جهت ساختمان

ناسازگاری بین معماری و نوع اقلیم باعث افزایش استفاده از انرژی برای سرمایش یا گرمایش مساکن می گردد و این امر هم از نظر اقتصادی و هم از نظر زیست محیطی تأثیرات منفی بر جای می گذارد. از این رو لازم است با شناخت ویژگی های اقلیمی هر سکونتگاه ضوابطی مطابق اقلیم آن محل برای طراحی فضاها تعیین گردد. با توجه به اهمیت بحث مذکور هدف این مقاله تعیین جهت مناسب ساختمان و عمق مناسب سایبان برای ساختمان های مسکونی شهر سبزوار، در راستای تحقق قسمتی از اصول طراحی اقلیمی است. از این رو ابتدا با استفاده از داده های اقلیمی ایستگاه هواشناسی سینوپتیک سبزوار (شامل حداقل و حداکثر دما و رطوبت نسبی) نمودار زیست اقلیمی ساختمانی، ترسیم و بر روی آن آستانه ها و نیازهای حرارتی ساختمان، مواقع نیاز و عدم نیاز به آفتاب (مواقع سرد و گرم)، و اولویّت های طراحی اقلیمی شهر مزبور مشخص شد. سپس با استفاده از روش محاسباتی میزان انرژی تابیده شده بر سطوح قائم بنا، در مواقع گرم و سرد و در نهایت بهترین جهت قرارگیری ساختمان در این شهر مشخص گردید. بر این اساس، جهت 15 و 30 درجه شرقی (15 و 30 درجه از جنوب به سمت شرق چرخیده باشد) در ساختمان های یک طرفه و جهت 165+ و 15- و شمالی- جنوبی در ساختمان های دو طرفه بهترین جهت های قرارگیری ساختمان با توجه به عامل تابش آفتاب است. در مورد وزش باد نیز این جهات مناسب می باشد. در قسمت بعدی عمق مناسب سایبان در ارتباط با زاویه تابش آفتاب برای شهر مورد مطالعه معین شد. بهترین عمق سایبان در صورت داشتن پنجره ای به ارتفاع 1 متر برای دیوار جنوبی 26/0 متر محاسبه شد.

پژوهش حاضر در راستای تحلیل و محاسبه مناسب ترین جهت ساختمان از منظراقلیمی با استفاده از روش قانون کسینوس ها در شهر سقز تدوین گردیده است با استفاده از روش قانون کسینوس ها مناسب ترین جهت ساختمان در شهرستان سقز ابتدا بدون در نظر گرفتن عامل باد و سپس با لحاظ نموده این عامل محاسبه و ارائه شده است. برای این محاسبه لازم بود ابتدا سمت و زاویه تابش برای تمام طول سال محاسبه می شد. برای این کار از نرم افزار QBasic استفاده شده است. نتایج نشان داد که با اولویت قرار دادن انرژی در دوره سرد سال برای ساختمان های یک طرفه جهت جنوب، ساختمان های دو طرفه جهت شمال غرب - جنوب شرق و جهت شمال شرق- جنوب غرب، ساختمان های چهارطرفه جهت شمال - جنوب و غرب - شرق، مناسب ترین جهات جغرافیایی برای استقرار جهت دیوار ساختمان ها می باشند. بنابراین جهات دیوارها باید حتی المقدور در جهتی بین 180 درجه (جنوب) تا 135 + (جنوب شرق) انتخاب شود. با این همه چون در ساختمان های دو طرفه (آپارتمانها) بالاترین مقدار انرژی به دیوار جهت جنوب شرقی می تابد و چون این جهت با جهت شیب توپوگرافیک شهر هم منطبق است. بهترین جهت برای ساختمان های آپارتمانی جهت جنوب شرقی – شمال غربی است.نقشه کالبدی شهر تهیه شده و الگوی خیابان های اصلی و فرعی شهر استخراج و میزان انطباق الگوی گسترش مساکن نشان داد که بافت قدیم شهر انطباق تقریباً کاملی با الگوی مناسب جهت گیری حاصل از تحقیق و همساز با اقلیم دارد.

هدف این پژوهش تعیین جهت مناسب ساختمان در شهر قیر در رابطه با تابش آفتاب است. موقعیت جغرافیایی شهر مورد پژوهش سبب شده که در غالب ایام سال اقلیم گرم وخشک حاکم باشد. لذا در جهت گیری بنا، حفظ ساختمان از تابش آفتاب در مواقع گرم در اولویت نخست و استفاده حداکثری از تابش آفتاب در مواقع سرد در مرحله بعد قرار گرفت. جهت تحقق اهداف فوق ابتدا محاسبه مقدار انرژی خورشیدی تابیده شده بر سطوح قائم ساختمان بصورت نظری و واقعی با روش محاسباتی قانون کسینوس صورت پذیرفت. سپس با استفاده از جدول تقویم نیاز به سایه و آفتاب و نمودار محاسب دمای موثر، مواقع گرم و سرد سال مشخص و با استفاده از جداول حصول شده تعیین بهترین جهت مناسب ساختمان برای شهر مورد پژوهش محقق شد. جهت 150+ تا165+ برای ساختمان های یک طرفه وجهت 165+ و15- برای ساختمان های دو طرفه ایده ال ترین و جهت 180 جهت پذیرفتنی انتخاب شد

امروزه ارتباط اقلیم معماری در طراحی جهت سازه های ساختمانی و تابش انرژی خورشید کاملاً مشهود است. لذا بهینه سازی جهت این سازه ها در دوره ی گرم و سرد سال سبب کاهش مصرف انرژی و افزایش بهره وری می گردد. در این راستا، پژوهش حاضر سعی دارد ضمن واکاوی شرایط تابشی در همدان، جهت بهینه ساختمان در مواقع گرم با کمترین دریافت انرژی و در مواقع سرد با بیشترین انرژی خورشیدی شناسایی شود. برای نیل به این هدف و محاسبه ی شدت تابش خورشیدی بر سطوح قائم ساختما ن ها در همدان از برنامه نویسی در نرم افزار Excel و روش محاسباتی کسینوس استیونسون محاسبه و برای تفکیک دوره های سرد و گرم از نمودار محاسب دمای مؤثراستفاده شد. نتایج نشان داد که موقعیت ویژه جغرافیایی همدان شامل قرارگیری آن در نیمه ی غربی کشور، سردسیر بودن و همجواری آن با رشته کوه زاگرس- الوند سبب شده است که در اغلب ماه های سال(مگر در تابستان و میانه ی روز)، نیاز به انرژی خورشیدی بالا باشد. همچنین نتایج حاکی از این است که مناسب ترین جهت برای نمای ساختمان های یک طرفه جهت جنوب با انحراف 15 درجه ای به سمت شرق و غرب است. برای ساختمان های دوطرفه جهت شمال- جنوب ایده آلترین جهت است زیرا 6/18درصد انرژی تابیده شده خورشید مربوط به دوره ی گرم سال و 4/81 درصد انرژی مربوط به دوره سرد سال است. در ساختمان های چهارطرفه به ویژه مجتمع های طبقاتی و آپارتمانی نیز امتداد 75+، 105- ، 165+ و15- بهترین جهات است. در این جهات، 5/29 درصد از انرژی خورشیدی مربوط به دوره ی گرم سال و 5/70 درصد انرژی به دوره سرد سال تعلق دارد.

در سال های اخیر مصرف زیاد سوخت های فسیلی و پیامدهای ناشی از آن شهرها را با مشکلات عدیده ای مواجه کرده است. یکی از راهکارهایی که در این زمینه ارائه شده است، طراحی اقلیمی ساختمان ها است. اگر ساختمان ها مطابق با عوامل اقلیمی احداث شوند نیاز به مصرف سوخت های فسیلی به حداقل خواهد رسید. بنابراین ساختمان ها باید به گونه ای باشند که در دوره سرد بیشترین و در دوره گرم حداقل انرژی را دریافت دارند. تحقیق پیش رو، به منظور تعیین مناسب ترین جهت برای احداث ساختمان از اطلاعات اقلیمی ایستگاه سینوپتیک شهرستان قائم شهر در دوره آماری (1363-1384) بهره می گیرد. از طریق روش محاسباتی قانون کسینوس میزان انرژی تابشی بر سطوح قائم در جهات مختلف ساختمان برای 5 نمونه موردی محاسبه گردید. شهرک نساجی (48/3 درجه انحراف به صورت شمال شرق-جنوب غرب) به دلیل دریافت حداقل انرژی در فصل گرم و حداکثر انرژی در فصل سرد به عنوان مناسب ترین جهت قراگیری مشخص شد. سایر موارد به ترتیب، بافت قدیم کوچکسرا، شهرک نیکان، شهرک فرهنگ شهر و بخش دوم شهرک نساجی (17/39 درجه انحراف به صورت شمال غرب-جنوب شرق) تشخص داده شدند. بر اساس نتایج پژوهش حاضر، بهترین جهت به منظور احداث بنا در شهر قائم شهر با توجه به میزان تابش دریافتی، 5 درجه انحراف از سمت جنوب به سمت شرق یا غرب است.

طراحی اقلیمی روشی مناسب جهت ایجاد مکان یابی انواع سازه ها و ایمن سازی در ایجاد شرایط آسایش انسان توأم با کاهش همه جانبه ی هزینه ی انرژی در انواع آب وهوا بوده و حائز اهمیت است. هدف از این مطالعه، بررسی بهینه سازی جهت استقرار ساختمان در شهر کاشان است. این شهر در غالب ایام سال، گرم و خشک است و ضرورت دارد با تعیین بهترین جهت برای ساختمان از تابش مناسب آفتاب در مواقع گرم و هم چنین در مواقع سرد از بیش ترین تابش آفتاب استفاده شود. در این پژوهش، مقدار انرژی خورشیدی تابیده شده بر سطوح قائم ساختمان به صورت نظری و واقعی با روش محاسباتی قانون کسینوس (استیون سون) صورت پذیرفته است. برای تفکیک دوره ی گرم و سرد سال با استفاده از دمای ساعتی از روش اربز (Erbs) بهره گرفته شد. نتایج این پژوهش نشان داد ایده آل ترین جهت برای نمای اصلی ساختمان های یک طرفه جهتی است که در مواقع گرم، کم ترین انرژی و در مواقع سرد، بیش ترین انرژی را دریافت می نماید. بر این اساس، در جهت 180 درجه یا جنوب با دریافت 53.6 درصد از انرژی دریافتی در مواقع سرد و دریافت 41.7 درصد از کل انرژی در مواقع گرم جهت مناسبی به نظر می رسد. جهت مناسب برای ساختمان های دوطرفه مربوط به جهت شمال – جنوب است؛ زیرا در مواقع گرم سال 41.7 درصد از انرژی دریافتی حاصل و در مواقع سرد سال مقدار 53.5 درصد از انرژی را دریافت می دارد. بهترین جهت مناسب برای ساختمان های چهار طرفه مخصوصاً مجموعه های آپارتمانی جهت 60+،120-،150+ و 30- است؛ زیرا در مواقع گرم مقدار 52.8 درصد و در مواقع سرد 38.4 درصد انرژی دریافت می کند.