سایبان ها

سایبان ها برای کنترل میزان تابش آفتاب به سطوح نورگذر ساختمان به کار می روند.لزوماً در همه مناطق اقلیمی به وجود سایبان نیاز نخواهد بود. برای تعیین نیاز به وجود سایبان باید اقلیم منطقه بطور دقیق مطالعه شود تا اوقات گرم سال در منطقه مورد نظر تعیین شود. در صورت وجود اوقات گرم باید در جبهه های مختلف ساختمان با توجه به اوقات گرم سال و زوایای تابش خورشید در اوقات مزبور زاویه سایبان افقی یا عمودی تعیین شود. به این ترتیب در اوقات مزبور تمامی سطح پنجره در سایه قرار گرفته و مانع از ورود تابش خورشید به داخل و افزایش دما و ایجاد شرایط نامطلوب حرارتی در فضای داخل می شود.

استفاده از عایق حرارت در پوسته خارجی ساختمان سبب می شود که حرارت حاصل از منابع گرمایشی طبیعی نظیر انرژی تابشی خورشید، گرمای حاصل از ساکنین و گرمای حاصل از وسایل الکتریکی در فضای داخل باقی بماند و به عنوان منبع گرمایش کمکی مورد استفاده قرارگیرد. در نتیجه اگر در مناطق با نیاز سرمایی زیاد بر روی پنجره ها سایبان مناسب پیش بینی نشود، در اوقات گرم سال نه فقط دمای داخل طاقت فرسا شده، بلکه بار برودتی ساختمان نیز به مقدار قابل توجهی افزایش یافته و انرژی زیادی برای تأمین سرمایش لازم خواهد بود.برای پیشگیری از این امر باید روی پنجره های ساختمانهای واقع در این مناطق سایبانی با عمق مناسب تعبیه گردد. منظور از عمق مناسب سایبان، عمقی است که در اوقات گرم سال از تابش خورشید به داخل ممانعت به عمل آید و در اوقات سرد برای استفاده از گرمای تابشی خورشید امکان ورود تشعشع خورشید به داخل فراهم شود.به همین منظور در جدول روبه رو برای عرضهای جغرافیایی 25 تا 37 درجه شمالی و برای پنجره های واقع در جهت های مختلف جغرافیایی، سایبانهایی پیشنهاد شده است که تا 100% در اوقات گرم بر روی پنجره سایه ایجاد می کند. مقادیر داخل جدول به عنوان پیشنهاد اولیه بوده و در صورت انجام مطالعات اقلیمی معتبر دقیق تر و ارائه جدول ها و نمودارهای مربوطه طراحان می توانند مقادیر بهینه محاسبه شده را انتخاب نمایند.برای تأمین سایبان مناسب می توان با استفاده از زوایای پیشنهادی اشکال متنوعی را برای سایبان ارائه کرد تا ضمن آزادی در طراحی و حفظ زیبایی ، سه مورد نظر نیز بر روی تمام پنجره ایجاد شود.

نکته قابل توجه در جدول آن که در مواردی فقط سایبان افقی یا فقط سایبان عمودی و یا استفاده همزمان از هر دوی آنها توصیه شده است.در مواردی نظیر وضعیت عرض جغرافیایی 35 درجه و جهت گیری پنجره به سوی 60 درجه شمال شرقی، استفاده از سایبان افقی یا عمودی بستگی به انتخاب طراح دارد. در شکل 1 زوایای سایبان افقی α و عمودی β نشان داده شده است. با تعیین این زوایا بدیهی است که ابعاد سایبان با توجه به ابعاد بازشو به راحتی بدست می آید.

تاثیرسایه بان

ایجاد سایه برروی پنجره ها یا دیوارهای شیشه ای، مانع تابش مستقیم آفتاب به سطح شیشه می شود و در نتیجه، حرارت ایجاد شده ی ناشی از تابش آفتاب در فضای پشت شیشه یه شدت کاهش می یابد. این مقدار کاهش به محل سایه ی ایجاد شده بستگی دارد. وقتی بر روی سطح خارجی شیشه سایه ایجاد شود، مقدار بسیار کمی از انرژی حرارتی خورشید به فضای پشت شیشه انتقال می یابد. زیرا انتقال حرارت در این حالت به صورت ((رسانش)) و ((تابش)) است و انتقال حرارت به ندرت به صورت رسانش از شیشه انجام می شود و اجسام شفاف نیز، پرتوهایی با طول موج بلند را زا خود عبور نمی دهند.ولی هنگامی که برای جلوگیری از تابش مستقیم آفتاب به داخل از پرده کرکره ی داخلی استفاده شود، پرتو مستقیم خورشیداز شیشه عبور می کند و پرده کرکره را تحت تأثیر اثر حرارتی خود قرار می دهد. پرده کرکره پس از گرم شدن، حرارت خود را به وسیله ی امواج دارای طول موج بلند به اطراف منتقل می کند و این حرارت چون نمی تواند از شیشه عبور کند، ققط به فضای داخلی منتقل شده، باعث گرم شدن این فضا می شود.

نتیجه ی آزمایش هایی که در این مورد انجام شده نشان می دهد که سایه بان های خارجی می توانند تا 90 درصد و سایه بان های داخلی (پرده کرکره) تنها 20 تا 25 درصد اثر حرارتی تابش آفتاب را در داخل یک اتاق کاهش دهند.

نمودارهای شکل 2 نتیجه ی آزمایش نمونه هایی را نشان می دهد که هوا در داخل آنها جریان ندارد و پنجره ی آنها از داخل به وسیله ی پرده کرکره ی تیره رنگ پوشیده شده است.تغییرات دمای هوای داخلی این نمونه ها تقریباً مشابه تغییرات دمای هوای داخلی نمونه هایی است که نتیجه ی آزمایش آنها در شکل 1 نشان داده شده است.با این تفاوت که در اینجا افزایش درجه حرارت هوای داخلی نسبت به خارج، همچنین اختلاف دمای هوای داخلی چهار نمونه ی انتخابی کمتر از آزمایش مزبور است. ولی اگر سایه بان های کرکره ای در سطح خارجی پنجره ها نصب شوند(همان طور که در نمودارهای شکل 3 نیز نشان داده شده است)، اختلاف دمای هوای داخلی نمونه های فوق کمتر خواهد شد.

انواع سایه بان

سایه بان ها ممکن است اثرات گوناگونی از قبیل کنترل تابش مستقیم آفتاب به داخل (به طورمداوم یا در مواقع مشخص)، کنترل نور، منظره و تهویه ی طبیعی داشته باشند.اهمیت این اثرات به موقعیت و نوع ساختمان بستگی دارد.برای مثال، در یک منزل مسکونی ممکن است نفوذ تابش مستقیم آفتاب به داخل در فصل زمستان لازم و در فصل تابستان غیر ضروری باشد. ولی در یک کلاس درس ممکن است تابش مستقیم آفتاب به داخل در تمام فصل ها ناراحت کننده باشد. از سوی دیگر، در مناطق سرد هدف اصلی این است که تا حد ممکن از تابش مستقیم نور و گرمای طبیعی آفتاب به داخل استفاده شود. ولی در مناطق گرم تا حدممکن باید از تابش مستقیم آفتاب به داخل جلوگیری کرد. در مناطق معتدل یا مناطق نیمه استوایی، هر دو مسأله را باید در نظر گرفت و سایه بان ها را به نحوی انتخاب کرد که بتوان ورود پرتو مستقیم خورشید به داخل را با توجه به فصل های مختلف کنترل کرد.

سایه بان های متحرک و قابل کنترل، بنا به ضرورت می توانند انتقال نور و گرمای خورشید را به طور دلخواه کنترل کنند. ولی سایه بان های ثابت عملکرد مشخصی دارند که به جهت و شکل هندسی ساختمان و تغییر موقعیت خورشید در فصل های مختلف بستگی دارد.

سایه بان های متحرک

شکل هندسی سایه بان های متحرک افقی یا عمودی، تأثیری در کارایی آنها از نظر ایجاد سایه و جلوگیری از تابش مستقیم آفتاب به داخل ساختمان ندارد؛ زیرا این نوع سایه بان ها را می توان برحسب نیاز به نحو مطلوبی تغییرداد. از سوی دیگر، کارایی این سایه بان ها متفاوت است و به رنگ و محل نصب آنها نسبت به پنجره و شرایط تهویه ی طبیعی در ساختمان بستگی دارد.

در چندین مؤسسه ی تحقیقاتی ، مطالعات و بررسی هایی در مورد کارایی انواع مختلف سایه بان های متحرک انجام شده که در اینجا به خلاصه ای از نتایج آنها اشاره می کنیم.

1)سایه بان های خارجی بسیار کاراتر از سایه بان های داخلی هستند. اگر سایه بان های متحرک در سطح خارجی پنجره نصب شود، فقط 5 درصد از انرژی خورشیدی تابیده به پنجره به داخل انتقال می یابد.

2)هرچه رنگ این سایه بان ها تیره تر باشد، اختلاف بین کارایی انواع داخلی و خارجی این سایه بان ها بیشتر می شود.