پایش تابش­پذیری شهرهای ایران

مقاله ها و پایان نامه ها

 

عنوان مطالب

فصل اول: کلیات پژوهش

2

1- بیان مسأله­ی پژوهش

3

1- 1- هدف­های پژوهش

3

2- 1- نوع پژوهش

3

3- 1- جامعه­ی آماری، حجم نمونه و روش نمونه­گیری

4

4- 1- روش گردآوری داده­ها و اطلاعات

4

5- 1- روش تجزیه و تحلیل داده­ها و اطلاعات

4

6- 1- ابزارهای مورد استفاده در پژوهش

5

7- 1- پیشینه­ی پژوهش

 

فصل دوم: ماهیت تابش خورشید

11

2- تابش خورشید

15

1- 2- عوامل مؤثر در شدت تابش خورشید

16

1- 1- 2- میزان انرژی گسیل­شده از خورشید

16

2- 1- 2- فاصله­ی زمین تا خورشید

18

3- 1- 2- ارتفاع خورشید (زاویه­ی تابش خورشید)

20

4- 1- 2- مدت­زمان تابش خورشید (طول روز)

23

2- 2- تأثیر جو زمین در شدت تابش خورشید

26

3- 2- مؤلفه­های تابش خورشید

26

4- 2- روش­های تابش­سنجی

 

فصل سوم: مواد و روش­ها

29

3- مواد و روش­های به کار رفته در پژوهش

29

1- 3- تحلیل فضایی تابش ورودی

31

2- 3- محاسبه­ی ضریب تغییرپذیری

38

3- 3- فرآیند درون­یابی

38

1- 3- 3- روش­های درون­یابی دقیق یا قطعی

38

1- 1- 3- 3- روش معکوس فاصله­ی وزنی

39

2- 1- 3- 3- توابع شعاع­محور

39

2- 3- 3- روش­های درون­یابی تقریبی یا زمین­آمار

40

1- 2- 3- 3- روش کریجینگ

40

3- 3- 3- اعتبارسنجی روش­های درون­یابی

40

4- 3- خوشه­بندی

46

5- 3- نیازهای گرمایشی و سرمایشی محیط و روش­های برآورد آن

49

6- 3- محاسبه­ی نسبت تابش خورشید به بار گرمایشی

 

فصل چهارم: نتایج و یافته­های پژوهش

52

4- تحلیل فضایی و زمانی تابش ورودی

62

1- 4- تغییرپذیری تابش ورودی

64

2- 4- تحلیل فضایی دمای هوا در فصول گرم و سرد

66

3- 4- تحلیل فضایی درجه – روزهای سرمایش و گرمایش در فصول گرم و سرد

67

4- 4- خوشه­بندی سلسله­مراتبی شهرهای مورد بررسی با توجه به تابش ورودی در فصول گرم و سرد

68

5- 4- خوشه­بندی سلسله­مراتبی شهرهای مورد بررسی با توجه به دمای هوا در فصول گرم و سرد

68

6- 4- خوشه­بندی سلسله­مراتبی شهرهای مورد بررسی با توجه به درجه – روزهای گرمایش و سرمایش

74

7- 4- محاسبه­ی نسبت تابش خورشید به بار گرمایشی

 

فصل پنجم: راهکارها و پیشنهادها

77

5- تابش خورشید و گسترش سایه در سطوح شهری

77

1- 5- زاویه­ی تابش خورشید و راستای شبکه­ی گذرگاه­های شهری

78

1- 1- 5- راستای شمالی – جنوبی

78

2- 1- 5- راستای شرقی – غربی

79

3- 1- 5- راستای جنوب شرقی – شمال غربی

79

4- 1- 5- راستای جنوب غربی – شمال شرقی

80

5- 1- 5- فضاهای سبز خیابانی

80

2- 5- نمای ساختمان و نحوه­ی تعبیه­ی پنجره­ها برای جذب تابش خورشید در فصول سرد

برای دانلود متن کامل این فایل به سایت torsa.ir مراجعه نمایید.

81

3- 5- شکل و پلان ساختمان برای کاهش گرمای خورشید در فصول گرم

82

4- 5- جهت قرار گرفتن ساختمان با توجه به وضعیت آب­وهوایی محیط

83

5- 5- نقش آفتاب­گیرها و شیشه­ها در کاهش گرمای خورشید در فصول گرم

84

6- 5- معماری سایبان

85

1- 6- 5- محاسبه­ی عمق سایبان

85

2- 6- 5- سایبان­های طبیعی

86

7- 5- نقش بام­های مسطح و شیب­دار در جذب تابش خورشید

86

8- 5- نسبت سطح بیرونی به حجم بنا

87

9- 5- بالا بردن ضریب بازتاب سطوح بیرونی روبه­روی پنجره­های در معرض تابش زمستانی

88

10- 5- کاهش ضریب بازتاب سطوح بیرونی روبه­روی پنجره­های در معرض تابش تابستانی

88

11- 5- تأثیر رنگ سطوح خارجی بنا در جذب تابش خورشید

89

12- 5- فرم و پلان ساختمان

89

13- 5- ظرفیت و مقاومت گرمایی مصالح ساختمانی

93

1- 13- 5- ظرفیت و مقاومت گرمایی مصالح ساختمانی با توجه به وضعیت آب­وهوایی محیط

93

2- 13- 5- ظرفیت و مقاومت گرمایی بام

95

منابع فارسی

99

منابع لاتین

فهرست جداول

صفحه

عنوان

14 2- محدوده­ی طیف الکترومغناطیسی تابش خورشید
15 1- 2- تبدیل واحدهای اندازه­گیری طول موج به متر
15 2- 2- مقدار انرژی حمل­شده توسط امواج تابش خورشید
20 3- 2- ارتفاع خورشید در اعتدالین و انقلابین، برحسب عرض جغرافیایی
22 4- 2- طول روز در انقلابین، برحسب عرض جغرافیایی
26 5- 2- نسبت زاویه­ی تابش با طول مسیر طی­شده­ی پرتوهای خورشید
33 3- مقایسه­ی میانگین سالانه­ی داده­های زمینی و ماهواره­ای از طریق آزمون t دونمونه­ای مستقل
34 1- 3- نتایج کنترل کیفیت داده­های ایستگاه­های تابش­سنجی ایران
35 2- 3- نتایج کنترل کیفیت داده­های ایستگاه تابش­سنجی اصفهان از طریق آزمون t یک­نمونه­ای
36 3- 3- نتایج کنترل کیفیت داده­های نقطه­ی تابش­پذیر از طریق آزمون t یک­نمونه­ای
37 4- 3- نتایج کنترل کیفیت داده­های ایستگاه­های تابش­سنجی ایران
43 5- 3- نتایج اعتبارسنجی روش­های درون­یابی با روش ریشه­ی دوم میانگین مربعات خطا
45 6- 3- سنجش طبیعی بودن توزیع داده­ها از طریق آزمون کولموگروف – اسمیرنوف یک­نمونه­ای
53 4- میانگین متغیرهای مؤثر در شدت تابش خورشید در شمال، شمال غرب، و بخش­هایی از شمال شرق ایران، در ماه دسامبر (1983 تا 2005)
54 1- 4- میانگین متغیرهای مؤثر در شدت تابش خورشید در جنوب و جنوب شرق ایران، در ماه دسامبر (1983 تا 2005)
69 2- 4- خوشه­بندی سلسله­مراتبی شهرهای مورد بررسی با توجه به میانگین تابش ورودی در فصول گرم
70 3- 4- خوشه­بندی سلسله­مراتبی شهرهای مورد بررسی با توجه به میانگین تابش ورودی در فصول سرد
71 4- 4- خوشه­بندی سلسله­مراتبی شهرهای مورد بررسی با توجه به میانگین دمای هوا در فصول گرم
72 5- 4- خوشه­بندی سلسله­مراتبی شهرهای مورد بررسی با توجه به میانگین دمای هوا در فصول سرد
73 6- 4- خوشه­بندی سلسله­مراتبی شهرهای مورد بررسی با توجه به مجموع درجه – روزهای سرمایش در فصول گرم
74 7- 4- خوشه­بندی سلسله­مراتبی شهرهای مورد بررسی با توجه به مجموع درجه – روزهای گرمایش در فصول سرد
75 8- 4- درصد گرمایش قابل تأمین توسط تابش خورشید در ماه­های سرد
88 5- ضریب بازتابندگی سطوح مختلف
91 1- 5- درصد جذب تابش خورشیدی در رنگ­های مختلف
92 2- 5- مقاومت و ظرفیت گرمایی مصالح ساختمان

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست اشکال

صفحه عنوان
17 2- کمینه و بیشینه­ی فاصله­ی زمین تا خورشید
17 1- 2- کجی محور زمین
19 2- 2- نسبت سطح دایره­البروج به سطح استوای کیوانی (انحراف­البروج)
20 3- 2- مدار میل خورشید در اعتدالین و انقلابین
23 4- 2- طول روز در اعتدالین و انقلابین
32 3- موقعیت نقاط تابش­پذیر
50 1- 3- منحنی محاسبه­ی درصد گرمایش قابل تأمین توسط خورشید
54 4- میانگین تابش ورودی در ماه دسامبر (1983 تا 2005)
56 1- 4- میانگین تابش ورودی در ماه ژوئن (1983 تا 2005)
56 2- 4- میانگین درخشندگی آسمان در ماه ژوئن (1983 تا 2005)
57 3- 4- وضعیت توپوگرافی ایران
57 4- 4- منحنی کمینه و بیشینه­ی تابش ورودی ماهانه (کیلووات­ساعت در مترمربع در روز)
59 5- 4- میانگین تابش ورودی در ماه ژانویه
59 6- 4- میانگین تابش ورودی در ماه فوریه
60 7- 4- میانگین تابش ورودی در ماه مارس
60 8- 4- میانگین تابش ورودی در ماه آوریل
60 9- 4- میانگین تابش ورودی در ماه می
60 10- 4- میانگین تابش ورودی در ماه ژوئن
60 11- 4- میانگین تابش ورودی در ماه جولای
60 12- 4- میانگین تابش ورودی در ماه آگوست
61 13- 4- میانگین تابش ورودی در ماه سپتامبر
61 14- 4- میانگین تابش ورودی در ماه اکتبر
61 15- 4- میانگین تابش ورودی در ماه نوامبر
61 16- 4- میانگین تابش ورودی در ماه دسامبر
61 17- 4- مجموع تابش ورودی در فصل بهار
61 18- 4- مجموع تابش ورودی در فصل تابستان
61 19- 4- مجموع تابش ورودی در فصل پاییز
61 20- 4- مجموع تابش ورودی در فصل زمستان
62 21- 4- مجموع تابش ورودی سالانه
63 22- 4- تغییرپذیری در فصل بهار
63 23- 4- تغییرپذیری در فصل تابستان
63 24- 4- تغییرپذیری در فصل پاییز
63 25- 4- تغییرپذیری در فصل زمستان
64 26- 4- تغییرپذیری تابش ورودی سالانه
65 27- 4- میانگین دمای هوا در فصول گرم
65 28- 4- میانگین دمای هوا در فصول سرد
66 29- 4- مجموع درجه­روزهای سرمایش در فصول گرم
67 30- 4- مجموع درجه­روزهای گرمایش در فصول سرد
83 5- جهت بنا در مناطق سرد
83 1- 5- جهت بنا در مناطق معتدل و مرطوب
83 2- 5- جهت بنا در مناطق گرم و خشک
83 3- 5- جهت بنا در مناطق گرم و مرطوب

فصل اول

کلیات پژوهش

1– بیان مسأله­ی پژوهش

شرایط آب­وهوایی در شکل­گیری 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 برنامه­ریزی و طرح­ریزی شهری از دو جهت حائز اهمیت است. نخست این­که با شناخت ویژگی­های آب­وهوایی می­توان قابلیت­های سازگاری انسان با محیط را بررسی کرد و دیگر این که متناسب با شرایط آب­وهوایی می­توان شکل های مطلوب ساخت­هایی فضایی را به وجود آورد (رهنمایی، 1389: 127). شرایط آب­وهوایی یک منطقه حاصل روابط متقابل عناصر و عوامل آب­وهوایی است. دما، بارش، فشار، رطوبت و تابش عناصر آب­وهوایی هستند (کاویانی و علیجانی، 1388: 27). یکی از عناصر مهم آب-وهوایی تابش خورشید است. انرژی تابشی خورشید در برنامه­ریزی و طرح­ریزی شهری کاربردهای مختلفی دارد. هر چند که تاکنون جنبه­های کاربردی آن در برنامه­ریزی­ها و طرح­ریزی­ها چندان مورد توجه قرار نگرفته است. از مهم­ترین کاربردهای انرژی خورشیدی، تأمین نیازهای گرمایشی و سرمایشی سکونتگاه­های شهری است (خلجیِ­اسدی و همکاران، 1380: 524). کاستن از هزینه­های گرمایشی و سرمایشی توسط انرژی­های تجدیدپذیر به­ویژه انرژی خورشیدی در سکونتگاه­های شهری از نکاتی است که برنامه­ریزان شهری باید به آن توجه کنند. این انرژی تجدیدپذیر کاملاً با محیط­زیست سازگار است و سبب آلودگی آن نمی­شود. نامحدود و پایان­ناپذیر است. در همه­ی کشورها وجود دارد و می­توان از آن به­صورت منطقه­ای و محلی بهره­برداری 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 1380: 426). بنابراین، پایش – ترکیبی از گردآوری، ضبط، سنجش و پردازش داده­ها و اطلاعات برای کمک به تصمیم­گیری و برنامه­ریزی یک پروژه (مجتهد و حسن­زاده، 1380: 48) – تابش خورشید و تأکید بر بهره­گیری از این منبع تجدیدپذیر در برنامه­ریزی و طرح­ریزی شهری بسیار ضروری است. با توجه به توضیحات ذکر شده پژوهش حاضر به پایش تابش­پذیری شهرهای ایران می­پردازد؛ تا به پرسش­های زیر پاسخ گوید:

    • 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 می­کند؟
    • با توجه به میزان تابش­پذیری، چگونه می­توان نیازهای گرمایشی و سرمایشی شهرهای ایران را تأمین کرد؟

1- 1- 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 در شهرهای ایران.
    • ارائه­ی راهکارهای مناسب برای تأمین نیازهای گرمایشی و سرمایشی شهرهای ایران با توجه به مقدار تابش دریافتی.

2- 1- نوع پژوهش

پژوهش حاضر یک پژوهش شناختی محسوب می­شود؛ زیرا به تشریح و شناخت بیش­تر موضوع مورد بررسی می­پردازد. این پژوهش یک پژوهش کاربردی نیز محسوب می­شود؛ زیرا می­توان نتایج آن را در تصمیم­گیری­ها، برنامه­ریزی­ها و طرح­ریزی­ها به­کار برد (حافظ­نیا، 1382: 59).

3- 1- جامعه­ی آماری، حجم نمونه و روش نمونه­گیری

پژوهش حاضر به پایش تابش­پذیری شهرهای ایران می­پردازد؛ بنابراین، شهرهای ایران جامعه ی آماری این پژوهش را تشکیل می­دهند. با توجه به تنوع تابش­پذیری در مناطق مختلف ایران، چندین شهر برای نمونه – با توجه به گستره­ی هر منطقه – گزینش و بررسی می­شود.

4- 1- روش گردآوری داده­ها و اطلاعات

در این پژوهش، داده­ها و اطلاعات به صورت کتابخانه­ای گردآوری شده است؛ یعنی داده­ها و اطلاعات مورد نیاز با مراجعه به کتاب­ها، مجلات تخصصی، مقالات علمی، طرح­های پژوهشی و پایگاه­های داده گردآوری شده است.

5- 1- روش تجزیه و تحلیل داده­ها و اطلاعات

روش تجزیه و تحلیل داده­ها و اطلاعات در این پژوهش، آماری یا کمی است. روش آماری یا کمی به دو شکل توصیفی و استنباطی صورت می­گیرد. آمار توصیفی برای خلاصه کردن، طبقه­بندی و توصیف ویژگی­های موضوع مورد برررسی و آمار استنباطی برای تعمیم نتایج به دست آمده از بررسی گروه کوچکی به نام نمونه به گروه بزرگ­تری به نام جامعه به کار می­رود (حافظ­نیا، 1382: 242).

6- 1- ابزارهای مورد استفاده در پژوهش

در این پژوهش از دستگاه رایانه[23] و نرم­افزارهای[24] SPSS 15 for Windows Evaluation Version برای پردازش[25] داده­ها، 9.3 ArcGIS برای ترسیم نقشه­ها، Microsoft Office Excel 2010 برای ترسیم نمودارها و Microsoft Office Word 2003 برای نگارش متون استفاده شده است.

 Climate Conditions

 Urban Planning

 Urban Projection

 Spacial Strocture

 Solar Radiation

 Solar Energy

 Renewable Energy

 Monitoring

 Solar Load Ratio