Environment

Arab.Abstract

A.M. el Zafarany: Climatic Design of Buildings

Eng.Abstract

Home

المحتويات المقدمة الباب الأول: التصميم المناخى وأهدافه الكمية                     1 الفصل الأول:المفاهيم الأساسية للتصميم المناخى                   2      1- مفهوم وأهداف التصميم المناخى 3 تعريف التصميم المناخى 3 الأهداف الرئيسية للتصميم المناخى 3 التقييم الكمى للحلول المناخية مدخل للتصميم المناخى 7 التقييم بالتمثيل الرقمى تحول رئيسى فى التصميم المناخى 9 2- المشاكل التى تواجه التصميم المناخى 10 أولا: عدم وجود ضرورة قاهرة تفرض التصميم المناخى :- 11 ثانيا: الظروف الاقتصادية لصناعة البناء والتصميم المعمارى :- 11 ثالثا: مشاكل ناتجة عن طبيعة التصميم المناخى : 13 رابعا: مشاكل ناتجة عن طبيعة أدوات التصميم المناخى : 14 بعض المشاكل تجد حلولا 15 3- التصميم المناخى والمدارس المعمارية: الفروق والتوافقات 18 التصميم المناخى عملية منهجية و ليس مدرسة معمارية 18 العمارة الشمسية السالبة:- 19 العمارة الشمسية الموجبة 20 العمارة الموفرة للطاقة 21 العمارة الإقليمية: 22 العمارة التقليدية والمحلية 22 العمارة التراثية:- 23 التصميم البيئى:- 23 4- المصمم المناخى: تخصصه ومهامه 25 من الذى يقوم بمهمة التصميم المناخى للمبانى؟ 25 مهمة المصمم المناخى 30 التكامل بين التخصصات جوهر التصميم المناخى 32 5- تطور البحث العلمى فى مجال التصميم المناخى وعلاقته بالحاسب 36   الفصل الثانى:الأهداف الكمية للتصميم المناخى                    39   1- التصميم المناخى والنظرية العامة لحل المشكلات: 40 تعريف المشكلة: 40 1- فهم المشكلة وتوصيفها: 40 2- إقتراح الحلول والبدائل 43 3- تقييم الحل 44 2- أهداف التصميم المناخى 45 أ- الراحة الحرارية 45 ب- الإقتصاد 45 جـ التأثيرات البيئية السلبية:- 46 د- التوافق مع وظائف المبنى غير المناخية:- 46 هـ تحقيق قيم بصرية عالية بالمبنى 46 و- رضا مستخدم المبنى:- 46 3- التقييم الكمى للراحة الحرارية:- 48 ما هى الراحة الحرارية 48 الإتزان الحرارى لجسم الإنسان 49 العناصر المحددة للراحة الحرارية:- 49 التمثيل الكمى للراحة الحرارية:- 53 4- تحديد المعيار الكمى لتقييم الحلول المناخية 56 تقليل درجة الحرارة القصوى داخل الفراغ 56 كمية الطاقة المستهلكة فى أجهزة التحكم المناخى:- 59 الأحمال الحرارية كمؤشر :- 59 تقييم الظروف المناخية فى الفراغات العمرانية 61 معامل عدم الراحة 61 5- حساب تكاليف المعالجات المناخية 61 الأهداف الإقتصادية للتصميم المناخى:- 61 نماذج التقييم الإقتصادى للمعالجات المناخية :- 63 6- تقييم الراحة الحرارية مادياً 64 كيف يتم تحديد قيمة الراحة الحرارية مادياً :- 64 حساب الجدوى الإقتصادية للمعالجات المناخية :- 65 تقييم الراحة الحرارية عبر فترة زمنية طويلةً :- 65   الباب الثانى:التصميم المناخى بمساعدة الحاسب                68 الفصل الثالث: التصميم المعمارى والعمرانى فى عصر المعلومات          69   1-  تحليل عملية التصميم المعمارى والعمرانى ودور الحاسب الآلى فيها 70 تمثيل الفكرة التصميمية 71 دخول الحاسب الآلى فى عملية التصميم 72 استخدام الحاسب لمثيل وتقييم الجوانب غير البصرية فى التصميم. 74 2- عصر المعلومات: مفاهيمه، إطاره الفكرى وتأثيره على التصميم 76 ما هو عصر المعلومات؟ 76 الثورة الصناعية وثورة المعلومات 76 عصر المعلومات والتصميم الهندسى 77 الفرق بين تأثير الثورة الصناعية على التصميم وتأثير ثورة المعلومات عليه 78 3-  تكنولوجيا التصميم 81 1- فهم المشكلة التصميمية 81 2- تحليل الموقع: 83 3- المساعدة فى وضع الفكرة التصميمية وتمثيلها 87 4- تمثيل وتقييم الخواص غير البصرية 90 5- التصميم التعاونى 91 6- اعداد التصميمات التنفيذية 93 4- التغير السريع  : تحدى جديد يواجه التصميم المعمارى والعمرانى 93 التفكير الديناميكى: سرعة التغير سمة العصر 93 منهج دراسة التصميم المناخى فى إطار التغير 94   الفصل الرابع: التمثيل الرقمى والتصميم المناخى                  95   1-  التصميم المناخي بمساعدة الحاسب 96 مرحلة فهم المشكلة التصميمية 96 اقتراح الحلول 98 تقييم الحل 98 2- استخدام نموذج التمثيل الرقمى لمحاكاة السلوك المناخى  99 النموذج التمثيلى 99 المحاكاه 100 3-  أهمية استخدام التمثيل الرقمى 102 الوسائل التقليدية للمساعدة فى اتخاذ القرارات التصميمية :- 102 مميزات استعمال التمثيل الرقمى 106 4-  مشاكل تواجه التمثيل الرقمى كوسيلة للتصميم المناخى 107 التقبل الشخصى لاستخدام التمثيل الرقمى 108 الجهد الكبير المطلوب لبناء النموذج التمثيلى 109 الاحتياج لمزيد من الدقة والمصداقية لنتائج التمثيل الررقمى 111 5-  تصنيف برامج التمثيل الرقمى 113 النماذج الجزئية 113 النماذج الشاملة 113 النماذج الهجينة 114 النماذج التجميعية 115   الفصل الخامس: البرامج المتوافرة حاليا للتصميم المناخى             117   1-  البرامج الشاملة 119 برنامج دو-2       :- DOE_2 119 برنامج بلاست       BLAST 122 برنامج إنرجى بلاس     Energy + 124 برنامج ديروب     Derob - LTh 127 2- البرامـج الجـزئيــــة 128 فلوفنت    Flovent 128 راديانس    Radiance 133 كوميس    COMIS 135 3- البرامج التجميعية 136 مستشار تصميم المبانى   Building Design Advisor BDA 136 4- السمات العامة لبرامج التمثيل الرقمى واتجاهات تطورها 141 5-  أدوات الصميم المناخى الملائمة للظروف المحلية 143 تطوير برنامج جديد أم تحسين البرامج القائمة 143 تطوير برنامج محلى أم الاضافة إلى البرامج العالمية 143 الفرص العملية لتنفيذ برنامج مصرى للتصميم المناخى 144 دور هذه الدراسة 145   الفصل السادس: فلسفة وبنية البرنامج التجميعى                        146   1-  فلسفة التجميع فى برنامج التصميم المناخى 147 الحل المقترح 147 أهم سمات هذه البنية 148 العيــوب 154 2- البرمجة بالعناصر     Object Oriented Programming 156 مفهوم البرمجة بالعناصر 156 صيغ التفاهم المتزامنة والمتتابعة:- 159 السمات المشتركة للعناصر المستخدمة فى التمثيل 160 1- يحتفظ كل عنصر بالمعلومات الأساسية عن نفسه 160 2- مهام العنصر: 161 أ- التحديد الكمى لتأثيره على العناصر الأخرى: 161 ب- تقديم التقارير عن حالته: 161 جـ- التمثيل البصرى لنفسه  : Visualization 162 د- بناء النموذج التمثيلى لأجزائه 162 هـ إدارة قواعد البيانات الخاصة به 162 3-  بنية برنامج التصميم المناخى التجميعى. 163 البرنامج التجميعى الرئيسى 163 أ- عنصر المستشار التصميمى 164 عنصر دائرة المعارف للحلول المناخية: 165 اقتراح الحلول: 166 مولدات البدائل: 166 عنصر اتخاذ القرار: 167 ب- عنصر مدير التمثيل: 168 عنصر الموقع: 169 عنصر المبنى: 170 عنصر الفراغ الداخلى 171     الباب الثالث: التمثيل الرقمى للمبنى ومحيطه العمرانى  173 الفصل السابع: التمثيل الرقمى لغلاف المبنى وفراغاته الداخلية    174   1- المتغيرات العددية لتحليل السلوك الحرارى للمبانى: 175 أ- المتغيرات المطلوبة 176 ب- المؤثرات التى تغير من قيم هذه المتغيرات 176 2-  التبادل الحرارى بالتوصيل مع الأجزاء الثقيلة من غلاف المبنى 178 التبادل الحرارى مع هواء الغرفة 178 الطرق العددية لدراسة انتقال الحرارة: 181 طريقة الفوارق المحددة Finite difference  181 طريقة العناصر تامة التحديد Finite Element 181  ميزان الطاقة:- 182 3- الاكتساب الحرارى من الإشعاع الشمسى. 184 أنواع الإشعاع الشمسى 193 انبعاث الأشعة من الأسطح الساخنة 186 الاشعاع المنعكس والمشتت من عناصر المحيط العمرانى وحساب معامل المواجهة عدديا 188 4-  درجة حرارة الهواء الداخلى 195   الفصل الثامن: التمثيل الرقمى للفتحات الخارجية ووسائل الإظلال      197   1- خواص النافذة التى تؤثر على السلوك الحرارى للمبنى 198 النفاذية للأشعة المباشرة 198 النفاذية للأشعة المشتتة 199 2- استخدام وسائل الإظلال الانتقائية. 200 تقييم أداء وسائل الإظلال رقمياً 202 لتمثيل الشبكات على الحاسب 3- أنواع وسائل الإظلال 204 206 4- التمثيل الرقمى لشبكات الإظلال 216 حساب شكل الظل 216 المشربيات التعشيق ذات الرياش المائلة 218 تمثيل شبكات الإظلال المائلة 219 تمثيل المخرمات والحديد المشغول:- 219 تمثيل المشربية الخرط:- 219 معاملة شبكات الإظلال كطبقة منتظمة:- 221   الفصل التاسع: التمثيل الرقمى للفراغات العمرانية                      222   1- المتغيرات الكمية التى تحكم السلوك المناخى للفراغات العمرانية 223 أ- تحقيق الراحة فى الموقع العمرانى: 223 الطرق المبسطة للحساب الرقمى لحركة الرياح: 229 2- تأثير الإشعاع على الفراغات العمرانية: 231 أ- درجة الحرارة الإشعاعية المتوسطة 231 ب- درجة الحرارة العاملة 232 جـ- كمية الإشعاع الحرارى الساقطة على سطح معين 232 د- كمية الإشعاع التى يمتصها السطح: 233 هـ- كمية الحرارة المنبعثة من سطح الجلد: 233 3- التمثيل الرقمى للموقع العام 235 ظل المبانى على الأرض وعلى 236 ظل المبانى على المبانى الأخرى 236 تبادل الاشعاع قصير الموجة بين المبانى 237 4- التمثيل الرقمى للأشجار وسلوكها المناخى 238  الإظلال 238 أ- الشكل الهندسي للشجرة: 238 ب - شفافية الأشجار: 240 جـ الإشعاع الحرارى المنبعث من الشجرة: 244 تأثير الأشجار على الاحساس بالراحة الحرارية فى الفراغ العمرانى 245   الباب الرابع: الدراسة التطبيقية                                     247 الفصل العاشر: تنفيذ برنامج تجريبى واستخدامه لاتخاذ القرارات التصميمية  248    1-  برنامج حساب الاشعاع الشمسى Solarc -2/Solar Geometry 249 مدخلات البرنامج 249 مخرجات البرنامج 249 التمثيل البصرى لحركة الشمس 251 حساب طاقة الإشعاع الشمسى المباشر والمنعكس 252 2- تصميم وسيلة لاظلال النوافذ فى الواجهات الغربية. 255 فهم المشكلة: التمثيل البصرى لحركة الشمس 255 اقتراح الحل بناء على شكل مسارات الشمس 256 تقييم الحل المقترح كميا والمقارنة بالبدائل 260 3-  التقييم الكمى للأداء المناخى للحلول التخطيطية :- 265 بدائل النسيج العمرانى فى منطقة حارة   البديل الأول:  النسيج النقطى المنفصل 266 البديل الثانى:   النسيج الشريطى ذو الواجهات الشمالية والجنوبية 266 البديل الثالث:  النسيج الشريطى ذو الواجهات الشرقية والغربية 267 البديل الرابع:        النسيج المتضام 267 نتائج التقييم بناءا على معيار اجمالى الطاقة الساقطة 269 نتائج التقييم بناءا على معيار الطاقة المكتسبة 272 تعليق عام على النتائج 272   النتائج والتوصيات                                                           274   1-  نتائج الدراسة النظرية 275 أ -  تعريف المشكلة وصياغة الأهداف 275 ب- الوضع الحالى لأدوات التصميم المناخى الرقمية:- 275 جـ اتجاهات التطور المطلوبة فى برامج الحاسب الآلى:- 277 د- تقدم الدراسة اقتراحاً تفصيلياً لتصميم برنامج محلى للتصميم المناخى 277 2-  نتائج الدراسة التطبيقية: 278 أ -  على المستوى المعمارى: 278 ب- على المستوى العمرانى: 278 جـ  على مستوى أدوات التصميم المناخى 279 التوصيات: 280 البحوث المستقبلية 281 أ -  على مستوى التصميم العمرانى: 281 ب- على مستوى التصميم المعمارى: 281 المراجـــع