Table of Contents
المقدمة :
Solar refractors -تسهم الكاسرات الشمسية بشكل كبير في تحسين جودة الحياة داخل المباني. من خلال تقليل الوهج وتحسين توزيع الضوء الطبيعي، تخلق بيئات داخلية مريحة وصحية. يقلل استخدامها من الحاجة للإضاءة الاصطناعية خلال النهار، مما يساعد في توفير الطاقة وتحسين مزاج القاطنين. بالإضافة إلى ذلك، تساهم الكاسرات في الحفاظ على درجة حرارة مستقرة داخل المباني، مما يعزز من شعور الراحة بشكل عام.
استراتيجية التظليل :
تعتبر استراتيجية التظليل عنصرًا محوريًا في تصميم المباني، حيث يُمكن للمصمم من خلالها التحكم في كمية الإضاءة النهارية داخل الفضاءات المعمارية. تلعب هذه الاستراتيجية دورًا حاسمًا في ضمان بيئة مريحة للمستخدمين، سواء من الناحية البصرية أو الحرارية.
التحكم في الإضاءة النهارية
يمكن تحقيق التحكم في الإضاءة النهارية عبر عدة أساليب تتعلق بتوجيه الفتحات، واستخدام كاسرات الشمس، وتوظيف المواد المناسبة. كل هذه العناصر تساهم في تقليل كمية الضوء المباشر الذي يدخل إلى المبنى، مما يضمن راحة بصرية مناسبة. فوجود ضوء طبيعي في الفضاءات الداخلية يُعزز من الإبداع والنشاط، لكن يجب أن يكون بكميات مدروسة لتفادي الوهج المزعج.
الراحة البصرية والحرارية
تسهم استراتيجية التظليل في تحقيق التوازن بين الراحة البصرية والحرارية. يمكن أن تكون أشعة الشمس المباشرة مصدرًا للراحة في بعض الأماكن، بينما قد تكون غير مرغوبة في أماكن أخرى. على سبيل المثال، يمكن أن تكون الشمس المباشرة مقبولة في مناطق تناول الطعام، حيث تضيف إحساسًا بالدفء والطبيعية، بينما يُفضل أن تُحجب في ممرات الدوران أو الردهات لتفادي الشعور بالحرارة الزائدة.
تقليل أحمال التبريد
من الأهداف الأساسية لاستراتيجية التظليل هو تقليل أحمال ومتطلبات التبريد في المبنى. كلما تم تقليل كمية الحرارة الناتجة عن أشعة الشمس، زادت كفاءة أنظمة التكييف، مما يؤدي إلى تقليل تكاليف التشغيل. يُعزز استخدام كاسرات الشمس والتظليل الخارجي من قدرة المبنى على الحفاظ على درجات حرارة مريحة داخله، مما يُقلل من الاعتماد على أنظمة التبريد الميكانيكية.
تقدير متطلبات الإضاءة
يجب على المصمم أيضًا أن يأخذ في اعتباره متطلبات الإضاءة المتغيرة في مختلف أجزاء المبنى. قد تحتاج بعض الفضاءات إلى كميات أكبر من الضوء، بينما تحتاج الأخرى إلى تقليلها. يمكن أن تُستخدم أساليب مثل الألواح الزجاجية المعتمة أو أنظمة الستائر القابلة للتعديل لتحقيق هذا التوازن.
الشكل والتصميم
عند تصميم الواجهات المعمارية، ينبغي اتباع أشكال استراتيجية للتظليل تتناسب مع العمارة المستقبلية. يجب أن يكون التصميم مرنًا، بحيث يمكنه التكيف مع التغيرات في زوايا الشمس خلال اليوم والسنة. يُفضل استخدام أشكال هندسية تسمح بدخول الضوء بشكل متوازن، مع توفير الظل في الأوقات الأكثر حرارة.
تطبيق استراتيجية التظليل -Solar refractors :
لتحقيق استراتيجية التظليل بنجاح، يجب اتخاذ مجموعة من الخطوات:
1-تحليل الموقع:
يجب دراسة الموقع بعناية لفهم حركة الشمس وزوايا سقوط الأشعة خلال اليوم والفصول. يساعد هذا التحليل في تحديد النقاط الأكثر تعرضًا للشمس.
2-تحديد الفتحات:
يجب اختيار وتوجيه الفتحات بحذر. الفتحات الكبيرة قد تكون مناسبة في الواجهات الشمالية، بينما يجب تقليل حجم الفتحات في الواجهات الشرقية والغربية.
3-استخدام كاسرات الشمس:
يجب دمج كاسرات الشمس في التصميم المعماري. يمكن أن تكون هذه الكاسرات ثابتة أو متحركة، حسب الحاجة.
4-توظيف مواد فعالة:
اختيار الزجاج والمواد المناسبة التي تعكس أو تمتص الحرارة بشكل فعال يُعتبر خطوة هامة. استخدام زجاج ذو معامل تظليل منخفض يُقلل من دخول الحرارة.
5-دمج العناصر الطبيعية:
الاستفادة من الأشجار والنباتات المحيطة يمكن أن يُعزز من فعالية استراتيجية التظليل. يمكن استخدام المسطحات الخضراء لتوفير الظل الطبيعي.
6-تقييم الأداء:
بعد التنفيذ، ينبغي تقييم أداء استراتيجية التظليل بانتظام. يجب أن تتضمن المراقبة تحليلاً لدرجات الحرارة وجودة الإضاءة داخل المبنى.
يتضح من الشكل السابق أن:
الواجهة الشمالية:
لا يفضل تركيب كاسرات شمسية بها، حيث أن هذه الواجهة تتلقى أشعة الشمس غير المباشرة، مما يجعل الحاجة للتظليل أقل.
الواجهتان الغربية والشرقية:
يجب استخدام كاسرات شمسية في هذه الواجهات بشكل أفقي أو رأسي، أو حتى الجمع بين النوعين. يُساعد ذلك في التحكم في دخول الأشعة المباشرة خلال ساعات النهار، خاصة في الفصول الحارة.
الواجهة الجنوبية:
يفضل أن تكون كاسرات الشمس أفقية على المستوى الرأسي للمبنى. يمكن تنويع أنظمة الكاسرات هنا لتلبية الاحتياجات الوظيفية والجمالية المطلوبة. فالتصميم الأفقي يساعد على توفير الظل اللازم وتقليل كمية الحرارة التي تدخل المبنى، مما يعزز من راحة المستخدمين.
تصميم واجهة معمارية تُدخل الضوء وتمنع أشعة الشمس المباشرة -Solar refractors:
إن تصميم واجهة معمارية تسمح بدخول الضوء الطبيعي مع منع أشعة الشمس المباشرة يُعتبر من التحديات المهمة في مجال العمارة المستدامة. لتحقيق هذا الهدف، يجب مراعاة مجموعة من الاعتبارات الأساسية التي تشمل الجوانب الوظيفية والجمالية.
1. توظيف التظليل الخارجي
تعد أنظمة التظليل الخارجية من أهم الوسائل للحد من اكتساب الحرارة الشمسية غير المرغوب فيها. تتصل هذه الأنظمة بشكل مباشر مع الواجهة (Skin) وتساهم في منع الحرارة الناتجة عن أشعة الشمس. من خلال استخدام المواد المناسبة والتصميم الذكي، يمكن تحقيق بيئة مريحة داخل المبنى. يُفضل استخدام مواد عاكسة أو ذات خاصية عزل حراري جيدة.
2. التصميم الجمالي للواجهة
إذا كانت الكاسرات الشمسية غير مقبولة جماليًا، يُمكن تحقيق التظليل من خلال تصميم المبنى نفسه. على سبيل المثال، يُمكن ضبط موضع النوافذ بحيث تكون في جانب الجدار الأعمق، أو تغيير اتجاه الفتحات المعمارية بحيث تتناسب مع اتجاه الشمس. يُساهم هذا النهج في خلق تصميم جذاب ومتكامل.
3. تشكيل النوافذ
يُفضل تصميم النوافذ الجنوبية بشكل أفقي، بينما تكون النوافذ الشرقية والغربية رأسية. هذه الاستراتيجيات تساعد على التحكم في دخول الضوء وتوجيهه بشكل مناسب. على سبيل المثال، يُمكن استخدام كاسرات شمسية بارزة على النوافذ الجنوبية، بالإضافة إلى زعانف عمودية أو نوافذ راحة، مما يمنع دخول أشعة الشمس في الأوقات الأكثر حرارة.
4. تأثير اللون على الكاسرات الشمسية
تعتبر الألوان عاملاً مؤثرًا في تعديل كمية الضوء والحرارة الداخلة. يُفضل استخدام ألوان فاتحة إذا كان الهدف هو السماح بانتشار ضوء النهار، بينما يمكن استخدام الألوان الداكنة لتقليل اكتساب الضوء والحرارة.
دور المصمم في تصميم الكاسرات الشمسية -Solar refractors :
يجب أن يتم تصميم الكاسرات الشمسية بطريقة تجمع بين الوظيفة والجمالية. يتحمل المصمم مسؤولية كبيرة في ابتكار حلول تظليل تُناسب التصميم المعماري وتلبي المتطلبات الوظيفية. يتطلب ذلك تفكيرًا إبداعيًا واستراتيجيات مدروسة لتلبية احتياجات المستخدمين.
التخطيط لضوء النهار في تصميم الواجهات الزجاجية -Solar refractors
في المناطق المشمسة، مثل مصر، يُعد تصميم الواجهات الزجاجية تحديًا كبيرًا. يتطلب الأمر تحقيق التوازن بين السماح بدخول الضوء الطبيعي مع تجنب الارتفاع المفرط في درجات الحرارة. يجب على المصمم أن يكون واعيًا للأبعاد المناخية وأنظمة التكييف المتقدمة لضمان راحة المستخدمين.
تحقيق التوازن بين الضوء والحرارة -Solar refractors
يجب على المصمم تحديد استراتيجية تظليل فعالة تتيح دخول الضوء في الشتاء لتحقيق التدفئة، مع منع دخول الحرارة الزائدة في الصيف. يمكن استخدام الكاسرات الشمسية المتحركة التي تتكيف مع زاوية ميل أشعة الشمس، مما يسمح بالتحكم في الضوء والحرارة بشكل فعّال. في فصل الصيف، تكون أشعة الشمس في زاوية مرتفعة، لذا يُفضل استخدام كاسرات أفقية لمنع الأشعة الرأسية. بينما في الشتاء، تنخفض زاوية الشمس، مما يسمح بدخول المزيد من الضوء والحرارة.
استراتيجيات التصميم باستخدام ضوء النهار -Solar refractors
تعتمد استراتيجيات التصميم على عدة عناصر رئيسية:
1-تصميم واجهة بالكامل بنظام البارامتري:
يُعتبر التصميم البارامتري أسلوبًا حديثًا يُستخدم لتعديل الفتحات وتحديد مستويات الإضاءة المطلوبة في كل اتجاه. يمكن استخدام برامج متخصصة لحساب السطوع الضوئي المطلوب، مما يُساهم في تحسين جودة الإضاءة في المبنى.
2-الراحة البصرية:
تعتبر الراحة البصرية من العناصر الأساسية في التصميم. يجب مراعاة القواعد الإرشادية لضمان عدم حدوث وميض أو انزعاج بصري. يمكن تحقيق ذلك من خلال تقنيات التظليل الفعالة، مثل استخدام الستائر أو كاسرات الشمس.
3-تكامل الإضاءة الكهربائية الفعالة:
يجب أن تتكامل الأنظمة الكهربائية مع التصميم لضمان كفاءة استخدام الإضاءة. يُفضل استخدام مصابيح LED وأنظمة التحكم الذكي في الإضاءة، مما يساعد على تقليل استهلاك الطاقة وتحسين الراحة.
التصميم البارامتري للواجهة -Solar refractors
يعتمد التصميم البارامتري على تعديل الفتحات وفقًا لمستويات الإضاءة المطلوبة. يُعتبر هذا النوع من التصميم من أحدث التوجهات في هندسة الواجهات، حيث يُمكن استخدام برامج متطورة لحساب السطوع الضوئي وتحديد الأشكال المناسبة للواجهات. يمكن أن تُظهر النماذج ثلاثية الأبعاد كيف يمكن لتوزيع الضوء أن يؤثر على المساحات الداخلية.
الاستفادة من التكنولوجيا الحديثة -Solar refractors
تساهم التكنولوجيا الحديثة في تحسين أداء الواجهات المعمارية. استخدام المستشعرات الذكية يُمكن أن يساعد في ضبط كمية الضوء والحرارة الداخلة في المبنى. يُمكن ربط أنظمة التكييف مع أنظمة التحكم في الإضاءة لضمان استهلاك الطاقة بشكل فعال.
الخاتمة :
مع التطورات التكنولوجية السريعة، أصبح من الممكن تحسين تصميم الكاسرات الشمسية بطرق مبتكرة. الأنظمة الذكية التي تتكيف مع الظروف البيئية تمثل مستقبل تصميم الكاسرات، حيث تُتيح تحكمًا دقيقًا في كمية الضوء والحرارة التي تدخل الفضاءات الداخلية. يعكس هذا الابتكار الفهم المتزايد لأهمية الاستدامة والتكنولوجيا في التصميم المعماري. إن التطورات المستمرة في هذا المجال تعزز من فعالية الكاسرات، مما يمهد الطريق لمباني أكثر ذكاءً وراحة.
المراجع :
يمكنك الاطلاع أيضاً علي :
أسس تصميم غرفة الاجتماعات (1) 2023 – Meeting Room
أسس تصميم المطاعم (1) 2023 – Restaurant Design – Fundamentals for the best interior design
أسس تصميم المولات التجارية (أنواع المولات و معايير التصميم التخطيطي) 2023
