۸۳
۱- ۵- جهت بنا در مناطق معتدل و مرطوب
۸۳
۲- ۵- جهت بنا در مناطق گرم و خشک
۸۳
۳- ۵- جهت بنا در مناطق گرم و مرطوب
فصل اول
کلیات پژوهش
۱- بیان مسأله پژوهش
شرایط آبوهوایی[۱] در شکل گیری سکونتگاههای شهری بسیار مؤثر است. در واقع، هر گونه دخل و تصرف انسانی در محیط تا حدود زیادی تابع شرایط آبوهوایی است. توجه به شرایط آبوهوایی در برنامه ریزی[۲] و طرحریزی شهری[۳] از دو جهت حائز اهمیت است. نخست اینکه با شناخت ویژگیهای آبوهوایی میتوان قابلیت های سازگاری انسان با محیط را بررسی کرد و دیگر این که متناسب با شرایط آبوهوایی میتوان شکل‌های مطلوب ساختهایی فضایی[۴] را به وجود آورد (رهنمایی، ۱۳۸۹: ۱۲۷). شرایط آبوهوایی یک منطقه حاصل روابط متقابل عناصر و عوامل آبوهوایی است. دما، بارش، فشار، رطوبت و تابش عناصر آبوهوایی هستند (کاویانی و علیجانی، ۱۳۸۸: ۲۷). یکی از عناصر مهم آب-وهوایی تابش خورشید[۵] است. انرژی تابشی خورشید در برنامه ریزی و طرحریزی شهری کاربردهای مختلفی دارد. هر چند که تاکنون جنبه های کاربردی آن در برنامه ریزیها و طرحریزیها چندان مورد توجه قرار نگرفته است. از مهمترین کاربردهای انرژی خورشیدی[۶]، تأمین نیازهای گرمایشی و سرمایشی سکونتگاههای شهری است (خلجیِاسدی و همکاران، ۱۳۸۰: ۵۲۴). کاستن از هزینه های گرمایشی و سرمایشی توسط انرژیهای تجدیدپذیر[۷] به ویژه انرژی خورشیدی در سکونتگاههای شهری از نکاتی است که برنامه ریزان شهری باید به آن توجه کنند. این انرژی تجدیدپذیر کاملاً با محیطزیست سازگار است و سبب آلودگی آن نمی شود. نامحدود و پایانناپذیر است. در همه کشورها وجود دارد و میتوان از آن به صورت منطقهای و محلی بهره برداری کرد. در صورتی که انرژیهای تجدیدناپذیر نظیر سوختهای فسیلی سبب آلودگی محیطزیست میشوند. محدودند و روزی به پایان میرسند و فقط در برخی از کشورها وجود دارند (ابراهیمیِقوامآبادی و فولادیِدهقی ۱۳۸۰: ۴۲۶). بنابراین، پایش[۸] - ترکیبی از گردآوری، ضبط، سنجش و پردازش داده ها و اطلاعات برای کمک به تصمیم گیری و برنامه ریزی یک پروژه (مجتهد و حسنزاده، ۱۳۸۰: ۴۸) - تابش خورشید و تأکید بر بهره گیری از این منبع تجدیدپذیر در برنامه ریزی و طرحریزی شهری بسیار ضروری است. با توجه به توضیحات ذکر شده پژوهش حاضر به پایش تابشپذیری شهرهای ایران می پردازد؛ تا به پرسشهای زیر پاسخ گوید:
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
- میزان تابشپذیری شهرهای ایران چقدر است؟
- میزان نیازهای گرمایشی و سرمایشی شهرهای ایران چقدر است؟
- تابش خورشید چه مقدار از نیازهای حرارتی شهرهای ایران را تأمین می کند؟
- با توجه به میزان تابشپذیری، چگونه میتوان نیازهای گرمایشی و سرمایشی شهرهای ایران را تأمین کرد؟
۱- ۱- هدفهای پژوهش
هدفهای این پژوهش به شرح زیر است:
- تعیین میزان تابشپذیری شهرهای ایران.
- تعیین میزان نیازهای گرمایشی و سرمایشی شهرهای ایران.
- محاسبهی نسبت تابش خورشید به بار گرمایشی[۹] در شهرهای ایران.
- ارائه راهکارهای مناسب برای تأمین نیازهای گرمایشی و سرمایشی شهرهای ایران با توجه به مقدار تابش دریافتی.
۲- ۱- نوع پژوهش
پژوهش حاضر یک پژوهش شناختی[۱۰] محسوب می شود؛ زیرا به تشریح و شناخت بیشتر موضوع مورد بررسی می پردازد. این پژوهش یک پژوهش کاربردی[۱۱] نیز محسوب می شود؛ زیرا میتوان نتایج آن را در تصمیم گیریها، برنامه ریزیها و طرحریزیها بهکار برد (حافظنیا، ۱۳۸۲: ۵۹).
۳- ۱- جامعه آماری، حجم نمونه و روش نمونه گیری
پژوهش حاضر به پایش تابشپذیری شهرهای ایران می پردازد؛ بنابراین، شهرهای ایران جامعه‌ی آماری[۱۲] این پژوهش را تشکیل می دهند. با توجه به تنوع تابشپذیری در مناطق مختلف ایران، چندین شهر برای نمونه[۱۳] - با توجه به گسترهی هر منطقه - گزینش و بررسی می شود.
۴- ۱- روش گردآوری داده ها و اطلاعات
در این پژوهش، داده ها و اطلاعات به صورت کتابخانهای گردآوری شده است؛ یعنی داده ها و اطلاعات مورد نیاز با مراجعه به کتابها، مجلات تخصصی، مقالات علمی، طرحهای پژوهشی و پایگاههای داده[۱۴] گردآوری شده است.
۵- ۱- روش تجزیه و تحلیل داده ها و اطلاعات
روش تجزیه و تحلیل داده ها و اطلاعات در این پژوهش، آماری[۱۵] یا کمی[۱۶] است. روش آماری یا کمی به دو شکل توصیفی[۱۷] و استنباطی[۱۸] صورت میگیرد. آمار توصیفی[۱۹] برای خلاصه کردن، طبقه بندی و توصیف ویژگیهای موضوع مورد برررسی و آمار استنباطی[۲۰] برای تعمیم[۲۱] نتایج به دست آمده از بررسی گروه کوچکی به نام نمونه به گروه بزرگتری به نام جامعه[۲۲] به کار میرود (حافظنیا، ۱۳۸۲: ۲۴۲).
۶- ۱- ابزارهای مورد استفاده در پژوهش
در این پژوهش از دستگاه رایانه[۲۳] و نرمافزارهای[۲۴] SPSS 15 for Windows Evaluation Version برای پردازش[۲۵] داده ها، ۹.۳ ArcGIS برای ترسیم نقشهها، Microsoft Office Excel 2010 برای ترسیم نمودارها و Microsoft Office Word 2003 برای نگارش متون استفاده شده است.
۷- ۱- پیشینهی پژوهش
با توجه به اهمیت انرژی خورشیدی، مدلهای تجربی مختلفی در جهان و ایران برای برآورد میزان تابش مستقیم[۲۶]، پراکنده[۲۷] و کل[۲۸] ارائه شده است. در بیشتر این مدلهای تجربی به علت کمبود یا عدم وجود داده های تابش از سایر عناصر آبوهوایی، نظیر دمای کمینه و بیشینه، طول روز، ساعات آفتابی، ضریب ابرناکی و … برای برآورد مقادیر تابش خورشید استفاده شده است.
آنگستروم[۲۹] (۱۹۲۴) پیشنهاد می کند که گذرائی[۳۰] جو با متوسط روزانهی ساعات آفتابی موجود به ساعات آفتابی بیشینه یا همان طور روز پتانسیل[۳۱] رابطه خطی دارد (مرادی و کمالی، ۱۳۸۴: ۱۱۳). بلک[۳۲] (۱۹۵۶) با در نظر گرفتن ضریب ابرناکی، یک رابطه یکمتغیرهی غیرِخطی را برای برآورد مقادیر تابش پیشنهاد می کند (خلیلی و رضاییِصدر، ۱۳۷۶: ۱۸). پارتریچ و پروکتور[۳۳] (۱۹۷۶) با در نظر گرفتن ضریب ابرناکی و زاویه‌ی سرسوی[۳۴] خورشید، مقادیر تابش مستقیم و پراکنده را بر روی سطوح افقی برآورد کرده اند (Partridge & Proctor, 1976: 235-243). صباغ و همکاران (۱۹۷۷) از متغیرهای ساعات آفتابی، دمای بیشینه و رطوبت نسبی برای برآورد میزان تابش کل استفاده کرده‌اند (Sabbagh & et al, 1977: 311-307). بریستو و کمپبل[۳۵] (۱۹۸۴) تابش کل روزانه را با توجه به دماهای کمینه و بیشینه و بارندگی کل روزانه برآورد کرده اند (مرادی و کمالی، ۱۳۸۴: ۱۱۷). هارگریوز و همکاران[۳۶] (۱۹۸۵) از متغیرهای تابش فراجو و دامنه روزانهی دما برای برآورد میزان تابش کل روزانه استفاده کرده اند (منبع پیشین: ۱۱۹). ردی[۳۷] (۱۹۸۷) با در نظر گرفتن بارش روزانه و عرض جغرافیایی، میزان تابش روزانه را برآورد کرده است (منبع پیشین: ۱۲۰). محمود و هابارد[۳۸] (۲۰۰۲) تأثیر زمانهای دیدهبانی دما بر میزان برآورد تابش خورشید را مورد بررسی قرار دادهاند (Mahmoud & Hubbard, 2002: 723-733). یانگ و همکاران[۳۹] (۲۰۰۶) از متغیرهای فشار سطحی، توزیع جهانی ضخامت ازن، آب قابل بارش، توزیع جهانی تیرگی[۴۰] آنگستروم و ساعات آفتابی برای برآورد مقادیر تابش ساعتی، روزانه و ماهانه استفاده کرده اند (Yang & et al, 2006: 43-55).
دانشیار (۱۳۶۶) از روش پارتریج و همکاران (۱۹۷۶) برای برآورد مقادیر تابش مستقیم و پراکنده در ایران استفاده کرده است (Daneshyar, 1978: 345-349). اشجعی و همکاران (۱۳۷۲) از مدلهای کریدر و همکاران[۴۱] (۱۹۷۷) و بیرد و هولستروم[۴۲] (۱۹۸۱) برای برآورد مقادیر تابش مستقیم و پراکنده استفاده کرده اند (Sabziparvar, 2007: 1002-1010). صمیمی (۱۳۷۳) از مدل مینل - مینل[۴۳] (۱۹۷۷) برای برآورد میزان تابش کل در ایران استفاده کرده است. وی عامل ارتفاع از سطح دریا را نیز در نظر گرفته است (Samimi, 1994: 401-409). رفیعبخش (۱۳۷۳) با در نظر گرفتن ساعات آفتابی، معادله جدیدی را برای برآورد میانگین ماهانهی تابش کل، پیشنهاد و آن را با مدلهای ریتولد[۴۴] (۱۹۸۱)، بنسن[۴۵] (۱۹۸۴) از و اوگلمن[۴۶] (۱۹۸۴) مقایسه کرده است (رفیعبخش، ۱۳۷۳: ۶ تا ۱۵). خلیلی و رضاییِصدر (۱۳۷۶) از معادله آنگستروم و نیز رابطه نمایی[۴۷] بین تابش و رطوبت نسبی برای برآورد میزان تابش کل در ایران استفاده کرده اند (خلیلی و رضاییِصدر، ۱۳۷۶: ۵ تا ۳۵). خلیلی و همکاران (۱۳۸۱) پس از بررسی مدلهای مختلف، به ترتیب مدلهای جین و همکاران[۴۸] (۱۹۸۸)، کولارسپریرا و رابل[۴۹] (۱۹۷۹) و کلین[۵۰] (۱۹۷۷) را برای برآورد میزان تابش مستقیم بر روی سطوح شیبدار پیشهاد می کنند (خلیلی و همکاران، ۱۳۸۱: ۱ تا ۱۰). سلطانی و مرید (۱۳۸۴) پس از بررسی مدلهای مختلف، روش شبکه های عصبی مصنوعی را برای برآورد میزان تابش کل روزانه پیشنهاد می کنند (سلطانی و مرید، ۱۳۸۴: ۶۹ تا ۷۸). صفائی و همکاران (۱۳۸۴) پس از برسی مدلهای مختلف، مدل هیبرید[۵۱] (۱۹۹۹) را برای برآورد میانگین ماهانهی تابش کل روزانه پیشنهاد می کنند (صفائی و همکاران، ۱۳۸۴: ۲۷ تا ۳۴). سبزیپرور (۱۳۸۶)، مدلهای اصلاحشده صباغ، پارتریج و دانشیار را برای برآورد مقادیر تابش در مناطق خشک و مرطوب ایران بررسی کرده است. نتایج محاسبات وی نشان میدهد که مدل اصلاحشده دانشیار می تواند مقادیر تابش در آبوهوای خشک و مرطوب را به طور همزمان برآورد کند (Sabziparvar, 2007: 1002-1010). ابراهیمپور و همکاران (۱۳۸۷) پس از بررسی مدلهای مختلف، مدل بولند[۵۲] را برای برآورد مقادیر تابش پراکنده در ایران پیشنهاد می کنند (ابراهیمپور و همکاران، ۱۳۸۷: ۱ تا ۲۱). علیزاده و خلیلی (۱۳۸۸) از معادله آنگستروم - پریسکات[۵۳] (۱۹۴۰) برای برآورد میزان تابش کل استفاده کرده اند (علیزاده و خلیلی، ۱۳۸۸: ۲۲۹ تا ۲۳۸). مرادی (۱۳۸۸) از تصاویر ماهواره Meteosat-5 برای برآورد میزان تابش خورشید در ایران استفاده کرده است (Moradi, 2009: 150-156).
پژوهشهای مختلفی در زمینه نقش شرایط آبوهوایی در تأمین آسایش انسان در جهان و ایران صورت گرفته است. اولگی[۵۴] (۱۹۵۳) شرایط رطوبتی و حرارتی مورد نیاز برای تأمین آسایش انسان را بررسی و یافتههای خود را به صورت جدول بیوکلیماتیک[۵۵] (زیستاقلیم) ارائه کرده است. این جدول محدودههایی را مشخص می کند که در آنها رابطه بین آسایش انسان و ویژگیهای محیط بیرونی (دما، رطوبت، باد، تابش و …) نشان داده شده است (کسمایی، ۱۳۸۴: ۹۸). ترجونگ[۵۶] (۱۹۶۸) از عناصر دما، رطوبت، باد، تابش و ساعات آفتابی که مجموعه شرایط حرارتی بدن انسان را کنترل می کنند برای طبقه بندی بیوکلیمای انسانی استفاده کرده است (کاویانی، ۱۳۷۲: ۸۸). ماهانی[۵۷] (۱۹۷۰) با توجه به نقش دما و رطوبت نسبی در تأمین آسایش انسان، ویژگیهای عناصر ساختمانی را تعیین کرده است (رازجویان، ۱۳۸۸: ۵۴). بیکر[۵۸] (۱۹۷۲) با تلفیق کمیتهای دما و سرعت باد شاخص قدرت خنککنندگی محیط را تعیین کرد است (صادقیروش، ۱۳۸۹: ۷۸). گریفتس[۵۹] (۱۹۷۴) پس از بررسی نقش محیط بیرونی (فضای سبز) روش برودت تبخیری[۶۰] را برای کنترل دمای درون ساختمان پیشنهاد می کند (لشکری و پورخادمنمین، ۱۳۸۴: ۲۰). گیونی[۶۱] (۱۹۷۶) با توجه به نقش دمای مرطوب، رطوبت نسبی و فشار بخار آب در تأمین آسایش انسان، تأثیر تهویهی طبیعی، نوع مصالح ساختمانی، مقدار رطوبت مورد نیاز و همچنین لزوم استفاده از دستگاههای مکانیکی را در کنترل شرایط حراراتی درون ساخمان بررسی و درنهایت یافتههای خود را به صورت جدول بیوکلیماتیک ساختمانی ارائه کرده است (کسمایی، ۱۳۸۴: ۱۰۰ تا ۱۰۲). هاوارد و ریچفیلد[۶۲] (۱۹۷۹) عناصر تابش و باد و همچنین جهت استقرار ساختمان را در کنترل دمای درون ساختمان بررسی و درنهایت راهکارهایی را برای استفاده از تابش خورشید برای گرم کردن ساختمان ارائه کرده اند (لشکری و پورخادمنمین، ۱۳۸۴: ۲۰).
