تابش آفتاب و تاثیر آن بر ساختمان و محیط اطراف

• موقعیت خورشید :

در هر نقطه از سطح زمین ، مسیر حرکت خورشید در آسمان در روزهای مختلف سال متفاوت است.

موقعیت خورشید را در هر منطقه و در هر زمان میتوان به وسیله دو زاویه یکی زاویه تابش و دیگری جهت تابش مشخص کرد :

• زاویه تابش زاویه ای است که بین امتداد پرتو خورشید و سطح افق تشکیل می شود.
• جهت تابش زاویه ای است که که بین تصویر امتداد پرتو خورشید بر صفحه افق و شمال واقعی پدید می آید.

تغییرات روزانه و سالانه زاویه تابش و جهت تابش به عرض جغرافیایی محل بستگی دارد .

تابش آفتاب با ساطع شدن پنج نوع پرتو یک ساختمان را تحت تأثیر قرار می دهد  :

• پرتو مستقیم
• پرتو پراکنده از آسمان
• پرتو بازتابیده از سطوح اطراف
• پرتو ساطع شده از زمین و اجسام گرم شده با طول موج بلند ( بازتاب حرارتی )
• پرتو ساطع شده از ساختمان به آسمان با طول موج بلند ( بازتاب حرارتی)

مقدار انرژی خورشیدی تابیده به یک سطح به زاویه برخورد پرتو خورشید به سطح مورد نظر بستگی دارد .

در یک نقطه از سطح زمین و در یک زمان معین مقدار انرژی خورشیدی تابیده به سطوحی که نسبت به پرتو خورشید زوایای مختلفی دارند، کاملاً متفاوت است .

هر چه شدت تابش خورشید بیشتر و زاویه تابش نسبت به سطح قائم تر باشد ، میزان دریافت تابش و در نتیجه گرمای تولید شده روی سطح بیشتر خواهد بود .

هر چه زاویه ی تابش اشعه ی خورشید به سطح مایل تر باشد ، میزان گرمای تولید شده در سطح کمتر خواهد بود. زیرا نسبت شدت تابش به سطح توزیع اشعه کاهش می یابد و در نتیجه به هر واحد سطح گرمای کمتری می رسد.

• تابش افتاب بر سطوح قائم :

دیوارهای جنوبی بیشترین مقدار پرتو آفتاب را در ماه های آذر و دی و کمترین مقدار آن را در ماه های خرداد و تیر دریافت می کنند . این دیوارها از مهر تا اسفند پرتو آفتاب را از طلوع تا غروب دریافت می کنند .

دیوارهای شمالی فقط بین فروردین تا شهریور ماه صبح زود و آخرین ساعت های بعد از ظهر در معرض تابش آفتاب قرار می گیرند .

• تابش افتاب بر سطوح افقی :

سطوح افقی و بام های مسطح در تابستان بیشترین و در زمستان کمترین مقدار پرتو 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.

در طراحی دو عامل اصلی میزان تابشی را که به سطح می رسد ،  کنترل می کنند :

• اول - جهت قرارگیری سطح نسبت به خورشید که تعیین کننده ی زاویه ی برخورد اشعه به سطح است.
• دوم - مساحت سطح زیر تابش

به همین دلیل است که باید در اولین مراحل طراحی تصمیم های لازم درباره ی جهت استقرار و کشیدگی افقی یا عمودی ساختمان گرفته شود. مناسب ترین طراحی آن است ، که ساختمان نسبت به خورشید در جهتی قرار داده شود که بیشترین گرما را در روزهای سرد و کمترین گرما را در روزهای گرم از آن دریافت کند. این جهت را میتوان جهت بهینه نامید .

همچنین بهتر است فرم ساختمان طوری باشد که بیشترین سطح نما و بیشترین فضاها در جهت بهینه قرار بگیرند .

• تأثیر رنگ در مقدار انرژی خورشیدی جذب شده در یک سطح :

اگر سطحی به رنگ روشن باشد مقدار حرارت جذب شده در آن سطح در اثر دریافت پرتو آفتاب کم است و درجه حرارت هوای پیرامون آن سطح ، تأثیر بیشتری در حرارت تولید شده در آن سطح دارد.

وقتی رنگ یک سطح خارجی تیره باشد ، تأثیر تابش آفتاب در حرارت تولید شده در آن بسیار بیشتر از تأثیر درجه حرارت هوای پیرامون آن سطح است.

• تأثیر بافت سطوح در مقدار انرژی خورشیدی جذب شده :

هرچه سطح زبر تر و ناصاف تر باشد ، مقدار انرژی بیشتری جذب می کند ، چرا که در سطوح صیقلی بیستر پرتوهای تابش شده منعکس می شود . بنابراین در مناطقی که شدت تابش آفتاب زیاد است ، استفاده از بافت صاف با رنگ روشن مناسب است .