وسائل التبريد الطبيعي في العمارة....
 

تسخين المسابح بالطاقة الشمسية في البيئة الصحراوية :


مما لا شك فيه أن استخدام الطاقة الكهربائية في تدفئة المسابح يعتبر من الناحية التشغيلية مكلفاً جداً ، فالطاقة الكهربائية اللازمة لتدفئة كميات كبيرة من الماء و المحافظة على درجة حرارتها إلى الحد المناسب للسباحة يعتبر مرتفعاً بدرجة قد تحرم الكثيرين من أصحاب المسابح الخاصة من ممارسة السباحة ة الاستمتاع بها في معظم أوقات العام . و لتوفر قدر كاف من الإشعاع الشمسي و بالأخص في الفترات الباردة من العام في المناطق ذات المناخ الصحراوي ، لذا فان الطاقة الشمسية يمكن أن تكون مصدراً فعّالاً لتدفئة مياه المسابح و الاستفادة منها لتشمل فصول الربيع و الخريف و الشتاء أحياناً .

و يستخدم لهذا الغرض مجمعات شمسية تقوم بتسخين الماء من خلال مروره في أنابيب صغيرة مدهونة باللون الأسود و معرضة للإشعاع الشمسي المباشر . و تتكون المجمعات الشمسية المتطورة و المخصصة لتسخين الماء من ألواح إطارية تتوزع داخلها أنابيب نحاسية سوداء و مغطاة بالزجاج لأجل حبس الحرارة داخل اللوح و بالتاي زيادة كفاءتها التسخينية . و للمحافظة على الحرارة المكتسبة فإن خلفية اللوح تكون عادة معزولة بالصوف الصخري لمنع الحرارة من التسرب من الجهة الخلفية . و لتقليل التكلفة المالية للطاقة اللازمة لتمرير ماء المسبح من خلال المجمعات الشمسية لتسخينه ، فأن المجمعات تركب أحيانا ضمن دائرة حركة الماء الذهب إلى جهاز التنقية . و توضع مضخة جهاز التنقية عادة على مؤقت زمني يقوم بتشغيله في الفترات التي يتوافر فيها الإشعاع الشمسي بكميات كافية .


و يتم توجيه المجمعات الشمسية من أجل التسخين طوال العام إلى جهة الجنوب و ذلك لمواجهة الإشعاع الشمسي بزاوية ميل على السطح الأفقي تساوي قيمة خط العرض للموقع +15 و ذلك للحصول على أكبر قدر من الطاقة الشمسية و بالأخص في فصل الشتاء . أما إذا كان استخدام المجمعات لفصل الصيف فقط فيكون الميل يساوي خط العرض مطروحاً منه 10 درجات إلى 15 درجة . و للمحافظة على حرارة ماء المسبح فعادة ما تستخدم عوازل حرارية للأنابيب المغذية و الراجعة من المجمعات الشمسية و كذلك تتم تغطية سطح المسبح أثناء فترة غياب الإشعاع الشمسي . و تتفاوت المصادر في تحديد درجة حرارة الماء المناسبة للإنسان ، و في اغلب تلك المصادر لا تتجاوز 28 درجة مئوية ، كما أنها لا تقل عن 24 درجة مئوية . و يعتمد تقدير مساحة المجمعات الشمسية على عدة عوامل من أهمها :

· الموقع الجغرافي و كمية الإشعاع الشمسي المتوفر .

· المدة الزمنية من العام المطلوبة للاستفادة من المسبح .

· كفاءة المجمع الشمسي .

· نوعية المسبح و هل هو داخلي أم خارجي .

· استخدام غطاء للمسبح في الفترات المسائية من عدمه .

و من الأمثلة التي تبرز حجم التوفير في استهلاك الطاقة الكهربائية و ما يعود به من فائدة تجربة تسخين المسبح المغطى لمدرسة ماري ريد الابتدائية في مقاطعة بريتش كولومبيا فمساحة المسبح تبلغ 325 متر مربع و يتم تسخينه بالطاقة الكهربائية . و قد ساعد نظام التسخين الشمسي في تهيئة المسبح للسباحة ابتدءاً من شهر أبريل و حتى شهر أكتوبر ة قد وفّر ذلك على إدارة المدرسة جزء مما كانت تدفعه في تلك الأشهر مقابل استهلاك الطاقة الكهربائية و الذي كان يبلغ عشرين ألف دولار و أنخفض بنسبة 50% . بناء على الأرقام السابقة فإن تغطية التكاليف التأسيسية لهذا النظام يتوقع أن يتم في غضون ثلاث سنوات و نصف . و من التجارب الناجحة في مجال تسخين المسابح في الشرق الأوسط ، و نظام التسخين المنفذ في مدينة تل أبيب و الذي يعتبره ديفيد كت ذو كفاءة عالية و منخفض التكلفة . و هذا النظام الشمسي الذي صمم خصيصاً لتسخين المسابح عبارة عن مجمع شمسي كبير يتكون من جزئين و مرتبط بمضخة نظام التنقية .

اللاقف الهوائية :

من الحلول الجيدة للتهوية الطبيعية في العمارة التقليدية استعمال اللاقف الهوائية . و قد انتشر استعمال اللاقف الهوائية في المناطق الحارة لزيادة فعالية التهوية الطبيعية و التحكم في سرعة الهواء و توزيعه داخل المباني . و لقد امتد استعمال اللاقف الهوائية من الهند و باكستان شرقاً مروراً بإيران و أفغانستان و دول الخليج العربي إلى شمال أفريقيا غربا . فقد استعمل الملقف الهوائي في المناطق ذات المناخ الحار الرطب في الكويت و قطر و البحرين و دولة الإمارات العربية المتحدة و في المناطق ذات المناطق الحار الجاف في العراق و إيران . و قد اختلفت اللاقف الهوائية في شكلها و تصميمها و ارتفاعاتها و لكن الهدف الأساسي منها ظل ثابتا ، و هو التقاط الهواء النقي و البارد نسبياً و الموجود في الطبقات العليا من الفضاء الخارجي و جعله ينساب عبر الفراغات الداخلية بواسطة ممر هوائي رأسي محاط بجدار سميك يتميّز بسعة حرارية عالية فإنه يظل منخفض الحرارة مما يساعد في خفض درجة حرارة الهواء الذي يمر من خلاله . بعض اللاقف الهوائية كانت تزود بشبك من السلك الناعم أو الخشن لتنقية الهواء من الأتربة و الشوائب الأخرى كالحشرات و الطيور ، و بعضها الآخر كان يُزود أيضا بكميات من الفحم المحروق الذي يساعد على امتصاص الروائح الكريهة من الهواء . أما في المناطق التي تتميز بالمناخ الحار الجاف فإن الفرصة تكون سانحة للاستفادة من عملية تبخير الماء في خفض درجة حرارة الهواء المنساب عبر الممر الهوائي . يتم في هذه الحالة و ضع جرة فخارية بها ماء في الممر الهوائي و عندما يمر الهواء الجاف و يلامس سطح الجرة يتبخر الماء و تنخفض درجة حرارة الهواء و ترتفع نسبة الرطوبة و بالتالي يساعد في تلطيف مناخ الفراغ الداخلي . و من أجل الاستفادة القصوى من التهوية الطبيعية بواسطة اللاقف الهوائية لا بد دراسة حركة الرياح ، اتجاهها و خصائصها .

و لقد تم استعمال الملقف الهوائي في كثير من المباني المعاصرة ، منها على سبيل المثال محاولات حسن فتحي الرائدة في استعمال الملقف الهوائي لتهوية فيلا سكنية بالمملكة العربية السعودية . أما الملقف الهوائي لمشروع قرية النيل للاحتفالات بالأقصر يُعتبر مثالا جيدا لكيفية استعمال اللاقف الهوائية لتهوية المباني الكبيرة بهدف تغيير اتجاه حركة الهواء داخل المبنى ليصير عكس اتجاهه الخارجي ، و قد كان ذلك ضرورياً بحيث يأتي الهواء للمتفرجين من أمامهم و ليس من خلفهم .

و للملقف الهوائي العديد من الفوائد و المميزات نذكر منها على سبيل المثال النقاط التالية :

1. يساعد الملقف الهوائي في توفير التهوية الطبيعية و ذلك بالتقاط الرياح المفضلة و جعلها تنساب عبر الفراغات الداخلية بصرف النظر عن التوجيه العام للمبنى و علاقته باتجاه الرياح .

2. يساعد الملقف الهوائي على التقاط الهواء النقي الخالي من الأتربة و الشوائب الأخرى من الطبقات العليا من الفضاء الخارجي ، في حين أن التهوية الطبيعية بواسطة النافذة قد تؤدي إلى دخول الأتربة و ذراه الرمال و التي عادة ما تنتشر بالقرب من الأسطح الأرض خاصة في المناطق الحارة .

3. يساعد الملقف الهوائي على التقليل من الإزعاج و الضوضاء من الخارج و التي قد تصاحب التهوية الطبيعية بواسطة النافذة .

4. بما أن سرعة الهواء القريب من السطح الأرض ، فإن الملقف الهوائي و بحكم ارتفاعه في الفضاء الخارجي يوفر تهوية طبيعية جيدة و يساعد في زيادة سرعة الهواء .

التبريد عن طريف الجدار المائي :

ظهرت في العمارة المعاصرة بعض الحلول التي أثبتت فعاليتها في رفع معدلات التهوية الطبيعية ، و من هذه الحلول التبريد عن طريق الجدار المائي . و هنا يقوم الماء عوضا عن الجدار بدور الخزان الحراري الذي يمنع تسرب الحرارة ، و من المعروف أن سعة الحرارية للماء كبيرة جدا هذه الخاصية جعلته يمنع تسر الحرارة إلى داخل المبنى .

في هذه الحالة تنتقل فعالية الحيز الحراري المتوازن من الجدار الجنوبي لتكون السقف . فكما يُظهر الشكل المبسط فالسقف يتألف من غلاف سطحي متحرك منزلق يعلو سقفا مائيا ، ففي الشتاء يفتح السقف المنزلق لتستقبل الماء الدفء مباشرة و تحتفظ به ، و في الليل يغلق السقف لضمان عدم انتشار دفء الماء للخارج و ليسري دفء الماء الساخن للداخل .

أما الصيف فيتم العكس بإغلاق الغلاف الخارجي نهاراً ليمنع دخول الشمس . و يفتح ليلاً لتنتشر حرارة الماء التي اكتسبها أثناء النهار من الجو الخارجي و من امتصاص دفء الغرفة ، لتنتشر الحرارة هذه نحو سماء الليل البارد

__________________

رد: وسائل التبريد الطبيعي في العمارة....
 

معلومات قيّمة و مفيدة تشكر على نقلها أخي زلزال

رد: وسائل التبريد الطبيعي في العمارة....
 

موضوع مفيد للغاية



يعطيك العافية