بررسی رفتار پنجره در برابر نور خورشید

-مهمترين بخش بنا، به منظور دريافت انرژی خورشید، پنجره است که ورق های شیشه در ابعاد گوناگون در آن جا می گیرد.

-رفتار پنجره در برابر شعاع تابش خورشید به اندازه و مکان قرارگیری آن در جهات گوناگون بنا بستگی دارد. برای کنترل اين رفتار و متناسب ساختن آن با نیازهای انسان، کسب آگاهی هايی ضروری به نظر می رسد.

-هر نوع پنجره بدون در نظر گرفتن جهت آن، انرژی گرمايی را به صورت جابه جايی، هدايت و تشعشع انتقال می دهد. نفوذ تابش خورشید به داخل بنا در زمستان و جلوگیری از انتقال انرژی گرمايی داخل به خارج، نقش موثری در گرم کردن بنا دارد؛ از طرفی نفوذ خورشید از پنجره به داخل بنا به زاويه ورود و طول تابش خورشید در روز بستگی دارد .

-زاويه ورود به دو صورت بر مقدار تابشی که از پنجره به داخل عبور میکند ، تاثیر میگذارد:

• مشخص میکند که چه مقدار از تابش تابیده خورشید به پنجره منعکس يا جذب شده يا به داخل نفوذ کرده است.
• سطح موثر پنجره (عمود بر شعاع تابش) را مشخص میکند.

-به طور کلی عملکرد پنجره ها را در چهار بخش کلی زير می توان خلاصه نمود:

• تامین روشنايی روز
• ايجاد ارتباط بصری
• تامین هوای تازه
• کنترل بارهای حرارتی و برودتی

-بهترين محل قرارگیری پنجره در نمای بنا جايی است که :

• پنجره حداکثر انرژی گرمايی خورشید را در زمستان
• و حداقل تابش را در تابستان دريافت کند.

-مطالعات نشان می دهد که نمای جنوبی بنا ، سه برابر ديگه جبهه های ساختمان در زمستان تابش خورشید دريافت می کند. در تابستان شرايط کاملا برعکس است: جبهه جنوب، در قیاس با بام و جهات شرقی و غربی ساختمان، در تابستان تابش کمتری دريافت می کند.

• کمیت قانون روشنایی روز :

چون روشنايی روز دينامیک است و بر اساس روز و فصل تغییر میکند، کمیت روشنايی داخلی و بیرونی به زمان وابسته است. متعاقبا، ما نمی توانیم مقادير روشنايی داخلی يک اتاق را بدون در نظر گرفتن مدت روشنايی تعیین کنیم.  اقداماتی که خواهان نور طبیعی معین در داخل ساختمانها هستند، به اين حقیقت اشاره دارند.

• میزان روشنایی ایجاد شده توسط پنجره ها :

میزان روشنايی که توسط پنجره ها ايجاد می شود، در نزديکی پنجره حداکثر و با دورشدن از پنجره کم می شود که اين کاهش به صورت خطی نیست. چنانچه ارتفاع اتاق و پنجره هر دو ثابت باشند، تاثیر عمق اتاق بر میزان روشنايی در سطح کار حائز اهمیت است. هرقدر عمق اتاق بیشتر میشود، میزان شدت روشنايی متوسط به دلیل پخش شدن مقدار معینی از نور بر سطح وسیع تر، کاهش می يابد. نحوه توزيع نور در داخل فضا بستگی به نوع آسمان نیز دارد. عمق نفوذ نور پراکنده از پنجره تحت شرايط آسمان ابری بیشتر از آسمان صاف (صرف نظر از تابش) است.

علاوه بر شرايط آسمان ، موارد زیر نیز بر بر نحوه توزيع نور در فضا تاثیر می گذارند :

• ارتفاع و عرض پنجره
• محل قرارگیری پنجره بر روی ديوار
• سايه بان
• جهت گیری پنجره
• و ضريب انعکاس مصالح بکار رفته در داخل اتاق

به طور کلی چهار روش جهت کاهش حرارت کسب شده از آفتاب از طريق پنجره که تحت کنترل طراحی هستند ، عبارتند از:

• جهت قرارگیری و ابعاد و تناسبات پنجره
• شیشه های مخصوص و قاب مناسب
• سايه بان خارجی
• سايه بان داخلی

-با تعمق روی نمودار مسیر حرکت خورشید، به علت اين که خورشید در اوقات مختلف سال دارای زاويه ی سمت و ارتفاع متفاوت می باشد، می توان ابعاد و تناسبات پنجره های جبهه های مختلف بنا را جهت ورود يا عدم ورود نور خورشید به داخل بنا بدست آورد.

-با توجه به زاويه ی حرکت خورشید در زمستان و تابستان، بازشوهای جنوبی از حداکثر تابش خورشید در زمستان و حداقل اشعه ی خورشید در تابستان بهره مند میشود. پخشايش بهتر حرارت دريافتی خورشیدی در روز نسبت به ساير جهات و همچنین خطر کمتر بیش گرمايی در فصل تابستان از فوايد ديگر اين جبهه می باشد. بنابراين جهت جنوب بهترين جهت برای قرارگیری جداره های نورگذر می باشد .

-استفاده از پنجره های بزرگ (کشیده و افقی) در اين جبهه که میزان دريافت حرارت خورشیدی را در زمستان افزايش داده و مصرف نهايی انرژی را کاهش دهد و آسايش حرارتی انسان در فضاهای داخلی را بهبود می بخشد، پیشنهاد می گردد . با توجه به انتقال سريع حرارت از طريق شیشه به داخل ساختمان و نیاز به اين حرارت در صبحگاه زمستان که ساختمان کاملا سرد شده است، می توان جداره های نورگذر را با حداکثر  30 درجه چرخش از جنوب به طرف جنوب شرق تعبیه نمود.

-بازشوهای شمالی کیفیت نور بهتری را برای فضاهای داخلی فراهم می آورند زيرا آنها بجای دريافت مستقیم نور، نور غیرمستقیم دريافت میکنند. در طول تابستان اين بازشوها به علت کسب حداقل اشعه ی خورشید بر جداره ی خود، بسیار مفید هستند ، اما اندازه ی آنها بايستی محدود باشد، در غیر اين صورت افت حرارتی بالا خواهد بود. با توجه به عدم تابش آفتاب بر اين جداره ها در زمستان و تابش آفتاب در ساعات نزديک به طلوع و غروب و بصورت کاملا مايل در تابستان، تناسبات پنجره های اين جبهه می بايست باريک و عمودی باشد.

-بازشوهای شرقی و غربی و به تبع آن بازشوهای شمالی شرقی و شمالی غربی فوايد بسیار کمی در طول سال دارند، به همین دلیل توصیه می شود ، تنها زمانی که به نور يا ديد ، نیاز مفرط است از آنها استفاده شود. خصوصا در مورد بازشوهای غربی، جنوب غربی و شمال غربی که در طول تابستان و در بعد از ظهر به علت تابش مستقیم از اين جبهه ها به فضاهای داخلی و همراه شدن با گرمای هوا، درجه حرارت و در نتیجه بار سرمايشی به شدت افزايش می يابد .

• لزوم سایه افکنی :

-سايه بايد به عنوان بخش جدايی ناپذير از سیستم نور روز طراحی شود . اولین و ساده ترين راه خنک نگاه داشتن يک بنا در وهله ی اول، ممانعت از تابش مستقیم نور خورشید و سايه افکنی است. حفاظت از ساختمان در برابر انرژی ناخواسته ی خورشیدی در هر راهکار سرمايشی به عنوان محور اصلی است و اين کار با ممانعت از رسیدن تابش خورشیدی به ساختمان ممکن است .

-پوسته خارجی ساختمان مهمترين عامل در میزان دريافت حرارت می باشد که می تواند در افزايش بار سرمايشی ساختمان مؤثر باشد.

نفوذ حرارت از دو طريق امکان پذير می باشد:

• سطوح شفاف: شامل پنجره ها و نورگیرهای سقفی و جداره های شیشه ای.
• سطوح غیر شفاف: شامل ديوارها با مصالح بنايی مانند آجر و بتن و بام

سايه بان هايی که در طرف بیرونی بنا قرار دارند را در سه دسته ی کلی زیر می توان بررسی نمود :

• الف - سایه بان خارجی طبیعی
• ب- سایه بان خارجی ثابت
• پ- سایه بان خارجی متحرک

-سايه بان های داخلی  در فضای داخل ساختمان نصب می گردند و غالبا در زير مجموعه ی سیستم های قابل تنظیم قرار دارند. کارايی اين سايه بان ها در جلوگیری از ورود نور و انرژی گرمايی خورشید کمتر از سايه بانهای خارجی است.

نمونه های مختلفی از اين نوع سايه بان عبارت است از :

• الف- پرده ها
• ب-آفتاب گیرهای عمودی يا دراپرها
• پ-آفتاب گیرهای غلطکی

برای دیدن لیست کامل مطالب داخل این پاورپوینت قسمت "اطلاعات بیشتر" را ملاحظه نمائید.

توجه مهم : این پاورپویت بخشی از یک پاورپوینت 200 اسلایدی با نام " نور طبیعی در معماری داخلی " می باشد . که اگر به این پاورپوینت کامل تر نیاز دارید  ، برای تهیه آن اینجا را کلیک نمائید .