رؤية لتحسين الإضاءة الطبيعية وتحقيق الراحة البصرية وكفاءة الطاقة في فراغات التعلم المستدامة: دراسة حالة قاعة رسم هندسي بمناطق شبه صحراوية

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

المستخلص

تتناول الدراسة استراتيجيات معمارية تهدف إلى تحسين كفاءة الإضاءة الطبيعية في الفضاءات التعليمية، مع التركيز على تعزيز الراحة البصرية وتقليل استهلاك الطاقة بما يتوافق مع أهداف التنمية المستدامة. ركزت الدراسة على قاعة الرسم الهندسي بالمعهد العالي للهندسة بمدينة 15 مايو، حيث تناولت مشكلة التوزيع غير المتكافئ للضوء الطبيعي في احد قاعات الرسم ذات المخطط العميق. تم اعتماد منهج محاكاة رقمية باستخدام برنامجVELUX Daylight Visualizer لتقييم ظروف الإضاءة الحالية واختبار ثلاثة سيناريوهات: التصميم الحالي، زيادة مساحة النوافذ بنسبة 30%، ودمج نظام الإضاءة النهارية " Himawari Daylighting System" مع إزالة السقف المعلق. تم تقييم توزيع الضوء عند عشر نقاط قياس في ظل ظروف بيئية موحدة. أظهرت النتائج تفاوتًا ملحوظًا في مستويات الإضاءة ضمن التصميم القائم، مع وجود توهج مرتفع قرب النوافذ وإضاءة غير كافية في المناطق الخلفية. أدى توسيع مساحة النوافذ إلى تحسين السطوع قرب الفتحات لكنه لم يحقق توزيعًا متوازنًا للضوء. بالمقابل، أظهر نظام "هيماوري" تحسنًا كبيرًا في توفير إضاءة متجانسة عبر القاعة بمعدل سطوع وسطي بلغ 502.1 كاندلا/م² وأدنى مستوى 150 كاندلا/م²، مع تقليل مكاسب الحرارة. تؤكد الدراسة محدودية الأساليب التقليدية للإضاءة النهارية وتدعو إلى تبني حلول متقدمة قائمة على الأداء تجمع بين التعديلات التكنولوجية والمعمارية. وتقدم هذه النتائج إطارًا عمليًا لتعزيز الأداء البيئي للمباني التعليمية، لا سيما في المنشآت المعاد تأهيلها، وتوفر إرشادات قيمة لإنشاء بيئات تعليمية مستدامة، مريحة بصريًا وموفرة للطاقة.

الكلمات الرئيسية


1-     (n.d.), H. (2025, March 15). Natural Light System. Retrieved from https://www.himawari-net.co.jp/
2-     A. Mohammed. (2022). Study of Shading Device Parameters of the Mixed-Mode Ventilation on Energy Performance of an Office Building: Simulation Analysis for Evaluating Energy Performance in Egypt. Advances in Architecture, Engineering and Technology. Springer, Cham. doi:10.1007/978-3-030-86913-7_19
3-     ASHRAE. (2019). ASHRAE Standard 62.1: Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality. ASHRAE.
4-     D. H. W., & Tsang, E. K. W. Li. (2008). An analysis of daylighting performance for classroom design in Hong Kong. Building and Environment, 43(5), 744–752.
5-     G.D. Ander. (2003). Daylighting Performance and Design. Hoboken: NJ: John Wiley & Sons.
6-     Google Earth. (2023). Google Earth. Retrieved from Google Earth.: https://earth.google.com/web/
7-     L., & Torcellini, P. Edwards. (2002). A Literature Review of the Effects of Natural Light on Building Occupants. doi:10.2172/15000841.
8-     M. Boubekri. (2008). Daylighting, Architecture and Health: Building Design Strategies. oxford: Elsevier.
9-     M.-C. Dubois. (2001). Impact of solar shading devices on daylight quality: A pilot study. Energy and Buildings, 33(2), 105–118.
10-  Mori Boulding Group. (2025). How Himawari brings sunlight into your room. Retrieved from La Foret engineering: https://himawarisolar.com/himawari-solar-natural-lighting-system/how-it-works/
11-  N., & Steemers, K. Baker. (2002). Daylight Design of Buildings: A Handbook for Architects and Engineers. London: Earthscan.
12-  NSP Egypt. (2025). NSP Egypt. Retrieved from NSP Egypt.: https://nspegypt.com/
13-  P. R. Boyce. (2014). Human Factors in Lighting (3rd Edition). Boca Raton, Florida: CRC Press.
14-  Parans Solar Lighting. (2025). Daylight Transport Systems. Retrieved from Parans Solar Lighting.: https://www.parans.com/
15-  R. Hopkins. (2012). Lighting for Interior Design. London: Laurence King Publishing.
16-  Reinhart, C. (2014). Daylighting Handbook I. Boston: BTES.
17-  Tregenza, P. &. (2011). Daylighting: Architecture and Lighting Design. London: Routledge.
18-  VELUX Group. (2024). VELUX Daylight Visualizer (Version 4.0) [Computer software for Windows]. VELUX Group. Retrieved from https://www.veLux.com/what-we-do/daylight-visualizer
19-  Researcher. (2024). VELUX Daylight Visualizer (Version 4.0) [Computer software for Windows] Analytics using VELUX Group.
20-  Researcher. (2025). Unpublished field data collected during research on the Higher Institute of Engineering in 15th of May City. Cairo, Egypt: Researcher.
21-  Al-Gohary, Sahar Ahmed. (2022). The Role of Architectural Design in Promoting Environmental Sustainability by Improving Natural Lighting in School Buildings. Zagazig, PhD Thesis, Egypt: Zagazig University.
22-  Al-Mulla, Hesham Gamal. (2016). Introduction to Energy-Efficient Building Design. Cairo: Egyptian General Book Organization.
23-  Hassan, Ahmed Abdel Rahim (2011). Fundamentals of Environmentally Friendly Building Design. Cairo: Anglo-Egyptian Library.
24-  Radi, Mona Ahmed (2020). Using Natural Lighting Simulation Systems to Evaluate the Efficiency of Existing Educational Buildings. Cairo, PhD Thesis, Egypt: Ain Shams University.
25-  Suad Mustafa Al-Sayyad (2019). Analysis of the Lighting Performance of Art Rooms Using Natural Lighting Simulation. International Journal of Engineering Sciences and Technology.
26-  Abdel Ghaffar, Salah Abdel Azim (2009). Environmental Considerations in Building Design. Cairo: Zahraa Al-Sharq Library.
27-  Abdullah, Doaa Mahmoud (2019). The Impact of Natural Lighting on the Performance Efficiency of Higher Education Buildings in Egypt. Cairo, Master's Thesis, Egypt: Cairo University.
28-  Abdel Fattah, Lamia Mustafa (2018). Environmental Analysis of the Impact of Natural Lighting on the Design of Open Educational Spaces. Alexandria, Master's Thesis, Egypt: Alexandria University.
29-  Fahmy, Naglaa Saeed (2021). The Effect of Architectural Orientation on the Efficiency of Natural Light Distribution in Classrooms. Cairo, Master's Thesis, Egypt: Minya University.
30-  Ministry of Housing and Urban Communities. (2020). Statistical Data for First-Generation Cities. 15th of May City: General Authority for Urban Planning.
Youssef, Hala Mahmoud. (2017). Architectural Factors Affecting the Efficiency of Natural Light in Educational Buildings in Greater Cairo. Cairo, Master's Thesis, Egypt: Helwan University.