سايه بان همواره يکی از عناصر مهم در معماری بوده و نقش آن در کنترل میزان نفوذ مستقیم نور خورشید به فضای داخل ساختمان انکارناپذير است .
سايبان های خورشیدی از اثرگذارترين راهکارهای کاهش مصرف انرژی و بهبود آسايش حرارتی هستند
سایبان ها در تابستان های گرم و زمستان های سرد می توانند نقش مهمی در کنترل از دست دادن انرژی و دريافت اشعه های خورشیدی داشته باشند و همچنین می توانند نقش مهمی در کاهش مصرف انرژی بازی کنند .
ايجاد سايه بر روی پنجره ها، سقف و ديوارها به خصوص ديوار شیشه ای مانع تابش مستقیم آفتاب بر روی سطح می شود و در نتیجه، حرارت ايجاد شده ناشی از تابش آفتاب در فضای پشت سطوح و داخل بنا را به شدت کاهش می دهد .
تاثیرات سایه بان :
- کنترل تابش مستقیم آفتاب
- کنترل نور
- منظره و تهویه طبیعی
مقایسه سایه بان های خارجی با داخلی :
سایه بان های خارجی تا ۹۰ درصد و سایه بان های داخلی (پرده ، کرکره) تنها ۲۰ تا ۲۵ درصد اثر حرارتی تابش آفتاب را در اتاق کاهش می دهند.
هر چه رنگ سایه بان ها تیره تر باشد ، اختلاف بین کارایی انواع داخلی و خارجی این سایه بان ها بیشتر می شود. با استفاده از سایه بان هایی چون پنجره های کرکره ای چوبی خارجی ، می توان از نفوذ بیش از ۹۰ درصد از انرژی حرارتی خورشیدی ناشی از تابش آفتاب بر پنجره به داخل جلوگیری کرد. سایه بان های متحرک داخلی تیره رنگ ( پرده ، کرکره) ۷۰ تا ۸۰ درصد انرژی خورشیدی تابیده به پنجره را به داخل منتقل می کنند.
سایبان خارجی بهتر از داخلی است به دلیل اینکه سایبان داخلی باعث پدید آمدن پدیده گلخانه بین پنجره و پرده می شود.
سایبان های خارجی را میتوان به دو دسته کلی زیر تقسیم نمود :
1- سایه بان های متحرک و قابل کنترل می توانند انتقال نور و گرمای خورشید را به طور دلخواه کنترل کنند.
2- سایه بان های ثابت عملکرد مشخصی دارند که به جهت و شکل هندسی ساختمان و تغییر موقعیت خورشید در فصل های مختلف سال بستگی دارد .
کارایی سایه بان های خارجی به موارد زیر بستگی دارد :
- رنگ
- محل نصب آنها نسبت به پنجره
- شرایط تهویه طبیعی ساختمان
عملکرد سایه بان های ثابت به موارد زیر بستگی دارد :
- موقعیت ساختمان
- تغییرات روزانه و سالانه موقعیت خورشید
درحالی که سايه بان های ثابت معمولاً تک منظوره و برای ايجاد سايه در مقابل تابش خورشید هستند، سايه بان های متحرک، چند منظوره بوده و برای موارد زیر در ساختمان به کار می روند :
- کنترل گرمای کسب شده
- ممانعت از چشم زدگی
- جريان مناسب نور
بهترین سایبان در جهت های مختلف :
- ساییان افقی مناسب برای تابش قائم : جبهه جنوب
- سایبان عمودی مناسب برای تابش مایل: جبهه غرب
نقاب (ماسک) سایه :
در نظر بگیرید جسم کدری در مقابل چشمان ناظر به گونه ای قرار گرفته است که بخشی از نیم کره آسمان از دید او مخفی می ماند. بدیهی است خورشید به هنگام عبور از این بخش از دید ناظر مخفی خواهد ماند. در نتیجه ناظر هم در سایه خواهد بود.
اصول ترسیم نقاب سایه اجسام :
- نقاب سایه خط مستقیم : خطی است منحنی
- نقاب سایه خط قائم : خطی است مستقیم
منظور از عمق مناسب سایبان، عمقی است که :
- در اوقات گرم سال از تابش خورشید به داخل ممانعت به عمل آید
- و در اوقات سرد برای استفاده از گرمای تابشی خورشید امکان ورود تشعشع خورشید به داخل فراهم شود.
برای اطمینان از اینکه سایه بان جنوبی مانع تابش خورشید در زمستان نمی شود ، بایستی عمق نفوذ آفتاب به داخل اتاق و ارتفاع سایه ای را که در نتیجه عمق سایه بان پنجره جنوبی در این فصل بر روی شیشه می شود ، در سردترین روز سال محاسبه و بررسی کرد . معمولا در ساعت ۱۲ در روز اول دیماه محاسبه می شود.
برای محاسبه انرژی خورشیدی و یا ابعاد سایه بان از نمودار مسیر حرکت خورشید استفاده می شود :
در این نمودار افق به شکل دایره است که ساختمان در مرکز آن قرار دارد و مسیر حرکت خورشید در آسمان به شکل منحنی هایی ترسیم شده است که از شرق دایره افق به غرب آن کشیده شده است . با استفاده از این نمودارها میتوان موقعیت خورشید را در هر روز و در هر ساعت تعیین کرد.
زاویه تابش بین صفر و نود درجه به شکل دایره های متحد المرکز نشان داده شده است که به فاصله ۱۰ درجه از یکدیگر قرار دارند.
جهت تابش به صورت خطوطی است که از محیط دایره افق به مرکز دایره ها که محل ساختمان است کشیده شده است و بین صفر در شمال و ۱۸۰ در جنوب تقسیم شده است.
چنانچه مسیر مورد نظر در نمودار قرار نگیرد ، با در نظر گیری میانگین دو نمودار ، میتوان زوایای مورد نظر را به دست آورد .
- انتقال نقاله سایه یاب و محاسبه زاویه سایه بان افقی و یا عمودی :
نقاله سایه یاب را با شعاع یکسان بر دیاگرام خورشیدی متناظر با عرض جغرافیایی مربوطه قرار داده و زوایای سایه بان افقی و عمودی (قائم) را محاسبه می کنیم که بیشترین میزان همپوشانی منطقه نیاز به سایه را داشته باشد.
این محصول ، شامل سه پاورپوینت در مورد سایبان ها در معماری می باشد که در آنها موضوعات مختلفی نظیر انواع سایبان ، طراحی و محاسبه سایبان ، به دست آوردن عمق مناسب سایبان ، نقاب سایه ، استفاده از ایده گنبد آسمان و نمودارهای مسیر خورشیدی و ... مورد بحث و بررسی قرار گرفته است .