انسان طبيعت معماري – تاثير حرارت خورشيد بر انسان و ساختمان 82 اسلايد – سري پنجم
 

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 کمي تغيير کند.
ايجاد چنين تعادلي به ترکيب عوامل مختلفي بستگي دارد. بعضي از اين عوامل، ويژگي‌هاي متابوليکي شخص، فعاليت فيزيکي، 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 که عناصر اقليمي ناميده مي‌شوند.

مقاله تاثير خورشيد بر انسان و ساختمان,بررسي تاثير خورشيد بر انسان و ساختمان,دانلود پروژه انسان طبيعت معماري,مقاله هاي جديد معماري,شکل و ميزان تبادل حرارتي بدن و محيط اطراف,تعادل حرارتي بين بدن انسان و محيط پيرامون,تاثير دماي هوا بر انسان,جدول تاثير تابش آفتاب بر منطقه‌ي آسايش,تابش آفتاب و تاثير آن بر ساختمان و محيط اطراف ,تاثير تابش آفتاب بر حرارت داخلي ساختمان,تابش آفتاب بر انواع ديوار, تا بش آفتاب بر انوا ع بام

تاثير دماي هوا بر انسان
دن انسان به وسيله‌ي غذايي که مصرف مي‌کند و به نسبت فعاليتي که دارد، به ميزان مختلفي انرژي توليد مي‌کند. وقتي بدن در حال فعاليت استف فقط مقدار کمي از اين انرژي صرف کارهاي مکانيکي شده، بقيه به حرارت تبديل مي‌شود.

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 مي‌کند و برعکس، 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 اشکال و نسبت‌هاي مختلفي صورت مي‌گيرد که 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 کاهش مي‌دهد. در اين حالت، بدن انسان دچار اختلالات گوناگوني مي‌شود که 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 که 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 که خورشيد در فاصله 148000000 کيلومتري (93 ميليون مايل فاصله خورشيد تا مدار زمين) در سطحي عمود بر پرتو آن توليد مي‌کند، براي 94/1 کالري در سانتيمتر مربع در دقيقه است که رقم ثابت خورشيد ناميده مي‌شود. البته زمين مقدار حرارت کمتري جذب مي‌کند، زيرا مقداري از پرتوهاي خورشيد در اثر برخورد با سطح ابرها دوباره به سمت بالا منعکس مي‌شود و مقداري از آنها نيز بوسيله اکسيد کربن، بخار آب و اوزون موجود در اتمسفر جذب مي‌شود. همچنين مقدار مشخصي از پرتوهاي خورشيد در اثر برخورد به مولکول‌هاي 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 يک نقطه از سطح زمين به فاصله‌اي که پرتو خورشيد بايد طي کند، ضخامت ابر و وضعيت آلودگي هوا بستگي دارد. به همين دليل، شدت تابش آفتاب در يک محل با ارتفاع آن محل از سطح دريا متناسب است و در مناق مرتفع، چون پرتو خورشيد فاصله‌ي کمتري از اتمسفر را طي مي‌کند، حرارت بيشتري توليد مي‌نمايد. همچنين در ظهر محلي هر منطقه که خورشيد در قائم‌ترين حالت خود نسبت به زمين آن محل قرار دارد و فاصله‌ کمتر است، شدت تابش آفتاب بيشتر از صبح و عصر است که خورشيد در مايل‌ترين حالت نسبت به زمين محل موردنظر قرار دارد.
با توجه به مطالب فوق درمي‌يابيم که شدت تابش آفتاب در هر نقطه از سطح زمين، به موقعيت خورشيد نسبت به آن منطقه بستگي دارد. از آنجا که موقعيت خورشيد به دليل حرکت 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 حرکت خورشيد در آسمان در روزهاي مختلف سال متفاوت است. براي مثال، حرکت خورشيد نسبت به ساختماني که نيم کره‌ي شمالي و رو به جنوب قرار گرفته، بدين طريق است که در تابستان خورشيد از شمال شرقي محوطه‌ي اين ساخنمان طلوع و در شمال غربي آن غروب مي‌کند. 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 کاملاً از شرق طلوع کرده، در غرب غروب مي‌کند.

موقعيت خورشيد را در هر منطقه و در هر زمان مي‌توان بوسيله دو زاويه يکي «زاويه تابش» و ديگري «جهت تابش» مشخص کرد. زاويه تابش، زاويه‌اي است که بين امتداد پرتو خورشيد و سطح افق تشکيل مي‌شود و جهت تابش زاويه‌اي است که 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 کشورها، 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 کلي، تابش آفتاب با ساطع شدن پنج نوع پرتو يک ساختمان را تحت تاثير قرار مي‌دهد. اين پنج نوع پرتو به ترتيب اهميت عبارتند از:
پرتو مستقيم با طول موج کوتاه
پرتو پراکنده از آسمان با طول موج کوتاه
پرتور بازتابيده از سطوح اطراف با طول موج کوتاه
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 يک 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 عملکرد 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 مي‌کند. ولي در هر صورت، هر يک از اين عوامل از طريق تاثير بر جداره‌هاي خارجي ساختمان، هواي داخلي آن را تحت تاثير قرار مي‌دهند. به طور مثال، حرارتي که در اثر تابش آفتاب، در سطوح خارجي يک ساختمان جذب مي‌شود، با تغييراتي به سطوح داخلي و سرانجام به هواي داخلبي انتقال مي‌يابد و باعث افزايش دماي هوا مي‌شود. به طور کلي، انتقال حرارت ممکن است به چهار صورت رسانش (هدايت)، همرفت (جابجايي) تابش و تبخير صورت گيرد.

رسانش:
حرارت با گذشتن از يک مولکول به مولکول همجوار مي‌تواند از داخل اجسام يا از جسمي به جسم ديگر که با آن تماس دارد، عبور کند. اين نوع انتقال حرارت (رسانش) ناميده مي‌شود. از طريق رسانش، حرارت موجود در يک 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 يک ديوار متراکم‌تر باشد، حرارت سريع‌تر به صورت رسانش از آن عبور مي‌کند. براي مثال بتن که متراکم‌تر از چوب است، ضريب رسانش بيشتري نسبت به چوب دارد.

همر فت:
جريان هوا مي تواند حرارت را از سطوح گرم منقل کند اين نوع انتقال حرارت «هم رفت » نا ميده مي شود هوادر اثر گرم شدن منبسط و در نتيجه سبک مي شود و به همين دليل بالا مي رود. اين هواي گرم پس از مدتي حرارت خود را به اجسام و سطوح اطرا ف خود انتقال مي دهد ودو باره سرد و منقبض و سنگين شده به طرف پايين حرکت مي کند در يک فضاي بسته مانند اتاق حرارت با عث به جريان افتادن هواي گرم از پايين به بالا و هاي سرد از بالا به پايين مي شود. و قتي جريان هوا بين جدار هاي يک ديوار يا سقف دو جداره به و جود آيد مقدار زيادي حرارت از سطوح داخلي ديوار ها و بام به سطح خارجي يا برعکس در صورت گرم بودن هواي خارج، از سطوح خارجي به سطوح دا خلي انتقال مي يابد البته بايد تو جه داشت که هوا فقط زماني مي تواند با عث انتقال حرارت مي شود که فضاي کافي براي عمل همرفت داشته باشد و در صورتي که حفره هاي کو چک يا لايه هاي بسيار نازک محدود شود (مانند هواي دا خل يونو ليت ) قادر به انتقال حرارت نيست و عايق حرارتي بسيار مناسبي هم به شمار مي رود.