Please wait till the page download, because it full of pictures.

تطبيقات على عمارة البيئة "التصميم الشمسى للفناء الداخلى" "دراسات على القاهرة وتوشكى":

يستعرض هذا الكتاب ما هى العمارة البيئية وكيفية حسابها وتصميمها، ويستعرض أجزاء من دراسات متعددة لها، ثم يعرض دراسة مقارنة بين ثلاثة أفنية لثلاث منازل اسلامية، ليوضح كيفية تصميم منزل مناخى بيئى بطريقة صحيحة، وكيفية اختيار ابعاد الفناء ومكان الشبابيك فى كل واجهة على حدة، فهو فعلا مثال رائع ومرجع مهم جدا لكيفية تصميم منزل ملائم للبيئة ومناخى بطريقة صحيحة، والمنازل الإسلامية الثلاثة هى كما يلى:
منزل زينب خاتون
منزل جمال الدين الدهبى
منزل ابراهيم كتخدا السنارى
ويعرض بعد ذلك مثال لمنزل فى توشكى من تصميم المؤلف ويبين كيفية حساب مساحة كل شباك لكل واجهة ومكان الشباك على حسب الظلال فى الواجهة، وكذلك حساب مساحة وارتفاع الفناء الداخلى.
لمعرفة تفاصيل الكتاب يوجد عرض للمحتويات ، كتبته م. نجلاء محمود
الناشر: مكتبة مدبولى

بسم الله الرحمن الرحيم

دراسة مقارنة بين ثلاثة أفنية لثلاث منازل اسلامية

باستعراض مختصر لكل من المنازل المختارة للمقارنة ودون الدخول فى التفاصيل الأثرية نجد أن

منزل زينب خاتون يقع فى حى الأزهر خلف الجامع الازهر، والمنزل تم بناؤه على مرحلتين :

المرحلة الأولى: فى القرن الخامس عشر الميلادى "1468" فى فترة المماليك البرجية.

المرحلة الثانية: فى القرن الثامن عشر الميلادى

ويحتوى على فناء داخلى رئيسى وهو موضوع الدراسة وفناء آخر صغير فى الجهة البحرية الشرقية فى المنزل.

منزل جمال الدين الدهبى: يقع فى حارة "حوش قدم" بحى الأزهر أيضا وينتمى للعصر العثمانى، وتم بناؤه عام "1637" ويوجد به فناء رئيسى وهو موضوع الدراسة إلى جانب فناء آخر أصغر فى المساحة بالجهة الشرقية من المنزل.

منزل إبراهيم كتخدا السنارى: يقع فى حارة "مونج" بحى السيدة زينب وتم بناؤه فى العصر العثمانى "1794م" ويتميز بوجود مجموعة من الفراغات المكشوفة منها الفناء الداخلى الرئيسى – موضوع الدراسة – بالإضافة إلى حديقة واسعة تقع فى الجهة البحرية الشرقية من المنزل.

دراسة مقارنة لنسب الأبعاد الهندسية للأفنية الثلاثة:

الوصف الهندسى لفناء منزل زينب خاتون:

التوجيه: يميل الفناء بزاوية 17ْ جهة شرق الشمال.

متوسط أبعاد المسقط الأفقى: 89.77 م2

متوسط أبعاد الجزء العلوى المعرض من الفناء:

9.55 م × 8.4 م [بعد خصم بروز البرج بالواجهة الجنوبية].

مساحة الجزء المعرض : 80.22 م2

الإنفتاح على السماء:0.89

إرتفاع حوائط الفناء: فى المتوسط 12.9 م

درجة احتواء الفناء = مجموع مساحات الواجهات ÷ مساحة الجزء المعرض من الفناء

 = 469.28 ÷ 80.22 = 5.85

نسب الأبعاد الهندسية للجزء المعرض = 1: 1.13 : 1.53

الوصف الهندسى لفناء جمال الدين الذهبى:

التوجيه: يميل الفناء بزاوية 28ْ جهة شرق الشمال.

متوسط أبعاد المسقط الأفقى:10.44 م × 13.44 م

مساحة المسقط الأفقى: 140.31 م2

متوسط أبعاد الجزء العلوى المعرض من الفناء: 9.74 م × 12.29 م

[بعد خصم بروز البرج بالواجهة الجنوبية].

مساحة الجزء المعرض من المسقط الأفقى : 119.70 م2

الإنفتاح على السماء:0.85

إرتفاع حوائط الفناء: فى المتوسط 12.41 م

درجة احتواء الفناء = مجموع مساحات الواجهات ÷ مساحة الجزء المعرض من الفناء

 = 551.95 ÷ 119.7 = 4.61

نسب الأبعاد الهندسية للجزء المعرض = 1: 1.26 : 1.27

الوصف الهندسى لفناء إبراهيم كتخدا السنارى:

التوجيه: مواجه للشمال.

متوسط أبعاد المسقط الأفقى:8.35 م × 10.12 م

مساحة المسقط الأفقى: 84.5 م2

متوسط أبعاد الجزء العلوى المعرض من الفناء: 8.35 م × 10.12 م

[بعد خصم بروز البرج بالواجهة الجنوبية].

مساحة الجزء المعرض من المسقط الأفقى : 84.5 م2

الإنفتاح على السماء:0.1

إرتفاع حوائط الفناء: فى المتوسط 10.00 م

درجة احتواء الفناء = مجموع مساحات الواجهات ÷ مساحة الجزء المعرض من الفناء

 = 368.82÷ 84.5 = 4.36

نسب الأبعاد الهندسية للجزء المعرض = 1: 1.21 : 1.19

وبالمقارنة بين الثلاث أفنية:

1-      نسب الإنفتاح على السماء:

نجد أن واجهات منزل السنارى لا يوجد بها أية بروزات "1"، وأن أكبر نسبة بروزات توجد فى واجهات منزل الذهبى "0.85"

2-      يلاحظ أن الإرتفاع المتوسط لحوائط أى من الأفنية الثلاث لم يتعد مرة ونصف لأقل طول ضلع بالمسقط الأفقى باستثناء فناء منزل زينب خاتون حيث كانت نسبة الإرتفاع إلى العرض هى :

1: 1.53 أى تجاوز الإرتفاع مرة ونصف العرض بنسبة ضيئلة جدا " يمكن إهمالها".

3-      يلاحظ أن فناء منزل زينب خاتون يتمتع بأكبر درجة إحتواء "5.85" مع أكبر متوسط لإرتفاع الحوائط "13.34م"، وهذا الإرتفاع يفسر تأخر دخول الشمس صيفا حتى الساعة الثامنة صباحا فى حين أنها فى الفنائين الآخرين تدخل الساعة السادسة صباحا، كما يتأخر دخول الشمس شتاءا حتى الساعة التاسعة صباحا فى حين أنها فى الفنائين الآخرين تدخل الساعة الثامنة صباحا.

دراسة مقارنة للظلال وكميات الإشعاع الشمسى المستقبلة بواسطة أسطح وفتحات الأفنية الثلاثة:

تم حساب زوايا الإنحراف الأفقية وكذلك زوايا الإرتفاع للشمس لخط عرض 30ْ شمالا "القاهرة"، وكذلك زوايا الظل الأفقية والرأسية خلال يومى 21 يونيو و21 ديسمبر كمثال لفترتى الذروة الحرارية والبرودة الزائدة على التوالى وذلك باستخدام المعادلات الخاصة بذلك، وعن طريق هذه الزوايا تم رسم حركة الشمس والظلال لكل من الأفنية الثلاثة صيفا وشتاءا.

أما بالنسبة لحساب كميات الإشعاع الشمسى المباشر فلقد تم الحصول على قيم شدة الإشعاع الشمسى المباشر من هيئة الأرصاد الجوية لمدينة القاهرة فى الفترة من عامى 1987 إلى عام 1996 لكل من يومى 21 يونيو و 21 ديسمبر وباستخدام المعادلات الخاصة بحساب كميات الإشعاع الساقطة على الأسطح الرأسية "الحوائط" وعلى الأسطح الأفقية " الأرضيات"، تم حساب كميات الإشعاع الشمسى التى تستقبلها الأفنية الثلاثة صيفا وشتاءا.

دراسة كميات الظلال والإشعاع الشمسى المستقبلة بواسطة أرضيات وحوائط الأفنية الثلاثة:

نتائج تعرض أسطح فناء زينب خاتون:

بحساب كميات الظلال الخاصة بفناء زينب خاتون وجد أن نسبة تظليل أرضية الفناء تتعدى 82% كما أن نسبة تظليل الحوائط تتعدى 77% خلال يوم 21 يونية، أما خلال يوم 21 ديسمبر فقد وجد أن كلا من أرضية الفناء والواجهة البحرية يقعا تماما فى الظل طوال اليوم فى حين أن باقى الواجهات الشرقية والجنوبية والغربية تتعدى نسبة تظليلها 83% .

وبحساب كميات الإشعاع الشمسى المباشر المستقبلة بواسطة الأجزاء المعرضة للشمس بالفناء فقد وجد أن أرضية الفناء تستقبل أكبر كمية من الإشعاع الشمسى الساعة 12 ظهرا، وأن الواجهة الغربية تستقبل أكبر كمية من الإشعاع الشمسى الساعة 15 بعد الظهر وذلك خلال يوم 21 يونية، أما خلال يوم 21 ديسمبر فقد وجد أن الواجهة الجنوبية تستقبل أكبر كمية من الإشعاع الشمسى السعاة 12 ظهرا.

نتائج تعرض أسطح فناء جمال الدين الذهبى:

بحساب كميات الظلال الخاصة بفناء جمال الدين الذهبى وجد أن نسبة تظليل أرضية الفناء تتعدى 75% كما أن نسبة تظليل الحوائط تتعدى 81% خلال يوم 21 يونية، أما خلال يوم 21 ديسمبر فقد وجد أن كلا من أرضية الفناء والواجهة البحرية يقعا تماما فى الظل طوال اليوم فى حين أن باقى الواجهات الشرقية والجنوبية والغربية تتعدى نسبة تظليلها 79% .

وبحساب كميات الإشعاع الشمسى المباشر المستقبلة بواسطة الأجزاء المعرضة للشمس بالفناء فقد وجد أن أرضية الفناء تستقبل أكبر كمية من الإشعاع الشمسى الساعة 12 ظهرا، وأن الواجهة الغربية تستقبل أكبر كمية من الإشعاع الشمسى الساعة 15 بعد الظهر وذلك خلال يوم 21 يونية، أما خلال يوم 21 ديسمبر فقد وجد أن الواجهة الجنوبية تستقبل أكبر كمية من الإشعاع الشمسى السعاة 14 ظهرا.

نتائج تعرض أسطح فناء إبراهيم كتخدا السنارى:

بحساب كميات الظلال الخاصة بفناء زينب خاتون وجد أن نسبة تظليل أرضية الفناء تتعدى 74% كما أن نسبة تظليل الحوائط تتعدى 72% خلال يوم 21 يونية، أما خلال يوم 21 ديسمبر فقد وجد أن كلا من أرضية الفناء والواجهة البحرية يقعا تماما فى الظل طوال اليوم فى حين أن باقى الواجهات الشرقية والجنوبية والغربية تتعدى نسبة تظليلها 81% .

وبحساب كميات الإشعاع الشمسى المباشر المستقبلة بواسطة الأجزاء المعرضة للشمس بالفناء فقد وجد أن أرضية الفناء تستقبل أكبر كمية من الإشعاع الشمسى الساعة 12 ظهرا، وأن الواجهة الشرقية تستقبل أكبر كمية من الإشعاع الشمسى الساعة 9 صباحا وذلك خلال يوم 21 يونية، أما خلال يوم 21 ديسمبر فقد وجد أن الواجهة الجنوبية تستقبل أكبر كمية من الإشعاع الشمسى السعاة 12 ظهرا.

مما سبق ونظرا لإختلاف مساحة وحجم وتوجيه ونسب الأبعاد الهندسية وارتفاع الواجهات للأفنية الثلاثة، فقد تم تحديد واستخدام متوسط كمية الإشعاع الشمسى المستقبلة على وحدة المساحات كمقياس للتفضيل بينهم خلال يوم 21 يونيه، ويوم 21 ديسمبر:

وجد من المقارنات ما يلى:

1-      تستقبل أرضية فناء زينب خاتون أقل كمية من الإشعاع الشمسى لوحدة المساحات يوم 21 يونية، ومع ملاحظة أن هذا الفناء يتمتع بأكبر درجة احتواء مقارنة مع الفنائين الآخرين.

2-      تستقبل الواجهات الشرقية والجنوبية والغربية لفناء جمال الدين الذهبى أقل كمية من الإشعاع الشمسى لوحدة المساحات يوم 21 يونية، وربما يرجع ذلك لإحتوائها على أكبر نسبة بروزات مقارنة بالفنائين الآخرين، فى حين أنها تستقبل أيضا أكبر كمية من الإشعاع الشمسى لوحدة المساحات يوم 21 ديسمبر، وهذا يرجح أن تصميم البروزات تم دراستها وتنفيذها بمقاسات تعطى أقل كمية ظلال شتاءا وأكبر كمية ظلال صيفا.

3-      إذا أخذنا فى الإعتبار الكمية الكلية للإشعاع الشمسى المستقبلة بواسطة الأرضيات والواجهات [ما عدا الواجهة البحرية]، لكل فناء فإننا نجد أن فناء منزل زينب خاتون يستقبل أقل كمية من الإشعاع الشمسى يوم 21 يونية، مما ينبه على وجود علاقة بين ازدياد درجة احتواء الفناء وتحسن الأداء الحرارى له صيفا، كما وجد أيضا أن فناء جمال الدين الدهبى يستقبل أكبر كمية من الإشعاع الشمسى شتاءا.

دراسة الظلال وكميات الإشعاع الشمسى المستقبلة بواسطة فتحات الأفنية الثلاثة:

تعتبر الفتحات فى أى مبنى هى أضعف وأسهل الأجزاء لدخول الإشعاع الشمسى منه مما يؤثر مباشرة على الراحة الحرارية للفراغات الداخلية بعكس الحوائط التى يمكن أن يؤثر سمكها ولونها ومادتها على تأخير الإحساس بتأثير الإشعاع الشمسى على الراحة الحرارية بالفراغات الداخلية، لذلك وجدنا أنه من اللازم عمل دراسة لحساب كميات الظلال وكذلك الإشعاع الشمسى المستقبلة بواسطة فتحات الأفنية الثلاثة.

نتائج تعرض فتحات فناء منزل زينب خاتون:

من حساب النسبة المئوية للفتحات بكل واجهة ونسبة تظليلها يومى 21 يونية، و21 ديسمبر يلاحظ أن:

1-      أن الواجهة البحرية تحتوى على أكبر نسبة مئوية من الفتحات وكذلك على أكبر نسبة مئوية لتظليل هذه الفتحات سواءا صيفا أو شتاءا.

2-      بالرغم من أن الواجهة الشرقية تحتوى على أقل نسبة مئوية للفتحات فقد وجد أن النسبة المئوية لتظليل الفتحات بالواجهة الجنوبية أو الغربية تكون أكبر يوم 21 يونية، مما ينبه على أهمية عدم الإكتفاء فقط بإيجاد نسبة معينة للفتحات بالواجهة ولكن يجب دراسة النسبة المئوية لتظليلها على مدار اليوم صيفا.

3-      فتحات الواجهة الجنوبية تتعرض لأقل نسبة مئوية للظلال يوم 21 ديسمبر.

وبحساب كميات الإشعاع الشمسى المباشر المستقبلة بواسطة الفتحات فقد وجد أن فتحات الواجهة الغربية تستقبل أكبر كمية من الإشعاع الشمسى يوم 21 يونية، كما أن فتحات الواجهة الجنوبية تستقبل أكبر كمية من الإشعاع الشمسى يوم 21 ديسمبر.

الظلال على واجهة الفناء الشرقية لمنزل زينب خاتون الساعة 12 ظهرا، يوم 21 ديسمبر This shaded of east facad of the courtyard of Zynab Khatoon house at 12 a.m. on 21 December
الظلال على واجهة الفناء الجنوبية لمنزل زينب خاتون الساعة 12 ظهرا، يوم 21 ديسمبر This shaded of south facad of the courtyard of Zynab Khatoon house at 12 a.m. on 21 December

نتائج تعرض فتحات فناء منزل جمال الدين الذهبى:

من حساب النسبة المئوية للفتحات بكل واجهة ونسبة تظليلها يومى 21 يونية، و21 ديسمبر يلاحظ أن:

1-      أن الواجهة البحرية تحتوى على أكبر نسبة مئوية من الفتحات وكذلك على أكبر نسبة مئوية لتظليل هذه الفتحات سواءا صيفا أو شتاءا.

2-      بالرغم من أن نسبة الفتحات بالواجهة الشرقية أقل من نسبة  الفتحات بالواجهة الغربية ولكننا نلاحظ أن النسبة المئوية لتظليل الفتحات بالواجهة الغربية أكبر خلال يوم 21 يونية.

3-      تحتوى الواجهة الجنوبية على أقل نسبة فتحات وكذلك على أقل نسبة مئوية للتظليل خلال يوم 21 ديسمبر.

وبحساب كميات الإشعاع الشمسى المستقبلة بواسطة الفتحات فقد وجد أن فتحات الواجهة الغربية تستقبل أكبر كمية من الإشعاع الشمسى يوم 21 يونية، كما أن فتحات الواجهة الجنوبية تستقبل أكبر كمية من الإشعاع الشمسى يوم 21 ديسمبر.

الظلال على واجهة الفناء الشرقية لمنزل جمال الدين الدهبى الساعة 12 ظهرا، يوم 21 يونيو This shaded of east facad of the courtyard of Gamal el-din El-Dahaby house at 12 a.m. on 21 june
الظلال على واجهة الفناء الشرقية والجنوبية لمنزل جمال الدين الدهبى الساعة 12 ظهرا، يوم 21 يونيو This shaded of east and south facad of the courtyard of Gamal el-din El-Dahaby house at 12 a.m. on 21 june

نتائج تعرض فتحات فناء منزل السنارى:

من حساب النسبة المئوية للفتحات بكل واجهة ونسبة تظليلها يومى 21 يونية، و21 ديسمبر يلاحظ أن:

1-      أن الواجهة البحرية تحتوى على أكبر نسبة مئوية من الفتحات وكذلك على أكبر نسبة مئوية لتظليل هذه الفتحات سواءا صيفا أو شتاءا.

2-      بالرغم من أن نسبة الفتحات بالواجهة الشرقية أقل من نسبة  الفتحات بالواجهة الغربية ولكننا نلاحظ أن النسبة المئوية لتظليل الفتحات بالواجهة الغربية أكبر خلال يوم 21 يونية.

3-      تحتوى الواجهة الجنوبية على أقل نسبة فتحات وكذلك على أقل نسبة مئوية للتظليل خلال يوم 21 ديسمبر.

الظلال على واجهة الفناء الجنوبية لمنزل السنارى الساعة 2 ظهرا، يوم 21 ديسمبر This shaded of south facad of the courtyard of es-Sinnary house at 14 p.m. on 21 December
الظلال على واجهة الفناء الغربية لمنزل السنارى الساعة 2 ظهرا، يوم 21 ديسمبر This shaded of west and west facad of the courtyard of es-Sinnary house at 14 p.m. on 21 December

وبحساب كميات الإشعاع الشمسى المستقبلة بواسطة الفتحات فقد وجد أن فتحات الواجهة الشرقية تستقبل أكبر كمية من الإشعاع الشمسى يوم 21 يونية، كما أن فتحات الواجهة الجنوبية تستقبل أكبر كمية من الإشعاع الشمسى يوم 21 ديسمبر.

وللمقارنة بين كميات الإشعاع الشمسى المستقبلة بواسطة فتحات الأفنية الثلاثة:
 فقد تم تحديد واستخدام متوسط كمية الإشعاع الشمسى المستقبلة على وحدة المساحات كمقياس للتفضيل بين فتحات الأفنية الثلاثة يومى 21 يونية و21 ديسمبر،ويتضح ما يلى:

1-      تستقبل فتحات الواجهات الشرقية والجنوبية والغربية بكل من فنائى السنارى وزينب خاتون أقل كمية من الإشعاع الشمسى "لوحدة المساحات" يوم 21 يونية.

2-      تستقبل فتحات الواجهات الشرقية والجنوبية والغربية بفناء جمال الدين الذهبى أكبر كمية من الإشعاع الشمسى "لوحدة المساحات" يوم 21 ديسمبر.

3-      إذا أخذنافى الإعتبار الكمية الكلية من الإشعاع المستقبلة بواسطة جميع الفتحات فإننا نجد أن فتحات فناء زينب خاتون تستقبل أقل كمية "لوحدة المساحات" يوم 21 يونية.

أسس تصميم واجهات وفتحات الأفنية الثلاث:

الواجهات البحرية:

منزل زينب خاتون: تستقبل أقل كمية من الإشعاع الشمسى يوم 21 يونية "صيفا"، لذلك فقد تم وضع المقعد ومدخله بهذه الواجهة لتمتعها بالظلال أغلب ساعات النهار، كما يلاحظ أن المدخل الرئيسى للفناء تم وضعه بالدور الأرضى بالجهة اليسرى من الواجهة وهو اختيار موفق حيث يتمتع بالظلال طوال ساعات النهار صيفا.

منزل جمال الدين الذهبى: فقد لوحظ أنها تستقبل أقل كمية من الإشعاع الشمسى يوم 21 صيفا، لذلك فقد تم وضع المقعد الصيفى بهذه الواجهة ولكن مدخل المقعد فقد تم اختياره بالواجهة الشرقية، كما تم وضع المدخل الرئيسى للفناء بالدور الأرضى بالجهة اليسرى من الواجهة مما أدى لعدم تعرضه لأشعة الشمس طوال ساعات النهار صيفا، كما يلاحظ وجود بروز أفقى على عقدى المقعد ساعد على زيادة الظلال على الواجهة البحرية، وكذلك على أرضية الفناء الساعة 12 ظهرا.

منزل السنارى: تم اختيار المقعد الصيفى بها بالدور الأول كما تم اختيار المدخل الموصل إليه بهذه الواجهة أيضا، كما تم وضع التختبوش بالدور الأرضى وذلك لأنها تستقبل أقل كمية من الإشعاع الشمسى صيفا، ويلاحظ أن المدخل الرئيسى للفناء لم يتم وضعه فى هذه الواجهة كما رأينا فى الفنائين الآخرين بل تم وضعه فى الواجهة الجنوبية.

الواجهات الشرقية:

منزل زينب خاتون: تحتوى على باب بالدور الأرضى وشباك صغير بالدور الأول، وقد أدى اختيارهما فى منتصف الواجهة تقريبا إلى تعرضهما للإشعاع الشمسى يوم 21 يونيه صيفا، فى أغلب ساعات تعرض الواجهة للشمس، كما أنهما فى يوم 21 ديسمبر شتاءا فقد وقعا فى منطقة الظلال تماما طوال اليوم مما حرم هذه الفتحات من التمتع بشمس الشتاء، كما يلاحظ أن المشربية الواقعة بالواجهة الجنوبية للفناء، قد قامت بإلقاء الظلال على الواجهة الشرقية بدءا من الساعة العاشرة صباحا وحتى الساعة الثانية عشر ظهرا مما ينبه إلى أن أسلوب وضع هذه المشربية فى الركن المجاور للواجهة الشرقية قد أتاح لها إلقاء الظلال عليها.

منزل جمال الدين الذهبى: اختيار المدخل المؤدى للمقعد الصيفى بالجهة اليسرى بالدور الأرضى قد أدى إلى تعرضه للإشعاع الشمسى بنسبة أكبر مما لو تم وضعه بالواجهة البحرية كما رأينا فى الفنائين الآخرين، كما يلاحظ أنه يوجد برج بارز بالدور العلوى بالجهة اليمنى من الواجهة مما أدى لإلقائه كميات من الظلال طوال ساعات تعرض الواجهة صيفا خاصة وأن اختيار مكانه كان موفقا حيث تم وضعه فى عكس اتجاه سقوط الاشعة الشمسية على الواجهة، وقد تم وضع شباك واسع بالدور الأول للتمتع بالظلال التى يلقيها هذا البرج أغلب ساعات النهار، ويلاحظ وجود شباك بالدور العلوى بنفس تصميم الشباك السابق بنسبة أكبر، ولكن يلاحظ أن الشباكين يحتويان على ضلف خشبية مصمتة تماما فى مستوى النظر حيث يمكن التحكم عن طريقها فى دخول أو منع أشعة الشمس للغرف الداخلية فى حين أن الجزء العلوى يحتوى على خرط خشبى واسع، ونظرا لتعرض الأدوار العلوية للشمس بصورة أكبر فقد تم وضع مشربية صغيرة على يسار الشباك السابق، مع استعمال خرط خشبى ضيق، لكسرة حدة الإشعاع الشمسى.

ولوحظ أن المشربية السابقة تلقى ظلالها شتاءا على الشباك المجاور لها بدءا من الساعة الحادية عشر صباحا مما يقلل من كمية الإشعاع الشمسى والتى يمكن أن تدخل من هذا الشباك فى أيام الشتاء الباردة، مما ينبه على أهمية دراسة وضع علاقة الفتحات المتجاورة مع بعضها البعض لتحقيق التصميم الشمسى الواعى بالطاقة.

منزل السنارى: يلاحظ أنه توجد دخلة غائرة إلى الخلف بالدور الأرضى بالجهة اليمنى من الواجهة وقد ساعدت على تظليل الفتحات التى بداخلها يوم 21 يونيه صيفا، ويلاحظ أنه بالنسبة للشباكين المتجاورين بالدور العلوى من الواجهة وكذلك بالنسبة للشباك الذى تحتهما بالدور الأول، فقد تم استعمال الخرط الخشبى الضيق، نظرا لتعرضهما الكبير للشمس، أما بالنسبة لباقى شبابيك الواجهة، فقد تم استعمال الخرط الخشبى الواسع، نظرا لصغر مقاسات هذه الشبابيك وتواجدهما فوق مستوى نظر الواقف بداخل الغرف والأجزاء العلوية منها، فيتم استخدامهما بصفة أساسية للإضاءة والتهوية. 

الواجهات الغربية:

منزل زينب خاتون: توجد مشربية كبيرة الحجم تتوسط الواجهة بالدور الأول، ونظرا لتعرضها للإشعاع الشمسى بصورة كبيرة يوم 21 يونية بدءا من الساعة الثالثة عشر من بعد الظهر، فلقد تم استعمال الخرط الخشبى الضيق فى تصميمها، فى حين أنه بالنسبة للشباك الواسع والذى يقع أسفل منها بالدور الأرضى، فلقد تم استعمال الخرط الخشبى الواسع، نظرا لوقوعه فى الظل صيفا فى معظم ساعات تعرض الواجهة للشمس.

كما يلاحظ أنه يوجد برج رأسى ضيق يبرز أفقيا على يمين الواجهة من أعلى ذو موضع مناسب فى عكس اتجاه الأشعة الشمسية مما ساعد على إلقائه بكميات من الظلال على الواجهة نهارا بالصيف.

منزل جمال الدين الذهبى: فلقد ساعد البروز الأفقى بطول الدور الأول على إلقاء كميات من الظلال فى معظم ساعات تعرض الواجهة للإشعاع الشمسى على الدور الأرضى لفتحاته يوم 21 يونيه.

وفى أقصى الجهة اليسرى من الدور الأول نلاحظ وجود شباك واسع، وله ضلفة خشبية مصمته، منزلقة للتحكم فى منع أو دخول الإشعاع الشمسى صيفا وشتاءا، لهاذا فلقد تم استعمال الخرط الخشبى الواسع فى تصميم هذا الشباك، أما بالنسبة للنافذة الصغيرة بوسط الواجهة بالدور الأول، فقد تم استعمال خرط خشبى ضيق، نظرا لتعرضها الكبير للإشعاع الشمسى مع اتصالها المباشر بالقاعة الموجودة بالدور الأول، أما بالنسبة لباقى الفتحات العلوية، فقد تم استعمال خرط خشبى واسع فى تصميمها، وذلك لاتصالها المباشر بطرقة ضيقة، وهذه الطرقة بها شباك داخلى ذو خرط ضيق يطل من أعلى على القاعة التى الدور الأول.

منزل السنارى: فلقد لوحظ أن تعدد الدخلات الغائرة للخلف بالدور الأرضى قد ساعد على إلقاء المزيد من الظلال على الواجهة وفتحاتها يوم 21 يونية، وذلك بالمقارنة بالواجهة الشرقية بنفس الفناء والتى تحتوى على دخلة واحدة فقط بالجزء الأيمن من الدور الأرضى.

ونظرا لتعرض المشربيتان والنافذتان اللتان فوقهما للإشعاع الشمسى بصورة كبيرة صيفا، فلقد تم استعمال الخرط الخشبى الضيق فى تصميمهما، أما بالنسبة للشباك العلوى الصغير الواقع بالجهة اليمنى من الواجهة، فلقد تم وضع خرط خشبى واسع نسبيا، نظرا لوجوده بالجزء العلوى من طرقة ضيقة تربط بين المقعد الصيفى وقاعة الطعام بالجزء الغربى للفناء.

النتائج والتوصيات:

1-      فى دراسة الأبعاد الهندسية للأفنية الثلاثة: نجد أن متوسط ارتفاع الحوائط لا يتجاوز مرة ونصف طول أقل ضلع بالمسقط الأفقى وهو ما يتفق مع الدراسات السابقة.

2-      فى دراسة الأداء الحرارى للأفنية الثلاثة: وجد أن فناء زينب خاتون يستقبل أثل كمية من الإشعاع الشمسى يوم 21 يونية [فترة الحرارة الزائدة] وهذا يوضح أنه توجد علاقة بين درجة احتواء الفناء وكمية الإشعاع الشمسى المستقبلة صيفا خاصة على أرضيات الفناء.

 كما أوضحت الدراسة أن فناء منزل جمال الدين الذهبى [الواجهات الشرقية والجنوبية والغربية] تستقبل أقل كمية من الإشعاع الشمسى يوم 21 يونية صيفا، كما أنها تستقبل أكبر كمية من الإشعاع الشمسى شتاءا.

أما بالنسبة لفتحات منزلى زينب خاتون والسنارى فإنها تستقبل أقل كمية من الإشعاع الشمسى يوم 21 يونية، كما تستقبل فتحات فناء جمال الدين الذهبى أكبر كمية إشعاع شمسى شتاءا.

3-      أوضحت الدراسة أن لكل واجهة من واجهات الفناء وكذلك تفاصيل فتحاته تصميم خاص ومختلف حسب توجيهها وتعرضها للشمس، وأن الاستخدام المناسب لأماكن البروزات ومقدارها قد ساهم فى توفير الظلال على الواجهات خاصة الجنوبية وكذلك على الأرضيات لفترات طويلة صيفا.

4-      يعتبر العامل الأساسى لتقويم الأداء الحرارى لأى فناء [أو مبنى] هو معرفة كميات الإشعاع الشمسى المستقبلة صيفا أو شتاءا ولا يكون الإكتفاء فقط بإيجاد الظلال على الواجهات أو بتوفير نسبة معينة للفتحات بها، حيث أوضحت الدراسة أن بعض الواجهات بها نسب فتحات أقل من الواجهات الأخرى فى حين أن هذه الفتحات تتعرض لكميات أكبر من الإشعاع الشمسى صيفا.

أهم التوصيات التى توصلت إليها الدراسة:

أولا: استعمال الأفنية الداخلية فى تصميم المبانى بالمناطق الحارة الجافة، لما لها تأثير مناخى جيد، وخفض درجات الحرارة داخل المبنى.

ثانيا: يجب أن يراعى التوجيه والأبعاد الهندسية للفناء خاصة ارتفاع الواجهات وأماكن البروزات بالحوائط ومقدارها وتفاصيل الفتحات وأماكنها لكى يحقق التصميم أقل اكتساب حرارى صيفا وأكبر اكتساب حرارى شتاءا.

ثالثا: يجب أن يراعى حساب كميات الإشعاع الشمسى المستقبلة بواسطة الأسطح صيفا وشتاءا، للأفنية الداخلية أو المبانى بصفة عامة وذلك كمرحلة أولى للتصميم، ثم تأتى بعد ذلك اختيار المواد ذات السعة الحرارية العالية وكذلك لون الأسطح وملمسها وباقى العناصر التصميمية التى تتحكم فى عمليات التبادل الحرارى بين الفراغات الخارجية والفراغات الداخلية للمبنى.

رابعا: يراعى استعمال فنائين لعمل تهوية طبيعية بحيث يكون الفناء الأصغر مساحة مظللا معظم أوقات النهار والفناء الأكبر معرضا للشمس بصورة أكبر فيتم انتقال الهواء من الفناء المظلل إلى الفناء المشمس عن طريق الفتحات أو الفراغات المعمارية الموضوعة بينهما.

خامسا: يوصى استخدام نفس مبادئ تصميم الفناء الداخلى بصفة عامة فى تصميم الفراغات الخارجية المكشوفة، وهذا يوضح عدم جدوى تكرار استخدام نماذج معمارية لمبانى ذات واجهات متطابقة التصميم حول الفراغات الخارجية المكشوفة وذلك من وجهة نظر التصميم الشمسى، بل يجب أن يكون لكل واجهة من واجهات هذه النماذج التصميم الخاص بها حسب توجيهها بالموقع.
 

وقد قام المؤلف بعمل دراسة على مدينة توشكى، فكانت هذه التوصيات:

1-      يعتبر الفناء الداخلى أحد أهم الحلول المعمارية الهامة والتى استخدمت فى مبانى ومساكن بلاد النوبة القديمة ومنها قريتا توشكى شرق وتوشكى غرب، ويوصى باستخدامه عند تصميم المبانى بمنطقة توشكى.

2-      أوضحت الدراسة أفضلية الفناء الداخلى المستطيل عن الفناء المربع، [مع ثبات الحجم والتوجيه]، وإن كانت توصى الدراسة على ألا تقل النسب التشكيلية للفناء عن [1: 2.00 : 1.40] وإن كان يفضل استخدام النسب التشكيلية ذات درجة الإحتواء الأكبر مثل [1 : 2.50 : 1.58 ] بدرجة احتواء [4.40] أو [1 : 3 : 1.73] بدرجة احتواء [4.60] وذلك بالنسبة لمنطقة توشكى.

3-      أوضحت الدراسة أن الفناء الذى يواجه محوره الطولى اتجاه الشمال الجغرافى يكون أفضل من وجهة نظر الأداء الحرارى صيفا وشتاءا، وأن انحراف توجيه الفناء من 15ْ وحتى 45ْ سواء إلى الشرق أو الغرب يعطى نتائج أسوء على الترتيب.

4-      يمكن استخدام النتائج السابقة عند تصميم الفراغات المكشوفة بين المبانى سواء على مستوى التجمعات السكنية أو الفراغات العامة مع استخدام وسائل التظليل المناسبة من برجولات أو تشجير وخلافه خاصة فى الأماكن المعرضة للشمس من أرضية هذه الفراغات.

5-      أما بالنسبة لاختيار أماكن الفتحات فهى تختلف باختلاف واجهات الفناء الداخلى حسب تعرضها للشمس والظلال صيفا وشتاءا،

 فبالنسبة للواجهة البحرية فيفضل اختيار أماكن الفتحات على الطرف الأيمن أو الأيسر للواجهة ولا ينصح باختيارها فى الجزء الأوسط من الواجهة، مع إمكانية استخدام بروز أفقى بعرض الواجهة من أعلى أو وسائل التظليل الثابتة للفتحات.

 أما بالنسبة للواجهة الجنوبية فيفضل اختيار أماكن الفتحات فى الأجزاء العلوية بالجزء الأوسط من الواجهة كما ينصح باختيار الفراغات الهامة وأماكن فتحاتها بهذه الواجهة.

 أما بالنسبة للواجهة الشرقية فنجد أن أفضل مكان لاختيار الفتحات يكو الجزء الأيمن العلوى من الواجهة.

 أما الواجهة الغربية فبالجزء الأيسر العلوى من الواجهة مع التوصية بالنسبة لكل من فتحات الواجهتين الشرقية والغربية باستخدام وسائل التظليل خاصة المتحركة للحماية من الإشعاع الشمسى صيفا.