تحقیق در مورد همه چیز درمورد اقلیم و تاثیر ان بر ساختمان ها

بخشی از مقاله

عوامل اقليمي :
1ـ تابش آفتاب 2ـ دماي هوا 3ـ رطوبت هوا 4ـ باد
1ـ تابش آفتاب
آفتاب اشعه اي الكترو مغناطيسي است كه از خورشيد ساطع مي شود اين اشعه داراي طول موج هاي مختلفي بين 28/0 تا 3 ميكرون مي باشد . طيف نور خورشيد به سه قسمت ماوراي بنفش قابل رؤيت و مادون قرمز تقسيم ميشود .
طول موج قسمت ماوراي بنفشه بين 28/0 تا 4/0 ميكرون
طول موج قابل رؤيت 4/0 تا 7/0 ميكرون

مادون قرمز بلندتر از 76/0 ميكرون ميباشد .
ذرات موجود در هوا باعث انعكاس نور خورشيد مي شوند . ولي چون اين انعكاس تغييري در نور نمي دهد . نور خورشيد همچنان سفيد به نظر مي رسد . وقتي آفتاب به مولكول ها و ذراتي كه اندازه آنها مساوي يا كوچكتر از طول موج اشعه مي باشد ، مي تابد منعكس شده و به اطراف پراكنده مي شود . اين اشعه پراكنده شده باعث بوجود آمدن روشنايي در نقاطي كه تابش مستقيم آفتاب وجود ندارد مي گردد .

وقتي ذرات و مولكول هاي موجود در هوا اشعه هاي با طول موج كوچكتر را كه مربوط به نور آبي و بنفش هستند به اطراف پراكنده نمايند آسمان آبي به نظر مي رسد . اما زماني كه در هوا ذراتي از گرد و غبار وجود داشته باشد بيشتر اشعه هايي با طول موج بلندتر كه مربوط به نورهاي زرد و قرمز هستند در هوا پراكنده شده و در نتيجه آسمان رنگ سفيدتري بخود مي گيرد .

2ـ دماي هوا :
مقدار انروژي خورشيدي كه در طول سال به هر نقطه از سطح زمين مي رسد به شدت و دوام تابش آفتاب در آن نقطه بستگي دارد و ميزان گرما و سرماي سطح زمين عامل اصلي تعيين كننده درجه حرارت هواي بالاتري آن است .

سطح درياها خيلي آهسته تر از سطح زمين تحت تأثير تابش آفتاب گرم مي شوند و به همين دليل اختلاف زيادي بين درجه حرارت سطح خشكي و سطح دريا وجود دارد . در نتيجه در يك عرض جغرافيايي ثابت هميشه سطح زمين در تابستان گرمتر و در زمستان سردتر از سطح دريا خواهد بود و بدين ترتيب ميانگين درجه هواي بالاي خشكي ها در تابستان بالاتر و در زمستان پايين تر از ميانگين درجه حرارت هواي بالاي درياها است .

3ـ رطوبت هوا :
منظور از رطوبت هوا مقدار آبي است كه به شكل بخار آب در هوا وجود دارد و هر چه هوا گرمتر باشد بخار آب بيشتري را در خود نگه مي دارد . به دليل متفاوت بودن دماي هوا در مناطق مختلف ميزان رطوبت هوا نيز در سطح زمين به يك اندازه نمي باشد .

مقدار رطوبت موجود موجود در هوا به طريق مخلتف قابل اندازه گيري است :
1ـ رطوبت مطلق 2ـ رطوبت نسبي 3ـ رطوبت مخصوص 4ـ فشار بخار
4ـ سيستم هاي باد
به طور كلي در هر نيم كره زمين سه سيستم كلي باد وجود دارد بادهاي تجارتي ، بادهاي غربي و قطبي و بادهاي موسمي . علاوه بر اين سه سيستم بادهاي ديگري از قبيل بادهاي محلي كه در مناطق كوهستاني و دره ها جريان دارند و نسيم شب و روز كه در سواحل درياهاست كه درياها باعث بوجود آمدن آن مي شود . در مناطق ساحلي در روز هواي روي خشكي گرمتر از هواي روي دريا مي شود . اين اختلاف دما باعث مي شود كه هواي روي خشكي كه گرمتر بالا رفته و هواي روي دريا به طرف خشكي آمده و جاي ان را بگيرد . اين عمل باعث بوجود امدن نسيم در سواحل مي شود . جريان هوا در شب هواي روي دريا گرمتر از هواي روي خشكي است بطور عكس انجام گرفته و هوا از روي خشكي به طرف دريا جريان پيدا مي كند .

فصل دوم :

برقراري تعادل حرارتي بين انسان و محيط پيرامون
برقراري تعادل حرارتي بين بدن انسان و محيط اطرافش يكي از نيازهاي اوليه براي تأمين سلامتي و راحتي او مي باشد . براي برقراري ايت تعادل لازم است دماي پوست عليرغم تغييرات زياد درجه حرارت هواي مجاور بدن ثابت بماند يا به ميزان بسيار اندكي تغيير نمايد .

ايجاد چنين تعادلي به تركيب عوامل مختلفي بستگي دارد بعضي از اين عوامل خصوصيات متابوليكي شخص بعلاوه فعاليت فيزيكي ، نوع لباس و عادت اشخاص به هواي محيط مي باشد و باقي عواملي از قبيل درجه حرارت هوا ، تابش آفتاب ، رطوبت و جريان هوا هستند كه به آنها عوامل اقليمي مي گوييم .
تأثير دماي هوا بر انسان

در حالت طبيعي دماي دروني بدن 37 درجه و دماي پوست 32 درجه سانتيگراد مي باشد . چنان كه بدن در محيطي كه گرمتر از پوست است قرار گيرد شروع به جذب گرما مي كند و بالعكس . اگر در محيطي سردتر از پوست بدن واقع شود گرماي خود را به تدريج از دست خواهد داد . بدين ترتيب در هر محيطي بين بدن و هواي پيرامونش يك تبادل حرارتي اتفاق مي افتد . چنانچه در نتيجه اين تبادل حرارتي گرماي توليد شده در بدن و گرماي تلف شده يا كسر شده از محيط متعادل نشوند . بدن ناچار است براي برقراري تعادل گرماي دروني خود را افزايش يا كاهش دهد . در چنين حالاتي عوارض گوناگوني در انسان پديد مي آيد .

حالات گوناگون انسان در اثر تغييرات حرارت دروني بدن
درجه حرارت دروني بدن حالات گوناگون بدن
گرما 43 درجه به بالا
40 درجه
36 تا 39 درجه

37 درجه امكان ناراحتي هاي مغزي و صدمات جبران ناپذير
بروز سرگيجه و احتمال بروز غش
شروع عرق كردن
حالت نرمال
سرما 37 تا 34 درجه

29 درجه
25 درجه
15 درجه احساس سرما و شروع لرزيدن ـ احتياج به پوشش
از دست دادن قدرت تكلم
سفت و سخت شدن اعضاي بدن
حداقل حرارت دروني بدني كه امكان زندگي وجود دارد

تأثير رطوبت هوا بر انسان
رطوبت هوا بطور مستقيم بر دماي بدن انسان تأثير نمي گذارد اما مشخص كننده ظرفيت بخار شدن در هوا بوده و درنتيجه ميزان خنك شدن بدن از طريق تعريق و حد تبخير آن را تعيين مي نمايد .
رطوبت پوست بدن در دماهاي مختلف دروني
دماي دروني بدن دماي پوست بدن فشار بخار سطح بدن
37 حالت آسايش
39
وضعيت ناراحت كننده 32
35
37 37
42
47

در دماي 20 تا 25 درجه سانتيگراد ميزان رطوبت هوا تقريباً تأثيري برانسان نداشته و رطوبت نسبي بين 30 تا 85 درصد عملاً غيرقابل احساس است . در چنين وضعيت گرمايي تنها وقتي هوا تقريباً اشباع شده است روطبت زياد وتر بودن آن احساس مي شود . در دماي بيش از 25 درجه سانتيگراد تأثير رطوبت هوا بر انسان به مرور قابل توجه مي شود . بخصوص تأثير ان بر رطوبت و دماي پوست و در درجه حرارت هاي بالا به ميزان عرق و تبخير آن هواي گرم و مرطوب ( شرجي ) به دليل جلوگيري از ايجاد تعرق و تبخير در روي پوست باعث ناراحتي شده و هواي گرم و خشك نيز باعث خشكي لبها و مخاط تنفسي گرديده و به اين طريق ناراحتي ايجاد مي نمايد .

عامل ديگري كه در ميزان تأثير رطوبت هوا بر بدن اثر مي گذارد ، جريان هوا ياباد است . در يك درجه حرارت ثابت افزايش سرعت باد ميزان مجاز و قابل قبول رطوبت نسبي هوا را افزايش مي دهد .
منطقه آسايش

احساس انسان به محيط اطرافش را بررسي تنها يكي از عوامل اقليمي چون درجه حرارت و رطوبت نسبي يا جريان هوا نمي توان بيان كرد چون تركيب اين عوامل است كه بر انسان تأثير گذاشته و با آسايش فيزيكي او رابطه برقرار مي سازد . نتايج آزمايش هايي كه طي سااليان متوالي بر روي صدها تن از ساكنين مناطق مختلف به منظور تعيين رابطه ي ميان دما ، رطوبت و جريان و تأثير آن بر منطقه ي آسايش انجام شده نشان مي دهد كه در تابستان دماي 34 درجه سانتيگراد و رطوبت 50 درصد براي 98 درصد افراد مطلوب است در حالي كه در زمستان براي انكه 97 درصد افراد در آسايش باشند مي بايست با رطوبت نسبي در حد 50 درصد دما را به 21 درجه سانتيگراد كاهش داد .

حدود منطقه آسايش براي ايران كه بين 25 تا 40 درجه عرض جغرافيايي قرار دارد از نظر دماي هوا در تابستان بين 5/21 تا 29 و در زمستان بين 20 تا 5/25 درجه سانتيگراد مي باشد محدوده رطوبت نسبي هوا در اين دو فصل نيز 30 درصد تا 65 درصد فرض مي شود .

بايد تاكيد نمود كه شرايط منطقه آسايش نسبي بوده و تنها براي افرادي كه در فعاليت نشسته و در فضاي داخلي و با لباس معمولي باشند پيشنهاد شده است در منطقه آسايش تغييرات رطوبت هوا بيشتر براي انسان قابل تحمل است تا تغييرات دماي ان و به همين دليل لازم است كه دماي هواي داخلي يك ساختمان با دقت بيشتري كنترل شود . البته ميزان رطوبت نسبي هوا نيز بايد مورد توجه قرار گيرد چون رطوبت بيش از حد در زمستان باعث ايجاد تعرق بر روي سطوح سرد داخلي مثل سطوح شيشه پنجره ها و رطوبت كم نيز باعث ايجاد الكتريسته ساكن مي شود .

تأثير عوامل اقليمي بر منطقه آسايش
ـ تأثير تابش آفتاب ـ تأثير رطوبت هوا ـ تأثير باد
منطقه آسايش پيشنهادي در شرايط ثابت بودن جريان هوا و در سايه ، صادق است اگر دو عامل تابش آفتاب و باد نيز دخالت داده شود هر كدام به نوعي در محدوده هاي منطقه آسايش تأثير مي گذارد همچنين اگر با وسايل مكانيكي بطور طبيعي ميزان رطوبت هواي مورد نظر افزايش داده شود ، حدود منطقه آسايش تغيير خواهد كرد .
تأثير تابش آفتاب بر منطقه آسايش

تابش آفتاب در شرايطي كه دماي هوا كمتر از 21 درجه سانتيگراد است مي تواند باعث گسترش منطقه آسايش گردد . بدين ترتيب كه در دماهاي پايين كه بدن گرماي خود را از دست مي دهد اگر دماي تلف شده با اثر حرارتي تابش آفتاب جبران شود راحتي انسان تأمين گرديده و شرايط فوق نيز در محدوده منطقه آسايش قرار خواهد گرفت .
تأثير رطوبت هوا بر منطقه آسايش

رطوبت باعث كاهش دماي هواي خشك مي شود . كاهش دماي هوا كه در اثر تبخير رطوبت اضافه شده به آن ايجاد مي شود باعث مي گردد محدوده هاي بالاي منطقه ي آسايش نيز قابل تحمل شود و بدين ترتيب منطقه آسايش گسترش مي يابد . بطور مثال اگر دماي هواي مورد نظر 32 درجه سانتيگراد و رطوبت نسبي آن 30 درصد باشد چنين شرايطي خارج از منطقه آسايش و در نتيجه غير قابل تحمل خواهد بود در چنين شرايطي اگر به هواي مورد نظر رطوبت اضافه كنيم ( به ميزان 10 گرم در پوند و واحد رطوبت ) دماي هواي فوق در حد قابل تحمل كاهش خواهد يافت خنك نمودن هوا به وسيله افزايش رطوبت به آن مي تواند با وسايل مكانيك يا بطور طبيعي با گياه كاري يا ايجاد آبنما و فواره ها صورت گيرد .

تأثير باد بر منطقه آسايش
سرعت جريان هوا به دو طريق بدن انسان را تحت تأثير قرار مي دهد جريان هوا از يك طرف مشخص كننده مقدار تبادل حرارتي از طريق كنوكسيون و جابجايي هوا در اثر اختلاف دما بوده و از طرف ديگر تعيين كننده ظرفيت تبخير شدن در هوا و در نتيجه ميزان خنك شدن بدن از طريق تعريق مي باشد .

فصل سوم :

تابش آفتاب و تأثير آن بر ساختمان و محيط اطراف
نور خورشيد هميشه براي ايجاد روشنايي طبيعي در يك ساختمان مورد نياز است . اما از آنجا كه اين نور سرانجام به حرارت تبديل مي شود بايد ميزان تابش مورد نياز براي هر ساختمان با توجه به نوع آن تعيين شود . شدت تابش آفتاب و حرارت حاصل از آن در يك نقطه از سطح زمين به چه عواملي بستگي دارد ؟ فاصله اي كه اشعه خورشيد بايد طي نمايد ضخامت ابر و وضعيت هوا از نظر آلودگي بستگي دارد به همين دليل شدت تابش آفتاب در بك محل با ارتفاع آن محل از سطح دريا متناسب بوده و در نقاط مرتفع چون اشعه خورشيد فاصله كمتري را از اتمسفر طي مي كند حرارت بيشتري را توليد مي كند . همچنين در ظهر محلي هر منطقه كه خورشيد در عمودي ترين حالت خود نسبت به زمين آن محل قرار دارد و فاصله آن كمتر است شدت تابش افتاب بيشتر از صبح و عصر كه خورشيد در مايل ترين حالت نسبت به زمين موردنظر قرار دارد مي باشد .

موقعيت خورشيد
موقعيت خورشيد نسبت به هر منطقه از زمين مسير حركت خورشيد در آسمان در روزهاي مختلف سال متفاوت است بطور مثال حركت خورشيد نسبت به ساختماني كه در نيمكره شمالي شرقي و در جهت شمال به جنوب قرار گرفته بدين طريق است كه در تابستان خورشيد از شمال شرقي محوطه ي اين ساختمان طلوع و در شمال غربي آن غروب مي كند در زمستان خورشيد از جنوب شرقي طلوع مي كند و غروب آن در جنوب غربي محوطه ساختمان است و تنها در اول فروردين ماه و اول مهر ماه خورشيد كاملاً از شرق طلوع كرده ودر غرب غروب مي كند .
تابش آفتاب و انرژي حاصل از آن در جهات مختلف :
شدت تابش آفتاب به چه عواملي بستگي دارد ؟ به وضعيت هوا ـ موقعيت خورشيد ـ ارتفاع محل موردنظر بستگي دارد اما مقدار انرژي خورشيدي تابيده شده به يك سطح علاوه بر شرايط فوق به زاويه برخورد اشعه خورشيد به سطح مورد نظر نيز بستگي دارد يعني در يك نقطه از زمين و در زمان معين مقدار انرژي خورشيدي تابيده شده به سطوحي كه نسبت به اشعه خورشيد زواياي مختلفي دارند كاملاً متفاوت است .

الف ) سطوح قائم ب ) سطوح افقي ج) سطوح شيبدار
الف . سطوح قائم
1ـ ديوارهاي جنوبي
2ـ ديوارهاي جنوب شرقي و جنوب غربي
3ـ ديوارهاي شرقي و غربي و شمالي.

1ـ ديوارهاي جنوبي :
بيشترين مقدار تابش آفتاب را در آذرماه و كمترين مقدار آن را در خرداد ماه دريافت مي كند . اين ديوارها از شهريور تا اسفند تابش آفتاب را از طلوع تا غروب دريافت مي كنند . ديوارهاي جنوبي در اواسط تابستان از ساعت 9 صبح تا 3 بعدازظهر مورد تابش آفتاب قرار مي گيرند .
حداكثر تابش آفتاب بر روي اين ديوارها در ظهر صورت مي گيرد . در تابستان حداكثر تابش آفتاب بر ديوارهاي جنوب شرقي بين ساعت 8 تا 9 صبح و بر ديوارهاي جنوب غربي بين 3 تا 4 بعدازظهر صورت مي گيرد . در زمستان اين ساعات به ترتيب 9 تا 10 صبح و 2 تا 3 بعدازظهر هستند.

3ـ ديوارهاي شرقي به غربي ، شمالي
اين ديوارها در زمستان كمتر از تابستان مورد تابش آفتاب قرار مي گيرند ديوار شمالي فقط بين فروردين الي شهريور و صبح زود و در آخرين ساعات بعدازظهر مورد تابش آفتاب قرار مي گيرد .
ب ـ سطوح افقي و بامهاي مسطح
سطوح افقي و بامهاي مسطح در تابستان بيشترين و در زمستان كمترين مقدار تابش مستقيم آفتاب را دريافت مي نمايد . اين مقدار در زمستان از مقدار تابشي كه بر ديوارهاي جنوب شرقي و جنوب غربي دريافت مي كنند كمتر است .

ج ) سطوح شيبدار :
سطوح شيبداري كه جهت آنها شرقي به غربي است در تابستان تابش بيشتري را دريافت مي كنند تا در زمستان ئلي سطوحي كه شيب آنها به طرف جنوب است در زمستان بيشترين مقدار تابش آفتاب را نسبت به سطوح ديگر دريافت مي كنند . در بهار و پاييز سطوح شيب دارد جنوبي 20 درصد بيشتر از سطوح شيب دار شرقي و غربي مورد تابش آفتاب قرار مي گيرند . سطوح شيب داري كه شيبشان به طرف شمال است . بطور كلي در تمام فصول سال كمترين سال مقدار تابش آفتاب را دريافت مي كنند .