تابش

حل معادلات هدایت حرارت هذلولوی اغلب با مشکلات زیادی همراه است. لذا شناخت موارد کاربرد اینگونه معادلات و ضرورت استفاده از آنها بسیار حائز اهمیت است. در واقع با توجه به نوع شرایط مرزی حاکم بر مساله، در برخی موارد می توان با تقریب خوبی از معادله هدایت سهموی به جای معادله هدایت هذلولوی استفاده نمود. در این مقاله به بررسی همگرائی جوابهای معادله هدایت حرارت هذلولوی و سهموی با توجه به شرایط مرزی مختلف پرداخته شده است. در حالتی که سطح جسم ناگهان در معرض جابجایی حرارتی قرار می گیرد در لحظات اولیه، جوابهای این دو معادله کاملاً متمایز خواهند بود. اما بعد از گذشت مدت زمان طولانی جوابها همگرا خواهند شد. در مواردی که جسم تحت شرط مرزی نوسانی قرار دارد، حتی بعد از گذشت مدت زمان طولانی نیز جوابهای معادله هدایت حرارت هذلولوی و هدایت کلاسیک همگرا نخواهند شد. وقتی سطح جسم با محیط اطراف از طریق تابش تبادل حرارت می نماید، اگر اثرات تابش روی سطح خیلی قویتر از هدایت باشد و یا ضریب جذب سطح جسم خیلی بزرگ باشد، دمای سطح جسم با تقریب خوبی از معادله کلاسیک حرارت بدست می آید.

در این تحقیق به کمک داده های تابش ایستگاه ازن سنجی اصفهان در دوره آماری بیست ساله (1365-1384) نسبت به یافتن مدل مناسب برآورد شدت تابش خورشیدی رسیده به سطح از روی آمار ساعات آفتابی اقدام شده است. برای کنترل نتایج و بررسی دقت مدل از آمار 1385 تا 1387 این ایستگاه استفاده شد. همچنین نتایج به دست آمده با مدل های رایج دیگر به کمک شاخص هایMBE و RMSE مقایسه شده است. نتایج نشان داد در حالی که مقدار ضریب رگرسیون مدل ساخته شده ما معادل 91/0 است، ضرایب رگرسیون برای مدل های، فرر و ام سی کلوچ 6/0 و 7/0 است. مدل تهیه شده به ویژه برای ماه های می و آگوست دقت بسیار بالایی دارد؛ به گونه ای که مقدار خطای آن کمتر از % 2- است

چکیده برآورد تابش خورشیدی روزانه(Rs) برپایه پراسنج های هواشناختی اندازه گیری شده در سطح افقی زمین به صورت گسترده در زمینه های مختلف به کار برده می شود. به دلیل مشکلات اقتصادی و فنی، اندازه گیری تابش در همه مناطق ممکن نیست و باید براساس مدل های ریاضی به گونه ای آن را تخمین زد. یکی از روش های متداول برای تخمین تابش خورشیدی رسیده به زمین، استفاده از متغیرهای دمایی و جغرافیایی در هر مکان است. در این مقاله تلاش شده تا یک مدل عمومی برای تخمین Rs برای مناطق خشک و نیمه خشک ایران معرفی گردد. در پژوهش حاضر پس از بررسی و مرور پیشینه علمی موضوع برای برآورد Rs، ابتدا داده های تابش خورشیدی رسیده به زمین(Mj m-2 d-1)، دما، رطوبت نسبی هوا و ... در مقیاس زمانی روزانه از سه ایستگاه سینوپتیک کرمان، مشهد و یزد که جزء مناطق خشک و نیمه خشک مرکزی ایران هستند، در دوره آماری 1350 تا 1390 از سازمان هواشناسی کشور(IRIMO) اخذ گردید. سپس داده های موجود مورد بررسی قرار گرفته و داده های پرت و دارای خطا حذف شدند. در ادامه میانگین روزانه داده های مذکور محاسبه گردید و با استفاده از تحلیل رگرسیون چندین مدل توسط نرم افزار MATLAB محاسبه شد. براساس نتایج به دست آمده مدل 2 و 5 برازنده ترین مدل برای مناطق خشک و نیمه خشک ایران هستند. علاوه براین، به دلیل اینکه این دو مدل برپایه عرض جغرافیایی می باشند می توان آنها را در تخمین تابش خورشیدی روزانه سایر نقاط جهان بخصوص مناطقی با عرض جغرافیایی مشابه به کار برد.

حاشیه جنوبی ایران دارای یکی از بحرانی ترین اقلیم های جهان و توجه به مولفه های اقلیمی در فرآیند طراحی خانه ها در این منطقه ضروری است. بکارگیری جریان هوا در کنار محافظت از گرما و تابش از موثرترین راهکارها در تعدیل شرایط گرمایی در مناطق گرم و مرطوب است. همچنین استفاده از تابش خورشید در ماه های سرد سال به تعدیل شرایط گرمایی خانهها در زمستان کمک میکند. خانههای بومی عمدتاً براساس پاسخگویی به نیازهای اقلیمی ساخته شدهاند و خانههای بومی بوشهر دارای الگویی برای استفاده از بادهای محلی و استفاده از مؤلفه تابش در زمستان است. این مقاله با کمک نرم افزار دیزاین بیلدر شرایط گرمایی را در این خانه بر اساس الگوی اقلیمی آن ها بررسی و به این سوال پاسخ میدهد که تابش و جریانات هوا تا چه حد در تعدیل شرایط گرمایی الگوهای اقلیمی ویژه این خانه موثرند. این مقاله دارای هدفی کاربردی و با روش تصویرسازی و شبیه سازی در نرم افزار دیزاین بیلدر نسخه 4.2.0.045  و مدل آسایش حرارتی اشری 55 و تحلیل اقلیمی با کمک نرم افزار کلایمیت کانسالتنت و مدل حرارتی تطبیقی انجام میشود. بکارگیری الگوی ویژه خانه های بوشهر در خانه گلشن توانسته است در ما ههای بسیار گرم تا اندازه قابل توجهی و در ماههای نیمهگرم کاملا تعدیل کند. این الگو در ماههای سرد نیز شرایط گرمایی داخل خانه را کاملا تعدیل کرده و نیاز به دستگاههای گرمایشی را به صفر رسانده است. با بکارگیری این الگوها در خانه های امروز میتوان در ماههای بسیار گرم بار دستگاههای مکانیکی را به اندازه قابل توجهی کم کرد و در ماههای نیمه گرم و سرد نیاز به دستگاههای مکانیکی را به صفر رساند. نتایج نشان داد مصالح دیوارها تا حد زیادی سبب گرم شدن فضاهای داخلی در طول شبهای ماههای گرم میشود؛ لذا این الگوها را میتوان با تغییر مصالح دیوارها به مصالح سب کتر بهبود بخشید.

اﻫﺪاف: اﻣﺮوزه ﻣﺼﺮف ﺑﯽرویﻪ اﻧﺮژی ﺑﻪ یﮑﯽ از ﻣﻬﻤﺘﺮیﻦ دﻏﺪﻏﻪﻫﺎی زﻧﺪﮔﯽ ﺑﺸﺮی ﺗﺒﺪیﻞ ﺷﺪه اﺳﺖ و ﺑﻪﮐﺎرﮔﯿﺮی راﻫﮑﺎرﻫﺎی ﮐﺎﻫﺶ ﻣﺼﺮف اﻧﺮژی در ﺳﺎﺧﺘﻤﺎنﻫﺎ اﻫﻤﯿﺖ ﻓﺮاواﻧﯽ یﺎﻓﺘﻪ اﺳﺖ. یﮑﯽ از ﻣﻬﻤﺘﺮیﻦ ﻋﻮاﻣﻞ ﻣﻮﺛﺮ در ﻣﯿﺰان اﻧﺮژی دریﺎﻓﺘﯽ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن، ﻓﺮم و ﺷﮑﻞ ﮐﻠﯽ ﺑﺪﻧﻪ و ﻣﯿﺰان ﺗﺨﻠﺨﻞ ﺣﺠﻤﯽ آن اﺳﺖ. ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ایﻨﮑﻪ اﺳﺘﻔﺎده از ﺧﻮدﺳﺎیﻪاﻧﺪازی در ﺳﺎﺧﺘﻤﺎنﻫﺎی ﻣﻨﺎﻃﻖ ﮔﺮم و ﻣﺮﻃﻮب روﺷﯽ ﻣﻮﺛﺮ ﺑﺮای ﺧﻨﮏﺳﺎزی ﺑﻨﺎ اﺳﺖ، ﭘﮋوﻫﺶ ﺣﺎﺿﺮ ﻣﯽﮐﻮﺷﺪ ﺗﺎ ﺑﻪ ﺑﺮرﺳﯽ ﺗﺎﺛﯿﺮ ﺗﺨﻠﺨﻞ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎنﻫﺎ در ﻣﯿﺰان ﺧﻮدﺳﺎیﻪاﻧﺪازی آن و ﮐﺎﻫﺶ اﻧﺮژی دریﺎﻓﺘﯽ ﺑﺪﻧﻪﻫﺎ ﺑﭙﺮدازد. اﺑﺰار و روشﻫﺎ: ایﻦ ﭘﮋوﻫﺶ از ﻧﻮع ﺗﻮﺻﯿﻔﯽ- ﺗﺤﻠﯿﻠﯽ اﺳﺖ ﮐﻪ در آن ﺑﻪ ﮐﻤﮏ ﻧﺮماﻓﺰار ۲۰۱۱ Ecotect ﺷﺒﯿﻪﺳﺎزی ﻓﺮم ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن و ﺑﺮرﺳﯽ ﺗﺎﺛﯿﺮ ﺧﻮدﺳﺎیﻪاﻧﺪازی ﺣﺎﺻﻞ از ﺗﺨﻠﺨﻞ ﺑﺮ ﻣﯿﺰان اﻧﺮژی دریﺎﻓﺘﯽ ﺟﺪارهﻫﺎی ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﻣﯽﭘﺮدازد. یﺎﻓﺘﻪﻫﺎ: ﺑﺮرﺳﯽﻫﺎ ﻧﺸﺎن داد ﮐﻪ ﺗﻐﯿﯿﺮات ﻋﻤﻖ ﺗﺮاس ﺗﺎﺛﯿﺮ ﻗﺎﺑﻞ ﻣﻼﺣﻈﻪای ﺑﺮ ﻣﯿﺰان ﺳﻄﻮح ﺗﺤﺖ ﺳﺎیﻪ ﻧﺪارد و داﻣﻨﻪ اﻧﺮژی ﺗﺎﺑﺸﯽ دریﺎﻓﺘﯽ در ارﺗﺒﺎط ﻣﺴﺘﻘﯿﻢ ﺑﺎ ﺗﻐﯿﯿﺮات ﻋﻤﻖ ﺗﺮاس ﻧﯿﺴﺖ. ﻣﻘﺎیﺴﻪ ﻧﺘﺎیﺞ ﺣﺎﺻﻞ از ﻣﺪلﻫﺎی ﻣﺘﺨﻠﺨﻞ ﺑﺎ ﻣﺪل ﺻﻠﺐ ﻧﺸﺎن داد ﮐﻪ در ﺣﺎﻟﺖ ﮐﻠﯽ ﻣﺪلﻫﺎی ﻣﺘﺨﻠﺨﻞ داﻧﻪای ﺑﻬﺘﺮیﻦ و ﻣﺪلﻫﺎی ﻣﺘﺨﻠﺨﻞ ردیﻔﯽ ﺑﺪﺗﺮیﻦ رﻓﺘﺎر از ﻣﻨﻈﺮ ﺳﺎیﻪاﻧﺪازی و اﻧﺮژی ﺗﺎﺑﺸﯽ دریﺎﻓﺘﯽ را دارﻧﺪ. ﻧﺘﯿﺠﻪﮔﯿﺮی: ایﺠﺎد ﺗﺨﻠﺨﻞ در ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﻫﻤﯿﺸﻪ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﺑﻬﺒﻮد ﻋﻤﻠﮑﺮد ﺳﺎیﻪاﻧﺪازی ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﻧﻤﯽﺷﻮد و ﺗﻼش ﺑﺮای ﺑﻬﯿﻨﻪﺳﺎزی ﺳﺎیﻪاﻧﺪازی ﺑﻪ واﺳﻄﻪ ایﺠﺎد ﺗﺨﻠﺨﻞ ﻣﺴﺘﻠﺰم اﻧﺠﺎم ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت و ﺷﺒﯿﻪﺳﺎزیﻫﺎی دﻗﯿﻖ ﻗﺒﻞ از ﻃﺮاﺣﯽ اﺳﺖ.

در سال های اخیر مصرف بالای انرژی یکی از مشکلات کل جهان علی الخصوص شهرهای بزرگ می باشد. یکی از راهکارهایی که در این زمینه ارائه شده است استفاده حداکثری از انرژی خورشید می باشد. اگر ساختمان ها مطابق با تابش انرژی خورشید و اقلیم منطقه ساخته شوند و بتوانند در دوره گرم حداقل انرژی و در دوره سرد حداکثر انرژی را جذب کنند در مصرف انرژی صرفه جویی بسیار زیادی حاصل خواهد شد. . با توجه به موقعیت خاص جغرافیایی شهر زنجان، جهت گیری ساختمان ها باید به گونه ای باشد که در دوره سرد بیشترین میزان انرژی به ساختمان وارد شود و نیز در دوره گرم کمترین میزان انرژی را دریافت کند. در این تحقیق با مطالعه موردی اقلیم شهر زنجان و به جهت استفاده حداکثری از انرژی خورشیدی ابتدا اطلاعات اقلیمی مورد نیاز از ایستگاه سینوپتیک زنجان برای دوره 40 ساله (1388-1348) تهیه گردید. سپس با استفاده از روش محاسباتی قانون کسینوس میزان انرژی تابشی بر روی سطوح قائم برای ماه های مختلف و در 24 جهت جغرافیایی محاسبه و از طریق نرم افزارهای Q-BASIC ،Excel اطلاعات پردازش شده و در نهایت بهترین جهت استقرار ساختمانها در شهر زنجان تعیین گردیده است. سطوح قائم 150+ جنوب شرقی و 150- جنوب غربی بیشترین میزان انرژی و سطوح 15+ و 15- شمال شرقی و غربی کمترین میزان انرژی را در طول ماه های سرد و گرم سال دریافت می کنند. بر اساس نتایج این تحقیق بهترین جهت استقرار ساختمان به منظور دریافت بهینه انرژی خورشید در دوره های سرد و گرم سال جهت های 135 درجه و 225 درجه زاویه آزیموتی می باشد.

از مواردی که امروزه در محافل علمی جهان بیشتر مطرح می شود، بحران انرژی و نیز بحران محیط زیست است. یکی از راهکارهای مقابله با این بحران ها، به کار گیری انرژی های پاک و تجدیدپذیر و به خصوص انرژی خورشیدی است. گردآورهای خورشیدی از پر کاربردترین سامانه هایی هستند که در ساختمان ها برای بهره گیری مستقیم از انرژی تابشی خورشید و حرارت آن به کار گرفته می شود. در سامان? ترکیبی خورشیدی که از گرمای حاصل از انرژی خورشیدی برای تامین آب گرم مصرفی و گرمایش ساختمان بهره می گیرد نیز از این گردآورها استفاده می شود. یکی از مسائلی که برای استفاد? بهینه از این گردآورها بسیار مهم و حیاتی است، اتخاذ یک زاوی? شیب مناسب رو به جنوب است که حداکثر تابش دریافتی از خورشید را جذب نماید. آنچه این نوشتار در پی آن است، محاسب? زاوی? شیب بهین? گردآورهای خورشیدی برای شهر تهران با استفاده از یک الگوی ریاضی و بحث پیرامون آن است. بدین منظور تابش دریافتی ماهانه گردآور خورشیدی تخت، با زوایای گوناگون محاسبه شده و نتایج جهت انتخاب زاوی? شیب بهینه برای سامان? ترکیبی خورشیدی مقایسه و بررسی می شوند. در پایان نتایج با حالتی که گردآور روی نمای جنوبی ساختمان نصب شود، مقایسه و مزایای آن ذکر شده است.