محاسبه زاویه تابش خورشید
زاویه تابش خورشید
در مدل سازی زیر حرکت زمین به دور خورشید شبیه سازی شده است. مدل سازی قابلیت تنظیم های متعددی را دارد. نوشته های روی مدل سازی به شما کمک می کند تا شرایط مختلف را بررسی کنید. به نظر شما زاویه تابش آفتاب در ماه های مختلف چه تفاوتی می کند؟برای دیدن مدل سازی روی شکل زیر کلیک کنید. برگرفته شده از سایت چیستا
تابش خورشید
خورشید تنها منبع مهم انرژی طبیعی جهت گرم کردن ساختمان، بدون مصرف انرژی الکتریکی یا فسیلی است. شدت انرژی تابشی خورشید در بیشتر نقاط زمین مقداری قابل ملاحظه است. البته این مقدار به‌طور دقیق به عرض جغرافیایی منطقه و صافی آسمان وابسته است. در مناطقی که درصد ابر آسمان، یا میزان رطوبت و غبار موجود در جو زیاد است، شدت تابش، کمتر می‌باشد. همچنین شدت این تابش در فصول مختلف سال و در ساعات مختلف روز، متغیر است. سطوح مختلف، با توجه به جنس، رنگ و براقی یا کدری سطح‌شان، مقادیر متفاوتی از این تابش را جذب و باقی را بازتاب می‌کنند. البته شدت انرژی تابشی به زاویه سطح نیز مربوط می شود. اگر سطح بر پرتوهای خورشید عمود باشد، بیشترین جذب اتفاق می افتد و هرچه سطح، نسبت به راستای پرتوها مایل‌تر باشد، درصد جذب کمتر می‌شود. جهت گیری ساختمان همان‌طور که در شکل زیر دیده می‌شود، جهت گیری ساختمان، می تواند مقدار جذب تابش خورشید را تعیین کند. فرض کنید خورشید در نقطه از آسمان ثابت است. به این ترتیب می توانیم سطح دیوارهای آفتاب‌گیر یک خانه فرضی را حساب کنیم. همچنین زاویه تابش خورشید بر سطح این دیوارها را می دانیم. پس با دانستن شار تابشی خورشید در این منطقه ، می توانیم مقدار انرژی جذب شده توسط دیوارها را حساب کنیم : که در آن s شدت تابش بر روی سطح مورد نظر شار تابشی خورشید در منطقه اندازه سطح و زاویه میان پرتوهای خورشید، با خط عمود بر سطح می‌باشد. طراحان ساختمان، همین محاسبه را برای ساعات مختلف روز و روزهای مختلف سال ( که مکان و زاویه تابش خورشید تغییر می‌کند) انجام می‌دهند. در نهایت جهت ساختمان را طوری انتخاب می‌کنند که میزان تابش جذب شده، سبب گرمای بیش از حد ساختمان نشود. در مناطق سردسیر، جهت ساختمان طوری انتخاب می‌شود که بیشترین میزان جذب انرژی خورشید اتفاق بیفتد. کنار هم قرار گرفتن ساختمان ها در مناطق سرسیر و کوهستانی، برای طراحی شهرها و روستاها، این نکته در نظر گرفته می شود که خانه‌های مجاور، برروی هم سایه نیندازد. روستای ماسوله، نمونه ای مناسب از معماری پلکانی در حالی که در بیشتر مناطق با اقلیم گرم و خشک، شهرها و روستاها بافتی بسته و فشرده دارند تا هرچه بیشتر از تابش خورشید در امان باشند. شکل اولیه شهرهای نواحی گرم و خشک ایران، قلعه‌ای بوده است. دفاع در برابر مهاجمان، فرار از آفتاب و ایجاد سایه بر خانه‌ها و گذرها، عمده دلیل این شیوه معماری است. با ظهور شهرهای جدیدتر، طرح حیاط-مرکزی خانه‌ها، حیاط‌هایی گود و پرسایه را در میان اتاق‌ها و فضاهای دیگر خانه پدیدآورد تا همیشه محیطی خنک در میان ساختمان وجود داشته ...
تابش خورشید
خورشید تنها منبع مهم انرژی طبیعی جهت گرم کردن ساختمان، بدون مصرف انرژی الکتریکی یا فسیلی است. شدت انرژی تابشی خورشید در بیشتر نقاط زمین مقداری قابل ملاحظه است. البته این مقدار به‌طور دقیق به عرض جغرافیایی منطقه و صافی آسمان وابسته است. در مناطقی که درصد ابر آسمان، یا میزان رطوبت و غبار موجود در جو زیاد است، شدت تابش، کمتر می‌باشد. همچنین شدت این تابش در فصول مختلف سال و در ساعات مختلف روز، متغیر است. سطوح مختلف، با توجه به جنس، رنگ و براقی یا کدری سطح‌شان، مقادیر متفاوتی از این تابش را جذب و باقی را بازتاب می‌کنند. البته شدت انرژی تابشی به زاویه سطح نیز مربوط می‌شود. اگر سطح بر پرتوهای خورشید عمود باشد، بیشترین جذب اتفاق می‌افتد و هرچه سطح، نسبت به راستای پرتوها مایل‌تر باشد، درصد جذب کمتر می‌شود. جهت‌گیری ساختمان همان‌طور که در شکل زیر دیده می‌شود، جهت‌گیری ساختمان، می‌تواند مقدار جذب تابش خورشید را تعیین کند. فرض کنید خورشید در نقطه‌ای از آسمان ثابت است. به این ترتیب می توانیم سطح دیوارهای آفتاب‌گیر یک خانه فرضی را حساب کنیم. همچنین زاویه تابش خورشید بر سطح این دیوارها را می‌دانیم. پس با دانستن شار تابشی خورشید در این منطقه ، می‌توانیم مقدار انرژی جذب‌شده توسط دیوارها را حساب کنیم : که در آن شدت تابش بر روی سطح مورد نظر شار تابشی خورشید در منطقه اندازه سطح و زاویه میان پرتوهای خورشید، با خط عمود بر سطح می‌باشد. طراحان ساختمان، همین محاسبه را برای ساعات مختلف روز و روزهای مختلف سال ( که مکان و زاویه تابش خورشید تغییر می‌کند) انجام می‌دهند. در نهایت جهت ساختمان را طوری انتخاب می‌کنند که میزان تابش جذب‌شده، سبب گرمای بیش از حد ساختمان نشود. در مناطق سردسیر، جهت ساختمان طوری انتخاب می‌شود که بیشترین میزان جذب انرژی خورشید اتفاق بیفتد. کنار هم قرار گرفتن ساختمان‌ها در مناطق سردسیر و کوهستانی، برای طراحی شهرها و روستاها، این نکته در نظر گرفته می‌شود که خانه‌های مجاور، برروی هم سایه نیندازند. در حالی که در بیشتر مناطق با اقلیم گرم و خشک، شهرها و روستاها بافتی بسته و فشرده دارند تا هرچه بیشتر از تابش خورشید در امان باشند. شکل اولیه شهرهای نواحی گرم و خشک ایران، قلعه‌ای بوده است. دفاع در برابر مهاجمان، فرار از آفتاب و ایجاد سایه بر خانه‌ها و گذرها، عمده دلیل این شیوه معماری است. با ظهور شهرهای جدیدتر، طرح حیاط-مرکزی خانه‌ها، حیاط‌هایی گود و پرسایه را در میان اتاق‌ها و فضاهای دیگر خانه پدیدآورد تا همیشه محیطی خنک در میان ساختمان وجود داشته باشد. هوای خنک شبانه به ...
تاثیر عوامل اقلیمی در معماری
خورشید :کره زمین دارای محور دوران ثابتی است که نسبت به خط عمود بر صفحه گردش زمین به دور خورشید 5 /23 درجه انحراف دارد . از آنجائیکه این محور نقاط مختلفی از کره زمین را در فصول مختلف مقابل خورشید قرار می دهد لذا حرارت و آب و هوای کره زمین در هر منطقه بنابر زاویه تابش خورشید نسبت به زمین فرق می کند و این مطلب باعث ایجاد فصول مختلف سال در هر ناحیه از کره زمین می شود . به دلیل انحراف محور زمین ، زاویه تابش آفتاب نسبت به زمین و همچنین مکان طلوع و غروب آفتاب در فصول مختلف فرق می کند. جهت مشخص نمودن موقعیت خورشید در ساعات مختلف روز و فصول گوناگون باید زاویه تابش و جهت تابش آفتاب مشخص باشد . زاویه تابش آفتاب در زمستان کمتر و در تابستان بیشتر است . با استفاده از این خاصیت می توان یک سایبان بالای پنجره استفاده نمود که با این کار جلوگیری می شود از ورود آفتاب به شکل مستقیم در داخل ساختمان . و همین طور در زمستان آفتاب به شکل مایل وارد ساختمان می شود . قراردادن اکثر بازشوها و پنجره های بزرگ در قسمت جنوبی ساختمان و حفاظت از این پنجره ها در مقابل آفتاب تابستان به وسیله سایبان و یا ایوان از خصوصیات اکثریت ساختمانهای سنتی و جدید ایران است . باد : اختلاف درجه حرارت و فشار هوا به علاوه حرکت کره زمین باعث جابجائی هوا در نتیجه باد می شود . استفاده از باد در طراحی ساختمان نقش تعیین کننده ائی دارد که باید به شکلی صحیح کنترل گردد. در اقلیم سرد باید جلوی بادهای سرد زمستانه سد شود و در اقلیم گرم باید از بادهای خنک حداکثر استفاده صورت گیرد این کار با طراحی صحیح و فرم بنا امکان پذیر است . محل قرار گیری بازشوها نیز باید در طراحی مورد توجه قرارگیرد . با قراردادن درختان سوزنی مانند کاج و سرو بادشکن و پستی و بلندی زمین و یا ابنیه مجاورمی توان جلوی باد مزاحم را گرفت و به همین طریق با استفاده از عوارض زمین ، گیاه و ابنیه مجاور می توان باد مطلوب ومساعد منطقه را به سمت دلخواه هدایت نمود . جهت تهویه داخل ساختمان خصوصاً در فصول گرم سال بهتر است تهویه دو طرفه باشد که باد از یک طرف داخل و از طرف دیگر هوای نامطبوع را خارج نماید . تهویه طبیعی ساختمان در ابنیه سنتی ایران بادگیر است . بادگیر : استفاده از بادگیر از سالهای گذشته در ایران متداول بوده است . بادگیرها با اشکال مختلف در شهرهای مرکزی و جنوبی ایران ساخته شده که هر کدام بر حسب ارتفاع و جهت باد مطلوب طراحی و اجراء شده اند . هنوز میتوان باقی مانده بادگیر ها را در اقلیم گرم و مرطوب در جنوب در شهرهایی مانند : بندرعباس ، بندرلنگه ، قشم ، بوشهر ، اقلیم گرم وخشک نواحی مرکزی مانند : کرمان ، نائین ، یزد ، طبس ...
محاسبات کلکتور تخت خورشیدی
مقدمه : گردآورنده هاي تخت خورشيدي ساده ترين و متداولترين وسيله براي تبديل انرژي تابشي خورشيد به گرماي مفيد مي باشند . ( يك گرد آورنده خورشيدي را مي توان به عنوان يك نمونه ويژه از مبدل گرما در نظر گرفت كه انرژي تابشي خورشيد را به گرما تبديل ميكند) . البته گرد آورنده خورشيدي در مقايسه با سيستمهاي مبدل گرما داراي تفاوتهائي مي باشد . در مبدلهاي گرمائي انتقال گرما معمولا از طريق جابه جائي و رسانائي از سيالي به سيال ديگر اغلب با ميزان خيلي زياد به سيال ديگر انجام مي گيرد و عملا انتقال گرما از طريق تابش در آنها بسيار ناچيز است ، در حالي كه در يك گرد آورنده خورشيدي ، انتقال گرما از طريق تابش نقش اساسي دارد . ميزان انرژي تابشي خورشيد بدون متمركز كردن در بهترين شرايط عملي ، حدود 1100 وات بر متر مربع است و با شرايط جوي تغيير مي كند . دامنه طول موج تابش كه از نقطه نظر كاربرد انرژي خورشيدي اهميت دارد ، از 29.0 تا 5.2 ميكرومتر تغيير ميكند كه به هر حال، از طول موج تابش هاي صادره از بسياري از مواد جذب كننده انرژي كوتاهتر مي باشد . بنابر اين ، تجربه و تحليل گردآورنده هاي تخت خورشيدي ، برعكس مبدلهاي گرمائي ، بايد بر اساس ميزان كم و متغير انرژي كه در آن انرژي تابشي مهمترين روش انتقال گرماست ، صورت گيرد . با طراحي درست گرد آورنده هاي تخت عادي مي توان دماي سيال خروجي از آنها را بنا بر نياز به حدود 100 درجه سانتيگراد بالاتر از دماي محيط رساند . گردآورنده هاي تخت هر دو جزء تابش خورشيد يعني تابش مستقيم و تابش پخش را جذب و به گرما تبديل مي كنند و ساخت انها در مقايسه با گردآورنده هاي متمركز كننده بسيار ساده تر مي باشد . متداولترين كاربرد گردآورنده هاي تخت عبارت است از گرم كردن آب مصرفي و فضاي منازل و همچنين استفاده از آنها در تهويه مطبوع و بالاخره تهيه آب گرم يا هواي گرم مورد نياز در فرآيندهاي صنعتي . گرد آورنده هاي تخت را معمولا به طور ثابت نصب مي كنند و به همين جهت داراي مشكلات مربوط به سيستم دنبال كننده خورشيدي كه در گرد آورنده هاي متمركز كننده به كار مي روند ، نمي باشند قسمت هاي مهم يك گرد آورنده تخت عبارتند از يك صفحه جذب كننده و تعدادي لوله يا كانال متصل به صفحه جذب كننده و يا شيارهائي كه در روي صفحه جذب كننده ايجاد مي گردد . مواد نارسانا براي جلوگيري از به هدر رفتن گرماي گردآوري شده از طريق رسانائي و حداقل يك پوشش جهت مهار كردن گرما كه از طريق جابه جائي و تابش به كار مي رود . و بالاخره ، يك قاب براي جا دادن قطعات مختلف گرد آورنده در آن . ...
ضرر تابش خورشید برای پوست را جدی بگیرید
ضرر تابش خورشید برای پوست را جدی بگیرید میزان تابش خورشید را در ایستگاههای هواشناسی اندازه گیری می کنند. شدت آنرا بر حسب وات بر مترمربع و مدت آنرا بر حسب ساعت آفتابی. ساعات تابش خورشید و زاویه تابش خورشید تعیین کننده مدت و شدت تابش اند. زاویه ارتفاع خورشید زاویه ای است که تابش خورشید با افق محل می سازد . هرچه این زاویه به 90 نزدیکتر باشد شدت تابش بیشتر خواهد بود. زاویه ارتفاع را در هر نقطه بر اساس معلوم بودن عرض جغرافیایی و تاریخ روز و ساعت روز می توان محاسبه کرد.رابطه ساده ای میزان زاویه ارتفاع را در هنگام ظهر نتیجه میدهد.α = 90-ϕ+δ که α زاویه ارتفاع در ظهر و ϕ عرض جغرافیایی و δ زاویه انحراف خورشید است . δ زاویه است که تابش خورشید در هر روز از سال با صفحه استوایی زمین می سازد و دارای جدول است. در اعتدالین بهاری و پاییزی (اول بهار و اول پاییز) صفر و در انقلاب تابستانه یا 1 تیر 23/5 و در انقلاب زمستانه یا اول دی 23/5 - است با این حساب ذر سنندج زاویه ارتفاع در شروع بهار و پاییز54/8 و در شروع تابستان78/3 و در شروع زمستان31/3 است. در منطقه ما میزان تابش از شروع بهار تا شروع پاییز زیاد است و بویژه در خرداد و تیر به اوج خود می رسد کسانی که با تابش خورشید و آفتاب سروکار دارند حتما باید از پوشش مناسب استفاده نمایند و سایر توصیه های بهداشتی را نیزدر خصوص حفاظت پوست و چشم رعایت نمایند.
معرفی کتاب کاربرد اقلیمی تابش خورشیدی در برنامه ریزی محیطی
کتاب "کاربرد اقلیمی تابش خورشیدی در برنامه ریزی محیطی" توسط استاد گرانقدر، جناب آقای دکتر تقی طاووسی - دانشیار رشته اقیلم شناسی در برنامه ریزی محیطی و عضو هئیت علمی دانشگاه سیستان و بلوچستان به رشته تحریر درآمد. این کتاب در 11 فصل به مفاهیمی همچون برنامه ریزی محیطی، انرژی خورشیدی، محاسبه زاویه تابش، کاربرد انرژی تابشی خورشید در کشاورزی و شهرسازی و معماری و چشم انداز فناوری استفاده از انرژی خورشید پرداخته است.شایان ذکر است که این کتاب اولین منبع مکتوب در زمینه کاربرد تابش در برنامه ریزی محیطی در رشته اقلیم شناسی می باشد. برای آن دسته از دانشجویانی که علاقمند به تهیه این کتاب می باشند لازم به ذکر است که کتاب مذکور توسط انتشارات دانشگاه سیستان و بلوچستان در سال به چاپ رسیده است. (به نقل از وبلاگ دکتر عليرضا موقری؛ اقليم شناسی در برنامه ريزی محيطی). خاطرنشان می شود اين کتاب می تواند برای دوستان و دانشجویان شهرسازی که علاقه مند به نحوه کاربرد داده های اقليمی تابش در طراحی و برنامه ریزی شهری هستند، مفید باشد.
نمونه سوالات علوم زمین1
سئوالات تک گزینه صحیح(بسته پاسخ) 1- علت پیدایش فصول و اختلاف شبانه روز چیست؟ الف)تمایل محور زمین نسبت به استوا ب)تمایل مدار حرکت انتقالی نسیت به نصف النهار ج) انطباق دایره ی عظیمه روشنایی برخط استوا د)تمایل محور زمین نسبت به مدار حرکت انتقالی 2- در اول فروردین طول روز در شهرهای تهران-استکهلم-لندن-توکیوچگونه است؟ الف)طول روز در استکهلم بیشتر است ب)در لندن و توکیو یکسان،در تهران بیشتراز استکهلم ج) در چهار شهر طول روز برابر است د) در تهران طول روزکمتر است 3- آزمایش پاندول فوکو چه امری را ثابت می کند؟ الف)حرکت انتقالی زمین ب)حرکت وضعی زمین ج)گردش ماه به دور خورشید د)نیروی جاذبه زمین 4- حرکت وضعی زمین چگونه ثابت است؟ الف)با آزمایش فوکو ب)با آزمایش دوپلر ج)با تغییر رنگ ستاره ها د)با مشاهده فصول 5- وقتی زمین از یک ستاره دور می شود ،نور آن چه تغییری می کند؟ الف)طول موجنورکوتاهتر ب)رنگ نور متمایل به آبی ج) سرعت نور زیاد تر د)رنگ نور متمایل به قرمز 6- برروی دایره ی استوا، طول سایه یک میله به هنگام ظهر شرعی، در چه روزهایی یکسان است؟ الف)اول تیر و اول دی ب)اول مهر و اول تیر ج)اول فروردین واول دی د)اول مهر و اول فروردین 7- کشور ما در میان دو مدار25تا39درجه شمالی ودونصف النهار 44و63درجه شرقی قرار دارد.حداکثر اختلاف زمانی طول خورشید در کشور ما چند دقیقه است؟ الف)56 دقیقه ب)57دقیقه ج)72 دقیقه د)157 دقیقه 8- اگر در لندن ساعت 7 صبح باشد،ساعت شهری در 75 درجه شرقی چه زمانی را نشان می دهد؟ الف)ساعت 2صبح ب)12ظهر ج)5صبح د) 2بعد از ظهر درستی یا نادرستی جملات زیر را مشخص کنید وپاسخ درست ،جملات نادرست را بنویسید. 1-اثبات حرکت انتقالی به کمک پدیده ای صورت می گیرد که به اثر دوپلرمعروف است. درست نادرست 2-نور ستاره ای که از ما دور می شود مایل به آبی است. درست نادرست 3-برای رخ دادن اثر دوپلر ،سرعت چرخش زمین به دور خورشید را300 کیلومتر در ثانیه محاسبه کرده اند.درست نادرست 4-مدار گردش زمین به دور خورشید بیضی نزدیک به دایره است درست نادرست 5-در عصرما به علت ارتباطات بسیار ...
اقلیم و معماری
علی رغم تغییرات فصلی و محلی زاویه تابش آفتاب و در نتیجه طول زمان و شدت تابش خورشید در نظر گرفتن این پارامتر و محاسبه آن در شهرسازی ،برنامه ریزی شهری و طرح ریزی شبکه گذرهای شهری( بافت شهر ) امری ضروری و اجتناب ناپذیر است .<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" /> در این رابطه باید بدانیم که گذر های شهری گرمسیری ( شهرهای واحه ای و یا عرضی پایین ) به ویژه در فصل تابستان به سایبان بیشتری نیاز دارند لذا در طراحی این شبکه باید تلاش نمود تا جهت گیری گذر ها به گونه ای باشد که کمتر در معرض تابش آفتاب قرار گیرند . بنابر این توصیه می شود که در چنین شهرهایی جهت معابر و گذرهای شهری حتی الامکان شرقی - غربی باشد . بالعکس در شهرهای سردسیر( خاص مناطق کوهستانی و عرضهای بالا ) در صورتی که شرایط توپوگرافیک و غیره اجازه بدهند بهتر است که خیابانها و کوچه ها و معابر شمالی - جنوبی باشد تا شهروندان بتوانند هم از نور و تابش خورشید بیشتر بهره بگیرند و هم اینکه شدت و مدت یخبندان معابر کمتر و در نتیجه آمد و شد بهتر گردد . باد نیز یکی از پارامترهای جوی است که می تواند در رابطه با بافت شهر مورد توجه قرار گیرد . جهت گیری معابر و بافت شهر بالاخص درسمت توسعه شهر یا مناطق قابل توسعه باید به گونه ای باشد که با بادهای مزاحم مقابله کند و از بادهای مناسب بهره بگیرد . برای این منظور شدت و جهت انواع باد و بالاخص باد غالب باید بررسی و شناسایی شود و سپس بر اساس آن طراحی نمود . در رابطه با باد غالب و مزاحم ( باد مسلح به ماسه ) باید گذرها طوری طراحی شوند که این باد به راحتی بتواند از داخل شهر عبور کند . مقاومت مصالح به کار رفته : می دانیم که محیط و طبیعت معمولاً مواد و مصالح مورد نیاز و سازگار یا اقلیم رادر اختیار انسان قرار می دهد اما متأسفانه در عصر حاضر بنا به دلایلی بیشتر از مصالح غیر بومی و وارداتی استفاده می شود که کمتر با اقلیم ناحیه هماهنگی دارد و لذا دردسرهای زیادی به بار می آید . به عنوان مثال در مناطق کویری و بیابانی رس بسیار زیاد است و خشت یا آجر حاصل از آن که در معماری شهرهای کویری مانند یزد مورد استفاده قرار می گیرد ضمن عایق بودن در مقابل تغییرات حرارتی از نظم و استحکام نیز گاه با تیر آهن رقابت می کند ،و یا در مناطق جنگلی مثل شمال ایران جنس مصالح به کار رفته در بناها باید به گونه ای باشد که در برابر رطوبت و خوردگی حاصل از آن ( یعنی عمل هوازدگی شیمیایی و پوسیدگی ) مقاومت بیشتری داشته باشند و به این ترتیب بکار بردن مصالح فلزی در این مناطق چندان مناسب نیست و سنگهای ساختمانی مثل آهک و تراورتن و غیره نیز برای روکار و نمای ساختمان مطلوب نخواهد بود ...