تابش آفتاب و انرژی آن در جهت های مختلف جغرافیایی
فصل ۳
مقدار حرارتی که خورشید در سطحی عمود بر پرتوی آن تولید می کند ، برای ۹۴/۱ کالری در سانتی متر مربع در دقیقه است که ” رقم ثابت خورشید “نامیده می شود . البته زمین مقدار حرارت کمتری جذب می کند، مقداری از پرتوهای خورشیدی در اثر برخورد با سطح ابر ها دوباره به سمت بالا منعکس می شود ، بنابراین ، شدت تابش آفتاب و حرارت حاصل از آن در یک نقطه از سطح زمین ، به فاصله ای که پرتوی خورشید باید طی کند ، ضخامت ابر و وضعیت آلودگی هوا بستگی دارد به همین دلیل شدت تابش آفتاب در یک محل با ارتفاع آن محل از سطح دریا متناسب است .
موقعیت خورشید
موقعیت خورشید را در هر منطقه و در هرزمان می توان به وسیله دو زاویه یکی ” زاویه تابش ” و دیگری ” جهت تابش” مشخص کرد . امتداد پرتو خورشید بر صفحه افق و شمال واقعی پدید می آید ، تغییرات روزانه و سالانه این دو زاویه به عرض جغرافیایی محل بستگی دارد . اولین عامل موثر در محاسبه ی زوایای موقعیت خورشید ، زاویه چرخش زمین است . این زاویه ی ساعت است بین صفحه ای که از خط استوا می گذرد و خطی که مرکز زمین و خورشید را به متصل می کند ف ایجاد می شود . دیگر عوامل موثر در تعیین زاویه تابش و جهت تابش ، عرض جغرافیایی و زمان مورد نظر است .
تابش آفتاب
به طورکلی تابش آفتاب با ساطع شدن پنج نوع پرتو یک ساختمان را تحت تاثیر قرار می دهد ، به ترتیب اهمیت عبارتند از :
- پرتوی مستقیم با طول موج کوتاه
- پرتوی پراکنده از آسمان با طول موج کوتاه
- پرتوی باید تابیده از سطوح اطراف با طول موج کوتاه
- پرتوی ساطع شده از زمین و اجسام گرم شده با طول موج بلند ( بازتاب حرارتی )
- پرتوی ساطع شده از ساختمان به آسمان با طول موج بلند ( بازتاب حرارتی )
پرتوی مستقیم و پراکنده :
نتایج بررسی مقدار حرارتی حاصل از تابش آفتاب در وضعیت هوای ابری و هوای کاملا صاف نشان داده است که در روزهای آفتابی فصل زمستان یک دیورا جنوبی حدود ۷۵ درصد کل انرژی حرارتی خورشید را دریافت می کند ، ولی این مقدار در روزهای ابری ۷ درصد و در روزهای نیمه ابری ۱۸ درصد گزارش شده است .
پرتوی باز تابیده از سطوح
این بررسی نشان می دهد که بیشترین قسمت انرژی حرارتی خورشید در روزهایی که در هوای صاف است به زمین می رسد . در روزهای گرم تابستان ، مقدار انرژی خورشیدی تابیده شده به سطوح افقی تقریبا دو برابر انرژی خورشیدی تابیده به سطوح عمودی است . این مقدار ، به قابلیت انعکاس سطوح مورد نظر بستگی دارد برای کاهش میزان این نوع تابش بر ساختمان باید سطوح ساختمان را با سطوحی که در صد انعکاس کمی دارند بپوشانیم .
پرتوی ساطع شده از زمین و اجسام گرم شده
زمین و اجسام نزدیک به ساختمان در معرض تابش آفتاب قرار دارند ف ممکن است حرارت بسیار زیادی جذب کنند ، بدیهی است ساختمانی که در مجاورت چنین سطوحی قرار گرفته ، مقدار زیادی از حرارت این سطوح را دریافت می کند .
پرتوی ساطع شده از ساختمان به آسمان
ایجاد تعادل حرارت جهانی نشان می دهد که میانگین سالانه ی کل پرتوهای خارج شده از زمین و اتمسفر ، برابر کل پرتوهای خورشیدی تابیده به زمین است . مقدار این پرتوها به عرض جغرافیایی بستگی دارد و در اطراف قطبین ۱۰ تا ۲۰ درصد از میزان آن کاهش می یابد . بنابریان ساطع شدن این نوع پرتو به سمت آسمان ، یکی از روش های دفع حرارت ذخیره شده در بنای ساختمان ها – بویژه در مناطق گرم و خشک است .
تابش آفتاب و انرژی آن در جهت های مختلف جغرافیایی
مقدار انرژی خورشیدی تابیده یه یک سطح به زاویه برخورد پرتوی خورشید به سطح مورد نظر بستگی دارد .
سطوح دیوار قائم
دیوارهای جنوبی
دیوارهای جنوبی ، بیشترین مقدار پرتوی آفتاب را در آذرماه و کمترین مقدار آن را در خرداد ماه دریافت می کند ، این دیوارها از شهریور تا اسفند ، پرتوی آفتاب را از طلوع تا غروب دریافت می کنند . دیوارهای جنوبی در اواسط تابستان از ساعت ۹ صبح تا ۳ بعداظهر مورد تابش آفتبا قرار می گیرند هنگام ظهر ، حداکثر پرتوی آفتاب بر روی این دیوار ها می تابد .
دیوارهای جنوب شرقی و جنوب غربی
این دویار ها در زمستان بیشتر از تابستان در معرض تابش آفتاب قرار می گیرند . در تابستان حداکث پرتوی آفتاب به دیوارهای جنوب شرقی بین ساعت ۸ و ۹ صبح و به دیوارهای جنوب غربی بین ساعت ۳ تا ۴ بعداظهر می تابد . در زمستان ، این ساعت ها بع ترتیب ۹ تا۱۰ صبح و ۲ تا ۳ بعدظهر است .
دیوارهای شرقی ، غربی و شمالی
در زمستان پرتوی آفتاب کمتر از تابستان به این دیوارها می تابد ، دیوار شمالی فقط بین فروردین تا شهریور ماه ، صبح زود و اخرین ساعت های بعداظهر در معرض تابش آفتاب قرار می گیرند .
سطوح افقی
سطوح افقی و بام های مسطح ، در تابستان بیشترین و در زمستان کمترین مقدار پرتوی مستقیم آفتاب را دریافت می کنند . این مقدار ، در زمستان حتی کمتر از مقدار تابشی است که دیوارهای جنوب شرقی و جنوب غربی در این فصل دریافت می کنند .
سطوح شیب دار
سطوح شیب داری که جهت آن ها که جهت آن ها شرقی غربی است . در تابستان مقدار پرتو بیشتری دریافت می کند تا در زمستان سطوحی که شیب آن ها به طرف جنوب است ، در زمستان بیشترین مقدار پرتوی آفتاب را نسبت به سطوح دیگر دریافت می کنند . در بهار و پاییز ، سطوح شیب داری که شیب آن ها به طرف شمال است در تمام فصل های سال کمترین مقدار پرتوی آفتاب را دریافت می کنند .
روش نموداری
نقاله محاسبه انرژی خورشیدی ، به اندازه موقعیت خورشید است و یا منطبق کردن آن بر نمودار موقیعت خورشید می توان انرژی خورشیدی تابیده یه سطوح مختلف افقی و عمودی را در تمام عرض های جغرافیایی به دست آورد . نمودار می تواند بررسی و تعیین مناسب ترین جهت استقرار ساختمان مورد استفاده قرار گیرد .
کیفیت سطوح مورد تابش
مقدار حرارتی که در اثر تابش آفتاب بر سطح یک جسم ایجاد می شود . هم به جهت و هم به رنگ و بافت ( در صد صیقلی بودن ) آن سطح ، هم چنین سرعت جریان هوایی که در اطراف آن سطح در جریان است بستگی دارد . میزان حرارت ایجاد شده در اثر تابش آفتاب در سطحی مفروض ، با میزان روشنی رنگ و سرعت جریان هوا در آن سطح نسبت عکس دارد . در ضمن هر چه سطح مفروض زبرتر و ناصاف تر باشد ، مقدار انرژی حرارتی بیشتری را می تواند جذب کند . تاثیر سرعت باد بر حرارت ایجاد شده در یک سطح ، ارتباط چندانی با جهت آن سطح ندارد و نسبت سرعت باد تغییر می کند .
تاثیر رنگ در مقدار انرژی خورشیدی جذب شده در یک سطح با توجه به ثابت بودن بافت و سرعت جریان هوا
به طور مثال اگر رنگ دیوار خاکستری باشد ، بین دمای سطح دیوارهایی که در جهت های مختلف قرار دارند ، اختلافی تا حدود ۲۳ درجه سانتی گراد وجود دارد . ولی اگر سطح دیوارها به رنگ سفید باشد ، این اختلاف کمتر از ۳ درجه سانتی گراد خواهد بود . نتیجه این دو آزمایش نشان می دهد که بحث درباره جهت قرار گیری ساختمان بدون در نظر گرفتن رنگ سطوح خارجی بی مفهوم است رنگ های روشن ممکن است تا ۹۰ درصد انرژی خورشیدی را منعکس کنند . در خالی که ویژگی انعکاس رنگ های تیره فقط ۱۵ در صد ۱۵ در صد یا کمتر است .
به طور کلی ، انتقال حرارت ممکن است به چهار صورت رسانش ( هدایت )
همرفت ، ( جا به جایی ) ، تابش و تبخیر صورت می گیرد .
رسانش
حرارت با گذشتن از یک مولکول همجوار می تواند از داخل اجسام یا از جسمی به جسم دیگر که با آن تماس دارد ، عبور کند . این نوع انتقال حرارت ” رسانش ” نامیده می شود . در یک اتاق بدون عایق حرارتی معمولا هر چه مصالح یک اتاق متراکم تر باشد ، حرارت سریع تر به به صورت رسانش از ان عبور می کند .
همرفت
جریان هوا می تواند حرارت را از سطوح گرم به سطوح سرد منتقل کند . این نوع انتقال حرارت ” همرفت” نامیده می شود . هوا در اثر گرم شدن منبسط و سبک می شود و به همین دلیل بالا می رود . این هوای گرم ، پس از مدتی حرارت خود را به اجسا و سطوح اطراف خود انتقال می دهد و دوباره سرد ، منقبض و سنگین شده و به طرف پایین حرکت می کند . در یک فضای بسته مانند اتاق ، حرارت باعث به جریان افتادن هوای گرم از پایین به بالا و هوای سرد از بالا به پایین می شود . هوا فقط زمانی می تواند باعث انتقال حرارت شود که فضای کافی برای عمل همرفت داشته باشد و در صورتی که در حفره های کوچک یا لایه های بسیار نازک محدود می شود ( مانند هوای داخل یونولیت ) قادر به انتقال حرارت نست و عایق حرارتی بسیار مناسبی به شمار می رود .
تابش
حرارت نیز مانند نور ، به شکل امواج الکترومغناطیسی منتقل می شود از طریق حرارت از یک جسم به جسم سرد منتقل می شود ، بدون آن که تاثیری بر دمای بین دو سطح بگذارد .
تبخیر
” تبخیر ” عبارت است از تغییر دما و انتقال حرارت در اثر تغییر مایع به بخار ف این تغییر شک باعث دفع حرارت می شود.
در تبادل حرارتی ، انتقال حرارت ممکن است به اشکال گوناگون صورت گیرد . برای مثال انتقال حرارت از خارج به داخل ساختمان به این صورت انجام شود ابتدا پرتوهای رارت زای خورشید به سطح دیوار های خارجی می تابد و در ان ها جذب می شود . جذب حرارت در سطوح خارجی باعث گرم شدن این سطوح شده ، حرارت اضافی به صورت رسانش به سطوح داخلی دیوارها منتقل می شود . در دیوارهای دو جداره حرارت به صورت همرفت و تابش از یک طرف دیوار به طرف دیگر آن ، سپس به صورت رسانش به سطح داخلی دیوار انتقال می یابد و باعث گرم شدن آن می شود . سطوح داخلی پس از گرم شدن ، حرارت خود را شکل همرفت و تابش به هوای داخلی و سطوح دیگر منتقل می کنند .
تابش آفتاب بر انواع دیوار
قبل از طلوع آفتاب ، هوای آزاد و سطوح خارجی ساختمان ها در سردترین موقیعت خود قرار دارند ولی پس از طلوع آفتاب ، هوا شروع به گرم شدن می کند و هنگام بعداظهر یعنی حدود ساعت ۲ تا ۴ – دمای آن به حداکثر میزان ممکن می رسد . میزان این افزایش دما تا حد زیادی به فاصله مورد نظر با دریا بستگی دارد . در مناطق ساحلی – بویژه در نقاطی که باد در هنگام روز از دریا به سمت خشکی می وزد – میزان افزایش دمای هوا کم است و نوسان آن در روز به حدود ۴ تا ۷ درجه سانتی گراد می رسد . ولی در نواحی ساحلی ، نوسان دمای هوا در روز ممکن است به ۱۵ تا ۲۰ درجه سانتی گراد یا بیشتر نیز برسد .
افزایش دمای هوای خارج باعث گرم شدن سطح خارجی دیوارهای جانبی ساختمان می شود . این تاثیر در تمام عواقب جوانب ساختمان یکسان است و جهت دیوارها ف تاثیری در مقدار حرارت دریافت شده در این حالت ندارد . همزمان با این افزایش دمای دیوار ، افتاب نیز به صورت مستقیم ، پراکنده و منعکس شده از سطوح اطراف به ساختمان می تابد . قسمتی از پرتوی تابیده به دیوار در اثر برخورد به سطح آن منعکس می شود و بقیه در دیوارهای جذب شده باعث گرم تر شدن آن می شود . در این حالت ، جهت دیوارها در مقدار تابش دریافت شده و در نتیجه ، مقدار حرارت ایجاد شده در آن ها کاملا موثر است . به همین دلیل ، در دیوارها و بام ساختمان ، تحت تاثیر تابش آفتاب ، دمای متفاوتی ایجاد می شود .
نوسان دما در سطوح داخلی همیشه کمتر از سطوح خارجی است و سطوح داخلی نیز ، مدتی پس از سطوح خارجی به حداکثر و حداقل دمای خود می رسند .
هر چه ظرفیت و مقاومت حرارتی یک دیوار بیشتر باشد ، نوسان دمای سطح داخلی کاهش می یابد و زمان به حداقل و حداکثر رسیدن دمای سطوح داخلی نسبت به هوای خارجی بیشتر به تاخیر می افتد . کاهش نوسان درجه حرارت سطوح داخلی یک ساختمان نسبت به سطوح خارجی آن با مقاومت حرارتی مصالح دیوارهای آن متاناسب است ولی تاخیر در به حداکثر و حداقل رساندن سطوح داخلی نسبت به سطوخ خارجی به ظرفیت حرارتی مصالح دیوار بستگی دارد .
ظرفیت حرارتی
ظرفیت حرارتی مصالح ، به زوزت مخصوص و گرمای ویژه ی آن ها بستگی دارد هر چه وزن مخصوص یک جسم بیشتر باشد ف ظرقیت حرارتی آن بیشتر است . برای مثال ، مدت زمانی که حرارت ناشی از تابش آفتاب و گرمی هوا از سطح خارجی به سطح داخلی انتقال می یابد ، برای یک ورق آهنی حدود چند دقیقه و برای یک دیوار سنگی ضخیم چندین ساعت است .
هر چه ظرفیت حرارتی دیوار بیشتر باشد ، حرارت با سرعت کمتری از خارج به طرف داخل انتقال می یابد . این زمان تاخیر باعث می شود در ساعاتی که هوا در حداکثر درجه حرارت است ، حرارت نفوذ کرده در دیوارهای خارجی در همان جا ذخیره شود و در هنگا م عصر که هوا نسبتا خنک است از آن خارج گردد .
در فصل زمستان و به ویژه در مناطق سرد که به طور کلی دمای هوای خارج کمتر از دمای هوای گرم شده ی دلخلی است ، ظرفیت حرارتی مصالح یک ساختمان فقط دامنه نوسان دمای هوای داخلی آن را کاهش می دهد و تاثیری در جهت حرکت حرارت و میانگین دمای هوا ندارد . ولی در تابستان و در مناطق گرم که سطوح خارجی ساختمان هنگام روز گرم تر و هنگام شب سرد تر از هوای داخلی است ، ظرفیت حرارتی علاوه بر آن که در کاهش تبادل حرارت هوای داخلی و خارجی موثر است ، در جهت حرکت حرارت نیز تاثیر می گذارد ظرفیت حرارتی زیاد در مناطقی که مشکل گرمای هوای داخلی معمولا در شب ها نیز وجود دارد ( مانند مناطق مرطوب ساحلی ) مناسب نیست .
رابطه ضخامت دیوار ، ظرفیت حرارتی و وضعیت حرارتی هوای داخلی
ظرفیت حرارتی یک دیوار نتیجه وزن مخصوص ، ضخامت و گرمای ویژه ی مصالح آن است . ولی هر گونه افزایش حرارتی از طریق افزایش وزن مخصوص – یعنی با متراکم کردن مصالح – با افزایش ضریب رسانش حرارتی همراه است و در نتیجه باعث کاهش مقاومت حرارتی می شود . از سوی دیگر ، جایگزینی مصالح سنگین با مصالح سبک و مقاومت حرارتی زیاد ، بدون تغییر ضخامت دیوار باعث کاهش ظرفیت حرارتی می شود . ولی هنگامی که به منظرو افزایش ظرفیت حرارتی دیوار ضخامت آن افزوده می شود ، مقاومت حرارتی کلی دیوار نیز به نسبت افزایش می یابد .
تاثیر ضخامت دیوارها در کنترل دمای سطوح و درجه حرارت دمای هوای داخلی ساختمان به شرایط تهویه ی طبیعی در آن ساختمان و رنگ سطح خارجی دیوارها بستگی دارد .
اگر رنگ سطح خارجی دیوارها تیره باشد ، با افزایش ضخامت دیوارها ، حداکثر درجه حرارت هوای دلخلی ساختمان کاهش می یابد . ولی در صورت سفید بودن سطح خارجی ، ضخات دیوار تاثیر چندانی در کنترل درجه حرارت هوای داخلی ندارد . ولی هر دو حالت ، با افزایش ضخامت دیوارها حداقل درجه حرارت هوای داخلی ساختمان افزایش می یابد و رنگ سطح خارجی دیوارها تاثیری در این افزایش دما ندارد .
هم چنین وضعیت گرایی داخلی ساختمانی که هوای خارج در ان جریان دارد ، به دو عامل انتقال حرارت از دیوار و شرایط تهویه طبیعی بستگی دارد . اگر رنگ سطح خارجی این دیوارها روشن باشد ، ضخامت دیوار تحت تاثیر تهویه طبیعی قرار می گیرد . ولی اگر سطح خارجی آن ها تیره رنگ باشد ، امکان انتقال حرارت از دیوار ها به هوای داخلی ساختمان تا حد زیادی افزایش می یباد و در نتیجه ، ضخامت دیوار در کنترل شرایط حرارتی هوای داخلی اهمیت فراوانی خواهد یافت .
تعیین ظرفیت حرارتی دیوارهای مختلف
استفاده از مصالح سنگین هوا زیاد باشد ، ظرفیت حرارتی مصالح اهمیت دارد . اگر میانگین دمای هوا در ۲۹ درجه سانتی گراد یا بیشتر باشد ، استفاده از مصالح سنگین به تنهایی کافی نیست . با استفاده از این خصوصیات مقاومت و ظرفیت حرارتی مصالح هر دو می توان منطقه آسایش را در داخل ساختمان ایجاد کرد . در مناطق که تغییرات فصلی و روزانه دمای هوا بسیار زیاد است ، استفاده از ظرفیت و مقاومت حرارتی – هر دو – لازم است . در مناطقی که تغییرات فصلی دمای هوا بسیار شدید است ، مقاومت حرارتی مصالح اهمیت بیشتری دارد و استفاده از سیستم های تاسیساتی برای ایجاد منطقه آسایش در داخل ساختمان لازم است . در این حالت ، تغییرات روزانه دمای هوا نادیده گرفته می شود . ولی اگر دامنه این تغییرات زیاد باشد ، استفاده از مصالح دارای ظرفیت حرارتی زیاد در سطوح داخلی دیوارها موثر است و باعث حفظ دمای هوای داخلی در طول روز در حد متعادل می شود .
ساختمان ساخته شده از مصالح سبک هنگام عصر خنک می شود و از این نظر ، نسبت به ساختمان ساخته شده از مصالح سنگین شرایط داخلی بهتری فراهم می سازد . ولی باید توجه داشت که هنگام عصر که هوای خارج خنک است ، با ایجاد تهویه موثر در ساختمان ساخته شده از مصالح سنگین می توان هوای داخلی این ساختمان را خنک کرد . دیوارهای اتاق نشیمن آن که روزه ها مورد استفاده قرار می گیرد ، از مصالح سنگین و دیوارهای اتاق خواب و سایر قسمت هایی که شب ها از آن استفاده می شود ، از مصالح سبک ساخته شده باشد .
مقاومت حرارتی :
مقاومت حرارتی دیوار عبارت است از مقاومتی که آن دیوار در برابر انتقال حرارت از یک طرف به طرف دیگرش ایجاد می کند .
هرچه ضریب رسانش حرارتی ( بر عکس مقاومت حرارتی ) مصالح یک دیوار کمتر باشد ، مقاومت حرارتی آن دیوار بیشتر است و هوای ساکن بهتری عایق حرارتی است و به طور کلی ، مصالح ساختمانی سبک که شامل حفره ها و لایه های بسیار نازک هوا هستند ، مقاومت حرارتی زیادی دارند .
تاثیر مقاومت حرارتی دیوارها در ساختمان های مجهز به تاسیسات مکانیکی :
انتقال حرارت از داخل به خارج در ساختمان هایی که به طور دائم گرم می شوند ، به حد ثابتی می رسد . در این حالت ، مقاومت حرارتی مصالح ( اگرچه تنها عامل نیست ) از عوامل اصلی تعیین کننده ی شرایط هوای داخلی ساختمان است ولی اگر ساختمان به طور متناوب گرم شود ، ظرفیت حرارتی مصالح بیشتری می یابد . در ساختمان هایی که هوای داخل آن ها در فصل تابستان به وسیله دستگاه تهویه کنترل می شود . نسبت اهمیت مقاومت حرارتی مصالح در تعیین شرایط هوای داخلی کمتر است و ظرفیت حرارتی مصالح اهمیت بیشتری می یابد . در مورد مقاومت حرارتی مصالح دیوارها باید به مساله ایجاد تعریق بر روی سطوح داخلی نیز توجه داشت . وقتی دمای هوای داخل به پایین تر از نقطه شبنم هوای آن می رسد بر روی این سطوح تعریق صورت می گیرد . بنابراین با افزایش مقاومت حرارتی مصالح دیوار ها ، احتمال ایجاد تعریق بر روی سطح ان ها کاهش می یابد . در مناطقی که رطوبت هوا در فصل زمستان زیاداست ، جلوگیری از تعریق بر روی سطوح داخلی ممکن است مهم ترین عامل در تعیین مقاومت حرارتی مصالح دیوارها باشد .
تاثیر مقاومتی حرارتی دیوارها در ساختمان های فاقد تاسیسات مکانیکی
در فصل تابستان ، در ساختمان های فاقد تاسیسات مکانیکی خنک کننده ، افزایش مقاومت حرارتی مصالح دیوارهای خارجی و سقف باعث کاهش عبور حرارت از سطوح خارجی به داخل در روز و از سطوح داخل به خارج در شب می شود . البته تاثیر افزایش مقاومت حرارتی مصالح دیوارها از طریق افزودن لایه ای عایق ، در وضعیت حرارتی هوای داخلی ، به محل قرار گرفتن لایه ای عایق حرارتی در دیوار بستگی دارد .
در مواردی که برای جلوگیری از عبور حرارت از داخل یک دیوار لایه های عایق حرارتی مورد استفاده قرار می گیرد ، اگر این لایه ها در سطوح خارجی دیوار به کار روند ، تاثیرشان بیشتر از مواردی است که در سطوح داخل دیوار نصب شوند .
رنگ سطح خارجی دیوارهای یک ساختمان ، در یک مقدار حرارت جذب شده در دیوار و در نتیجه ، وضعیت حرارتی هوای داخلی تاثیر دارد . اگر رنگ سطح خارجی دیواری تیره باشد ، در این حالت ، افزایش مقاومت حرارتی دیوار باعث کاهش عبور حرارت به داخل می شود به طور کلی ،در جه حرارت هوای داخلی ساختمان را پایین نگه می دارد . ولی اگر سطح خارجی دیوارهای یک ساختمان سفید باشد – به ویژه در مناطقی که دامنه نوسان درجه حرارت هوا کم است – مقاومت حرارتی دیوارها تاثیر کاملا متفاوتی نسبت به قبل دارد . در این شرایط ، حرارت به میزان بسیار کمی از میان جداره های خارجی ساختمان عبور می کند . در نتیجه مقاومت حرارتی دیوارها و سقف ساختمان تاثیر چندانی در وضعیت حرارتی هوای داخلی آن ندارد . در این حالت حرارتی ، بیشتر باعث بالا بردن حداقل دمای روزنه ی هوای داخلی می شود تا پایین آوردن حداکثر دمای آن .
تابش آفتاب بر انواع بام
بام ، تاثیر پذیرترین ساختمان در برابر عوامل اقلیمی است .
در فصل زمستان ، هنگام شب بام با ساطع کردن پرتوهایی با طول موج بلند از خود ، سریع تر و بیشتر از دیوارها حرارت خود را از دست می دهند .
در هوای گرم نیز ، هوای داخل ساختمان تحت تاثیر گرمای بام قرار می گیرد .
به طور کلی بام ها را می توان به دو دسته زیر تقسیم کرد :
۱) بام های یکپارچه با ترکیبی سنگین
۲) بام های یک لایه یا دو لایه سبک ( بام و سقف ) که به سویله هوا از هم جدا شده اند .
بام های یکپارچه یا ترکیبی سنگین
بیشتر این نوع بام ها مسطح است ، ولی آن ها به صورت شیب دار نیز می توان ساخت . مصالح این بام ها بیشتر از بتون با آجر است که ظرفیت حرارتی نسبتا زیادی دارند . در این بام ها انتقال حرارت جذب شده در سطح خارجی بام به سقف ، فقط به صورت رسانش انجام می شود ؛ مگر آن که در ساختمان سقف کاذب وجود داشته باشد . بنابراین ، عمده ترین عامل تعیین کننده ی خصوصیت حرارتی بام های یکپارچه توپر ، رنگ سطح خارجی ، مقاومت حرارتی و ظرفیت حرارتی مصالح آن هاست .
تاثیر رنگ سطح خارجی
باید توجه داشت که تاثیر رنگ سطح خارجی بام در دمای سقف ، به مقاومت و ظرفیت حرارتی مصالح بام نیز بستگی دارد .
سطح داخلی بام خاکستری ، از هوای روی بام گرم تر می شود در این وضعیت ، حرارت از بام به هوای داخل انتقال می یابد . دمای سطح داخلی بام خاکستری ، از هوای روی بام گرم تر می شود در این وضعیت ، حرارت از بام به هوای داخل ساختمان انتقال می یابد . دمای سقف ساختمانی که رنگ سطح خارجی بام آن سفید براق است ، در بیشتر ساعات روز پایین تر از دمای هوای خارج ساختمان است . این مسئله ناشی از پایین تر بودن دمای سطح خارجی یک بام سفید رنگ به هوای خارج است .
ضخامت بام و ارتباط آن با مقاومت حرارتی
۱) تاثیر افزودن عایق های حرارتی گوناگون دمای سقف ، برای انواع مختلف این نوع عایق ها یکسان است و باعث کاهش حداکثر دمای سقف به میزان حدود ۵ درجه سانتی گراد می شود .
۲) در مورد حداقل دما، رنگ سفید برای موثرتر است و باعث می شود سقف در حد بام های عایق نشده خنک شود . در حالیکه افزودن عایق حرارتی به بام باعث کاهش میزان خنک شدن بام هنگام شب و در نتیجه ، افزایش حداقل دمای سقف می شود .
هر چه مقاومت حرارتی مصالح بام افزایش یابد ، رنگ سفید تاثیر کمتری در کاهش حداکثر دمای سقف خواهد داشت .
البته تاثیر لایه های عایق با افزایش ضخامت ان ها رابطه مستقیم ندارد .
در مناطقی که درجه حرارت نوسان کمتری دارد با وجود این که حداکثر دمای سقف یک بام سفید رنگ با افزایش ضخامت و مقاومت حرارتی آن تقریبا تغییر نمی کند ، ولی افزودن عایق حرارتی باعث افزایش حداقل دمای سقف می شود و به طور نسبی ، میانگین دمای آن را افزایش می دهد . بنابراین اگر در مناطق گرم دمای روزانه ی هوا کمتر از ۳۲ درجه ی سانتی گراد باشد ، استفاده از ضخامت زیاد و مقاومت حرارتی در فصل تابستان موثر نیست . ولی در فصل زمستان برای بالا نگه داشتن حداقل دمای هوای داخلی و تامین آسایش ساکنین ، مقدار کمی مقاومت حرارتی لازم است . اگر رنگ سطح خارجی بام تیره باشد ، تاثیر ضخامت و عایق حرارتی مصالح بام در شرایط هوای داخلی ساختمان بسیار متفاوت است . از آن جا که سطوح خارجی تیره تر در روز بسیار بیشتر از هوای خارجی و داخل ساختمان گرم می شوند ، در این حالت ، مقاومت حرارتی مصالح بام عامل تعیین کننده دمای روزانه سقف و مقدار انتقال حرارت از بام به داخل ساختمان است .
در مناطقی که نوسان روزانه ی درجه حرارت هوا زیاد و دمای آن از ۳۳ درجه سانتی گراد بیشتر است . حتی زمانی که رنگ سطح خارجی بام سفید باشد ، برای جلوگیری از انتقال بیش از حد حرارت از خارج به داخل که در اثر اختلاف دمای هوای داخل و خارج ساختمان ایجاد می شود ، بهتر است مقاومت حرارتی مصالح بام افزایش یابد . بنابراین ، مقدار حرارتی مورد نیاز برای بام به رنگ سطح خارجی آن بستگی دارد .
محل عایق حرارتی بام
هنگامی که عایق حرارتی روی بتون قرار داده شود ، به دلیل روشن بودن سطح خارجی و خصوصیت جنس این عایق تا حد زیادی از نفوذ حرارت در طول روز به داخل بتون جلوگیری شده ، مقداری از حرارت عبور کرده از لایه ی عایق در بتون جذب می شود و دمای آن را کمی افزایش می دهد . ولی اگر عایق حرارتی زیر بتون بام قرار داده شود لایه های بتونی حرارت زیادی را جذب می کند ، حرارت به اندازه ی کافی از آن عبور می کند تا دمای سطح داخلی را افزایش دهد . بنابر این حالت ، دمای سقف و مقدار حرارت انتقال یافته به داخل ساختمان از طریق بام ، بیشتر زمانی است که لایه ی عایق در سطح خارجی بام قرار داده شود . سطح خارجی بام در منطقه گرم – حتی وقتی بام به طور کامل عایق شده باشد – حتما باید به رنگ روشن باشد . در مناطق سریعتر است تمام اتاق هایی که با وسایل مکانیکی گرم می شود ، دارای رطوبتی و حرارتی باید تدابیر لازم اندیشیده شود .
بام های سبک
بام های سبک ممکن است تنها از یک لایه یا دو لایه ی ترکیبی بام و سقف که به وسیله یک لایه هوا جدا شده اند ساخته شود .
بام های سبک دو لایه
عوامل موثر در ویژگی های حرارتی بام های دو لایه عبارتند از : مصالح و رنگ سطح خارجی لایه بیرونی ، وضعیت تهویه هوای بین دو لایه و مقاومت حرارتی مصالح هر دو لایه .
تاثیر رنگ سطح خارجی
چنین لایه ی بیرونی این نوع بام ها بسیار نازک است ، دمای سطح زیرین آن به دمای خارجی بسیار نزدیک است البته میزان آن به رنگ سطح خارجی بام بستگی دارد . ولی این جا ، هوای بین بام و سقف مانند عایق حرارتی عمل نموده ، باعث کاهش تاثیر رنگ سطح خارجی در تعیین دمای هوای داخلی ساختمان می شود . مقدار این کاهش به شرایط تهویه ی هوای بین دو لایه بستگی دارد .
تهویه فضای بین بام و سقف
میزان تاثیر تعویض هوای بین سقف بام در وضعیت حرارتی هوای داخل یک ساختمان ، به نوع مصالح و رنگ سطح خارجی بام نیز بستگی دارد . هر چه رنگ سطح خارجی بام تیره تر ، ضخامت آن بیشتر و ضریب رسانش حرارتی مصالح آن بالتر باشد و ورقه های آن به گونه ای نصب شود که امکان نفوذ هوا از بین درزهای آن وجود نداشته باشد ، نقش تهویه ی بین بام و سقف در جلوگیری از افزایش دمای سقف مهم تر خواهد بود در غیر این صورت ، تهویه تاثیر چندانی در خنک سازی سقف ندارد .
تاثیر عایق حرارتی
اگرچه اضافه کردن عایق باعث افزایش حداقل دمای هوای داخلی می شود ، ولی تاثیر آن در پایین آوردن حداکثر دما بسیار بیشتر است .
بام های سبک یک لایه
اثرات عدم وجود لایه زیرین در این بام ها ، هوای زیر بام به طور مستقیم تحت تاثیر نوسان دمای سطح زیرین بام قرار دارد به همین دلیل ، اثرات حرارت این بام هنگام روز ، کاملا به رنگ سطح خارجی آن دارد .
اگر رنگ سطح خارجی بام یک لایه ای سفید باشد ، در این صورت هوای داخلی هنگام روز به ندرت گرم تر از هوای خارجی می شود و حتی ممکن است خنک تر از ان نیز بشود ؛ در حالیکه هنگام شب حداقل دمای هوای داخل به حداقل دمای هوای خارج نزدیک می شود و ممکن است به سطحی پایین تر از آن نیز برسد . در مناطق گرم بهتر است سطح خارجی آن بام به رنگ سفید باقی بماند .
تاثیر ارتفاع سقف در دمای داخلی ساختمان
تهویه طبیعی ، شکل و سرعت جریان هوای داخل یک اتاق ، به وضعیت و ابعاد پنجره های آن بستگی دارد و هیچ ارتباطی با ارتفاع سقف ندارد . بنابراین ، کوتاه کردن ارتفاع سقف تاثیری در شرایط تهویه طبیعی داخل ساختمان نخواهد داشت .
در کنرگه ای در ایالت متحده امریکا نیز ، مناسب ترین ارتفاع برای سقف ساختمان های مسکونی ۴۰/۲ تا ۵۰/۲ متر درنظر گرفته شده است .
در مناطق گرم ، شرایط حرارتی هوای داخلی اتاق هایی با سقف کوتاه (حدود ۵/۲ متر ) تفاوت چندای با اتاق هایی با سقف بلند ( تا ۳۰/۳ متر ) نداشته است .
تابش آفتاب بر پنجره
تابش آفتاب بر پنجره های ساختمان تاثیر زیادی در تغییر دمای هوای داخل آن دارد ، به ویژه زمانی که آفتاب به طور مستقیم به داخل آن بتابد تاثیر حرارتی پنجره ها بیشتر از دیوارها است .
از نظر انتقال نور و حرارت ،اختلاف بین انواع مختلف شیشه ناشی از نسبت بین پرتو تابیده به شیشه و پرتو عبور یافته از آن است .
مقدار پرتویی که به طور مستقیم از شیشه عبور می کند ، به زاویه ی برخورد پرتو به سطح شیشه بستگی دارد . هر چه این زاویه از ۴۵ درجه بیشتر شود ، مقدار پرتو کمتری از شیشه عبور می کند . وقتی زاویه ی برخورد ۶۰ درجه بیشتر شود ، مقدار پرتو عبور یافته از شیشه به شدت کاهش یافته و مقدار پرتوهای منعکس شده از سطح شیشه افزایش می یابد . مقدار انرژی جذب شده در جسم شیشه ، با زاویه ی برخورد پرتو به سطح شیشه ارتباطی ندارد .
تاثیر جهت پنجره
تاثیر سایه بان پنجره ها و تهویه طبیعی در تعیین دمای هوای داخلی یک ساختمان بسیار بیشتر از تاثیر پنجره هاست . در اتاقی که پنجره های آن دارای سایه بان موثر است و هوا نیز در آن جریان دارد . جهت قرار گیری پنجره ها تاثیری در دمای هوای داخلی آن ندارد . در حالیکه اگر پنجره ها بدون سایه بان باشد یا سایه بان آن ها به طور موثری بر روی شیشه سایه نندازد، ولی هوا در اتاق جریان داشته باشد ، تغییرات دمای هوای داخلی تا حد کمی به جهت پنجره ها بستگی دارد . حال اگر پنجره های اتاقی بدون سایه بان باشد و هوا نیز در دال آن جریان نداشته باشد ، تغییرات دمای هوای داخلی تا حد بسیار زیادی به جهت پنجره ها بستگی دارد در این حالت ، میزان حرارت ایجاد شده در اثر تابش آفتاب و دامنه ی نوسان دمای هوای داخلی بسیار زیاد است .
مقدار تاثیر تابش آفتاب در فضای داخلی به ویژگی مصالح ساختمانی ، به ویژه لایه های داخلی بستگی دارد . در دیوارهای ساخته شده از مصالح سبک ، افزایش دمای هوای داخلی بیشتر از زمانی است که ظرفیت حرارتی مصالح دیوارها زیاد باشد . به همین دلیل ، مصالح ساختمانی سبک حساسیت بیشتری در برابر جهت پنجره ها دارند تا مصالح سنگین .
تاثیر سایه بان
سایه بان های خارجی می توانند تا ۹۰در صد و سایه بان های داخلی ( پرده و کرکره ) تنها تا ۲۰ تا ۲۵ در صد را در داخل یک اتاق کاهش دهند .
انواع سایه بان
سایه بان های متحرک و قابل کنترل ، بنا به ضرورت می توانند انتقال نور و گرمای خورشید را به طور دل خواه کنترل کنند . ولی سایه بان های ثابت عملکرد مشخصی دارند که به جهت و شکل هندسی ساختمان و تغییر موقعیت خورشید در فصل های مختلف بستگی دارد ..
سایه بان های متحرک
۱) سایه بان های خارجی بسیار کاراتر از سایه بان های داخلی هستند .
۲) هرچه رنگ سایه بان های خارجی تیره تر باشد ، اختلاف بین کارایی انواع داخلی و خارجی این سایه بان ها بیشتر می شود .
۳) هر چه رنگ سایه بان های خارجی تیره تر باشد ، کارایی آن ها بیشتر می شود .
۴) هر چه رنگ سایه بان های داخلی روشن تر باشد ، کارایی آن ها بیشتر می شود .
۵) با استفاده از سایه بان های کارآمدی چون پنجره پنجره های کرکره ای چوبی خارجی می تواند از نفوذ بیش از ۹۰ در صد انرژی حرارتی خورشیدی ناشی از تابش آفتاب بر پنجره ها به داخل جلوگیری کرد .
۶) سایه بان های متحرک داخلی تیره رنگ ( پرده های کرکره ای ) ۷۰ تا ۸۰ در صد انرژی خورشیدی تابیده به پنجره را به داخل منتقل می کنند .
با تیره کردنن رنگ سایه بان ها و بستن پنجره ها می توان کارایی آن ها را افزایش داد ولی اگر پنجره ها باز باشد ، تاثیر نگ سایه بان ها تا حد زیادی به موقعیت آن ها نسبت به جهت وزش یاد بستگی دارد . به طور مثال ، وقتی در بعد از ظهر باد از جهت غرب بوزد و پنجره ها باز باشد ، سایه بان ها تیره رنگ پنجره های غربی باعث می شود هوایی که در اثر تماس با ان ها گرم شده و به داخل اتاق راه یابد و فضای آن را گرم کند . در این مورد خاص ، اگر ظرفیت حرارتی مصالح سایه بان زیاد باشد ، اثر حرارتی آن ها تا مدت ها پس از غروب آفتاب نیز باقی می ماند . هنگام باز بودن پنجره ها ، اگر سایه بان های تیره رنگ سطح خارجی پست به باد باشند ، تاثیر کمتری در گرم شدن هوای داخلی دارند زیرا هوای تماس یافته با آن ها از ساختمان دور می شود .
سایه بان های ثابت
در دو جهت شرق و غرب ، با استفاده از سایه بان های قابی شکل می توان سایه مناسبی بر روی پنجره ها ایجاد کرد ، به ویژه اگر قسمت های عمودی این قاب ها با زاویه ۴۵ درجه به طرف جنوب قرار گیرد ، در ایجاد سایه ی مفید بسیار مناسب اند . برای این دو جهت ، سایه بان های افقی مناسب تر از سایه بان های عمودی هستند . در حقیقت ، سایه بان های عمودی – حتی با ارتفاع بسیار زیاد – نه تنها در تابستان سایه بسیار کمی بر روی پنجره ایجاد می کند بلکه در زمستان نیز مانع تابش مستقیم آفتاب به داخل می شوند . نتیجه ی این بررسی نشان داده است که در این دو جهت ، پنجره های افقی کارآمد ترند از پنجره های عمودی هستند . موثرترین نوع سایه بان برای ایجاد سایه بان برای ایجاد سایه مناسب بر روی پنجره های سمت جنوب ، جنوب شرقی و جنوب غربی ، سایه بان قابی شکل است .
سایه بان طبیعی
درختان می توانند عامل موثری در ایجاد فضاهای خصوصی باشند و در عین حال ، تا حد زیادی از شدت نور آزار دهنده ی آفتاب بکاهند و آن را تمیز نگه می دارد . اگر درختان به طور انبوه و فشرده کاشته شوند ، تاثیر زیادی در کنترل و کاهش صدا نیز خواهند داشت . از این ها گذشته ، مهم ترین و سودمندترین ویژگی درختان در معماری ، تاثیر آن ها در وضعیت حرارتی ساختمان داشت . درختان همیشه سبزی چون سرو و کاج ، میزان فشار باد بر ساختمان را کاهش می دهند و بدین وسیله از اتلاف حرارت ساختمان در فصل زس=مستان جلوگیری می کنند . در فصل تابستان ، سطح گیاهان و برگ درختان پرتوهای خورشید را جذب می کند و تبخیری که در این سطوح صورت می گیرد ، باعث خنک شدن هوا می شود . ولی مهم تر از همه این که درختان سایه ای متناسب با فصل و اقلیم محلشان ایجاد می کنند . این ویژگی از نظر ایجاد سایه بر روی ساختمان – به ویژه هنگامی که درختان در نزدیکی ساختمان کاشته می شود ارزش بسیاری دارد . زیرا که در این صورت ، با ریزش برگ درختان در فصل زمستان مشکلی از نظر تابش مستقیم آفتاب به داخل وجود ندارد و با ریش مجدد برگ ها ، در فصل تابستان نیز درخت چون سایه بانی موثر از تابش مستقیم آفتاب به داخل جلوگیری می کند و این ، عمده ترین اصل در طراحی سایه بان هاست ، درخت مو و پیچک برای پوشش دیوارهای رو به آفتاب در مناطق گرم بسیار مفید و با ارزش هستند .
محل دقیق نشاندن درخت باید با توجه به نوع و شکا سایه ای که درخت در تابستان ایجاد می کند تعیین می کند .
به دلیل کم بودن زاویه ی تابش آفتاب هنگام صبح و عصر ، درختان بهتری نوع سایه بان برای پنجره ها و دیوارهای شرقی ، غربی ، جنوب شرقی و جنوب غربی ساختمان های کوتاه هستند . در این ساعت ها پرتوهای افقی نور خورشید سایه های کشیده و بلند تری از درختان ایجاد می کند که می توانند به طور موثری این دیوار ها بسیار دشوار است . هنگام نیمروز ، اویه تابش آفتاب زیاد است و درختان نمی توانند سایه ای قابل استفاده ای بر روی ساختمان بیندازد . تابش آفتاب زیاد است و درختان نمی توانند سایه ی قابل استفاده ای بر روی ساختمان بیندازد ، زیرا فقط می توان بر روی پنجره ی دیوارهای جنوبی سایه انداخت.
تاثیر رطوبت بر ساختمان
رطوبت ، عامل بالقوه ای در ساختمان است که می تواند سلامتی و آسایش آن را به مخاطره اندازد و به زیبایی و مصالح ساختمان لطمه وارد کند .
راه های نفوذ رطوبت به ساختمان
رطوبت ایجاد شده در ساختمان ممکن است نتیجه ی عوامل چون نفوذ باران در دیوار ها و سقف ، هم چنین نفوذ باران در سطوح داخلی از درز پنچره ها ، ایجاد تعریق ناشی از وسایل رطوبت زا ی داخلی بر روی سطوح داخلی و نفوذ آب های زیر زمینی از کف و دیوارها باشد .
نفوذ آب باران
آب بارام می تواند از راه های مختلفی به سطح داخلی ساختمان نفوذ کند که مهم ترین آن ها ، در اثر فشار اسمزی و فشار باد است .
نفوذ رطوبت از دیوارهای بدون ترک در اثر انفجار اسموزی
هنگامی که آب باران به سطح خارجی دیواری منفذداربرخورد می کند در اثر نیروی حاصل از انفجار اسموزی به داخل دیوار جذب می شود.اگر مقدار آب باران تماس یافته با سطح خارجی دیوار کمتر از قابلیت جذب کنندگی دیوار باشد میزان واقعی نفوذ آب باران فقط به شدت باران بستگی دارد و تمام آب باران جذب دیوار می شود. ولی اگر میزان نفوذ آب در دیوار کمتر از میزان بارانتماس یافته با سطح دیوار باشد، لایه ی نازکی از آب در سطح دیوار ایجاد شده باران اضافی بدون آنکه در دیوار نفوذ کند به طرف پایین حرکت می کند بنابراین باران های خفیف و به اصطلاح نم نم و طولانی نسبت به باران های تند و کوتاه مدت ممکن است باعث نفوذ آب بیشتری در دیوار شوند و در نتیجه رطوبت زیاد تری به سطح داخلی دیوارهای ساختمان برسد.
قطع موقت بارندگی، تاثیری در میزان جذب باران در دیوار ندارد. هنگامی که بارندگی تا مدتی طولانی ادامه می یابد،آب باران در داخل دیوار جمع می شود. در این حالت پس از اشباع شدن مصالح دیوار از آب، ادامه ی بارندگی یا فشارناشی از وزش باد ممکن است باعث خیس و مرطوب شدن سطح داخلی شود.
تاثیر فشارناشی از وزش باد در نفوذ باران از ترک های دیوار
فشار موثرباد که باعث نفوذ آب باران از میان ترک های دیوار می شود.به عرض این ترک ها بستگی دارد.
فشار ناشی از وزش باد در نفوذ آب باران به داخل دیوار،بویژه از طریق ترک های موجود در آن هنگامی موثر است که یک لایه آب باران بر روی دیوار ایجاد شود و از روی ترک ها و درزهای آن حرکت کند.در این حالت،فشار هوا در سطح خارجی لایه ی آب بر روی دیوار بیشتر از فشار هوای داخل ترک های دیوار است و به همین دلیل، باد باعث رانده شدن و نفوذ آب به داخل درزها می شود.پس از آن، دوباره لایه ای از آب در سطح درزها به جریان می افتد و نفوذ آن به داخل درزها آغاز می شود. با ادامه ی زندگی و وزش باد، این عمل نیز ادامه می یابد و بدین طریق مقدارزیادی از آب باران به داخل دیوار نفوذ می کند.
ترکیبی از نیروی جاذبه و فشارناشی از وزش باد به دیوار باعث می شود که آب باران در طول درزها و ترک ها مایل موجود در سطح دیوار به داخل نفوذ کند. در ترک های افقی نیز ممکن است اب تا ارتفاع چندین سانتی متر،به همین صورت به دیوارنفوذ کند.
نسبت اهمیت عوامل مختلف
در دیوارهای آجری یا بلوک سیمانی و بدون اندود،نفوذ آب باران به داخل دیوار، به ترکیب منافذ مصالح بستگی دارد.اگر مصالح دیوار دارای منافذ و تارهای متعددباشد(مانند آجرهای ماسه آهکی یا خشتی)، نیروهای مکش از تارهای مویی عمده خواهد بود،ولی در دیوارهای بلوک بتنی که درزهای بزرگتری دارند،بیشتر از طریق فشار ناشی از وزش باد به دیوار آب به داخل ان نفوذ می کند.
در هرحال،درزهای بین بلوک ها قابل نفوذ است. گرچه این درزها ممکن است به عرض های مختلفی باشند، ولی معمولا بیشتر از حدی است که از طریق نیروی مکش،آب از تارهای مویی به داخل انها نفوذ می کند.در نتیجه ،عامل عمده ی نفوذ آب باران به داخل آنها فشار ناشی ازوزش باد به دیواراست.در دیوارهای ساخته شده از صفحات پیش ساخته ی بتنی،آب باران فقط از طریق درزبین صفحات به داخل نفوذ می کند.
اگر سطح خارجی دیوارها اندون یا رنگ شده باشد، جذب آب در دیوار تا حد زیادی به نفوذ پذیری این لایه ی خارجی بستگی دارد. در بسیاری ازموارد، آب از طریق ترک های موجود در این لایه ی خارجی نفوذ می کند. ولی پیشروی آن به سطح دیوار به مصالح خود دیوار بستگی دارد.در این حالت ممکن است نفوذ آب باران به دیوار به صورت ترکیبی از عوامل مختلف روی دهد.بدین طریق که از تارهای مویی داخل دیوار عبور می کند.
زمانی که باد و باران با هم توام شود،بیشترین مقدار آب باران به داخل مصالح ساختمان ها نفوذ می کند در این حالت، شدت نفوذ آب باران به داخل دیوارهای رو به باد بسیار بیشتر از بقیه دیوارهاست.
تعریق
هوا در هر دمایی فقط ظرفیت جذب مقدار محدودی از بخار آب را دارد.این ظرفیت بادمای هوا متناسب است، یعنی هرچه هوا گرمترشود،بخار آب بیشتری را می توانددر خود نگه دارد.هوای اشباع شده هوایی است که ظرفیت بخار آب کامل باشد.رطوبت نسبی چنین هوایی ۱۰۰درصد است.هنگامی که توده ای از هواخنک شود،رطوبت نسبی آن به تدریج افزایش می یابد و سرانجام به حدی می رسد که در آن دما،بخارآب موجود در هوا به حداشباع می رسد.به دمایی که هوا در ان اشباع می شود، نقطه شبنم می گویند.اگر دمای توده ی هوای مزبور کمتر از نقطه ی شبنم شود،چون دیگر قادر به نگهداری تمام بخار آب موجوددر خود نیست،بخار آب اضافی به شکل قطرات آب بر سطوحی که دمای کمتراز نقطه شبنم است تشکیل می شود.
تعریق در سطح دیوارها
هنگامی که هوای اشباع نشده ای به سطحی خنک تر از نقطه ی شبنم خود برخورد کند،لایه ی هوای نزدیک به سطح به سرعت اشباع شده،رطوبت اضافی آن باعث تعریق در این سطح می شود.عمل تعریق فقط در اتاقهایی که بخار آب در ان تولید می شود صورت نمی گیرد بلکه اغلب در فضاهایی ایجاد می شود که سطح سردتری دارند.
تعریق در داخل دیوارها
در زمستان که معمولا پنجره ها بسته و هوای بیرون سردتراست کاهش مداومی در دمای دیوار از سطح داخلی به سطح خارجی وجود دارد که باعث می شود در عمق مشخصی در داخل دیوار فشار بخار از مقدار که برای اشباع هوادر ان نقطه و دران دمالازم است بیشترشود.در این شرایط در داخل دیوارتعریق صورت می گیردو باعث مرطوب شدن دیوار از داخل می شود.در دماهای بالاتراز نقطه شبنم بخار آب نیزمی تواند در اثرپدیده ای به نام تعریق در تارهای مویی به داخل دیوارنفوذکند.
عوامل موثردر تعریق
عمده ترین عوامل موثر در ایجادتعریق و تداوم آن درساختمان عبارتند از فشار بخارهوای داخلی، دما، نفوذپذیری سطوح داخلی وقابلیت انتقال بخاردر دیوارها.
طبقه بندی دیوارها
دیوارها ازنظر عملکردشان دربرابر رطوبت می توان به چنددسته تقسیم کرد. دیوارهای سنگین نفوذپذیر،دیوارهای نفوذناپذیر.
دیوارهای سنگین نفوذپذیر
مصالح این نوع دیوارهاشامل آجر،بتن معمولی یا بتن سبک و بلوک سیمانی است.این مصالح دربرابرآب وبخارنفوذپذیرهستندو هنگامی که درمعرض باران قرار می گیرندمقدارزیادی آب جذب می کنند.تبخیرآب نفوذیافته در دیوارها معمولا درسطح خارجی صورت می گیرد.به منظورتبخیرآب موجود در دیوار در سطح خارجی آن لازم است مصالح دیوارها در سطح خارجی نفوذپذیرترباشد ولی این نفوذپذیری سطوح خارجی ،ازنظر جلوگیری ازنفوذ رطوبت به داخل دیوارمناسب نیست،به همین دلیل در مناطق یردی که باران های شدیدی می بارد،ایجاد شرایط مناسب در برابر مشکلات ناشی از جذب رطوبت در این نوع دیوارها بسیار دشواراست.یکی از راه حل های این مساله پوشاندن سطح خارجی دیوارها بااندودهای دافع آب یا ورق هایی همچون آزبست و سیمان یا پلاستیک است که مانع نفوذ آب به داخل دیوارمی باشد.
دیوارهای توخالی با مصالح بنایی
این دیوارهاشامل یک لایه خارجی و یک لایه داخلی است که فضایی رابین خوداحاطه کرده است.اگرهیچ اتصالی بین این دولایه وجودنداشته باشد، هوای داخلی دیوارجریان عبور رطوبت راقطع می کند وبدین طریق، مانع نفوذآب باران ازسطح خارجی دیواربه سطح داخلی آن می شود. ولی چنانچه ردیف هایی ازمصالح بنایی،دوجداره ی این نوع دیوارهارا به هم متصل کند،این اتصال پلی برای عبورآب محسوب می شود و بدین صورت باعث نفوذ رطوبت از جداره ی خارجی به جداره داخلی شده،مقاومت فضای داخلی دیوار را در برابرنفوذ رطوبت کاهش می دهد.
بهترین و کاملتریت دیواری که می تواند مانع نفوذ رطوبت درساختمان شود،دیواردوجداره ای شامل یک جداره ی ضخیم ،سنگین و نفوذپذیرداخلی است که مقاومت حرارتی مناسبی دارد و پوشش مقاوم و نفوذناپذیر خارجی نیزباشد. در فضای خالی بین این دو جداره باید امکان تهویه ی کامل هوا،همچنین تخلیه ی آب حاصل از تعریق وجود داشته باشد.در این صورت تعریق فقط درسطح داخلی لایه ی خارجی ایجاد می شود و هیچ آسیبی به دیواره اصلی یعنی لایه ی داخلی نمی رساند.
دیواره های نفوذناپذیر
این دیواره ها شامل بک لایه نفوذناپذیر در برابر آب یا بخار هستند.اگر این لایه در قسمت خارجی در دیوار قرار داشته باشد، جلوگیری از ایجاد تعریق در سطح داخلی دیوارممکن نیست و اگر در سطح خارجی این دیوار ترک یا سوراخی ایجاد شود،آب باران در این منافذ به داخل دیوار نفوذ می کند ولی امکان خشک شدن این رطوبت در سطح خارجی وجود ندارد.درنتیجه به طور دائم در داخل دیوارآب جمع می شود.در مواقع خاصی که به دلیل تجمع افراد، فشار بخار هوای داخلی اتاق بسیار زیاد باشد،ممکن است تمام دیوار اشباع شود.
اگر لایه ی نفوذ ناپذیر در قسمت داخلی دیوار قرار داشته باشد،تعریق بر روی سطح داخلی صورت می گیرد. ولی اگر این لایه با اندود نفوذپذیری پوشانده شود هنگامی که میزان تولید بخار در داخل زیاد است و مقداری از عروق ایجادشده- بدون آنکه دیده شود و اثری از خود برجای بگذارد- به داخل این لایه نفوذ می کند.
پوشش های نفوذناپذیر
اگر میزان نفوذناپذیری اندود خارجی یا مصالح دیوار زیاد باشد سطح خارجی دیوار را می توان با مواد ضدرطوبتی پوشاند. به طور کلی می توان گفت پوشش های سیلیکانی موثر از پارافین یا رنگ های سیمانی هستند.
پوشش های مانع عبور و خروج بخار از سطح خارجی می شونداگر دیوارقبل ازپوشش تر باشد یا در اثر تعریق مرطوب شود،پوشش فوق مانع خشک شدن دیوارمی شود از این روپوشش های پلاستیکی تنها باید برای پوشاندن دیوارهای ترک داری که درمعرض فشارهای ناشی ازانقباض و انبساط هستندودر صورتی که امکان استفاده ازروش های دیگروجودنداردمورد استفاده قرارگیرد.
تاثیر بادبر تهویه طبیعی ساختمان
عملکرد تهویه ونیاز به آن درساختمان
وضعیت تهویه ی طبیعی یا میزان تعویض هوای داخل ساختمان ازجمله عوامل اولیه ی تعیین کننده ی سلامت و آسایش است.تهویه ی طبیعی به دوصورت مستقیم و غیرمستتقیم برانسان تاثیرمی گذارد.ازیک سوپاکی وسرعت جریان هوادر داخل ساختمان به طورمستقیم بر انسان می گذارد وازسوی دیگر وضعیت تهویه ازطریق تاثیربردما ورطوبت هواوسطوح داخلی ساختمان به طورغیرمستقیم انسان راتحت تاثیر قرار می دهد.
به طورکلی تهویه ی طبیعی در داخل ساختمان دارای سه عملکرد مختلف است که به ترتیب عبارتنداز:
۱ – تامین هوای قابل تنفس در داخل ساختمان ازطریق جانشین ساختن هوای تازه ی خارجی باهوای آلوده و مصرف شده ی داخلی اکسیژن موردنیاز برای تنفس ساکنین وسوخت وسایل داخل ساختمان راتامین کند و انباشته شدن در اکسیدکربن همچنین ایجاد بو در داخل جلوگیری نماید. وقتی وسایل گرم کنننده یا وسایل پخت و پز داخل ساختمان فاقد دودکش باشد،میزان تعویض هوا باشد درحدی نگه داشته شود که مقداراکسید کربن و سایرگازهای حاصل ازسوخت این وسایل به میزانی نرسد که سلامت ساکنین آن را به مخاطره بیندازد.
۲ – ایجاد اسایش فیزیکی ازطریق بالا بردن میزان کاهش دمای اضافی بدن با تبخیرایجادشده برروی پوست
سرعت مطلوب جریان هوابرای ایجاد آسایش در داخل ساختمان به دمای آن بستگی دارد.هرچه هوا گرم ترباشد این سرعت بایدبیشتر باشد..وقتی از۳۵ درجه ی سانتی گراد گرم تر باشد افزایش سرعت هوا باعث افزایش حرارت جذب شده ی بدن ازطریق جابه جایی می شود.ولی اثر نهایی سرعت بادبر بدن به رطوبت هوای در حال جریان نوع پوشش و قدرت متابولیکی بدن بستگی دارد.
۳ – ایجاد اسایش فیزیکی در داخل ساختمان ازطریق خنک سازی توده ی مصالح ساختمان هنگامی که هوا ی داخل گرم تر از هوای خارج است. ظرفیت حرارتی هوا بسیارکم است.ازاین رو اگر اتاقی تهویه نشودهوای داخل آن به اندازه سطوح داخلی اطرافش گرم می شود و دمای هوای داخلی اتاق درحدی نزدیک به میانگین دمای سطوح خارجی دیوار های اتاق نوسان می یابد.به طورکلی نسبت بین میانگین دمای هوای داخل و خارج اتاق به رنگ سطوح خارجی دیوارهای اتاق بستگی دارد.هرچه رنگ سطح خارجی دیوارهاتیره تر باشد هوای اتاق گرم تر می شود.ولی میزان نوسان دمای های داخلی به ظرفیت و مقاومت حرارتی مصالح نوسان دمای سطوح خارجی دیواربستگی دارد.
وقتی ساختمانی تهویه شودبین هوای واردشده به اتاق و هوای داخل اتاق تبادل حرارتی صورت می گیرد.در تنیجه دمای هوای داخل به اندازه ی اختلاف بین دو دما تغییر می یابد.
اگر رنگ سطح خارجی خاکستری باشد،تهویه باعث کاهش میزان حداقل و حداکثر دمای هواو سطح دیوارهای غربی می شود.ولی هنگامی که سطح خارجی دیوار سفید باشد حداکثر دمای هواوسطح داخلی بسته به نوع مصالح دیوارافزایش یا کاهش می یابد.درهرصورت تهویه باعث کاهش حداقل دمای داخلی می شود.البته اگر رنگ سطح خارجی تیره باشداین کاهش بسیار بیشتر اززمانی است که رنگ آن روشن است.اگرسطح خارجی سفید باشد،تهویه ی شبانه بیشتری در خنک سازی هوای داخلی دارد تا تهویه ی روزانه. حتی وقتی نمونه های سفید رنگ هنگام روزتهویه شود دمای هوای داخلی آنها افزایش می یابد.
نوع مصالح و ضخامت دیوارهای آن نیز درشرایط کمی تهویه تاثیرگذاراست بویژه اگر رنگ سطوح خارجی آن خاکستری باشد. برای دیوارهایی با مصالح یکسان مقدار کاهشیکه ازطریق تهویه ی دائم در حداکثردمای هوای داخلی ایجاد می شود با ضخامت دیوارنسبت معکوس دارد و برای دیوارهایی باضخامت یکسان، تاثیر خنک سازی تهویه با ظرفیت و مقاومت حرارتی مصالح آن ها نسبت عکس دارد بنابراین می توان گفت دیوارهای بتنی خاکستری بیشتری تحت تاثیر تهویه قرار می گیرند تا دیوارهایی از جنس بتن سبک و با همان ضخامت .ساختمان هایی که رنگ رنگ سطح خارجی آن ها سفید دارای مصالح ساختمانی باظرفیت و مقاومت حرارتی متوسط پنجره ها نسبتاکوچیک و مجهزبه سایه بان های موثرمی باشند دمای هوای دداخلی آنها هنگام روزپایین ترازدمای هوای خارج است.ولی ساختمان هایی که رنگ سطح خارجی دیوارهایشان تیره است یا دارای پنجره های بزرگ بدون سابه بان موثرهستند هنگام روز هوای داخخای آنهانسبت به هوای خارج گرم ترمی شود. میزان اهمیت تاثیر تهویه در تغییر دمای هوای داخلی ساختمان به رنگ سطح خارجی دیوارها،اندازه پنجره هاو کیفیت سایه بان آنها بستگی دارد.
نیاز تهویه در ساختمان باتوجه به نوع اقلیم
در مناطق سردسیر یا در ماه هایی که هوابسیارسرد و رطوبت آن بسیارکم است ورود هوای خارج به داخل ساختمانوگیری کند در را باید به حداقل میزان ممکن رساند.وظیفه ی تهویه در این شرایط کنترل تعویض هوای داخلی در حدی است که ازآلوده شدن آن جلوگیری کند در این مناطق افزودن رطوبت به هوای داخلی ساختمان خا در ماه های سرد ضروری است.در مناطق گرم یا در ماه هایی که هوا گرم است وظیفه ی اصلی تهویه این است که با به جریان انداختن هوا در اطراف بدن،عرق جمع شده بر روی پوست به سرعت تبخیر می شودو بدین طریق بویژه در مناطق گرم و مرطوب ازطریق تبخیرعرق باعث کاهش دمای موثر شده شرایط آسایش را فراهم سازد.در این شرایط مقدارهوا در منطقه هوای تعویض شده اهمیتی ندارد. ولی سرعت جریان هوا در منطقه ای که افرادفعالیت می کنند حائزاهمیت است.در مناطق گرم و مرطوب تهویه باید به صورتی انجام شود که سرعت هوای داخل به حدود۲متردر ثانیه برسد.در مناطق گرم وخشک باید میزان تهویه در روز را به حداقل ممکن رساند تاحدی که بتوان از آلودگی هوای داخل جلوگیری کرد.از آنجایی که در این مناطق هنگام عصروشب می توان پنجره ها را کاملابازکرد و بدین طریق میزان آلودگی هوای داخل را کاهش داد.میزان تهویه موردنیاز در روز حتی ممکن است ازمیزان تهویه در مناطق سردسیر نیز کمترباشد.در این مناطق هنگام عصروشب که هوای خارج معمولا خنک تر از هوای داخل ساختمان است با ایجاد کوران در داخل ساختمان می توان از تاثیر گرمای سطوح داخلی دیوارها در هوای داخلی نتیجه گرم شدن هوای داخل ساختمان جلوگیری کرد.
معیار ارزیابی شرایط تهویه در داخل ساختمان
سرعت مطلوب جریان هوا در اتاق به نوع فعالیت،خصوصیت اقلیمی، دما،رطوبت هوا و فعالیت فیزیکی افراد بستگی دارد . به طور مثال در اتاق نشیمن یک ساختمان مسکونی که معمولا افراد همیشه در حالت نشسته هستند بهترین شرایط در صورت جریان اصلی هوا در ارتفاع سر وشانه افراد (ارتفاع حدود۷۰تا ۱۲۰) می باشد. در اتاق خواب بویژه در مناطق گرم و مرطوب جریان اصلی هوا باید کمی بالاتر ازسطح تخت خواب (۵۰ تا ۸۰) می باشد در اتاق های اداری و کلاس ها حتی در مناطق گرم ومرطوب سرعت زیاد جریان هوا در ارتفاع میزهاباعث اختلال در کار می شود در صورتی که جریان اصلی هوا باید درارتفاع ۱۲۰ تا ۱۵۰ می باشد.
عواملی از طرح ساختمان که در تهویه ی آن تاثیر دارد
شکل و الگوی حرکت هوادر داخل یک اتاق تحت تاثیر دوعامل چگونگی فشارهوا در اطراف ساختمان و اینرسی هوای در حال حرکت در داخل ساختمان قرار دارد. وقتی در دیوار رو به باد اتاق پنجره تعبیه شده باشد فشار هوای داخل در این قسمت تا حدی افزایش می یابد که به فشار هوای سطح خارجی پنجره برسد.اگر در دیوار پشت به باد نیز پنجره ای تعبیه شده باشد فشار هوای داخلی در این قسمت نیز تا حدی که برابر فشار هوای سطح خارجی پنجره شود کاهش می یابد. در هردو حالت میانگین فشار هوای داخل و خارج متعادل می شود.اگر این پنجره ها بازشوند هوا از منطقه ی فشار به منطقه ی مکش جریان می یابد.وقتی جهت وزش باد وخطی که مرکز این دو پنجره را به هم متصل می کند بر هم منطبق شودهوای واردشده به اتاق بدون آنکه تغییر جهت دهد از پنجره پشت به باد خارج می شود.ولی وقتی جهت وزش باد وخط مزبور به هم منطبق نباشد هوا پس از ورود به اتاق در جهت اصلی خود حرکت می کند تا به یک دیوار برخوردکند یا سرعت آن کاهش یابد سپس به سمت پنجره ی پشت به باد حرکت می کند.
موقعیت پنجره و تاثیر آن در وضعیت تهویه ی طبیعی
اگر اتاقی دارای پنجره هایی در قسمت های رو به باد و پشت به باد باشد هنگامی که باد به طور عمودی به پنجره ی رو به باد بوزد هوا از پنجره ی پشت به باد خارج می گردد. در نتیجه در این حالت نقاطی از اتاق که در مسیر جریان هوا قرار ندارد بطور موثر تحت تاثیر جریان هوا قرارندارد به طور موثر تحت تاثیر جریان هوا قرار نمی گیرد. ولی هنگامی که جهت وزش باد نسبت به هوای رو به مایل باشد تقریبا تمام نقاط اتاق تحت تاثیر جریان هوا قرار می گیرد و باد با یک حرکت دایره ای شکل در طول دیوارها و گوشه های اتاق به جریان می افتد اگر پنجره های اتاقی در دیوارهای مجاورهوا تعبیه شده باشند وضعیت تهویه ی طبیعی زمانی مطلوب است که جهت وزش باد عمود بر سطح پنجره ی رو به باد باشد.
با فرض آنکه تهویه مطلوب نتیجه ی وزش عمودی باد برسطح پنجره است برای استفاده از نیروی باد در ایجاد تهویه ی طبیعی باید ساختمان را رو به شرق یاغرب بناکرد که این جهت قرارگیری بویژه در مورد ساختمان هایی باپلان مستقیم و کشیده مشکلات فراوانی از نظر ایجادسایه ی موثر بر روی پنجره های این دوسمت ایجاد می کندبه همین دلیل در این مناطق بهترین جهت قرار گیری ساختمان در ارتباط با وزش باد و تابش آفتاب با هم مغایرت دارند و نتایج فوق نشان می دهد که در مناطقی که باد های مطلوب از سمت غرب یا شرق می وزد با۴۵ درجه چرخاندن نمای اصلی ساختمان به طرف جنوب شرقی یا غربی می توان تهویه ی طبیعی مناسبی در داخل اتاق ها ایجاد کرد. در این جهت قرا گیری با استفاده از سایبان های کم عمق می توان از تابش مستقیم آفتاب به پنجره های جنوب غربی یا شرقی ساختمان جلوگیری کرد.اگر بادهای مطلوب از شمال غربی ،جنوب غربی، شمال شرقی یا جنوب شرقی بوزد با انتخاب جهت شمالی جنوبی برای ساختمان می توان تهویه ی مطلوب را در آن ایجاد کرد.این جهت از نظرکنترل تابش آفتاب بر پنجره های جنوبی بسیارمناسب است.
ایجاد کوران در اتاق هایی با یک پنجره در دیوارخارجی
در شرایط معمولی اگر پنجره های اتاق تنها در یک دیوار خارجی آن تعبیه شود.میزان تهویه ی طبیعی در این اتاق بسیارکم است.تا تعبیه دو پنجره که اگریک طرف سطح خارجی هریک ازدو پنجره یک تیغه ی عمودی کشیده شود بطورمصنوعی می توان منطقه ی فشار و مکش ایجاد کردو بدین وسیله سرعت جریان هوا در داخل اتاق را تا حد مطلوبی افزایش داد.وجود چنین تیغه هایی در یک طرف هریک ازاین دو پنجره باعث می شود هواازیک پنجره ی اتاق وارد و از پنجره ی دیگر خارج شود بدین طریق در داخل اتاق کوران ایجاد می شود.برای مثال در مورد درها وپنجره ها می توان ایوانک هایی طراحی کرد که با استفاده ازتیغه های عمودی شرایط مناسبی برای ایجاد کوران بوجود آید.
تاثیر اندازه ی پنجره
تاثیر اندازه ی پنجره های اتاق در شرایط تهویه داخل آن تاحدزیادی بوجود یا عدو وجود کوران بستگی دارد.در اتاق هایی که پنجره های آن فقط دریک طرف دیوار قراردارند اندازه ی پنجره ها تا حدبسیارکمی در سرعت جریان هوا در آن اتاق تاثیر دارد.فقط در مواردی که باد بصورت مایل به سمت پنجره می وزد افزایش اندازه ی پنجره باعث افزایش سرعت عوای داخل اتاق می شود. در اتاق هایی که در آن کوران ایجاد شده افزایش اندازه ی تنها یک پنجره تاثیر بسیارکمی در سرعت هوای داخل اتاق دارد حتی وقتی اندازه ی پنجره ی ورود و خروج هوا هر دو بیشتر شود افزایش سرعت هوا به سمت افزایش اندازه ی پنجره ها نیست اگر پنجره های این اتاق به این گونه های تغییر یابد که پنجره پشت به باد بزرگتر از پنجره های رو به باد باشد حداکثر و میانگین سرعت جریان هوای داخلی تا حدزیادی افزایش می یابد.حال آنکه حداکثرسرعت جریان هوای داخلی به نسبت اندازه ی پنجره ی خروجی به پنجره ورودی بستگی داردو افزایش این نسبت باعث افزایش حداکثرسرعت هوای داخلی می شود.در این مورد باید به این موضوع نیز توجه داشت که ترکیب یک پنجره ی رو به باد کوچک و یک پنجره ی رو به باد بزرگ باعث می شود حداکثر سرعت هوا در منطقه ی کوچکی از اتاق متمرکز می شود و در بقیه ی نقاط اتاق سرعت جریان هوا کاهش می یابد.
تاثیر محل عمودی پنجره در شرایط تهویه ی طبیعی
تغییر جهت باد ها در سطح عمودی نسبتا کمتراست. با دقت در طرح و تعیین ارتفاع کف پنجره های یک اتاق می توان سرعت هوا در سطح عمودی داخل آن اتاق را به بهترین نحو کنترل کرد.
ارتفاع کف پنجره و نوع بازشوی پنجره ی رو به باد اهمیت بیشتری در تعیین جهت وسرعت حرکت باد در داخل اتاق داردتا مشخصات محل خروج باد تغییر ارتفاع کف پنجره ممکن است تا حد زیادی سرعت جریان هوای داخلی اتاق تاثیرچندانی ندارد.
تاثیر جهت و نوع بازشوی پنجره
نوع نحوه ی باز شدن ارتفاع محل نسب همچنین نوع و محل سایه بان پنجره ها تاثیر فراوانی در شکل و سرعت هوا در داخل اتاق دارد اگر پنجره ی رو به باد در وسط دیوار و پنجره ی پشت به باد در قسمت فوقانی دیوار قرار داشته باشد هوا پس از ورود به اتاق به طرف بالا هدایت شده از پنجره ی پشت به باد خارج شود. در نتیجه ، جریان هوا در منطقه ای که ساکنین اتاق حضور دارند تاثیری نخواهند داشت . ولی اگر در این حالت در قسمت فوقانی دیوار یک سایه بان افقی تعبیه شود به دلیل ایجاد منطقه ی پرفشارتری در بالای پنجره جریان هوا به طرف پایین رانده شود.حال اگر در قسمت فوقانی پنجره یک نقاب افقی متمایل به پایین نصب شود دوباره جریان هوا به طرف سقف منحرف می شود با حفظ این شرایط اگر محل پنجره خروجی باد را ازبالا به پایین تغییر دهیم هوا پس از برخورد به سقف از قسمت انتهایی اتاق به پایین هدایت شده از پنجره ی خرروجی خارج می شودیعنی تغییری در شکل حرکت هوا در اتاق ایجاد نمی شود.حال اگر سایه بان و نقاب پنجره را برداریم و پنجره ی رو به باد را به طرف پایین انتقال دهیم، جریان هوا به طرف کف اتاق و سپس به طرف پنجره خروجی هدایت می شود.
نوع بازشوی پنجره ها نیز در چگونگی حرکت هوا در داخل اتاق تاثیر می گذارد و قتی بازشوی پنجره ایی لولایی را ریلی باشددر سطح افقی بازشود این بازشو هیچ تغییری در شکل اصلی حرکت هوا که در اثر اختلاف فشار درسطح دیوار روبه بالا بوجود می آید نخواهد داشت.ولی پنجره هایی که حول یک محور افقی بازمی شوند هوا را به طرف بالا هدایت می کنند مگر آنکه بازشوی آنها کامل بصورت افقی قرار داده شود. بنابراین مناسب ترین محل نصب این پنجره ها قسمت هایی پایین تر از مکانی است که ایجاد هوا در آن مورد نیاز است.
تاثیر محوطه ساختمان در کنترل جهت و سرعت باد
حرکت توده های بزرگ هوا را که در اثر اختلاف فشار هوابوجود می آید نمی توان تغییر داد ولی سرعت و جهت حرکت بادهایی که نزدیکی سطح زمین جریان دارند تاحدودی قابل کنترل است در این موارد اسطکاک مقاومت و ممانعتی که درختان و دیوارها در مقابل وزش باد بوجود می اندازد بطورکاملا موثری می توان مورد استفاده قرارگیرد.
بادشکن ها
بادشکن جریان هوا را به طرف بالا منحرف می کند و در فاصله ای که این جریان هنوز بطرف زمین برنگشته است، محوطه ی نسبتا آرام و حفاظت شده ای را بوجود می آورد.نوع بادشکن، درجهت و شکل جریان هوا و مساحت منطقه ای حفاظت شده تاثیر دارد.چرخش و پیچیدگی جریان هوا در قسمت فوقانی بادشکن های جامد و یکپارچه یا دیوارها کاریابی این بادشکن ها را کاهش می دهد و بطور کلی کمربند ضخیم و متراژکمی از درختان از نظر حفاضت در برابر باد دارد. اگر چه با استفاده از درختان نمی توان ۷۵ درصد ازسرعت باد را کاهش دارد،ولی هنگامی که درخت بعنوان بادشکن مورد استفاده قرار می گسرد وسعت محدوده ی حفاظت شده در برابر باد بیشتر است. پس از درخت صفحات عمودی بهتریت نوع بادشکن محسوب می شود.
میزان کاهش سرعت باد در محدوده ی رو به باد تمامی باد شکن ها تقریبا یکسان و بطور کلی ناچیز است. کاهش سرعت باد هنگام برخورد با بادشکندر زاویه ی مایل است. اگر ساختمانی عمودبر جهت باد قرار گیرد باد با حداکثر سرعت خود به دیوار های آن می وزد. ولی اگر باد بازاویه ۴۵ درجه با ساختمان بوزد سرعت آن در محل برخورد آن تا حدود ۵۰ تا ۶۶ درصد سرعت باد اصلی کاهش می یابد.
تاثیر عنوان بادشکن ها در الگوی حرکت باد در نزدیکی ساختمان
امکان استفاده ازتاثیر محیط اطراف ساختمان بر نحوه ی حرکت سرعت باد پیرامون ساختمان های یک طبقه باعث می شود در انتخاب جهت قرارگیری ساختمان، آزادی عمل بیشتری داشته باشیم.
هنگام انتخاب و جایگزینی این عناصر مانند بوته ها،دیوارها ، نرده ها باید توجه داشتکه در فصل تابستان مانع به جریان افتادن نسیم ها و جریان های خنک کننده به طرف ساختمان نشوند.
