مقایسه تجربی و عددی مقدار تشعشع دریافتی خورشید برروی یک سقف گنبدی شکل با یک سقف ‏مسطح ‏

استفاده‎ ‎از‎ ‎سقفهای‎ ‎گنبدی‎ ‎برای‎ ‎کاهش‎ ‎بار‎ ‎برودتی‎ ‎ساختمانها‎ ‎از شاهکارهای‎ ‎مهندسی‎ ‎مکانیک‎ ‎در‎ ‎ایران‎ ‎است.‏‎ ‎در این پژوهش میزان تشعشع دریافتی ‏خورشید روی سقف گنبدی و مسطح بصورت تجربی و عددی اندازه گیری و ‏مقایسه شده است. اندازه گیری در روزهای پانزدهم هر ماه شمسی از طلوع تا ‏غروب آفتاب و به فاصله یک ساعت انجام گردیده است. برای اندازه گیری ‏تجربی تشعشع روی سقف گنبدی از یک مدل گنبدی شکل با مقیاس 10/1 ‏گنبد مدرسه مصلی یزد استفاده و اطلاعات از سیزده نقطه روی آن استخراج ‏شده است. گنبد دارای سه مدار ‏ b ، a و c‏ بوده که مدار ‏ a‏ با افق زاویه ‏‏30 درجه، مدار ‏ b‏ زاویه 50 درجه و مدار ‏c زاویه 90 درجه تشکیل می ‏دهند. در هر مدار چهار نقطه اندازه گیری در چهار جهت اصلی درنظر گرفته ‏شده است. نتایج نشان می دهند که میزان تشعشع کل دریافتی، بر مبنای ‏واحد‎ ‎سطح قاعده سقف گنبدی،‎ ‎برای‎ ‎سقف‎ ‎مسطح‎ ‎از گنبدی‎ ‎بیشتر‎ ‎است. ‏همچنین بیشینه مقدار تشعشع در فصول گرم، برای سقف گنبدی در جهت ‏شرق و در فصول سرد در جهت جنوب قرار دارد. همچنین کمترین میزان ‏تشعشع در طول سال مربوط به جهت شمال است. بیشترین تشعشع دریافتی ‏در جهت شرق مربوط به زمانهای اولیه صبح می باشد، حال آنکه در جهت ‏غرب در بعدازظهر تشعشع خورشید بیشینه مقدار خود را داراست. به علاوه ‏برای سقف مسطح و گنبدی درجهت جنوب، بیشترین مقدار تشعشع دریافتی ‏در زمانهای نزدیک به ظهر اتفاق می افتد، در حالیکه بیشترین تشعشع دریافتی ‏در جهت شمال به زمانهای پیش از ظهر تمایل دارد.‏

Experimental and Numerical Investigation of Received ‎Solar Radiation on a Domed and Flat Roof

Domed roofs are the masterwork of mechanical engineering because of building heat load reduction in Iran. Received ‎solar radiation on a domed and flat roof has been compared with each other experimentally and numerically in this ‎research. Data measurements have been done on 15th day of each month from sunrise to sunset with one hour intervals. ‎A 1/10 scaled model of a mosque in Yazd has been used for experimental investigation. Data obtained on 13 point on ‎this model. The dome has three circuits named A, B and C, with a horizontal angle of 30o, 50o and 90o respectively. ‎Four points on every circuit in the four main directions are considered. Results show that the total received solar ‎radiation (per unite area of dome base) for flat roof is higher than domed roof. The maximum solar radiation received ‎on the East and South direction for warm and cold seasons respectively for domed roof. The minimum solar radiation ‎received on the North direction during a year. The maximum solar radiation on the East direction is received in the ‎early morning, while the West has its maximum in the late afternoon. In addition the maximum received solar ‎radiation for the flat roof and the South direction of the dome occur at approximately noon, while the maximum ‎received solar radiation tends to be happened before noon for the North direction.‎