تحقیق مقاله راهنمای طراحی اقلیمی

اقلیم (از کلمه یونانی کلیما) در فرهنگ لغات آکسفورد، منطقه‌ای با شرایط مشخصی از دما، خشکی، باد، نور و غیره معنی شده است. تعریف کمی علمی‌تر اقلیم چنین است: ترکیب زمانی وضعیت فیزیکی محیط جوی، که ویژگی یک محل جغرافیایی مشخص است. چون هوا وضعیت لحظه‌ای جوّی یک محل معین است، اقلیم را می‌توان چنین تعریف نمود: ترکیب زمانی اوضاع هوا.

زمین تقریباً تمام انرژی خود را به صورت اشعه از خورشید دریافت می‌کند. بنابراین، خورشید عمده‌ترین عامل موثر در شرایط اقلیمی است.

وسعت طیف اشعه خورشید از 290 تا 2300 نانومتر است. این طیف را بنا به آنچه انسان درک و احساس می‌کند، می‌توان بشرح ذیل تشخیص داد:

الف). اشعه ماوراء‌بنفش، که دارای طول موجی بین 290 تا nm380 بوده و موجب اثرات فتوشیمیایی از قبیل رنگ‌زدایی، آفتاب سوختگی و غیره می‌شود.

ب)0 اشعه مرئی یا قابل رؤیت، که طول موج آن بین nm 380 (بنفش) تا nm700 (قرمز) است.

ج)0 اشعه موج کوتاه مادون قرمز، که طول موج آن بین 700 تا nm2300 است و حرارت تابشی و برخی اثرات فتوشیمیایی دارد.

توزیع انرژی طیف اشعه خورشید به دلیل ضخامت تصفیه‌کنندگی جوّ، بسته به ارتفاع محل تغییر می‌کند. برخی از امواج که طول موج کوتاهتری دارند، در جوّ جذب شده و دوباره با طول موج بلندتری، مثل امواج بلند مادون قرمز با طول موجی تا nm10000، بازتاب می‌شوند.

اقلیم شهری

محیط‌ های مصنوعی، اقلیمی خاص خود در مقیاس خُرد به وجود می‌آورند، تفاوت میان این اقلیم خُرد و اقلیم کلان ناحیه‌ای، تا حدودی به درجه مداخله انسان بستگی دارد. در شهرها یا شهرکهای بزرگ، مداخله انسان در محیط طبیعی به حداکثر خود می‌رسد، بنابراین، صحبت از «اقلیم شهری» قابل توجیه است.

عواملی که باعث تفاوت بین اقلیم شهری به اقلیم ناحیه‌ای می‌شوند عبارتند از:

الف)0 تغییر کیفیت سطوح (راههای فرش شده و ساختمانها) افزایش یافتن ضریب جذب تابش آفتاب و کاهش یافتن تبخیر.

ب)0 ساختمانها باعث ایجاد سایه شده و چون مانعی در مقابل باد عمل می‌کنند، بادها را احتمالاً با سرعت بیشتری در محل کانالیزه می‌نمایند یا حرارت جذب شده را در توده مصالحشان ذخیره ساخته، در شب آن را به آرامی آزاد می‌سازند.

ج). نشت انرژی از دیوارها و در نتیجه تهویه ساختمانهای گرم شده، حرارت خروجی سیستمهای خنک‌کننده و تهویه مطبوع (حرارت گرفته شده از فضاهای کنترل شده به فضای خارجی انتقال می‌یابد)، حرارت خروجی موتورهای درون‌سوز وسایل الکتریکی، حرارت تلف شده از صنایع، بخصوص کوره‌ها و کارخانه‌های بزرگ.

د)0 آلودگی جوّی فضولات مربوط به دیگها و دودکشهای معمولی و صنعتی، هوای خارج شده از موتور اتومبیل‌ها، دود و بخار که هر دو باعث کاهش اشعه مستقیم آفتاب شده اما اشعه پراکنده را افزایش پراکنده را افزایش می‌دهند و مانعی در برابر خروج اشعه بازتاب شده ایجاد می‌کنند. وجود ذرات جامد در جوّ شهری ممکن است در شرایط مناسب به تشکیل مه کمک نموده موجب بارندگی شود.

مقدار این تفاوتها ممکن است کاملاً قابل توجه باشد.

هوای گرم با جریانی آرام و رطوبت متوسط

در اقلیم معتدل و در فضای داخلی، هنگامی که دمای هوا 18 درجه سلسیوس و حرکت آن آرام یعنی سرعت آن از 25/0 متردرثانیه تجاوز ننماید و هنگامی که رطوبت نسبی بین 40 و 60 درصد باشد، فردی که مشغول انجام کاری در حالت نشسته است، در صورتی که دمای سطوح اطرافش با دمای هوا تقریباً مساوی باشد، حرارت اضافی بدنش را به سهولت به طرق زیر دفع می‌نماید:

از طریق تشعشع          40 درصد

از طریق جابجایی         40 درصد       

از طریق تبخیر            20 درصد

هدایت                     به مقدار ناچیز

این دوره را می‌توان به صورت زیر بیان نمود:

الف) کمپرسور

1- فشار را افزایش می‌دهد.

2- بدون هیچ‌گونه تغییری در حرارت موجود

3- دما مثلاً از صفر درجه به 30 درجه سلسیوس تغییر می‌نماید.

ب) تقطیرکننده

1- بدون هیچ‌گونه تغییری در فشار

2- در تقطیرکننده، حرارت نهانی آزاد شده به محیط انتقال می‌یابد.

3- دما از 30 درجه به مثلاً 26 درجه سلسیوس کاهش می‌یابد.

ج) سوپاپ اطمینان

1- مایع را تنها در بالای فشار تنظیم شده وارد می‌کند و در نتیجه فشار کم در تبخیرکننده را تأمین می‌نماید.

2- بدون هیچ‌گونه تغییری در حرارت موجود

3- دما از 26 درجه به مثلاً 4 درجه سلسیوس می‌رسد.

د) تبخیرکننده

1- بدون هیچ‌گونه تغییری در فشار

2- در تبخیرکننده، حرارت نهانی جذب می‌شود.

3- حرارت از محیط گرفته می‌شود

4- دما از 4 درجه به مثلاً صفر درجه سلسیوس می‌رسد.

اگر کویل (یا مارپیچ) تبخیرکننده در داخل کانال تهیه هوا قرار داده شود (به جای قرار گرفتن در کانال یخچال) هوایی که از مقابل آن جریان می‌یابد خنک می‌شود.

تدارک برای برقراری تهویه. تأثیر دودکش

تهویه، یعنی تهیه هوای تازه و خنک‌سازی از طریق جابجایی، هر دو شامل جریان نسبتاً آرام هوا هستند. نیروی محرکه این جریان می‌تواند حرارتی یا حرکتی (باد) باشد.

تأثیر دودکش به نیروی حرارتی، که ناشی از اختلافِ جرم (در اثر اختلاف دما) بین هوای داخل و خارج است ارتباط دارد. این جریان ممکن است از داخل یک پنجره باز (وقتی هوا ساکن است) صورت گیرد: هوای گرم و سبکتر داخلی از بالا به خارج و هوای سرد و سنگین‌تر خارجی از پایین به داخل جریان می‌یابد. اصول این حرکت همان اصول مولد باد می‌باشد.

برای انجام این عمل می‌توان دودکشهایی مخصوص تهویه پیش‌بینی نمود. هرچه این دودکشها بلند‌تر، سطح مقطع آنها بیشتر و اختلاف دما بیشتر باشد، نیروی محرکه قوی‌تر خواهد بود و در نتیجه، مقدار هوای بیشتری به جریان خواهد افتاد.

عبور هوا از سطح پوست دفع حرارت را به دو صورت زیر افزایش می‌دهد:

1- افزایش اتلاف حرارت از طریق جابجایی (هَمرفت)

2- افزایش تبخیر

در رطوبت های کم (زیر 30 درصد) این تأثیر خنک‌کنندگی زیاد نیست. چون میزان تبخیر حتی در صورت کم بودن جریان هوا نامحدود است. در رطوبتهای زیاد (بالای 85 درصد) تأثیر خنک‌کنندگی به دلیل زیاد بودن فشار بخار، که مانعه از تبخیر می‌شود محدود می‌گردد، اما سرعتهای زیادتر (بالای 5/1 تا 2 متر برثانیه) تا حدودی مؤثر خواهند بود. تأثیر خنک‌کنندگی جریان هوا در رطوبتهای متوسط (35 درصد تا 60 درصد) بیشترین اهمیت را دارد.