خون گرم، به وسیله غذایی که مصرف می کنند و به نسبت فعالیتی که دارند، به میزان مختلف انرژی تولید می کنند.
در شرایطی که محیط سردتر از دمای پوست باشد، بدن به وسیله کاهش جریان خون به پوست، از افزایش انتقال حرارت از بدن به محیط جلوگیری می کند. اگر سرمای محیط بیش از این حد شود، کشش های عضلانی و لرز باعث تشدید متابولیزم و تولید حرارت در بدن می شود.
طبق تعریف وات وقتی اغلب مردم احساس آسایش حرارتی می کنند که بدن آنها در شرایطی باشد که نه نیاز به دفع حرارت داشته و نه نیاز به جذب آن داشته باشد. به طور کلی بدن انسان از سه طریق حرارت را جذب و دفع می نماید(Watt- 1963).
همرفت 30 درصد
تشعشع 45 درصد
تبخیر 25 درصد
تنها جزء بسیار اندکی از حرارت به وسیله هدایت منتقل می شود. دفع حرارت از طریق همرفت و تشعشع زمانی صورت می گیرد که دمای محیط کمتر از دمای بدن انسان باشد. از دست دادن حرارت بدن به وسیله تبخیر نیز به میزان رطوبت نسبی و جریان هوا بستگی داشته و در دماهای بالا صورت می پذیرد. جریان طبیعی هوا وقتی باعث خنکی بهتر بدن می شود که دمای آن کمتر از دمای سطح پوست بوده و رطوبت نسبی هوا خیلی زیاد نباشد. علاوه بر سطح پوست، انسان از طریق بازدم نیز مقداری رطوبت و حرارت از دست می دهد.

دمای خشک هوا(C˚)
34
30
26
22
18
14
10
حرارت محسوس
29
59
84
95
100
112
135
حرارت نهان توسط تعرق(W)
90
59
34
24
22
22
22
کل حرارت(W)
119
118
118
118
122
134
157
جدول3-7- اتلاف حرارت بدن انسان با فعالیت متوسط در دماهای مختلف ، ماخذ: Engineering ToolBox-2005
همان گونه که در جدول ملاحظه می شود، با کاهش دما میزان تبادل حرارتی از طریق تبخیر کاهش یافته و به میزان تبادل حرارتی محسوس بدن و محیط اطراف افزوده می گردد.

3-9-4- مهمترین عوامل تاثیر گذار بر احساس آسایش حرارتی
موارد زیر از جمله مهمترین عوامل تاثیرگذار بر احساس آسایش حرارتی به شمار می رود: (قیابکلو، 1393).
دمای هوا
دمای متوسط تشعشعی
رطوبت هوا
جریان هوا
میزان فعالیت
نوع پوشش

3-9-3-1- دمای هوا
دمای هوای یک فضا که در حقیقت همان دمای خشک است به سادگی به وسیله دماسنج خوانده می شود. جذب و یا دفع حرارت از بدن ارتباط مستقیم با دمای هوای محیط دارد.
به طور کلی طبق استاندارد CIBSE 31 ، دمای آسایش در زمستان بین 18 الی 23 درجه سانتیگراد و در تابستان زیر 27 درجه سانتیگراد در نظر گرفته می شود(Adler – 1999) .

3-9-3-2- دمای متوسط تشعشعی
دمای متوسط تشعشعی، از متوسط دمای سطوح مختلف در یک فضا با توجه به ضرایب دید ار آن سطوح به دست می آید. حتی اگر بدن تماس با اشیاء و عناصر سرد یا گرم نداشته باشد، انتقال انرژی به واسطه پدیده تشعشع صورت می پذیرد. میزان انتقال انرژی بستگی مستقیم به اختلاف دمای دو عنصر دارد. طبیعی است که اگر دمای اشیاء و به ویژه سطوح داخلی یک بنا سردتر از دمای بدن باشد، طبق قوانین ترمودینامیک، انتقال حرارت از بدن به سمت سطوح داخلی بنا بوده و هنگامی که دمای سطوح داخلی گرمتر از دمای سطح بدن باشد، انتقال حرارت به عکس خواهد بود (قیابکلو، 1393).

3-9-3-3- رطوبت هوا
رطوبت نسبی کمتر از 25% موجب احساس خشکی بیش از حد و رطوبت نسبی بیش از 75% موجب احساس نمناکی بیش از حد هوا می گردد. به طور کلی رطوبت نسبی 25% الی 60% رطوبت نسبی مطلوب برای محیط های انسانی به شمار می رود.
یکی از معضلات مناطق خشک که بخش اعظمی از کشور ما را نیز شامل می شود، کمبود رطوبت نسبی و در نتیجه بروز مشکلات فیزیولوژیکی در بدن انسان است. این مسئله هم در تابستان به طور طبیعی و هم در زمستان با گرم کردن فضای داخلی و در نتیجه خشک شدن هوا به وجود می آید. از آنجایی که بخش اعظم بافت بدن انسان از آب تشکیل شده است، در آب و هوای خشک، رطوبت از بافت بدن بیرون کشیده شده و در محیط آزاد می شود. در این صورت اگر بدن آب زیادی را از دست بدهد، بافت ها خشک شده و پوست خاصیت ارتجاعی خود را از دست می دهد. درد مفاصل و ماهیچه ها، خشکی و خارش چشم، پوست و حساسیت های پوستی، درد و سوزش گلو، خون ریزی از بینی، ناراحتی های تنفسی نظیر آسم، برونشیت، سینوزیت، ایجاد الکتریسیته ساکن، شوک و کاهش سطح تمرکز از جمله عوارض خشکی هوا به شمار می روند (قیابکلو، 1393).

مطلب مرتبط :   فیش پرینتر چیست و چه کاربردی دارد؟

3-9-3-4- جریان هوا
در یک محیط گرم، جریان هوا با سرعت 1m/s خوشایند بوده و تا 1.5m/s ممکن است قابل قبول باشد ولی نباید به طور کلی بیش از 2m/s باشد. در شرایط سرد، جریان هوا نباید بیشتر از 0.25 m/s باشد و جریان کمتر از 0.1m/s نیز خوشایند نیست(Szokolay- 1987) در شرایطی که فضای داخل توسط دستگاه های مکانیکی تهویه می شود، گاهی ممکن است مقدار سرعت جریان هوا افزایش یابد که در صورت برای ایجاد آسایش بیشتر باید دمای هوا را طبق نمودار زیر افزایش داد.

نمودار3-1- اثرات متقابل سرعت جریان هوا و دمای خشک بر احساس آسایش، ماخذ: Adler- 1999

3-9-3-5- میزان فعالیت
میزان حرارت تولید شده توسط بدن انسان با واحد وات بر متر مربع پوست انسان(W/m²) سنجیده می شود. میزان حرارت تولید شده بستگی به سطح پوست و فعالیت هر شخص دارد، به ازای یک متر مربع سطح پوست بدن یک انسان که خوابیده باشد ، در حدود 41 وات انرژی تولید می شود یعنی 41 W/m².

3-9-3-6- نوع پوشش
نوع پوشش و لباس یکی دیگر از عوامل تاثیرگذار بر آسایش حرارتی به شمار می آید. ضریب نارسانایی با مقاومت لباس Icl بوده و با واحد clo سنجیده می شود و به عبارت است از مقدار لباسی که شخص در یک محیط با دمای 21˚c و جریان هوایی معادل معادل 0.1m/s پوشیده و احساس آسایش بنماید(Gagge.et al.1942) .

نوع پوشش
ضریب نارسانایی لباس(clo) Icl
نسبت سطح لباس به سطح پوست پوشیده شدهfcl
برهنه

1
شلوار کوتاه
0.1
1
پوشش سبک
0.4-0.6
1.1
بلوز و شلوار
1
1.15
بلوز و شلوار+ کت کتانی
1.5
1.5
لباس پشمی
3-4
1.3-1.5
جدول3-8: مقادیر ضریب نارسانایی لباس نسبت به نوع پوشش، ماخذ: ASHRAE.2005

3-9-4- تاثیر عوامل خاص بر احساس آسایش حرارتی
تاثیر عوامل متعدد دیگری بر احساس آسایش حرارتی،به وسیله محققین این رشته مورد مطالعه قرار گرفته که برخی از این موارد عبارتند از :

3-9-4-1- سن
اغلب این گونه عنوان می شود که با بالا رفتن سن، شدت متابولیزم در بدن کاهش یافته و به همین دلیل معمولا این افراد دمای بالاتری را ترجیح می دهند. بنابر مطالعاتی که بر روی گروهی از افراد مسن و جوان انجام شده، این نتیجه حاصل گشته که عامل سن تاثیر چندان زیادی در محدوده آسایش ندارد. این بدان دلیل است که در افراد مسن، شدت متابولیزم پایین، موجب تعرق کمتر شده و در نتیجه حرارت کمتری از بدن دفع می شود (Fanger. 1970.Rohler&Johnson. 1972& Griffiths&Mcintyre.1973).

3-9-4-2- جنس
مطالعاتی که در دانشگاه ایالتی کانزاس و دانشگاه صنعتی دانمارک انجام گرفته نشان می دهد که تفاوت چندانی بین دو جنس مونث و مذکر در احساس آسایش حرارتی وجود ندارد. اگر چه درجه حرارت پوستی در خانم ها اندکی کمتر از آقایان است، اما این مسئله با کاهش تعرق در آنها جبران می شود. از آن جایی که در کشورهای غربی خانم ها پوشاک سبک تری نسبت به آقایان می پوشند، لذا نسبت به سرما اندکی حساس تر می باشند و این امر در مکان های عمومی کشور ما کاملا به عکس است (قیابکلو، 1393).

3-9-4-3- رنگ فضا
باور عمومی بر آن است که انسان در اتاق با رنگ گرم احساس گرمای بیشتری کرده و به عکس در فضاهایی که با رنگ سرد رنگ آمیزی شده اند، احساس سرما می کند . مطالعات همچنین نشان می دهد که رنگ اتاق ابدا تاثیر حرارتی ندارد (قیابکلو، 1393).

3-9-4-4- شرایط اقلیمی
خلاصه نتایج با توجه به مطالعاتی که انجام گرفته حاکی از آن است که بدن انسان با قرار گرفتن در شرایط اقلیمی جدید پس از اندک زمانی می تواند خود را سازگار ساخته و معیارهای حرارتی خویش را تغییر دهد. بنابراین اگر فردی در یک منطقه سردسیر زندگی کند با دمای 18 درجه سانتیگراد احساس آسایش می کند، همین شخص در یک منطقه گرمسیر تا دمای 25 درجه همین احساس را خواهد داشت . در نتیجه یک گروه از افراد در یک اقلیم معین احساس آسایش گرمایی مشابهی دارند(McNall. et al.1968 & Fishman& Pimbert . 1979 ).

3-10- اقلیم و معماری
3-10-1- مقدمه
اقلیم شناسی از وضع جغرافیای نقاط زمین گفت و گو می¬کند . و معمولاً نوع اقلیم با توجه به تقسیمات جغرافیایی همراه با ارتفاع مشخص آن از سطح دریا به وجود می آید . به طور کلی عواملی مانند چگونگی تابش آفتاب ، دمای حاصله از تابش خورشید ، رطوبت هوا و میزان بارندگی و در مجموع وزش بادهای مختلف در مسائل اقلیم دخالت دارد و محیط زندگی انسان را تحت الشعاع قرار می دهد که نسبت به این اصول ( شناخت اقلیم ) و در نتیجه معماری و در مجموع ساختمان سازی به وجود می آید(کسمائی، 1382) .
در این رابطه باید بدانیم که در روابط متقابل بین پروژه های ساختمانی و هوا یا آب و هوا دو جنبه کلی وجوددارد.
اول : اثرات آب و هوا بر روی طرح و شکل ساختمان و استقرارآن
دوم : اثرات مستقیم آب و هوا بر روی فعالیتهای ساختمانی
دررابطه با این موارد و برنامه ریزی مربوط به آن موارد زیر باید مد نظر قرارگیرند :
الف : مکان یابی مناسب و مطلوب
ب : نظم و ترتیب بناها نسبت به یکدیگر و در رابطه با تأثیر پذیری از عناصر اقلیمی
ج : مقاومت مصالح به کار گرفته شده در برابر عناصر و عوامل آب و هوایی
د : پلان،شکل و طراحی ساختمان نسبت به شرایط آب وهوایی
ه : ضرایب راحتی وآسایش مبتنی بر یک معماری همساز با اقلیم

مطلب مرتبط :  

3-10-2- مکانیابی پروژه
در این رابطه دو عنصر دما و باد بیشترین نقش را بر عهده دارند . بنابراین به منظور آمایش شهری و بالاخص ساخت و سازهای جدید لازم است که بخشهای خوش آب وهوا تر و دارای شرایط حرارتی مطلوب تر به مناطق مسکونی،آموزشی ،اداری ،خدماتی و تفرجگاهی اختصاص یابند و ابنیه ای مانند انبارها،صنایع آلوده ساز و امثال آن به نقاط دارای هوای نامساعدتر هدایت شوند . هرچند که برای برخی از کالاها باید شرایط حرارتی و رطوبتی مناسبی در نظر گرفت (کسمائی، 1382) .

3-10-3- نظم و ترتیب و جهت گیری بنا
مورفولوژی و یا ساخت و بافت یک ساختمان همانگونه که متأثر از سایر پارامترهای طبیعی است از شرایط آب وهوایی نیز تأثیر پذیر است . مثلاً یک رودخانه و یا یک دریاچه به غیر از موارد دیگر در امتداد سواحل خود یک میکرو کلیمای خاص و گاه فرح بخش به وجود میآورند که همین می تواند یکی از دلایل ساخت طولی و یا نواری شهرها در این نواحی باشد و یا اینکه شهرهای مشرف بر کوهستانها به دلیل وجود هوای سالم و مطبوع کوه خود را به روی دامنه ها بالا می کشند و چنین گسترشی ضمن اینکه در ساخت شهر اثر می گذارد نوعی طبقه بندی اجتماعی به وجود می آورد که خود دربافت شهر مؤثر واقع می شود . بدین معنی که حاشیه رفاه در بخشهای مرتفع و دامنه ای بافتی درشت و گسترده و غیر متراکم ( مساکن ویلایی و بزرگ با معابرکمتر ) را به وجود می آورد در حالی که در قسمتهای کم ارتفاع تر و دارای آب و هوای نا مناسب تر بافت شهر ریز و متراکم و فشرده ( مساکن کوچک و چند طبقه بامعابر و کوچه های بسیار ) است .به نظر می رسد در میان عناصر جوی دو عنصر تابش خورشید و باد بیش از بقیه در ساخت و بالاخص جهت و بافت یک بنا تأثیر می گذارند .
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 طراحی مهماری و شهر سازی امری ضروری واجتناب ناپذیر است .
در این رابطه باید بدانیم که ساختمان ها درمناطق گرمسیری ( شهرهای واحه ای و یا عرضی پایین ) به ویژه در فصل تابستان به سایبان بیشتری نیاز دارند لذا در طراحی باید تلاش نمود تا جهت گیری بنا به گونه ای باشد که کمتر در معرض تابش آفتاب قرار گیرند . بنابر این توصیه می شود که در چنین شهرهایی جهت و کشیدگی ساختمتن ها و معابر، 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 و ساختمان ها شمالی – جنوبی باشد تا شهروندان بتوانند هم ازنور و تابش خورشید بیشتر بهره بگیرند و هم اینکه شدت و مدت یخبندان معابرکمتر و در نتیجه آمد و شد بهتر گردد .
باد نیز یکی از پارامترهای جوی است که می تواند در رابطه با بافت شهر و جهت ساختمان ها مورد توجه قرار گیرد . جهت گیری معابر و بافت شهر و ساختمان ها 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 و گشودگی ها طوری طراحی شوند که این باد به راحتی بتواند از داخل شهر عبور کند .
اثر باران نیز در بافت شهرهای دامنه ای نباید از نظر برنامه ریزان دور بماند چرا که کوچه ها و خیابانهای تقریباً عمود بر شیب و یا اریب از شدت روان آب و سیل حاصل از