منهجية مقترحة لرفع کفاءة واجهات المباني التعليمية الجامعية فى مصر

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

1 مدرس بقسم الهندسة المعمارية بالأکاديمية الحديثة للهندسة والتکنولوجيا بالمعادي

2 استاذ مساعد بالمرکز القومى لبحوث الاسکان و البناء معهد فيزيقيا المنشآت

المستخلص

مبانى التعليم العالى هى أماکن إعداد المفکرين والمبدعين والمطورين وقادة  المستقبل للنهوض بالأمه, ويلزم شاغليها فراغات تعليمية توفر لهم مناخ جيد يساعد على الاستيعاب ويحد من الإجهاد وذلک من خلال الإضاءة الجيدة وضبط درجة الحرارة المناسبة داخل الفراغ , ونتيجة لأن تصميمات تلک المباني کانت تهتم بالشکل الجمالي للواجهات على حساب التصميم المستدام نجد إسراف فى استخدام الطاقة الکهربائية بغرض توفير الضوء ودرجة الحرارة المناسبة للشاغلين ويؤدى ذلک الى تلوث البيئية والإضرار بالاقتصاد القومي , وتأتى هذه الدراسة کنتيجة للحاجة الملحة لجعل الفراغات الداخلية لمبانى التعليم العالى تلبى احتياجات شاغليها ومتطلباتهم الإنسانية بأقل قدر ممکن لإستهلاک الطاقة. وحيث ان العامل الرئيسي والمؤثر على إمکانية التحکم فى شدة إضاءة الفراغ ودرجة حرارتة هى الواجهات وانه من الممکن عمليا إدخال تعديلات على مکونات الواجهات بشقيها " المباني والنوافذ " باستخدام مواد حديثة ذات مواصفات وتقنية عالية تسمح بتوفير قدر کبير من الراحة الحرارية والضوئية "الطبيعية" للفراغات وتعمل على إعطاء نتائج ملموسة لخفض استهلاک الطاقة. ومن هنا کان إختيار موضوع البحث " منهجية مقترحة لرفع کفاءة واجهات المبانى التعليمية الجامعية فى مصر".  يتبع البحث المنهج الوصفى التحليلي کما يستخدم الاستقراء المنطقي من خلال توظيف احد برامج المحاکاة لتقييم النتائج ووضع منهجية مقترحة. ومن أهم النتائج التى تم التوصل اليها أن ماده متغير الطور PCM هى الأفضل للتعديل التحديثى للحوائط وان ماده الزجاج ذات معامل اکتساب حرارى شمسي 0,20 هى الأفضل للتعديل التحديثى للنوافذ وان أقل نسبة وفر فى الطاقة تکون عند التوجية نحو الشمال وأعلاها نحو الغرب والجنوب الغربى , وعندما تکون نسبة فراغ النافذة 90% تکون أعلى نسبة وفر فى الطاقة فى الإتجاة نحو الجنوب وأقلها فى الاتجاه نحو الشمالي.

الكلمات الرئيسية


1. M. Aboulnaga, et al., Sustainability of Higher EducationalBuildings: Retrofiting approach to improve energy performanceand mitigate CO2emissions in hot climates, Renew. EnergyEnviron. Sustain. (2016.)
2. Morsy, M., Fahmy, M., Abd Elshakour, H., & Belal, A. M. (2018). Effect of thermal insulation on building thermal comfort and energy consumption in Egypt. Journal of Advanced Research in Applied Mechanics, 43, 8-19.
3. Mujeebu, M. A., Ashraf, N., & Alsuwayigh, A. H. (2016). Effect of nano vacuum insulation panel and nanogel glazing on the energy performance of office building. Applied energy, 173, 141.
4. Alam, M., Singh, H., Suresh, S., & Redpath, D. A. G. (2017). Energy and economic analysis of Vacuum Insulation Panels (VIPs) used in non-domestic buildings. Applied Energy, 188, 1-8.
5. Griffith, B., Turler, D., & Arasteh, D. (1993). Optimizing the effective conductivity and cost of gas-filled panel thermal insulations.
6. Stahl, T., Brunner, S., Zimmermann, M., & Wakili, K. G. (2012). Thermo-hygric properties of a newly developed aerogel-based insulation rendering for both exterior and interior applications. Energy and Buildings, 44, 114-117.
7. Ansuini, R., Larghetti, R., Giretti, A., & Lemma, M. (2011). Radiant floors integrated with PCM for indoor temperature control. Energy and Buildings, 43(11), 3019-3026.
8. Ascione, F., Bianco, N., De Masi, R. F., de’Rossi, F., & Vanoli, G. P. (2014). Energy refurbishment of existing buildings through the use of phase change materials: Energy savings and indoor comfort in the cooling season. Applied Energy, 113, 990-1007.
9. Perini, K., Ottelé, M., Fraaij, A. L. A., Haas, E. M., & Raiteri, R. (2011). Vertical greening systems and the effect on air flow and temperature on the building envelope. Building and Environment, 46(11), 2287-2294.
10. Bahadori-Jahromi, A., Rotimi, A., Mylona, A., Godfrey, P., & Cook, D. (2017). Impact of window films on the overall energy consumption of existing UK hotel buildings. Sustainability, 9(5), 731.
11. Yin, R., Xu, P., & Shen, P. (2012). Case study: Energy savings from solar window film in two commercial buildings in Shanghai. Energy and Buildings, 45, 132-140.
12. Li, C., Tan, J., Chow, T. T., & Qiu, Z. (2015). Experimental and theoretical study on theeffect of window films on building energy consumption. Energy and buildings, 102,129-138.
13. Gao, T., Ihara, T., Grynning, S., Jelle, B. P., & Lien, A. G. (2016). Perspective of aerogel glazings in energy efficient buildings. Building and Environment, 95, 405-413.
14. Delgarm, N.; Sajadi, B.; Kowsary, F.; Delgarm, S. Multi-objective optimization of the building energy performance: A simulation-based approach by means of particle swarm optimization (PSO). Appl. Energy 2016, 170, 293–303.
15. Radwan, A. F., Hanafy, A. A., Elhelw, M., & El-Sayed, A. E. H. A. (2016). Retrofitting of existing buildings to achieve better energy-efficiency in commercial building case study: Hospital in Egypt. Alexandria engineering journal, 55(4), 3061-3071.
16. Sun, X., Gou, Z., Lau, S.S.Y., 2018. Cost-Effectiveness of Active and Passive Design Strategies for Existing Building Retrofits in Tropical Climate: Case Study of a ZeroEnergy Building. Journal of Cleaner Production, Volume 183, pp. 35
17. Yang, J., Lim, S., 2007. An Integrated Approach to the “Relife” of Office Buildings. In: CIB World Building Congress 2007 ‘Construction for Development’, 14-17 May 2007, Cape Town, South Africa
18. Hong, Y., Deng, W., Ezeh, C. I., Peng, Z., 2019. Attaining Sustainability in Built Environment: Review of Green Retrofit Measures for Existing Buildings. In: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Volume 227(4), pp. 042051
19. Ferrari, S., Beccali, M., 2017. Energy-Environmental and Cost Assessment of a Set of Strategies for Retrofitting a Public Building Toward Nearly Zero-Energy Building Target. Sustainable Cities and Society, Volume 32, pp. 226–234
20. Hong, Y., Deng, W., Ezeh, C. I., Peng, Z., 2019. Attaining Sustainability in Built Environment: Review of Green Retrofit Measures for Existing Buildings. In: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Volume 227(4), pp. 042051
21. Santamouris, M., Pavlou, C., Doukas, P., Mihalakakou, G., Synnefa, A., Hatzibiros, A., & Patargias, P. (2007). Investigating and analysing the energy and environmental performance of an experimental green roof system installed in a nursery school building in Athens, Greece. Energy, 32(9), 1781-1788.
22. P. Raftery, M. Keane, J. O’Donnell, Calibrating whole building energy models: an evidence-based methodology, Energy and Buildings 43 (2011) 2356–2364
23. Ma, Z., Cooper, P., Daly, D., & Ledo, L. (2012). Existing building retrofits: Methodology and state-of-the-art. Energy and buildings, 55, 889-902