Using simulation for studying the influence of residential floor dissimilarity and its height on the...

-١-

Using simulation for studying the influence of residential floor dissimilarity and its height on

the thermal performance of spaces in residential buildings

(New Assiut City as a case study)

Eng. Ahmed Abd El-Monteleb Mohammed Aly Tutor, Department of Architecture,

Faculty of Engineering, Assiut University, Egypt.

[email protected]

Dr. Essam Salah Saeed Lecturer of Architectural

Design, Dept. of Architecture, Faculty of

Engineering, Assiut University, Egypt.

[email protected]

Dr. Ezzat A. Morghany Associate Professor of

Architectural Design, Dept. of Architecture, Faculty of

Engineering, Assiut University, Egypt

[email protected]

Prof. Dr. Essam El-Deen K. Mahroos

Professor of Urban Design, Department of Architecture,

Faculty of Engineering, Assiut University, Egypt

[email protected]

:Abstract The building shape and spaces greatly influence ambient temperatures in those

spaces. The thermal performance of interior spaces is highly influenced by a number of factors. On top of these factors are: space ratios (height, width, length), walls (thickness, construction material), window openings (height, width, length), and the vertical & horizontal sun breakers. As for the factors that determine a building mass, the most important are: shape of building mass, building orientation, using inner courts, etc.

The present generation of climatic design tools should rely more on digital presentation by computers, in order to aid designers make sound design decisions based on visible results. Thus, the computer carries out all calculations relieving designers from their heavy burden.

Due to the scarce use of simulation software in the climatic assessment of residential buildings; the study aims at studying the influence of residential floor dissimilarity and its height on the thermal performance of spaces in residential buildings at New Assiut City, Egypt.

To achieve this aim, the research is done by the analytical and applied methods, using the simulation software Thermal Analysis Software, from the climatic analysis of New Assiut City - as well as identifying the prevailing residential patterns, and detailed study of the selected residential building, identifying the software used, and analyzing the simulation results for ambient room temperatures of the cold and hot periods - for the above mentioned of the selected model. The research ends with a number of results and recommendations. Such results may be applied in hot desert areas.

-٢-

علي األداء اختالف الدور السكني وارتفاعه دراسة تأثير لاستخدام المحاآاة الحراري لفراغات المباني السكنية

)آمثالمدينة أسيوط الجديدة (

أحمد عبد المنطلب محمد. م معيد بقسم الهندسة المعمارية

مصر– جامعة أسيوط – آلية الهندسة - قسم العمارة

وسعصام الدين آمال محر.د.أ العمرانيأستاذ التصميم

جامعة – آلية الهندسة - قسم العمارة مصر-أسيوط

عزت عبد المنعم مرغني. د أستاذ التصميم المعماري المساعد

جامعة – آلية الهندسة - قسم العمارة مصر-أسيوط

عصام صالح سعيد. د مدرس التصميم المعماري

جامعة – آلية الهندسة - قسم العمارة صر م-أسيوط

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ :ملخص البحث

ة لشكل المبنى وفراغاته أثر آبير في درجة الحرارة داخل تلك الفراغات، فنجد أن لفراغات المبنى ال داخليي ددات ه ذه المح م ه ن أه ه، فم راري داخل ي األداء الح ؤثر عل ي ت ددات الت ن المح د م راغ : العدي سب الف ول (ن ط

اع وائط ) وعرض وارتف اء (والح ادة البن وع م مك ون شبابيك ) س ات ال اع (و فتح ول وعرض وارتف رات و) ط آاسة ية والمرآب ة والرأس شمس األفقي ي فنج ال ة المبن ا عن محددات آتل الي، أم ه هي آالت م محددات ة شكل ( :د أن أه آتل

).وغيرها استخدام األفنية الداخلية، توجيه المبنيالمبنى، ات ف د دراس ة تع راري للبيئ ا األداء الح ي قطعته وات الت م الخط ة رغ ر آافي سكنية غي اني ال ة للمب الداخلي

د ا ة ق ات المناخي م الدراس ارب، فمعظ ة والتج ات األآاديمي الل الدراس ن خ ك م سكنية وذل اني ال ة المب ت بدراس هتم . فهي قليلة في العالم العربيمن خالل برامج المحاآاة الدراسات المناخيةفقط، أما وقياسات ميدانية دراسات نظرية

إن سكنية، ف اني ال اخي للمب ة ولعدم وجود انتشار واسع الستخدام برامج المحاآاة في عملية التقييم المن الورقة ي البحثي دف إل ي ته ه عل سكني وارتفاع دور ال تالف ال أثير اخ ة ت راريدراس ل ال األداء الح ة داخ ات الداخلي فراغ

.ر مص–للمباني السكنية بمدينة أسيوط الجديدة و اة وه امج محاآ تخدام برن ي باس ي والتطبيق نهج التحليل ي الم ث عل د البح ة يعتم دف الدراس ق ه لتحقي

oftwareSnalysis Ahermal T ن خال اخي م ل المن دة ل التحلي يوط الجدي ة أس اط لمدين ي األنم رف عل والتعا، و سكنية به ةال صيلية للمبن دراس سكني ىتف اة ال امج المحاآ ي برن ة والتعرف عل اره للدراسة التطبيقي م اختي ذي ت ال

ائج المستخدم بالبحث، ثم امج تحليل نت اردة البرن رة الحارة والب درجات الحرارة في الفت سابق للمحددات ال ل ة ال مناخيسكني، ذآرها ل ائج والتوصيات والتي يمكن العمل ب وينتهي البحث لنموذج ال ه با مجموعة من النت اطق الحارة ب لمن

.الصحراوية :تقديـم

اطق إن استراتيجيات التصميم التي تؤثر على الراحة الحرارية الداخلية تختلف آثيرا حسب المنصاميم التقلي ا يظهر في الت ة، آم امالت المناخي م العوامل التي تحدد مع اخ من أه ر المن ة، حيث يعتب دي

وآذلك ) حوائط، نوافذ، سطح(التصميم آالمسافة بين المباني، شكل المبنى، توجيه المبنى، وغالف المبنى التقنيات والمواد المحلية من العوامل الهامة التي تؤثر على الراحة الحرارية الداخلية، حيث يعتبر استخدام

. مستحدثًا ليس أمرًاالمباني السكنية المناخ المحلي في خصائصيمكن تجنب الكثير من المشاآل بالعمل الدقيق أثناء تطور مراحل التصميم لتقليل آثار لذا نجد أنه

ر ة غي ة ألخرى الالعوامل المناخية المزعجة، فنجد أن الظروف المناخي شدة من منطق اين ب ة تتب مرغوبد آلخ ة الخاصة التي يجب أن تؤخذ آأساس الستراتيجيات كل منر، فومن بل ا المناخي ا ظروفه ة له طق

اطق التي ا في المن ة من الشمس والحرارة دورا هام التصميم في آل حالة على حدة، حيث تلعب الوقاي .يرتفع بها الفارق بين درجة الحرارة أثناء النهار ونظيرتها في الليل

:إشكالية الدراسةا تعد المعالجات الم سكنية، آم اني ال ناخية لها األثر الواضح على األداء الحراري لفراغات المب

أثير آل من اختالف يم ت ة التي يمكن استخدامها في تقي اة من األدوات الحديث رامج المحاآ د ب دور تع الارد ىلمبنداخل فراغات ا األداء الحراري علي السكني وارتفاعه رة الحارة والب ار في الفت ة السكني المخت

دة ـ مصر ة الصحراوية بمدينة أسيوط الجدي ال تطبيقي للمنطق رامج آمث ستخدم أحد ب إن البحث ي ذا ف ، ل .المحاآاة الخاصة بالتحليل الحراري للمبنى

-٣-

:الهدف من الدراسةى تهدف الدراسة أي مدى لمعرفة إل

سكني وارتفاعه يؤثر دور ال ى اختالف ال علسكن ة حرارة البيئة الداخلية للمباني ال ية بمدين

ا أسيوط الجديدة، للوصول إلى مدى مالءمتهسنة ، مناخيا في الفترة الحارة و الباردة من ال

.وذلك باستخدام برامج المحاآاة

:منهجية الدراسةى ث عل د البح ة يعتم دف الدراس ق ه لتحقي

:المنهج التحليلي والتطبيقي من خاللة -١ اخي لمدين التحليل المناخي والبيومن

.جديدةأسيوط ال دراسة تفصيلية عن النموذج السكني -٢

.المختاراة -٣ امج المحاآ دراسة تحليلية عن برن

.المستخدمدرجات -٤ امج ل ائج البرن ل نت تحلي

رارة اردة الح ارة والب رة الح ي الفت ف .للمبنى السكني المختار

: التحليل المناخي لمدينة أسيوط الجديدة-١ نهر تقع مدينة أسيوط الجديدة شرق

وهاج اهرة س ق الق ى طري ل عل النية ق الغردق ع طري ه م د التقائ صحراوي عن ال

والي د ح ى بع يوط عل ة ٢٠أس ن مدين م م آى خط عرض ،)١( شكل - أسيوط ع عل وتق

ماًال وخط طول °٢٧ ٣ رقا ° ٣١ ١٥ ش شدار وق سطح البحر بمق ع ف ١٠٠ -٧٠وترتف

]١[.مة ة لمدين ة العمراني ون الكتل تتك

يوط الجد ن أس دة م ي ي كنيتين ف ين س منطقتالكتلة العمرانية يفصل بينهما محور خدمات

ستقبلي وآذلك رئيسي، ة منطقة امتداد م للكتلساحة سكنية بم دان٩٥٠ال وي ف ا تحت ، آم

ي صناعية ب عل ة ال ساحة المنطق دان١٨٠م ف ).٢( شكل –

[1] Tarek Galal Habib, Trains of Urban

Development in Egypt, Update Evaluation for the Experience of New Urban Communities, Ph. D., Faculty of engineering, University of Assiut, 2000, p 126.

يوضح موقع مدينة أسيوط : )١(ل شك

]١ [.الجديدة بالنسبة للمحافظة

الموقع العام لمدينة أسيوط : )٢(ل كش

]٢ [.الجديدة

ات ن البيان اخي م ل المن تم التحلي يل عليها من هيئة األرصاد التي أمكن الحصو

ك وفي ]٣[الجوية، ي لتل ي عرض تحليل ا يل م :البيانات

:سطوع الشمس واإلشعاع الشمسي -١-١ا ى أدناه شمس إل تصل نسبة سطوع ال

سبة سمبر وبن هر دي ي ش غ % ٦٥ف ا تبل آمسبة صيف بن هر ال اقي أش ي ب صاها ف أق

سماء %٩٠ سطوع وصفاء ال دة ال ر م ، وتعب

ة، ]2[ ات العمراني ق والمجتمع كان والمراف وزارة اإلس

ي، ام للتجمع الهيئة العامة للتخطيط العمران التخطيط العيوطي الوادي األس د ب ي الجدي م، ص ١٩٩٧، العمران

٩٧:٩٥. ة، ]3[ اد الجوي ة لألرص ة العام اخي الهيئ س المن األطل

صر صر ، وزارة اللم ة م الت، جمهوري ل والمواص نق .م١٩٩٦العربية،

-٤-

ة ة الحراري رة من الطاق ة آبي وافر آمي عن تشتاء التي يمكن استغالله الي ال ة لي ا في تدفئ

.الباردة : درجة حرارة الهواء-٢-١

رات د المتغي ي أح رارة ه ة الح درجن را م ا آبي ف اختالف ي تختل ة الت المناخي

ي أخرى نتيجة الختالف تعرضها منطقة إلشمس، ف م لل شكل رق ين ال ط ) ٣(يب متوس

ة رة الحارة و لدرجات الحرارة الخارجي للفتاردة رة الب ا ،الفت م آم شكل رق ين ال ) ٤(يب

صغرى ي وال رارة العظم ات الح درجهر ع أش رارة لجمي ات الح طات درج ومتوس

شكل أن ام، ويتضح من خالل ال متوسط العصى درج صل أق اير ت هر ين ي ش رارة ف ة ح

ا تصل °٦.٦م وأقل درجة °٢٠.٨إلى م، بينمو متوسط أقصى درجة حرارة في شهر يونيى ى °٣٧.٤إل نخفض إل ا °٢١.٣م وت م، أم

و هر يوني ي ش رارة ف ات الح ط درج متوسم في °١٣.٦م وتنخفض الى °٢٩.٥تصل إلى ]١[.شهر يناير

: الرطوبة النسبية-٣-١دل الرطوب اض مع ظ انخف ة يالح

ين النسبية بصفة عامة إذ يتراوح متوسطها باردة % ٥٠و% ٤٠ رة الب ي الفت شتاء(ف ) ال

ى صل إل ام لت هر الع اقي أش ي ب ل ف ا تق بينما ستوى له ى م ا % ١٣أدن ايو مم ي شهر م ف

دل د مع ى تزاي ؤدى إل اه ي ذه خالبمي ي ه ر فرة ذي الفت ى وال صل إل ي ٢٢.٧ي ر ف ملليمت

ة العنا ى قل ذا إل ع ه وم، ويرج ر ذات الي صة سبب الرطوب ي ت ائي والت وى الم المحتذي النسبية بالنسبة إلى الظهير الصحراوي الك صر تل ث تقت ة، حي ى المنطق ب عل يغلشريط ه وال ل ذات رى الني ى مج العناصر عل

]١[. الزراعي على ضفتيه

م شكل رق ين ال ة أن ) ٥(فيب ل قيم أقسبية د للرطوبة الن في شهر % ١٣آانت عنصل ا ت ايو بينم ى م ا إل ة له ى قيم % ٦٥أعل

ين راوح ب وبر، وتت هر أآت ي ش و % ٣٤ف


ي، ام للتجمع الهيئة العامة للتخطيط العمران التخطيط العيوطي الوادي األس د ب ي الجدي ابق(، العمران ع س ، )مرج

.٩٧:٩٥ص

ين % ٦٢ اير وب هر ين ي ش % ٤٩و % ١٦فراوح . في شهر يونيو أما في شهر مارس فتت

ين ين % ٤٩ و %٢٢ب وبر ب هر أآت ى ش وف ]١ [.%٦٥و% ٣٣

05

101520

2530

3540

08:0

0

10:0

0

12:0

0

14:0

0

16:0

0

18:0

0

20:0

0

22:0

0

24:0

0:00

02:0

0

04:0

0

06:0

0

08:0

0التوقيت ( ساعة)

(°c

ة (رارلحة ارجد

أشهر متوسط درجات الحرارة لكل من )يونيو ويوليو وأغسطس(الصيف

0

510

1520

25

3035

40

08:0

0

10:0

0

12:0

0

14:0

0

16:0

0

18:0

0

20:0

0

22:0

0

24:0

0:00

02:0

0

04:0

0

06:0

0

08:0

0

التوقيت ( ساعة)

(°c

ة (رارلحة ارجد

أشهر لكل منمتوسط درجات الحرارة )يناير وفبراير وديسمبر(الشتاء

متوسط درجات الحرارةيوضح : )٣ (شكل لكل من أشهر الصيف وأشهر الخارجية

]١ [. أسيوط الجديدةالشتاء لمدينة

درجات الحرارة العظمى يوضح : )٤ (شكل

لكل والصغرى ومتوسط درجات الحرارةشهر على مدار العام لمدينة أسيوط

]١[.الجديدة

-٥-

: األمطار-٤-١ة المطر في أشهر يصل مجموع آمي

غ السنة إلى أقصاه في شهر فبراير، حيث يبلى ٠.٤ ام عل اف الت ملليمتر ويمتد موسم الجف

ي ار ف درة األمط سبب ن ذا ب ام، ل دار الع مشبكات اص ل صميم خ اج لت ا ال تحت مجملهن د م ن الب ة، ولك صحي بالمدين صرف ال ال

ار ال ن أخط ة م ة خاص ل حماي سيول عمواالآتفاء برفع آفاءة شبكة الصرف الصحي

]١[.الستيعاب مياه السبل

: الرياح-٥-١ن اح أمك داول الري الل ج ن خ م

ي هر ف ل ش اح لك ى وردة الري صول عل الحشتاء ي ال ه ف ث يالحظ أن سنة، حي اير(ال ) ين

سائدة -تهب غربية ) مارس(والربيع وهي الصيف – صل ال ي ف ا ف ة، أم مالية غربي وشف ) ووليي( وبر(والخري مالية ) أآت ب ش ته

والي ل ح ة بمي شمال ) ٢٠(غربي اه ال اتجتنتاج ن اس ك يمك ن ذل سائدة، وم ي ال وهات ن االتجاه اح م وب الري ال هب احتمحه وردة ا توض سنة آم الل ال ة خ المختلف

، ويالحظ آما ذآر )٦( الرياح السنوية بشكل من الغرب (سابقا أنها تهب من قطاع واحد

]٢[ ).مال، الشمال الغربيإلى الش

يوضح وردة الرياح السنوية): ٦(شكل

]١[. لمدينة أسيوط الجديدة

ة، ]1[ اد الجوي ة لألرص ة العام اخي الهيئ س المن األطل

).مرجع سابق(، لمصر

سكني -٢ وذج ال ن النم صيلية ع ة تف دراس

:المختاردة دن الجدي تعددت أنماط اإلسكان بالمدة، دن الجدي ة الم ة لتنمي سياسة المتبع ّا لل تبعدن شاء الم ة إلن ًا للخريطة الزمني ذلك تبع وآ

ا ة وأنم ي مدين ر إل د النظ كان، فعن ط اإلسضة وط العري د الخط دة وتحدي يوط الجدي أس

ذلك ١٤نجد أنه يوجد نمط سكني مختلف آاطق دمات والمن ز الخ ي مراآ افة إل باإلضة ة والديني دمات التعليمي صناعية والخ ال

يوط ة أس داد لجامع ة وامت م والتجاري وه :آاآلتي

ائلي ( كان الع ك - اإلس ي بيت كان ابن -إسشباب وإسكان إسكان ستقبلال اإلسكان - المومي - المطور - حي الزهور -اإلسكان الق

ال ال األعم تثماري - رج كان اس ة وإس منطق ).الفيالت

ته سكني لدراس نمط ال د ال ولتحديسكنية، ه ال ل نماذج موتحلي ساحة ت حساب م

اط ي أنم سبته ف ذلك ن كني وآ ط س ل نم آدة من دراسة ف، اإلسكان بمدينة أسيوط الجدي

أن أنماط اإلسكان بمدينة أسيوط الجديدة نجد سكني نمط ال كيابن(ال ة ) بيت ل المرتب يحت

ة كان بمدين اط اإلس سب أنم ي ن ي ف األولدة يوط الجدي ة(أس ل ) محل الدراس ث تمث حي

ذا % ٣٣.١٥ ة، ل اط اإلسكان بالمدين من أنم . بيتك لتحليلها مناخيًايتم اختيار نماذج ابن

، الخمس مراحل )٧(قم يبين الشكل ر دة، يوط الجدي ة أس ك بمدين ي بيت كان ابن إلسد ة توج ى والثالث ة األول ظ أن المرحل ونالحسة ة الخام ة والمرحل ة للمدين ة الثاني بالمنطقة رًا المرحل ى وأخي ة األول د بالمنطق توجستقبلي داد الم ة االمت ة بمنطق ة والرابع الثاني

.لمدينة أسيوط الجديدةد ا م تحدي د ت ن وق ى م ة األول لمنطق

ة ل الدراس ون مح ك ليك ي بيت اع ابن قطار أثير واختي دى ت ة م كني لدراس وذج س نمسكني وارتفاعهاختالف دور ال ي األداء ال عل

.الحراري داخل فراغاتهكان اذج إس دد لنم نمط المح د ال فنجع اد القط ساحة وأبع ك ذات الم ي بيت ابن

ي دة وه سكنية الموح ع ١٥٠ال ر مرب مت

-٦-

ا ر ١٧.٥٠وأبعاده ر ٨.٦٠× مت ذات و متن + أرضي (ارتفاع موحد اع – )دوري ارتفك القطع متر٢,٧٠الدور السكني ، وتوجد لتل

ا اذج سكنية هم ، حيث )س،ص،ع(ثالث نموذج وذ) س(نم ل نم ار يمث ية وج ج ناص

وذج د، ونم وذج ) ع(و) ص(واح ثالن نم يمع ) ٨(يوضح الشكل رقم وجارين فقط، توزي

اذج ثالث نم ة ) عس،ص،(ال الخاصى ب ب ة األول ة المرحل ك بمدين ي بيت اع ابن قط

داد ل أع ن تحلي ا أمك دة، ومنه يوط الجدي أسم دول رق ي الج اذج ف ك النم سب تل ، )١(ون

رض ي ع ا يل ك اوفيم ع تل اذجلتوزي لنم .السكنية

يوضح مراحل تنفيذ ابني بيتك ): ٧(شكل

]١[بمدينة أسيوط الجديدة

المرحلة يوضح توزيع نماذج ): ٨(شكل

األولى بإسكان ابني بيتك بمدينة أسيوط الجديدة


ي، ام للتجمع الهيئة العامة للتخطيط العمران التخطيط العيوطي الوادي األس د ب ي الجدي ابق(، العمران ع س ، )مرج

.٩٧:٩٥ص

يوضح أعداد ونسب الثالث ): ١(جدول نماذج بابني بيتك

النسبة العدد النموذج

)س(نموذج ٢٠٦

قطعة أرض

٤٠.٩٥%

)ص(نموذج ١٣

قطعة أرض

٢.٦٠%

)ع(نموذج ٢٨٤

قطعة أرض

٥٦.٤٥%

)ع(لذا فقد تم اختيار النموذج الثالث وهو لتقييم األداء المناخي له وتحسين األداء

.الحراري للفراغات بهكل ح ش ة ) ٩(ويوض ساقط األفقي الم

ث وذج الثال ات للنم ار)ع(والواجه – المخت .نموذج الجارين

]٢[المسقط األفقي للدور المتكرر

جارين-) ع( لنموذج األماميةالواجهة


ي، ام للتجمع التخطيط الهيئة العامة للتخطيط العمران العيوطي الوادي األس د ب ي الجدي ابق(، العمران ع س ، )مرج

.٩٧:٩٥ص

-٧-

جارين–) ع( لنموذج الخلفيةالواجهة

يوضح المساقط األفقية ): ٩(شكل بقطاع ابني بيتك ) ع(ت لنموذج والواجها

أسيوط الجديدةببرامج المحاآاة المستخدمة في عن نبذة -٣

:دراسة األداء الحراري داخل المبانيرف رة، ظه سين األخي وام الخم ي األع

رامج ال ن ب ر م دد آبي اة محاع درس آ ي ت التي وال ل المبن راري داخ سلوك الح وم ال ي تق ت

رامج علي دمها صناع الب المعلومات التي يقة ب التالي ي الجوان ة : ف صائص النمذج خ

ة، ل العام ارجي مث اخ الخ ر المن عناصشمس ة وال اءة الطبيعي ة واإلض التهوي

واء و ريان اله ة س ذلك دراس نظم ، وآ الدات ةوالمع د والتدفئ م التبري ة، نظ الكهربي ]١[.وغيرها

ر امج يعتب د [*] TAS برن رامج أح البيم ي تقي زة ف راريالمتمي ث ،األداء الح حي

ة أحمال يقوم البرنامج بحساب التبريد والتدفئل ن داخ ة م ة الناتج ال الحراري واألحم

.وخارج المبنى السكني

اة المستخدم عن برنامج نبذة -١-٣ المحاآ)(TAS:

ل امج يعم لوب البرن اة بأس المحاآة، ع الديناميكي وم بتتب ا يق ي فيه سلوك والت ال

من خالل عدة لقطات تؤخذ الحراري للمبنى

[1]Drury B. Crawley, Jon W. Hand,

Michae¨ l Kummert, Brent T. Griffith, Contrasting the capabilities of building energy performance simulation programs, Building and Environment, V(43), (2009), pp. 661:677.

. برنامج المحاآاة المستخدم في الدراسة]*[

ورة ستخدم ص ي الم ا يعط اعة، مم ل س آ ]٢[. ة للطريقة التي يؤدي بها المبنىتفصيلي

م شكل رق ين ال م )١٠(يب ، رسي كتخطيط ةلتل ات الحراري ة العملي الداخلية ي والخارجي رارة ف ة الح ين حرآ ا يب ، مم

ى مختلف األشكال من حيث توصيلها من وإل .المبنى عبر آليات انتقال الحرارة المختلفة

يوضح تأثير درجة الحرارة ): ١٠(شكل

علي الغالف الخارجي للمبني والفراغات ]1[. الداخلية

nalysis Ahermal Tيعتبر برنامج

oftwareS صانع د ل سابات معق رك ح محاد ة األبع اذج ثالثي ضا (النم سمى أي وي

Tas3D.( ]٣[ ن امج م ون البرن ات ويتك الث مكون ث

:رئيسية وأساسية وهمTAS 3D Modeler, TAS Building Simulator , TAS Results Viewer

[2]James Y. P. Lee, BASc, LEED AP,

SUSTAINABLE SOLUTION TO BUILDING MECHANICAL SYSTEM – SIMULATION OF THERMO-ACTIVE SLAB WITH THERMAL MASS USING, TAS Earth Tech Canada Inc., Global Facility and Infrastructure, Mechanical Engineering Vancouver, British Columbia, Germany, 2010, pp. 10.

[3]http://www.edsl.net/main/Support/Documentation.aspx

-٨-

:TAS مكونات برنامج -٢-٣ذة ضم ناف امج ات رلبرن داد أوام إع

واب ات األب ل فتح ى وعم م المبن ورسة للفتحات والشبابيك ووسائل التظليل المختلف

سهل استخد وغيرها من اإلعدادات ا ي ام ، مما ر إنتاج ه أآث امج ويجعل ي البرن ا يل ، وفيم

:شرح لتلك المكونات سكني -١-٢-٣ وذج ال اء النم ل ( بن مح

:)الدراسةامج د ببرن م TASيوج ة رس إمكانياد ي األبع ى ثالث ه، المبن وب محاآات المطل

زال في طور ا ت اني م ويمكن أيضًا رسم مبتيراد ك اس ي أو يمكن يط أو الكروآ التخط

ومات ن AutoCADرس د م صنع المزي ل ).١٢( شكل –النماذج التفصيلية

ن وذج يمك ذا النم ن ه صورةصنع مل، ا أن ثالثية األبعاد تعرض الظل بالكام آم

شمس البرنامج يقوم بحساب اختراق ضوء الن ات، ويمك ين الفراغ ى ب ل المبن ى داخ إلي امج ثالث ى برن وذج إل صدير النم ضًا ت أي

ا صدير ملف ية ت ر خاص اد عب 3Dت األبعdwg.

للنموذج يوضح نافذة البرنامج ): ١٢(شكل

]٢[ السكني المطلوب محاآاته : إدخال بيانات النموذج السكني-٢-٢-٣

وذج ات النم ع بيان ال جمي تم إدخ يالي ي آالت سكني وه ة : (ال ات المناخي البيان

ى غال المبن اعات إش ال س ة وإدخ للمنطقذلك غال وآ دم اإلش اعات ع سكان وس بال

سكني، ال ى ال ة للمبن شائية المكون عناصر اإلنوم ي الي ذ ف تح النواف اعات ف دد س د ع وتحديل ة عم ذلك إمكاني ا وآ تم فتحه سبة ي أي ن وب

رًا ة وأخي ا المختلف ل بأنواعه ائل تظلي وسن ة م ة الناتج ال الحراري ال األحم إدخل سكنية مث ودة بالفراغات ال العناصر الموج

اءة دات واإلض خاص والمع كل ش–) األش)١٣.(

إدخال بيانات يوضح نافذة ): ١٣(شكل

]١[النموذج السكني المطلوب محاآاته

:نتائج برنامج المحاآاةعرض -٣-٢-٣امالت ة مع ن عرض أي مجموع يمكطح اطق واألس ن المن دد م ن أي ع م

.ومنحنياتومقارنتها في صورة جداول راف ات أط ج تطبيق يمكن دم ذا ف ل

ات ا تخدام واجه رى باس ال أخ ة إلدخ ألتمتائج ات نت ى ملف ات، حت تخراج البيان واسات دة مئ ى ع صل إل ي ت رة الت اة الكبي المحاآسرعة ا ب ايتس يمكن العمل عليه من الميجابا ة، وتحويله ذه التقني الل ه ن خ رة م آبيل سيل لتحلي ورد واألآ رامج ال دادات ب المت

]١[).١٤( شكل –تلك النتائج

[1]http://www.edsl.net/main/Support/Docu

mentation.aspx

-٩-

برنامج لعرض يوضح نافذة ال): ١٤(شكل

]١[ )منحنيات وجداول(النتائج درجات الحرارة -٤ امج ل ائج البرن ل نت تحلي

]* [:الداخلية للمبنى السكني المختاراة ة المحاآ تم عملي وذج ت ي نم عل

ابقًا، ) ع( ار س سكني المخت ن ال ا يمك ومنه متوسط درجات الحرارة لكل ىالحصول عل

اردة والحارة و من لكل ساعة من الفترة الب :ساعات اليوم للفترات التالية

اردةا - رة الب ي لفت ن ه ل م آ .شهر ديسمبر ويناير وفبراير

ارةا - رة الح ن لفت ل م ي آ ه .شهر يونيو ويوليو وأغسطس

د يم م رارىولتقي سين األداء الح ي تح

سكني وذج ال ات النم ل فراغ رح داخ ، يقتن ا ر ع الي للتعبي دليل الت ث ال ة الباح لراح

وهو غات المبنى السكني داخل فرا الحرارية ]**[ :آالتالي

T.C.I = (TMean W / TMean S) × 100

:حيثT.C.I = Thermal Comfort Index TMean W = Mean Temperature for Winter TMean S = Mean Temperature for Summer

[1]TAS Building Designer software (EDSL Tas Version 9.2.0)

ابقة ]*[ اة بدراسة س امج المحاآ ائج برن ة نت تم معايرة دقن ائج م صحيح النت ل ت ان معام ٢,٥٠ - ٢,٠٠وآ

.% .معادلة دليل الراحة الحرارية من إعداد الباحث]**[

ل ث يمث ات ) TMean W(حي ط درج متوسرة ام أشهر الفت ساعات أي ة ل رارة الداخلي الح

اردة ل الب درجات متوسط ) TMean S(، ويمثرة ام أشهر الفت ساعات أي الحرارة الداخلية ل

.الحارةل راري داخ سين األداء الح لتح

ة الفراغات البد من الحصول ع ر قيم ي أآب لدور ويتم دراسة تأثير ، لهذا الدليل اختالف السكني هال رارة وارتفاع ة الح ي درج عل

وم الرئي ة الن ة لغرف النموذج الداخلي سية بالسكني البني بيتك موضوع الدراسة آما هو

).١٥(موضح بالشكل ار دراسة أثير مع األخذ في االعتب ت

سكني دور ال اع ال ب وارتف ة ترتي ي غرف علسية وم الرئي ى الن ات وه دى الفراغ إح

وذلك نظرًا لوجود شباك بالنموذج المعيشيةشة تبعاد صالة المعي م اس ث ت ة حي ي الغرف ف

رًا ا يعطي نظ ة مم ي بلكون وي عل ا تحت ألنهذلك آمية من الظالل علي واجهة الفراغ، وآى ا عل سية ألنه وم الرئي ة الن ار غرف م اختي ترة شارع مباش ي ال سية أي عل ة الرئي الواجه

د ي بع ى سكني عل ر ٢٠وأقرب مبن ١٠( متي ر ردود المبني سكنيين ونمت ر ١٠ ال مت

و )عرض الشارع ة الن تبعاد غرف م اس م ، لذا تذه الفرعية وذلك لوجود مبني سكني مقابل له

د ي بع ة وعل ر ١٠الغرف ي ( مت ردود الخلف ال ). لكل مبنى سكني

يوضح النموذج السكني البني ): ١٥(شكل

بيتك موضوع الدراسة

-١٠-

أثير -١-٤ ة ت دور دراس تالف ال اخسكني ة ال رارة الداخلي ات الح ي درج عل

:في آل من الفترة الباردة والحارةتم ف أثير ي ة ت زء دراس ذه الج ي ه

ب سكني ترتي وذج ال دور للنم ) ع( الين ثالث المختار سلفًا، حيث تم دراسة ب ال

سكني أدوار وذج ال م للنم دور (وه الر الدور – الدور األول –األرضي ) األخي

.م٢,٧٠مع تثبيت ارتفاع الدور شكل ة ال ن دراس م م )١٦(رق

ارق في درجات الحرارة يالحظ وجود فارق الثالثةة لألدوار الداخلي ، ونجد هذا الفل مئويةلي درجة إيصل من منتصف اللي

ظهرًا، أما الفترة المتبقية ١٢حتى الساعة ن ا ي م صل إل ارق لي ذا الف زداد ه وم ي لي

ين ةدرجت صي مئوي ي أق ول إل ، والوصساعة د ال رارة عن ة ح ل ٦درج ساًء وأق م

ما أ ، صباحًا٦درجة حرارة عند الساعة

ذا الفترة المتبقية من ا زداد ه ارق ليوم ي الفي مئويةإلي درجتين ليصل ، والوصول إل

ساعة ساًء ٦أقصي درجة حرارة عند ال م . صباحًا٦وأقل درجة حرارة عند الساعة

ظ اردة يالح رة الب ن الفت ا ع أمرارة ات الح ي درج ر ف ارق آبي ود ف وج

ين األدوار ة ب ةالداخلي ذا الثالث زداد ه ، يي واألدوار دور األرض ين ال ارق ب الف

ة ت األخرى إلي ثالث درجا ا عن مئوي أمارق الدور األول واألخير يالحظ وجود ف

ي ة ف رارة الداخلي ات الح ين درج سيط ب بساعة ٣الفترة من ساًء ٨ عصرًا حتى ال م

ذا مئويةيصل إلي نصف درجة زداد ه ويوم يصل ة من الي الفارق في الفترة المتبقي

صف ين ون ي درجت ة إل ة مئوي ، درجد ي أقصي درجة حرارة عن والوصول إل

ساعة د ٧ال ة حرارة عن ل درج ساًء وأق م . صباحًا٧الساعة

٢٧

٢٨

٢٩

٣٠

٣١

٣٢

٣٣

٣٤

٣٥

٣٦

١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ ٨ ٩ ١٠ ١١ ١٢ ١٣ ١٤ ١٥ ١٦ ١٧ ١٨ ١٩ ٢٠ ٢١ ٢٢ ٢٣ ٢٤

متوسط ساعات اليوم للفترة الحارة (يونيو - يوليو - أغسطس)

( °C

) رةرالحة ارجد

الدور األرضي

الدور األول

الدور األخير

درجات الحرارة الداخلية في الفترة الحارة

ة أعلي درجة حرارة داخلي

ة أقل درجة حرارة داخلي

١٣

١٤

١٥

١٦

١٧

١٨

١٩

٢٠

٢١

٢٢

١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ ٨ ٩ ١٠ ١١ ١٢ ١٣ ١٤ ١٥ ١٦ ١٧ ١٨ ١٩ ٢٠ ٢١ ٢٢ ٢٣ ٢٤

متوسط ساعات اليوم للفترة الباردة (ديسمبر - يناير - فبراير )

( °C





درجات الحرارة الداخلية في الفترة الباردة

أعلي درجة حرارة داخلية

أقل درجة حرارة داخلية

يوضح درجات الحرارة الداخلية لغرفة النوم الرئيسية باألدوار المختلفة للنموذج ): ١٦(شكل

.السكني للفترة الحارة والباردة) ع(

-١١-

ل ي أق دور األرض سجل ال يرة الحارة، ة في الفت درجات حرارة داخلي

ة ى درج د أن أعل ت فنج رارة آان حساعة °٣٣,٨٦ د ال ساًء٦م عن ل م ، وأق

ت رارة آان ة ح د °٢٧,٤١درج م عن . صباحًا٦الساعة

أما في الفترة الباردة يسجل الدور رارة ة الح ة لدرج ي قيم ي أعل األرضرارة ة ح ى درج د أن أعل ة، فنج الداخلي

ت ساعة °٢١,٧٨آان د ال ساء، ٧م عن مد °١٨,٦٧وأقل درجة حرارة آانت م عن

. صباحًا٧اعة السة ل الراحة الحراري من خالل دلي

كني ضل دور س ي أف ن الوصول إل –يمك حيث نجد أن الدور األرضي -)١٧(شكل

ة دليل الراحة الحراري ة ل ي قيم يسجل أعلي ة ف رارة الغرف ة ح اع درج سبب ارتف بدور ضًا أن ال ظ أي اردة، ويالح رة الب الفت

ر ة األخي دليل الراح ة ل ل قيم سجل أق يرارة الحرار ة ح اض درج سبب انخف ة ب ي

ة ع مالحظ اردة، م رة الب ي الفت ة ف الغرفة ي قيم ر ف ارق الكبي دور الف ين ال دليل ب ال

ر األرضي و دور األخي ي ال دل عل ذا ي وهاالنخفاض الملحوظ في درجات الحرارة ديد الداخلية في الفترة الباردة وانخفاض ش

اني في درجات الحرارة الداخلية للدور الث .ة الباردةفي الفتر

اع -٢-٤ ر ارتف أثير تغيي ة ت دور دراس السكني اردة ال رة الب ن الفت ل م ي آ ف :والحارة

ذه تم في ه ر ي الجزء دراسة تغييتم اختيار هذا الدور ( األخير ارتفاع الدور

دور اع ال ر ارتف أثير تغيي ون ت ى يك حترارة ة الح اع درج رًا الرتف ح نظ واض

اقي األدوار ن ب ات ع ل الفراغ )داخلفًا، حيث ) ع(للنموذج السكني ار س المختين ة ب تم دراس عي ة أرب ات مختلف ارتفاع

م – ٣,٣٠ – ٣,٠٠ – ٢,٧٠(وه ).م٣,٦٠

شكل يم درجات ) ١٨(يوضح ال قالحرارة الداخلية الرتفاعات مختلفة لغرفة

سية ب وم الرئي ر ب الن دور األخي النموذج السكني يال ات ، ف ي درج اوت ف الحظ تف

رارة الداخلي ين الح ارة ب رة الح ي الفت ة فين ارق ب د الف ات، ونج ع االرتفاع جمياع ل ارتف درجات الحرارة بين أقصى وأق

مع الوصول مئوية ةواحددرجة ال يتعدي ساعة د ال رارة عن ة ح صي درج ي أق ٦إل

ساًء لم ساعة وأق د ال رارة عن ة ح ٦ درجباحًا ظ ،ص اردة يالح رة الب ن الفت أما ع

الحرارة وجود فارق متساوي في درجات صل ة ي ات المختلف ين االرتفاع ة ب الداخلي

ة إلي نصف درجة اع ملحوظ مئوي وارتفون دما يك ة عن رارة الداخلي ة الح لدرج

.م٢,٧٠ارتفاع الفراغ

٥٠

٥١

٥٢

٥٣

٥٤

٥٥

٥٦

٥٧

٥٨

٥٩

٦٠

٦١

٦٢

٦٣

٦٤

٦٥

الدور األرضي الدور األول الدور األخير

أدوار المبنى السكني

(T.C

.I)

%ة ريرالحة ااحلرل ادلي

يوضح دليل الراحة الحرارية لألدوار المختلفة لغرفة النوم الرئيسية ذو التوجيه ): ١٧(شكل

.الشمالي

-١٢-

٢٧

٢٨

٢٩

٣٠

٣١

٣٢

٣٣

٣٤

٣٥

٣٦

١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ ٨ ٩ ١٠ ١١ ١٢ ١٣ ١٤ ١٥ ١٦ ١٧ ١٨ ١٩ ٢٠ ٢١ ٢٢ ٢٣ ٢٤

متوسط ساعات اليوم للفترة الحارة (يونيو - يوليو - أغسطس)

( °C


2,70

3,00

3,30

3,60

درجة الحرارة الداخلية في الفترة الحارة



١٣

١٤

١٥

١٦

١٧

١٨

١٩

٢٠

٢١

٢٢

١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ ٨ ٩ ١٠ ١١ ١٢ ١٣ ١٤ ١٥ ١٦ ١٧ ١٨ ١٩ ٢٠ ٢١ ٢٢ ٢٣ ٢٤

متوسط ساعات اليوم للفترة الباردة (ديسمبر - يناير - فبراير )

(°C


2,70

3,00

3,30

3,60

درجة الحرارة الداخلية في الفترة الباردة



رجات الحرارة الداخلية الرتفاعات مختلفة لغرفة النوم الرئيسية ذو يوضح د): ١٨(شكل .التوجيه الشمالي بالنموذج السكني للفترة الحارة والباردة

راغ ل ٣,٦٠يسجل ارتفاع الف م أق

رة ي الفت ة ف رارة الداخلي درجات الح يم ل قالحارة، فنجد أن أعلى درجة حرارة آانت

ساعة °٣٥,١٠ د ال ساًء، وأق ٦م عن ل مت رارة آان ة ح د °٢٧,٢٢درج م عن

. صباحًا٦الساعة د ادرة فنج رة الب ن الفت ا ع أم

دور اع ال يم ٢,٧٠ارتف ي ق سجل أعل م يى لدرجات الحرارة الداخلية، فنجد أن أعل

ت رارة آان ة ح د °١٩,٦٤درج م عن مساء، وأقل درجة حرارة آانت ٧الساعة . صباحًا٧م عند الساعة °١٣,٩٦

ل الراح ة من خالل دلي ة الحراري –يمكن الوصول إلي أفضل ارتفاع للفراغ

حيث نجد أن عندما يكون -)١٩(شكل

راغ اع الف ة ٢,٧٠ارتف ي قيم سجل أعل م ي

ة ة الحراري دليل الراح ع أدوار ل ي جمي فة المبنى بسبب ارتفاع درجة حرارة الغرف

ضًا أن ظ أي اردة، ويالح رة الب ي الفت فراغ اع للف ل ق م ٣,٦٠ارتف سجل أق ة ي يم

اض سبب انخف ة ب ة الحراري دليل الراح ل .درجة حرارة الغرفة في الفترة الباردة

راغ في اع الف ر ارتف أما عن تغييوي أثير ق ود ت د وج ة فنج األدوار المختلفدور األرضي راغ في ال لتغيير ارتفاع الفدليل يم ل ى ق سجل أعل ه ي د أن ث نج حيدور األول ن ال ا ع ة، أم ة الحراري الراح

دور و ال اني وه دور الث ط وال المتوسر( أثير ضعيف ) األخي د ت ى فنج ي المبن ف

.عند تغيير ارتفاع الفراغ

-١٣-

٥٠

٥١

٥٢

٥٣

٥٤

٥٥

٥٦

٥٧

٥٨

٥٩

٦٠

٦١

٦٢

٦٣

٦٤

٦٥

٢٫٧٠ ٣٫٠٠ ٣٫٣٠ ٣٫٦٠االرتفاع بالمتر

(T.C

.I)

%ة ريرالحة ااحلرل ادلي




يوضح دليل الراحة الحرارية الرتفاعات مختلفة لغرفة النوم الرئيسية ذو التوجيه ): ١٩(شكل

.الشماليه ستنتج أن ن أن ن بق يمك ا س مما سكني آلم دور ال اع ال ا زاد ارتف آلم

ذا انخفضت درجة ا لحرارة الداخلية لكن هاردة، حيث نجد غير مناسب في الفترة الب

دور اع ال ون ارتف دما يك و ٢,٧٠عن م ه االرتفاع األفضل إذا أخذنا في االعتبار

اع ك الرتف ارة وذل اردة والح رة الب الفترة ي الفت ة ف رارة الداخلي ات الح درجرة ار الفت ي االعتب ذنا ف ا إذا أخ اردة، أم الب

دور الحارة فقط ف اع لل نجد أن أفضل ارتفو ات ٣,٦٠ه ل درج سجل أق ث ي م حي

.حرارة داخلية في الفترة الحارة : النتائج والتوصيات-٥

المعالجة المناخية

نتيجة الدراسة في الفترة الباردة

نتيجة الدراسة في الفترة الحارة

اسكتش توضيحي

في الفترتين يعتبر الدور األرضي أنسب األدوار السكنية الحارة والباردة وذلك ألنه سجل أعلى درجات حرارة .في الفترة الباردة وأقل درجات حرارة في الفترة الحارة

اختالف الدور

أما عند النظر إلي دليل الراحة الحرارية نجد أن أفضليسجل أعلى قيمة دور سكني هو الدور األرضي، ألنه

الحرارية بسبب ارتفاع درجة حرارة لدليل الراحة .الغرفة في الفترة الباردة

قطاع رأسي يوضح الدور

المناسب

يسجل ارتفاع الفراغ م أعلى قيم لدرجات ٢,٧٠

.الحرارة الداخلية

يسجل ارتفاع الفراغ م أقل قيم لدرجات ٣,٦٠

ارتفاع .الحرارة الداخليةالفراغ لراحة الحرارية نجد أن أفضلأما عند النظر إلي دليل ا السكني

يسجل أعلى قيمة لدليل م، ألنه ٢,٧٠ارتفاع للفراغ هو الراحة الحرارية بسبب ارتفاع درجة حرارة الغرفة في

.الفترة الباردة

قطاع رأسي يوضح

ارتفاع الفراغ

-١٤-

:بالتاليمما سبق توصي الدراسة استخدام برامج المحاآاة عند تصميم

ك ا، وذل ت نوعه اني أي آان المبراهن وا لبحث عن لرصد الوضع ال

ة للمبن ة ومعماري ول مناخي ىحل .السكني

اة اني مراع اخي للمب صميم المن التك سكنية وذل ي ال ه ف سين ألهميت تح

ات، ل الفراغ راري داخ األداء الحذا الجزء ر في ه مع ضرورة التفكية صميم المختلف ل الت اء مراح أثن

.للمبني

ه ا ل سكني لم دور ال اع ال ادة ارتف زي درجات من أهمية آبيرة في خفض

ي ات ف ة للفراغ رارة الداخلي الحم ادة حج رًا لزي ارة نظ رة الح الفت

.الهواء المتحرك داخل الفراغ

سيج ي للن داد األفق ة االمت أهمية يط أي مدين د تخط ي عن العمرانرارة ات الح اض درج ك النخف وذلي األدوار ات ف ة للفراغ الداخليا ا ارتفعن ا آلم سفلية وارتفاعه ال

ا، م ألدوار العلي سبة ل اة الن ع مراعشارع بين ارتفاع المبنى وعرض الة الظالل ر في آمي أثير آبي لما لها ترارة ات الح تالف درج ا اخ ومنه

.الداخلية والخارجية

اة رار مراع ناع الق شرعين وص المالقوانين التى تساعد على دعم الفكر ب أن ا يج اخي، آم ي المن العمرانتصبح هناك مجموعة مدروسة من

وانين ت ات الق شكيل الفراغ نظم تى سكنية عل ع ال ي المواق ة ف البيئياءة ع من آف ليم يرف اخي س أساس من

.المناخية لتلك الفراغات :المراجع العربية واألجنبية -٦ة، -١ اد الجوي ة لألرص ة العام س الهيئ األطل

صر اخي لم الت، المن ل والمواص ، وزارة النق .م١٩٩٦جمهورية مصر العربية،

كان والم -٢ ات وزارة اإلس ق والمجتمع رافي، يط العمران ة للتخط ة العام ة، الهيئ العمراني

التخطيط العام للتجمع العمراني الجديد بالوادي .م١٩٩٧، األسيوطي

3- Drury B. Crawley, Jon W. Hand, Michae¨ l Kummert, Brent T. Griffith, Contrasting the capabilities of building energy performance simulation programs, Building and Environment, V(43), (2009).

4- James Y. P. Lee, BASc, LEED AP, Sustainable Solution To Building Mechanical System – Simulation Of Thermo-Active Slab With Thermal Mass Using TAS, Earth Tech Canada Inc., Global Facility and Infrastructure, Mechanical Engineering Vancouver, British Columbia, Germany, 2010.

5- Tarek Galal Habib, Trains of Urban Development in Egypt, Update Evaluation for the Experience of New Urban Communities, Ph. D., Faculty of engineering, University of Assiut, 2000.

6- http://www.edsl.net/main/Support/Documentation.aspx

7- TAS Building Designer Software (EDSL Tas Version 9.2.0)

Using simulation for studying the influence of residential floor dissimilarity and its height on the...

Documents

Transcript of Using simulation for studying the influence of residential floor dissimilarity and its height on the...