهری توسط عناصر آب­وهوایی به ویژه تابش خورشید است. به همین علت باید روش­هایی را که هزینه­ های گرمایشی و سرمایشی فضاهای شهری را کاهش می­دهد، بررسی شود.

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

۵- تابش خورشید و گسترش سایه در سطوح شهری
تابش خورشید از پاک­ترین، کم­هزینه­ترین و طبیعی­ترین منابع گرمایشی سطوح شهری (ساختمان­ها، گذرگاه­ها و فضاهای باز) در فصول سرد محسوب می­ شود. در این فصول، به علت ارتفاع کم خورشید، طول سایه­ی ساختمان­های بلندمرتبه گسترش می­یابد. به عبارت دیگر، ساختمان­های بلندمرتبه از تابش مستقیم خورشید بر بناهایی که در پشت آن­ها قرار دارد جلوگیری می­ کند. بنابراین، برای استفاده از گرمای ناشی از تابش خورشید باید متناسب با بلندی ساختمان­ها، بناها را با فضاهای آزادی مانند گذرگاه­ها (خیابان­ها و کوچه­ها)، فضاهای سبز، باغچه­های خصوصی، حیاط، زمین­های ورزشی، پارک­ها و … از یکدیگر تفکیک کرد (طاوسی، ۱۳۹۰: ۱۳۹ و ۱۴۰).
در فصول گرم، به علت ارتفاع زیاد خورشید طول سایه­ی ساختمان­ها کاهش می­یابد. بنابراین، باید با گسترش سایبان­های طبیعی نظیر کاشت درخت در کنار سطح بیرونی بناها، حیاط خانه­ها و بخشی از سطوح گذرگاه­ها و میادین، گسترش فضاهای سبز و پارک­های جنگلی و همچنین توجه به شکل و جهت ساختمان­ها و ایجاد سایبان­های ثابت و متحرک برای پنجره­ها و نورگیرهای ساختمان گرمای ناشی از تابش خورشید را کاهش داد (منبع پشین: ۱۴۰).
۱- ۵- زاویه­ی تابش خورشید و راستای شبکه­ گذرگاه­های شهری
با توجه به هشت جهت جغرافیایی، چهار راستای کلی شمالی – جنوبی، شرقی – غربی، جنوب شرقی – شمال غربی و جنوب غربی – شمال شرقی برای گذرگاه­های مناطق شهری متصور است. با توجه به این­که جهت و زاویه­ی تابش خورشید در ساعات مختلف روز و نیز در فصول مختلف سال متغیر است، توجه به ویژگی­های هر یک از چهار راستای کلی نسبت به تابش خورشید در برنامه­ ریزی شهری بسیار حائز اهمیت است.
۱- ۱- ۵- راستای شمالی – جنوبی
در صورتی که راستای گذرگاه (خیابان، کوچه، بن­بست و …) شمالی – جنوبی باشد، سطح گذرگاه در تمام روزهای سال بیش­ترین تابش خورشید را دریافت می­ کند. کناره­ی غربی گذرگاه در تمام ساعات پیش از نیم­روز و کناره­ی شرقی در تمام ساعات پس از نیم­روز، تابش خورشید را دریافت می­ کند. در راستای شمالی – جنوبی تمام سطح گذرگاه در تمام روزهای سال تابش خورشید را دریافت می­ کند، ولی مدت تابش­پذیری بخش­های میانگی گذرگاه بیش­تر از بخش­های کناری است. راستای شمالی -جنوبی برای شهرهای سردسیر و شهرهای واقع در عرض­های جغرافیایی بالا مناسب است (منبع پیشین: ۱۴۹).
ضعف راستای شمالی – جنوبی در این است که معمولاً نمای روبه­روی ساختمان­ها به سمت غرب یا به سمت شرق است. راستای غربی – شرقی ساختمان­ها به ترتیب بیش­ترین و کم­ترین تابش خورشید را در فصول گرم و سرد دریافت می­ کند. در واقع، ساختمان­های شرقی در ساعات آغازین روز، در فصول گرم از تابش صبحگاهی رنج می­برند و در فصول سرد از تابش خورشید محروم هستند. ساختمان­های غربی نیز همین شرایط را در ساعات پسین در فصول گرم تجربه می­ کنند (منبع پیشین: ۱۵۰).
۲- ۱- ۵- راستای شرقی – غربی
کناره­ی شمالی راستای شرقی – غربی بیش­ترین تابش خورشید را در روزهای مختلف سال، به­ ویژه در فصول سرد دریافت می­ کند. کناره­ی جنوبی این راستا در دوره­ گرم سال، هم در ساعات آغازین و هم در ساعات پایانی روز تابش خورشید را دریافت می­ کند. در صورتی که در فصول سرد در تمام طول روز از دریافت تابش خورشید محروم است. به طور کلی کناره­ی جنوبی این راستا کم­ترین میزان تابش خورشید را دریافت می­ کند (منبع پیشین: ۱۵۰).
نیمه­ی جنوبی راستای شرقی – غربی در فصول سرد، در تمام طول روز در زیر چتر سایه قرار دارد. به همین علت، در مناطق سردسیر، مدت ذوب شدن پوشش برف و یخ در سطح گذرگاه ها بسیار طولانی می­ شود. این شرایط عبور و مرور ساکنان و وسایط نقلیه­ی موتوری را دشوار می­ کند (منبع پیشین: ۱۵۱).
۳- ۱- ۵- راستای جنوب شرقی – شمال غربی
گذرگاه­هایی که دارای راستای جنوب شرقی – شمال غربی هستند در فصول سرد و ساعات پیشین تابش بیش­تری دریافت می­ کنند، ولی در ساعات میانی و پسین از دریافت تابش خورشید محروم هستند. گرچه گذرگاه­هایی که دارای راستای جنوب شرقی – شمال غربی هستند در نخستین ساعات صبحگاهی روزهای سرد در معرض تابش خورشید قرار دارند، ولی به علت پایین بودن دمای هوا پرتوهای کم ­توان خورشید در ذوب کردن برف و یخ سطح گذرگاه­ها آن­چنان مؤثر نیست. در این شرایط تأثیر هم­زمان دمای هوا و تابش خورشید یکدیگر را خنثی می­ کنند و سینرژی منفی یا هم­کاهندگی^[۲۱۴] رخ می­دهد؛ زیرا در ساعات آغازین روز، دمای هوا در شرایط کمینه­ی خود قرار دارد (منبع پیشین: ۱۵۱).
۴- ۱- ۵- راستای جنوب غربی – شمال شرقی
گذرگاه­هایی که دارای راستای جنوب غربی – شمال شرقی هستند، برای شهرهای گرمسیر و شهرهای واقع در عرض­های جغرافیایی پایین چندان مناسب نیست؛ زیرا در طول روز از گستره­ی چتر سایه بر سطح گذرگاه – هم­زمان با بالا رفتن دمای هوا – کاسته می­ شود. در صورتی که این راستا برای مناطق سردسیر بسیار مناسب است؛ زیرا جهت تابش خورشید در ساعات پسین با جهت گذرگاه در یک راستا قرار می­گیرد. تأثیر هم­زمان تابش پسین خورشید با بیشینه­ی دمای روزانه­ی هوا به ذوب شدن سریع­تر برف و یخ موجود در سطح گذرگاه­ها بسیار کمک می­ کند. به عبارت دیگر، تأثیر هم­زمان دمای هوا و تابش خورشید یکدیگر را تشدید می­ کنند و سینرژی مثبت با هم­افزایی^[۲۱۵] رخ می­دهد (منبع پشین: ۱۵۱ و ۱۵۲).
در گذرگاه­هایی که دارای راستای جنوب غربی – شمال شرقی هستند، معمولاً ساختمان‌های کناره­ی گذرگاه­ها بر راستای کوچه و خیابان عمودند و پنجره­های آفتاب­گیر بناها به سمت جنوب شرق هستند. به همین علت، در فصول سرد هم­زمان با طلوع خورشید از جنوب شرق – هنگامی که دمای هوا بسیار پایین است – پرتوهای خورشید وارد ساختمان می­ شود (منبع پیشین: ۱۵۲).
۵- ۱- ۵- فضاهای سبز خیابانی
صرف­نظر از چگونگی راستای شبکه­ گذرگاه­های شهری، طراحی فضاهای سبز خیابانی نیز بسیار ضروری است. سایه­ی درختان بر روی سطح گذرگاه­ها به خنک شدن خیابان­ها و معابر در فصول گرم بسیار کمک می­ کند. در فصول سرد نیز با ریزش برگ درختان، گذرگاه­ها تابش زمستانی را دریافت می­ کنند (منبع پیشین: ۱۵۶).
۲- ۵- نمای ساختمان و نحوه­ تعبیه­ی پنجره­ها برای جذب تابش خورشید در فصول سرد
مسیر حرکت خورشید در آسمان در فصول سرد بسیار کوتاه­تر از مسیر حرکت آن در فصول گرم است. در عرض­های جغرافیایی متوسط و بالا، خورشید زمستانی در جنوب شرق طلوع و در جنوب غرب غروب می­ کند. بنابراین، نماهای غربی و شرقی ساختمان­ها بخش زیادی از تابش خورشید را نمی ­توانند جذب کنند. فقط نمای جنوبی است که در فصول سرد به طور مطلوبی در معرض تابش خورشید قرار می­گیرد. از آن­جایی که شکل و جایگاه ساختمان سطح و سمت پنجره را تعیین می­ کند. نصب بازشو در نماهای شرقی، غربی و شمالی به علت این­که در فصول سرد آفتاب­گیر نیستند و در فصول گرم نیز در نمای شرقی و غربی گرمای بیش­ترین دریافت می­ کنند، مناسب نیست. بنابراین، باید پنجره­ی سایر نماها برداشته شود و در نمای جنوبی تعبیه شود یا مساحت پنجره­های تعبیه­شده در نماهای شرقی، غربی و شمالی کوچک­تر باشد. در واقع، راهکار مناسب برای استفاده از تابش خورشید در فصول سرد، قرار دادن دیوار و پنجره­ی اصلی ساختمان در نمای جنوبی است. در بیش­تر موارد چرخش اندک ساختمان به سمت جنوب شرق (حدود ۱۵ درجه) مناسب­تر است؛ زیرا سبب می­ شود ساختمان از تابش پیشین بیش­تر از تابش پسین استفاده کند و جذب گرما توسط ساختمان زودتر آغاز شود (قبادیان و مهدوی، ۱۳۸۰: ۱۲۰).
پنجره­ی طاقی (سقفی) با بیش­تر طرح­های ساختمانی هماهنگی دارد و به خوبی روشنایی و گرما را به درون ساختمان هدایت می­ کند. شیب و ضخامت بام و همچنین بلندی و سطح پنجره­ی طاقی در مقدار ورود تابش زمستانی به درون بنا تعیین­کننده است. یکی از مشکلات پنجره­ی طاقی ورود تابش خورشید در فصول گرم است؛ که در بام­های مسطح و کم شیب – جایی که خورشید تقریباً عمود می­تابد – بیش­تر است. پنجره­ی طاقی در بام‌های شیب­دار، تابش خورشید را در فصول گرم و سرد به­ طور یکسان وارد ساختمان می­ کند. در مقایسه، نورگیرهای عمودی، تابش زمستانی را به خوبی به درون ساختمان هدایت می­ کنند، ولی از ورود تابش عمودی­تر تابستانی جلوگیری می­ کنند. هرچند این پنجره­ها نسبت به پنجره­های طاقی بخش کم­تری از روشنایی خورشید را وارد می­ کنند، ولی در فصول سرد، گرمای بیش­تر و در فصول گرم، گرمای کم­تری را دریافت می­ کنند (منبع پیشین: ۲۰۰).
۳- ۵- شکل و پلان ساختمان برای کاهش گرمای خورشید در فصول گرم
برای کاهش شدت تابش خورشید بر سطوح خارجی بناها، شکل هندسی آن­ها باید متناسب با زوایای تابش خورشید طراحی شود. در واقع، طراحان برای کاهش گرمای خورشید به ویژگی­هایی مانند بلندی بنا، شکل و شیب بام و شکل هندسی و جهت­گیری پلان^[۲۱۶] ساختمان، با در نظر گرفتن زوایای تابش خورشید توجه می­ کنند (منبع پیشین: ۱۲۶).
بلندی ساختمان در جذب گرمای خورشید بسیار مؤثر است؛ زیرا هرچه بلندی ساختمان بیش­تر باشد سطح بنا نیز بیش­تر می­ شود. در نتیجه، مساحت بیش­ترین در برابر تابش خورشید قرار می­گیرد. شدت تابش خورشید در فصول گرم بر سطوح تراز بیش­تر از سطوح قائم است؛ بنابراین، باید سطح بام را کاهش داد و سطح دیوارها را بیش­تر کرد. همچنین، ایجاد سایه برای دیوارها آسان­تر از بام است. به طور کلی، برای کاهش گرمای خورشید در بناهایی با فضای درونی یکسان، بلندی ساختمان در مناطق گرم­تر باید کم­تر از بناهای مشابه در مناطق سردتر باشد (منبع پیشین: ۱۲۷).
بلندی ساختمان در جذب گرمای خورشید بسیار مؤثر است؛ زیرا هرچه بلندی ساختمان بیش­تر باشد سطح بنا نیز بیش­تر می­ شود. در نتیجه، مساحت بیش­تری در برابر تابش خورشید قرار می­گیرد. شدت تابش خورشید در فصول گرم بر سطوح تراز بیش­تر از سطوح قائم است؛ بنابراین، باید سطح بام را کاهش داد و سطح دیوارها را بیش­تر کرد. همچنین، ایجاد سایه برای دیوارها آسان­تر از بام است. به­ طور کلی، برای کاهش گرمای خورشید در بناهایی با فضای درونی یکسان، بلندی ساختمان در مناطق گرم­تر باید کم­تر از بناهای مشابه در مناطق سردتر باشد (منبع پیشین: ۱۲۷).
نسبت بام به دیوارها در مناطق گرمسیر، به علت نیاز به تأمین سرمایش در بناها حائز اهمیت است. تأثیر گرمای خورشید بر روی شکل و شیب بام بستگی به زوایای تابش خورشید دارد. در فصول گرم و در ساعات میانی روز و به­ طور کلی در عرض­های جغرافیایی پایین؛ یعنی زمانی که زاویه­ی تابش خورشید عمودتر است، بام­هایی که دارای مساحت یکسان هستند، به یک مقدار گرما جذب می­ کنند. اگر زاویه­ی تابش خورشید مایل باشد، بام­هایی که شیب بیش­تری دارند گرمای بیش­تری جذب می­ کنند (منبع پیشین: ۱۲۷).
با تعیین نسبت طول به عرض، کشیدگی بنا باید طوری برگزیده شود که تابش رسیده به ساختمان تا حد ممکن کاهش یابد. به عبارت دیگر، تناسب پلان باید طوری برگزیده شود که مقدار گرمای دریافت-شده از نماهای شمالی و جنوبی با گرمای دریافت­شده از نماهای شرقی و غربی برابر باشد (منبع پیشین: ۱۲۶). باید توجه داشت که تناسب مطلوب بستگی به عرض جغرافیایی دارد. در عرض­های جغرافیایی متوسط و پایین برای کاهش گرمای ناشی از تابش خورشید باید پلان ساختمان به مربع نزدیک­تر شود. در مجموع، تناسب مطلوب پلان ساختمان برای مناطق مختلف آب­وهوایی باید توسط طراح و برنامه­ریز با توجه به زوایای تابش خورشید تعیین گردد (طاوسی، ۱۳۹۰: ۱۸۱).
۴- ۵- جهت قرار گرفتن ساختمان با توجه به وضعیت آب­وهوایی محیط
برای به وجود آوردن مناسب­ترین شرایط حراراتی در درون ساختمان؛ یعنی هوای گرم در زمستان و هوای خنک در تابستان، باید نمای اصلی ساختمان رو به جنوب باشد (کسمایی، ۱۳۸۴: ۱۲۵). گرچه نماهای جنوب شرقی و جنوب غربی تابش خورشید را به­ طور یکنواخت­تری دریافت می­ کنند، ولی در تابستان گرم­تر و در زمستان سردتر از نمای جنوبی می­شوند. نماهای شرقی و غربی نیز در تابستان گرم­تر و در زمستان سردتر از نماهای جنوبی، جنوب شرقی و جنوب غربی می­شوند (منبع پیشین: ۱۲۶). به طور کلی، در مناطق سردسیر نمای جنوبی با چرخش ۲۰ تا ۴۵ درجه­ غربی – شرقی، در مناطق معتدل و مرطوب نمای جنوبی با چرخش ۱۵ تا ۴۵ درجه­ غربی – شرقی، در مناطق گرم و خشک نمای جنوبی با چرخش صفر تا ۳۵ درجه­ شرقی و در مناطق گرم و مرطوب نمای جنوب با چرخش ۵ تا ۱۵ درجه­ غربی – شرقی جهت­های مناسبی برای قرار گرفتن ساختمان­ها محسوب می­شوند (شکل­های ۵ تا ۳ – ۵).

۵- ۵- نقش آفتاب­گیرها و شیشه­ها در کاهش گرمای خورشید در فصول گرم