Document Type : Original Article
Abstract
Highlights
|
|
|
|
|
AUCES |
تأثير بروز کاسرات الشمس لنوافذ الفصول الدراسية على مستويات الإضاءة
( دراسة حالة: مدارس التعليم الأساسي بمدينة الخمس بليبيا )
* وکيلکليةالهندسةوأستاذالعمارةوالتحکمالبيئيقسمالعمارة،جامعةأسيوط.
** أستاذمتفرغبقسمالعمارة،کليةالهندسة،جامعةأسيوط.
*** مدرسبقسمالعمارة،کليةالهندسة،جامعةأسيوط.
**** طالبدراساتعليابقسمالعمارة،کليةالهندسة،جامعةأسيوط
الملخص العربي :
تناقش الورقة البحثية تأثير التغير في نوع وطول کاسرات الشمس لنافذة الفصل الدراسي بمدارس التعليم الأساسي على مقدار مستويات الإضاءة على سطح مکاتب التلاميذ وسبورة الفصل، وذلک بدراسة الحالة الدراسية (مدرسة الحاراتي للتعليم الأساسي بمدينة الخمس بليبيا). وتم التعريف بالمبنى ومکوناته وموقعه داخل المدينة مع وصف الفصل الدراسي بالمدرسة، وتعرض الدراسة تحليل الظروف المناخية لمنطقة الدراسة، وباستخدام برنامج الحاسب الآلي (DIALux evo) تم عمل محاکاة لتحديد مستويات الإضاءة الطبيعية داخل فراغ الفصل الدراسي طيلة فترة النشاط من الساعة الثامنة صباحاً حتى الرابعة مساءً وذلک في 21 ديسمبر شتاءً والتي تمثل فترة السماء المغيمة والمغيمة جزئياً وهي فترة الدراسة بالمدارس وتبدأ في شهر سبتمبر وتنتهي في نهاية شهر مايو، کما تم اختبار بروزات کاسرات نوافذ مختلفة (کاسرة أفقية، کاسرة رأسية، کاسرة مرکبة) مع مراعاة ثبات المؤثرات الأخرى على الإضاءة کالتوجيه والفتحات الخارجية ونسب الانعکاس والإضاءة الصناعية وعمق وشکل وأبعاد وحجم فراغ الفصل الدراسي، وأخيراً تخلص الورقة البحثية لعديد من المحددات والنتائج والتوصيات لاستخدام بروز ونوع کاسرات الشمس وأثرها على مستوى الإضاءة في فراغات الفصول الدراسية وکيف تساهم في تحسين الأداء البصري والرؤية الجيدة للتلاميذ.
الکلمات الدالة: الإضاءة- کاسرة الشمس- الفصل الدراسي.
1- مقدمة
من المعروف أن مستويات وسلوک الإضاءة داخل الفراغ المعماري يتأثر بعدة عوامل، منها خارجية ومنها داخلية سواء کانت بيئية تختص بالمکان أو موقع المبنى والفراغ أو تصميميه تختص بمکونات الفراغ وخصائص العناصر المکونة له، وتعد کاسرات الشمس للنوافذ من أهم العوامل التي تفرض على الإضاءة سلوک يختلف من کاسرة إلى أخري، ويترتب على اختلاف هذه الکاسرات تغيراً في مستويات الإضاءة بهذا الفراغ مما يؤثر على فاعلية النشاط بداخله، ويعد توفير بيئة ضوئية مريحة بصرياً بفراغ الفصل الدراسي بمدارس التعليم الأساسي من الأولويات المهمة لنجاح التحصيل العلمي للتلاميذ وذلک بالمحافظة على مستويات الإضاءة المطلوبة والحماية من الإبهار.
2- مشکلة البحث:
في السنوات الأخيرة تم إنشاء العديد من المباني المدرسية في المدن الليبية، والتي تبدو للوهلة الأولى أنها تفي بجميع المتطلبات الوظيفية والتربوية الحديثة، ولکن في الحقيقة أن المصممين المعماريين الذين قاموا بإعداد تلک المخططات سواء أکانوا من داخل ليبيا أم من خارجها قد اهتموا أثناء التصميم بعامل واحد فقط وهو العامل الاقتصادي دون النظر إلى غيره من العوامل مثل العوامل التربوية والراحة البصرية التي تؤثر تأثيراً مباشراً على تصميم الفراغات التعليمية، ومن خلال الملاحظة والزيارات التي قام بها الباحث وقياس مستويات الإضاءة بمجموعة من المدارس يلاحظ عدم مطابقة مستويات الإضاءة داخل الفصول الدراسية للمعدلات الدولية التي تحقق الراحة البصرية الملائمة لممارسة النشاط بالشکل المطلوب؛ مما يؤثر سلبا على قدرة التلاميذ على التحصيل العلمي.
3- الدراسات السابقة:
1-2-1- تحليل الضوء الطبيعي في الفصول الدراسية في طرابلس ليبيا:
هذه الدراسة تناولت تأثير توجيه نوافذ الفراغ على مستويات الإضاءة الطبيعية، وتم دراسة الحالة على إحدى المدارس الابتدائية النموذجية في مدينة طرابلس مع تقدير مستويات الإضاءة المرغوبة من 300 إلى 500 لوکس، بينما ارتفاع سطح العمل يرتفع إلى 70 سم أعلى مستوى الأرض، وتم حساب معدل الإضاءة في الفصل الدراسي من خلال برنامج الإضاءة بالکمبيوتر الذي يعمل على تقدير مستوى الإضاءة اليومية والاعتماد على إعداد ملف البيانات عن العوامل الجوية في طرابلس من خلال برنامج محاکاة الطاقة، وذلک بين 22 يونيو و 22 ديسمبر في الصيف والشتاء أثناء ساعات الدراسة التي تبدأ من السابعة صباحاً إلى الخامسة مساءاً وعلى ضوء تحليل مستويات الإضاءة في الفصل الدراسي واتجاهات الإحداثيات فإن التوجه الشمالي حقق أفضل نتائج من حيث معدلات الإضاءة.
1-2-2- الراحةالصوتية والحرارية والضوئيةفي الفصول الدراسية بمدارس البرازيل:
تناولت هذه الدراسة تأثير اختلاف حجم وشکل النافذة على مستويات الإضاءة الطبيعية بالفصول الدراسية، حيث تم اختيار الفصلين دراسيين يعتمدان على نفس الخصائص والمتغيرات، بحيث أن أحجام وأشکال النوافذ فقط تمثل الفارق الوحيد بينهما، وقد تم قياس مستويات الإضاءة من خلال جهاز القياس الضوئي وفي ثلاثة أوقات مختلفة من النهار، وکذلک في ثلاثة أيام مختلفة في اليوم الرابع والسابع والثامن من أغسطس عام 2000، وتم وضع عدد من أجهزة القياس الضوئي على شکل أثنين من الصفوف وعلى مسافات معينة من النافذة التي تمثل مصدر الإضاءة، وتوصلت النتائج إلى انخفاض مستوى الإضاءة الداخلية في بعض الفصول، والسبب في ذلک يعود إلى المکان غير المناسب للنافذة أو الأبعاد غير المناسبة للنافذة، کما أن النسب المختلفة بين مساحات النوافذ والأرضيات أدت إلى ارتفاع مستوى الإضاءة في الفصول عندما بلغت النسبة 0.45 بالمقارنة مع الفصول الأخرى مع النسبة المنخفضة 0.13.
واعتمدت الدراسات السابقة على دراسة العوامل المؤثرة على مستويات الإضاءة الطبيعية بالفصل الدراسي على اعتبار سطح العمل مستوى أفقي على کامل سطح الفصل الدراسي، وإهمال سطح العمل الراسي وهو سبورة الفصل، بينما نعتمد في دراستنا على دراسة مکاتب التلاميذ بالکامل، وإجراء المحاکاة على کل مکتب من مکاتب التلاميذ، وکذلک سبورة الفصل الدراسي مما يعطي نتائج أدق وأفضل.
3-1- أهداف البحث:
يهدف البحث إلى:
3-2- فرضية البحث:
إن تغيير نوع وبروز الکاسرة يساهم في تغيير بمستويات الإضاءة على سطحي العمل بالفصل الدراسي وهما مکاتب التلاميذ وسبورة الفصل.
3-3- منهجية الدراسة:
تم استخدام المنهج الاستقرائي والتحليلي بواسطة برنامج الحاسب الآلي (DIALux evo) ولتحقيق الهدف من الدراسة يعرض البحث النقاط التالية:
4- خلفيةنظرية عن کاسرات الشمس:
إن استخدام الکاسرة الشمسية لفتحات دخول الإضاءة المتمثلة في نافذة الفصل الدراسي من العوامل المهمة لمنع دخول أشعة الشمس المباشرة للفراغ تارةً ولإجبارها علي الدخول للفراغ تارةً أخري، وتقوم المحاکاة علي معرفة أثر استعمال الکاسرة الشمسية بأنواعها المختلفة الأفقية والرأسية والمرکبة مع ثبات العوامل الأخرى المؤثرة في الإضاءة، ويوضح الشکل رقم (1) کاسرات الشمس المختلفة والمستخدمة في المحاکاة.
4-1- أنواعکاسرات الشمس:
هناک عدة أنواع من کاسرات الشمس من حيث الشکل والحجم والنوع والوضعية والمادة المصنوع منها الکاسرة، ويرکز البحث على ثلاثة أنواع من الکاسرات وهى:
2-1-1- الکاسرةالأفقية أو الطولية:
يتميز هذا النوع من الکاسرات بأنه يمتد أفقياً فوق فتحة نافذة الفراغ متصلاً بحائط النافذة.
2-1-2- الکاسرة الرأسية:
تتميز بأنها توضع رأسياً على جانبي نافذة الفراغ من الأسفل إلى الأعلى.
2-1-3- الکاسرة المرکبة:
عبارة عن جمع بين الکاسرة الأفقية والرأسية.
|
شکل (1): أنواع کاسرات الشمس [1] |
4-2- أهميةکاسرات الشمس في الفراغ المعماري:
تعد کاسرات الشمس من العوامل المهمة التي تتحکم في مستويات الإضاءة عن طريق السماح بدخول أشعة الشمس في أوقات معينة ومنعها من الدخول في أوقات أخرى کما يوضح الشکل رقم (2)، ويرتبط هذا التحکم بعنصر التوجيه لفتحات الإضاءة وعنصر الوقت من اليوم، وإذا اضطر الأمر لتوجيه الفصول الدراسية بأي اتجاه أخر، فيمکن معالجة الإضاءة من خلال معالجة فتحات الشبابيک المطلة على الخارج باستخدام کاسرات الشمس أو البروزات. [2]
شکل (2):التحکم في دخول أشعة الشمس عن طريق الکاسرات[3]
کما يمکن استخدام أنواع فائقة التطور والتقنية من کاسرات الشمس الزجاجية المتحرکة التي تحتوي علي خلايا شمسية لإنتاج الطاقة، وهى الکاسرات التي تتميز بالقدرة علي الدوران والضبط الذاتي بما يحقق عمليتين رئيسيتين في نفس الوقت، وهما تغيير زوايا ميلها لکى تقلل من انتقال الإشعاع الشمسي المباشر إلى الفراغ، وکذلک ضبط زوايا ميل الکاسرات لکى تتناسب مع تغير زوايا ميل الشمس لکى تواجه الإشعاع الشمسي المباشر بصورة مباشرة دائمة خلال النهار للرفع من کفاءتها في إنتاج الطاقة. [4]
5- التحليلالمناخي لمنطقة الدراسة:
تمثل الحالة الدراسية مبانيالتعليمالأساسيبمدينةالخمسبمحافظةالمرقب، حيث تم دراسة مدرسة الحاراتي للتعليم الأساسي کحالة دراسية من مجموعة من النماذج الموجودة بالمنطقة، والتي لها نفس الخصائص التصميمية والبيئية، ونفس أبعاد فراغات الفصول الدراسية والتجهيزات الداخلية والبيئة المحيطة.
5-1- مدينة الخمس:
تقع مدينة الخمس في الساحل الشمالي الغربي لليبيا وتطل علي البحر الأبيض المتوسط وتبعد مسافة 120 کيلو متراً غرب العاصمة طرابلس، علي خطي (32.62° ش، 14.27° ق .[5] يبلغ عدد سکان المدينة 60 ألف نسمة بالمرکز الحضري بينما يبلغ عدد سکان الضواحي 441 ألف نسمة حسب تعداد سنة 2010م،[6].
يبلغ عدد المدارس بالمنطقة 92 مدرسة منها 26 مدرسة ثانوية و66 للتعليم الأساسي .[7] ويوضح الشکل رقم (3) صورة جوية لمخطط مدينة الخمس وموقع الحالة الدراسية مدرسة الحاراتي. [8]
5-2- الظروفالمناخية لمدينة الخمس:
مناخ المدينة هو مناخ البحر الأبيض المتوسط، حار جاف في فصل الصيف وممطر شتاءً، وتتميز السماء الصافية في فصل الصيف والسماء الملبدة بالغيوم في فصل الشتاء [9]، وترتفع درجات الحرارة في فصل الصيف، وتتراوح درجات الحرارة في الصيف من (28-35 ) درجة مئوية، وينحصر فصل الصيف من بداية شهر مايو إلى نهاية شهر أغسطس، بينما تنخفض درجات الحرارة في فصلي الشتاء والربيع وبعض الأوقات في فصل الخريف ويبدأ فصل الشتاء في شهر أکتوبر ويستمر حتى أواخر فبراير وبداية مارس، وتتراوح درجات الحرارة في فصل الشتاء من (14-21) درجة مئوية، أعلى درجة حرارة سجلت في فصل الصيف في سنة 2015 بلغت 37 درجة مئوية، بينما أدنى درجة حرارة في فصل الشتاء سنة 2015 بلغت 6 درجات مئوية، وتتميز مستويات الرطوبة بالإرتفاع نظرا لقربها من البحر حيث تصل إلى 64% [20]، وتتميز المدينة بموقعها الجميل بين البحر شمالا وسلسلة جبال أطلس جنوبا، الرياح السائدة رياح موسمية تعرف برياح القبلي في فصل الصيف تهب من الجنوب ورياح غربية باردة في فصل الشتاء، ورياح شرقية جافة تهب طوال السنة [9].
5-3- الإضاءة الطبيعية بمدينة الخمس:
تتميز معدلات الإضاءة بالارتفاع في فصل الصيف نتيجة سطوع الشمس العالية، حيث السماء الصافيةوأشعة الشمس المباشرة بينما تقل کثيراً في فصل الشتاء، حيث الإضاءة من قبة السماء نتيجة السحبوالغيوم، وتکون بين هاتين الحالتين في الاعتدالين الربيع والخريف، ويبين الرسم البياني في الشکل رقم (4) معدلات الأيام المشمسة طوال السنة، حيث أن أکبر نسبة مشمسة تکون في شهري يوليو ونوفمبر بحدود 14 يوما، کما يوضح أيضا الأيام الغائمة والغائمة جزئياً، والتي تبلغ أعلى معدلاتها في أشهر يناير وفبراير ومارس وأبريل ومايو وأکتوبر وديسمبر، وتغلب فترة السماء الملبدة بالغيوم والملبدة بالغيوم جزئياًعلى معظم أوقات ممارسة النشاط وهى فترة الدراسة، والتي تبدأ في منتصف شهر سبتمبر وتمتد حتى بداية شهر مايو [[10.
|
شکل (4):معدلات السماء الصافية والغائمة والغائمة جزئياً طوال السنة[10] |
|
شکل (3): مخطط مدينة الخمس[8] |
3- وصف مبنى مدرسة الحاراتي (کدراسة حالة):
تم في هذه المرحلة من الدراسة توصيف الحالة الدراسية بشکل دقيق، حيث تم التعريف بمدرسة الحاراتي للتعليم الأساسي ثم توصيف الفصل الدراسي بالمدرسة والذي تم عمل محاکاة لمستويات الإضاءة الطبيعية والصناعية له، والتعرف على مکوناته وأبعاده والعناصر والأسطح الداخلية المکونة له ومصادر الإضاءة الطبيعية والصناعية به.
4-1- الحالة الدراسية (مدرسة الحاراتي للتعليم الأساسي):
تقع مدرسة الحاراتي للتعليم الأساسي في وسط مدينة الخمس وتعد من أقدم المدارس بالمدينة، تم إنشاؤها في سبعينيات القرن الماضي، وشکل المدرسة في المسقط الأفقي علي شکل حرف U کما هو موضح في الشکل رقم (5)، وتتکون المدرسة من ثلاثة طوابق، وتأخذ الفصول اتجاه الشرق ويبلغ عدد الفصول بالمدرسة ((24 فصلاً والدراسة بها على فترتين صباحية ومسائية.
ويوضح الشکل رقم (6) المسقط الأفقي للدور الأرضي والمتکرر لمدرسة الحاراتي وشکل وأبعاد الفصول الدراسية حيث أن طول الفصل (8) أمتار وبعرض (6) أمتار ويبلغ ارتفاع السقف (3.2) متراً، وتحتوي على ثمانية فصول بکل طابق بالإضافة إلى المعامل والمراسم والمکاتب الإدارية وغرف المدرسين والمرافق الصحية بالمدرسة فيما يوضح الشکل رقم (7) واجهة جانبية للمدرسة وقطاع رأسي يوضح الفصول الدراسية وموقع الفصل الدراسي المطلوب تقييمه.
|
شکل (5): الموقع العام مدرسة الحاراتي يوضح کتلة المبنى وعينة الدراسة [8] |
|
شکل (6): مسقط الدور الأرضي لمدرسة الحاراتي ومکونات المدرسة والعينة الدراسية (الباحث) |
|
واجهة جانبية شرقية
قطاع رأسي شکل (7): واجهة جانبية وقطاع رأسي أ- أ توضح موقع الفصل الدراسي بالمدرسة (الباحث) |
4-2- وصف الفصل الدراسي:
تم عمل محاکاة للفصل الدراسي (الحالة الدراسية) والذي يأخذ شکل مستطيل أبعاده (6×8) م2 وبارتفاع سقف (3.20) م عن الأرضية، ويبين الشکل رقم (8) مسقط أفقي للفصل الدراسي والشکل رقم (9) منظور داخلي للفصل الدراسي يمثل الحالة الدراسية، حيث يوجد عدد (4) نوافذ رئيسية مستطيلة الشکل بأبعاد (160×120) سم بارتفاع جلسة (70) سم وعدد (3) نوافذ ممر بأبعاد (120×60) سم، و بارتفاع
جلسة (180) سم، والأثاث ومکاتب التلاميذ من الخشب مطلية باللون البني الفاتح، ولون السبورة أبيض والحوائط من البلوک الإسمنتي ذات لياسة مصقولة، وسطح الإنهاء عبارة عن دهان بلون أصفر فاتح والسقف خرساني بطبقة إنهاء أخيرة من الدهان الأبيض، أما الأرضية فهي من بلاط الموزايکو مقاس(25 ×25) سم أبيض اللون وتوجيه الفصل باتجاه الشمال .
|
شکل (8):مسقط أفقي للفصل الدراسي بمدرسة الحاراتي(الباحث) |
|
شکل (9):منظور داخلي للفصل الدراسي (الباحث) |
5- برنامج المحاکاة:
يعدر برنامج (DIALux evo) [11] من البرامج المتخصصة في محاکاة وتحليل الإضاءة الطبيعية والصناعية من إنتاج شرکة (DIALux) الألمانية سنة (2006) م، والإصدار (2015) هو النسخة الأخيرة منه مطورة بشکل کبير وذلک من ناحية الإخراج وتقنيات البرنامج وامتلاکه خصائص جديدة.
5-1- التعريف بالبرنامج:
يتعامل برنامج (DIALux evo) مع الإضاءة النهارية والصناعية وإمکانية تحديد موقع المشروع بواسطة خطوط الطول والعرض، کذلک يوفر حالة السماء المختلفة الصافية والغائمة والغائمة جزئياً، ويمتلک برنامج (DIALux evo) کتالوجاً کبيراً لوحدات الإضاءة الصناعية لغالبية الشرکات العالمية الرائدة في هذا المجال، وإمکانية الإتصال بالإنترنت وتحميل وحدات الإضاءة للبرنامج، کذلک التحکم اليدوي بتعديل مواصفاتها کالقدرة والفيض الضوئي والحرارة اللونية وغيرها، ويتعامل مع الإضاءة الداخلية والخارجية وفي أي وقت باليوم والشهر والسنة ويتيح تصميم کاسرات الشمس بجميع أنواعها من أبعاد ومواصفات وموادها الخام وقابلية التعديل عليها والتحکم بزوايا ميلانها وأماکنها وألوانها وشکلها النهائي، ويمتلک البرنامج مکتبة للأثاث والتجهيزات الداخلية والخارجية، وجميع أنواع الإکساءات والمواد الداخلية والخارجية والتحکم بأبعادها وألوانها ومکوناتها، أيضا التحکم بالألوان ونسب الانعکاس وإمکانية الرسم بالبرنامج والتصدير والطباعة، کذلک التعامل مع برامج الکاد وإمکانية التصدير والإدخال من وإلي البرامج الأخرى، کذلک التحکم في أسطح المحاکاة ونقاط القياس وتوزيعها يدوياً وذاتياً ويتعامل مع أسطح المحاکاة الأفقية والرأسية، وإمکانية الحصول على تحليل بالألوان أو بدونها والتحکم في الرسومات المنتجة حسب اللون وقيمة اللکس وحساب کمية الاستضاءة الطبيعية والصناعية کل على حدة وحسابهما معاً وقدرة التحکم في کفاءة المصباح، وکذلک نسب نفاذية زجاج الشبابيک ومقدار الانعکاس لها، ويقيس مقدار الإبهار الناتج من الإضاءة على الأسطح الأفقية والرأسية. [11]
5-2- معايرة البرنامج ودقته:
تم معايرة البرنامج من خلال قياس العينة ثم محاکاة العينة من خلال البرنامج، حيث تم أخد القياسات بواسطة جهاز (LUX meter) في ثلاثة أوقات مختلفة، والتي تمثل فترات المحاکاة للعينات وهي الساعة 8 صباحاً والساعة 12ظهراً والساعة 4 مساءً، وذلک في 22 يونيو(سماء صافية صيفاً) ويوضح الشکل رقم (10) مسقط أفقي للفصل الدراسي وسطح القياس ومحاکاة مکاتب التلاميذ وسبورة الفصل.
حيث يمثل م1 المحور الطولي القريب من النافذة وم2 المحور الوسطي وم3 المحور عند الحائط الداخلي للفصل، وتمثل المحاور الثلاثة الصفوف الدراسية للتلاميذ، وسطح العمل هو مکاتب التلاميذ على ارتفاع 65 سم من الأرضية وتکون نقطة القياس على کل مکتب والشکل رقم (11) يوضح قطاع طولي بالفصل الدراسي.
ومن خلال عملية المعايرة للبرنامج يتضح أن المحور(م1) الأول للنقاط بجانب نوافذ الفصل حقق نسبة تطابق 96.7%، بينما المحور(م2) بوسط الفصل 99.8%، والمحور(م3) بجانب حائط الممر98%، ويبين الشکل رقم (12) عملية المعايرة ونسبة الخطأ بين القياس والمحاکاة بالبرنامج، حيث تبلغ قيمة الخطأ (-3.3%) للمحاکاة من القياس في المنطقة بجانب الشبابيک من الفصل، و(+0.2%) للمحاکاة من القياس في منطقة وسط الفصل، و (+2%) في المنطقة الجانبية ناحية الممر، ويکون متوسط قيمة الخطأ في الفصل ککل (-1.28%)، أي أن کل (100) لکس محاکاة تساوي (101.28) لکس بالقياس.
|
شکل (10):مسقط أفقي للفصل ببرنامجDIALux موضحا عليه سطحي المحاکاة ونقاط القياس (الباحث) |
|
شکل (11):قطاع طولي (أ-أ) بالفصل الدراسي (الباحث) |
|
شکل (12):مستويات الإضاءة لعملية المعايرة لبرنامج DIALux
|
|
شکل (13):الفصل الدراسي (مکونات الفراغ والتوجيه وکاسرة الشمس) |
6- محاکاةکاسرات الشمس للعينة المختارة:
تم محاکاة ثلاث حالات مختلفة من الکاسرات على الفصل الدراسي العينة مع ثبات العوامل الأخرى المؤثرة في الإضاءة، وهى الکاسرة المرکبة، والکاسرة الأفقية، والکاسرة الرأسية، وتم تمثيل کل حالة بعدة خيارات من حيث أبعاد بروز الکاسرة فوق النافذة، تتدرج من حالة عدم وجود کاسرة إلى کاسرة بطول (1) م، وفي کل حالة تم زيادة البروز (20) سم لبيان تأثيرها على مستويات الإضاءة داخل فراغ الفصل الدراسي.
وبعد الإنتهاء من عمليات المحاکاة تتم عملية المقارنة لکافة بروزات الکاسرات الثلاث للحصول على نتائج أفضل.
6-1- الکاسرة الأفقية:
|
شکل (14):الفصل الدراسي ( قطاع رأسي باتجاه السبورة ومنظور يوضح الکاسرة الأفقية) |
تمثل الکاسرة الأفقية أکثر الکاسرات استخداماً، وتوضع فوق فتحة النافذة بشکل أفقي، وتم محاکاة حالات النافذة بدون کاسرة وبکاسرات ببروز(20، 40، 60، 80 ،100) سم، وتم عمل المقارنة بينها لمعرفة التغير الحاصل في کل بروز على مستويات الإضاءة بالفصل بالنسبة لسطح مکاتب التلاميذ وسطح السبورة وذلک بثبات العوامل الأخرى المؤثرة في الإضاءة کالتوجيه وعمق الفراغ وحجم وعدد ونوع الشبابيک ونسب انعکاس الأسطح الداخلية وتحييد الإضاءة الصناعية بالفصل الدراسي، ويوضح الشکل رقم (13) مسقط أفقي للفصل الدراسي وشکل الکاسرة الأفقية، ويوضح الشکل رقم (14) قطاع رأسي ومنظور للفصل الدراسي وشکل الکاسرة الأفقية.
بعد إجراء عملية المحاکاة للکاسرات الأفقية المختلفة على سطح مکاتب التلاميذ سجلت أعلى المستويات عند الساعة الثامنة صباحاً وأقل مستوياتها عند الساعة الرابعة مساءً، وکانت أعلي المستويات في حالة عدم استخدام الکاسرة وأقلها عند استخدام الکاسرة 1م کما بالشکل رقم (15)، کما تقل معدلات الإضاءة بمقدار (210) لکس عند الساعة الثامنة مساءً وبمقدار 65 لکس عند الرابعة مساءً، بمتوسط (137.5) لکس، أي أن المستويات تنقص بمعدل (137.5) لکس لکل متر بروز من الکاسرة الأفقية، والجدير بالذکر أن هذه النسبة تقل کثيرا بعد بروز الکاسرة (60-100) سم أي أن نسبة التغير الحاصل في مستويات الإضاءة أکبر بدءًا من حالة عدم استخدام الکاسرة حتي بروز الکاسرة (60) سم، معدلات التباين کانت أکبر من حالة الکاسرة الرأسية والمرکبة حيث تبلغ (1:2) بين ساعات الصباح والمساء، وتتأثر معدلات التباين بتغير حالة الکاسرة، حيث تحقق نسبة (1:1.5) في حالة بروز الکاسرة (1) م، أي أنها تقل کلما زاد طول بروز الکاسرة.
وعلى سطح سبورة الفصل کان سلوک الإضاءة مشابهاً، فارتفعت المعدلات عند الثامنة صباحاً وتقل عند الرابعة مساءً، وتقل المعدلات بزيادة بروز الکاسرة کما يوضح الشکل رقم (16) إذ تحقق حالة عدم إستعمال الکاسرة أعلى المستويات، أما معدل التباين فکان (1:1.4) للکاسرة (1) م، و(1:1.6) في حالة عدم استخدام کاسرة أي أن نسبة التباين على السطح الرأسي وهو سبورة الفصل تتأثر بزيادة بروز الکاسرة الأفقية لفتحة الشباک فتقل بزيادتها وتزيد بنقص بروزها.
|
شکل (15):معدلات مستويات الإضاءة الطبيعية على سطح مکاتب التلاميذ لبروزات الکاسرة الأفقية مع التوجيه الشرقي وثبات عوامل الإضاءة کالنوافذ ونسب الانعکاس وعمق الفراغ
|
|
شکل (16): معدلات مستويات الإضاءة الطبيعية على سطح السبورة لبروزات الکاسرة الأفقية مع التوجيه الشرقي وثبات عوامل الإضاءة کالنوافذ ونسب الانعکاس وعمق الفراغ
|
6-2- الکاسرات الرأسية:
تمثل الکاسرة الرأسية النوع الثاني من کاسرات الشمس في المباني وتکون بشکل رأسي على جانبي فتحة النافذة، کما في الشکل رقم (17) والشکل رقم (18)، تم محاکاة النماذج والحالات ببروز يبدأ من (20 سم، 40 سم، 60 سم، 80 سم، 100 سم)،
وبدون کاسرة لمعرفة وبيان الأثر الذي يطرأ على سلوک الإضاءة داخل الفراغ، وذلک بثبات العوامل الأخرى المؤثرة في الإضاءة کالتوجيه وعمق الفراغ وحجم وعدد ونوع الشبابيک، ونسب انعکاس الأسطح الداخلية وتحييد الإضاءة الصناعية بالفصل الدراسي.
|
شکل (18):الفصل الدراسي ( قطاع رأسي باتجاه السبورة ومنظور يوضح الکاسرة الأفقية) |
|
شکل (17):الفصل الدراسي (مکونات الفراغ والتوجيه وکاسرة الشمس) |
من خلال عملية المحاکاة لبروزات الکاسرة الرأسية، وتأثيرها على سطح مکاتب التلاميذ تسجل أعلى المستويات عند الساعة الثامنة صباحاً وأقل مستوياتها عند الساعة الرابعة مساءً، وکانت أعلي المستويات في حالة عدم استخدام الکاسرة وأقلها عند استخدام الکاسرة 1م، کما بالشکل رقم (19)، وتقل معدلات الإضاءة بمقدار (60) لکس عند الساعة الثامنة مساءً وبمقدار (18) لکس عند الرابعة مساءً، بمتوسط (39) لکس، أي أن المستويات تنقص بمعدل (39) لکس لکل متر بروز من الکاسرة الرأسية، معدلات التباين کانت أکبر من حالة الکاسرة الأفقية بين ساعات الصباح والمساء، ولم تتأثر معدلات التباين بتغير حالة الکاسرة فکانت متشابهة في حالات بروز الکاسرة المختلفة حيث تحقق نسبة (1:1.8) في جميع الحالات.وعلي سطح سبورة الفصل يلاحظ أن سلوک الإضاءة مشابهاً، حيث ترتفع معدلات الإضاءة عند الثامنة صباحاً وتقل عند الرابعة مساءً، وتقل المعدلات بزيادة بروز الکاسرة کما يوضح الشکل رقم (20) إذ تحقق حالة عدم استعمال الکاسرة أعلى المستويات، أما معدل التباين فکان (1:1.4) للکاسرة (1) م، و(1:1.6) في حالة عدم استخدام کاسرة، أي أن نسبة التباين على السطح الرأسي وهو سبورة الفصل تتأثر بزيادة بروز الکاسرة الرأسية لفتحة الشباک.
|
شکل (20): معدلات مستويات الإضاءة الطبيعيةعلى سطح السبورة لبروزات الکاسرة االرأسية مع التوجيه الشرقي وثبات عوامل الإضاءة کالنوافذ ونسب الانعکاس وعمق الفراغ |
|
شکل (19): معدلات مستويات الإضاءة الطبيعيةعلى سطح مکاتب التلاميذ لبروزات الکاسرة الرأسية مع التوجيه الشرقي وثبات عوامل الإضاءة کالنوافذ ونسب الانعکاس وعمق الفراغ |
6-3- کاسرة مرکبة:
عبارة عن کاسرة مرکبة أفقية ورأسية، کما تظهر بالشکل رقم (21) الذي يوضح مسقط الفصل الدراسي، والشکل رقم (22) والذي يوضح قطاع رأسي للفصل ومنظور للفصل الدراسي، تم دراسة العينة بدون الکاسرة وبکاسرة بروز(20 سم، 40 سم، 80 سم، 100 سم) وذلک لبيانتأثير کل حالة في مستويات
الإضاءة على سطحي العمل الأفقي والرأسي أو سطح مکاتب التلاميذ وسطح سبورة الفصل وذلک بثبات العوامل الأخرى المؤثرة في الإضاءة کالتوجيه وعمق الفراغ وحجم وعدد ونوع الشبابيک ونسب انعکاس الأسطح الداخلية وتحييد الإضاءة الصناعية بالفصل الدراسي.وبالنهاية عمل مقارنة لهذه المستويات.
|
شکل (21):الفصل الدراسي (مکونات الفراغ والتوجيه وکاسرة الشمس) |
|
شکل (22):الفصل الدراسي ( قطاع رأسي باتجاه السبورة ومنظور يوضح الکاسرة الأفقية) |
من خلال عملية المحاکاة لحالات الکاسرة المرکبة، على سطح مکاتب التلاميذ سجلت أعلى المستويات عند الساعة الثامنة صباحاً وأقل مستوياتها عند الساعة الرابعة مساءً، وکانت أعلي المستويات في حالة عدم استخدام الکاسرة وأقلها عند استخدام الکاسرة 1 م کما بالشکل رقم (23)، وتقل معدلات الإضاءة بمقدار(266) لکس عند الساعة الثامنة مساءً وبمقدار (59) لکس عند الرابعة مساءً، بمتوسط (162.5) لکس، أي أن المستويات تنقص بمعدل (162.5) لکس لکل متر بروز من الکاسرة المرکبة، وتقل مستويات التباين کلما زاد بروز الکاسرة، حيث تحقق نسبة (1:1.25) في الکاسرة (1) م، بينما تکون النسبة (1:1.9) عند عدم استخدام الکاسرة.
وعلى سطح سبورة الفصل يلاحظ أن سلوک الإضاءة مشابهاً، وترتفع المعدلات عند الثامنة صباحاً وتقل عند الرابعة مساءً، وتقل المعدلات بزيادة بروز الکاسرة کما يوضح الشکل رقم (24) إذ تحقق حالة عدم استعمال الکاسرة أعلى المستويات، أما معدل التباين فکان (1:1.33) للکاسرة (1) م، و(1:1.8) في حالة عدم استخدام الکاسرة.
|
شکل (23):معدلات مستويات الإضاءة الطبيعيةعلى سطح مکاتب التلاميذ لبروزات الکاسرة االمرکبة مع التوجيه الشرقي وثبات عوامل الإضاءة کالنوافذ ونسب الانعکاس وعمق الفراغ |
6-4- مقارنةحالات الکاسرات المختلفة:
الشکل رقم (25) يوضح معدل التغير الحاصل في مستويات شدة الإضاءة على سطح مکاتب التلاميذ بالفصل الدراسي لأنواع الکاسرات الثلاث السابقة عند الظهيرة في الساعة الثانية عشر، حيث تکون الکاسرة الرأسية بمعدلات الإضاءة الأعلى، ثم تأتي الکاسرة الأفقية من حيث المعدلات الأکبر وأخيراً الکاسرة المرکبة بمعدلات الإضاءة الأقل، ومن الملاحظ أنه کلما زاد بروز الکاسرة تقل مستويات الإضاءة بالفراغ، وخصوصا عند استخدام الکاسرة المرکبة تليها الکاسرة الأفقية فالرأسية ومن هنا يتضح أثر سلوک الإضاءة على سطح مکاتب التلاميذ من الکاسرة الرأسية بشکل ضعيف، بينما في حالة استخدام الکاسرة المرکبة والأفقية مؤثر من ناحية اختلاف أبعاد الکاسرة المستخدمة. بالنسبة لسطح سبورة الفصل عند الساعة الثانية عشر ظهراً، يکون تأثير الکاسرة المرکبة هو الأکبر ثم تأتي الکاسرة الرأسية ثم الکاسرة الطولية أو الأفقية کما يظهر بالشکل رقم (26)، نسب التباين بين المستويات کانت أکبر للکاسرة المرکبة وأقل للکاسرة الأفقية وجاءت الکاسرة الرأسية بينهما، مما يشير إلى أن زيادة أبعاد أو بروز الکاسرة المرکبة يؤثر بشکل أکبر في سلوک الإضاءة على سبورة الفصل، عنه في الکاسرة الأفقية والرأسية.
|
شکل (24):معدلات مستويات الإضاءة الطبيعيةعلى سطح السبورة لبروزات الکاسرة المرکبة مع التوجيه الشرقي وثبات عوامل الإضاءة کالنوافذ ونسب الانعکاس وعمق الفراغ |
|
شکل (25): معدل تغير مستويات الإضاءة على سطح مکاتب التلاميذ لبروزات الکاسرات المختلفة عند الساعة 12 ظهراً مع التوجيه الشرقي وثبات عوامل الإضاءة کالنوافذ ونسب الانعکاس وعمق الفراغ |
|
شکل (26):معدل مستويات الإضاءة على سطح السبورة لبروزات الکاسرات المختلفة عند الساعة 12 ظهراً مع التوجيه الشرقي وثبات عوامل الإضاءة کالنوافذ ونسب الانعکاس وعمق الفراغ
|
7- النتائج:
8- المراجع:
1.أحمد، عبد المنطلب محمد علي، المفردات المعمارية لمباني الأقاليم الحارة الصحراوية "مبنى کلية التربية الرياضية بجامعة أسيوط - مصر کمثال تطبيقي"، مجلة العلوم والتکنولوجيا، المجلد13، العدد، 7، (2008).
2.خطاب علي سعيد، التصميم المعماري للأبنية التعليمية، دار الکتب العلمية، (2007).
3.https://ar.wikipedia.org/wiki/.( 23 May 2015).
4.Catherine Slessor and john linden, Eco-tech: Sustainable Architecture and High Technology, (2001).
5.بولسيرفيس - إستشارات هندسية مکتب المشاريع البلدية ، إقليم طرابلس، الخمس المخطط الشامل، فاديکو وارسو، بولندا، (2000).
6.مکتب التعداد والإحصاء، الخمس، النشرة الدورية لمکتب التعداد والإحصاء، الخمس، ليبيا، (2010).
7.أرشيف مکتب التربية والتعليم بمدينة الخمس، مکتب المؤسسات التعليمية،(2013).
8.Google earth.
9.أرشيف محطة طرابلس للأرصاد الجوية، (2015).
10. https://www.meteoblue.com/ar/weather/forecast/modelclimate.June 2016).
11. https://www.dial.de/en/dialux.(12 January 2017).
The impact of the salience of the sun refracting for classroom windows on the lighting levels
Case study: Primary Education Schools in Alkhoms City – Libya
The paper discusses the impact of the change in the type and length of sun awnings window classroom primary education schools on the light levels on the surface of students desks and blackboard class by studying the case study (Alharati Primary School in ALkhoms city - Libya). And the definition of the building and its components and its location in the city with a description of the classroom, The study presents an analysis of the climatic conditions of the study area, and using the computer program (DIALux evo) is the work of simulation to determine the natural and artificial lighting levels Vacuum inside classroom for the duration of activity from eight in the morning until four in the evening, to be chosen cases awnings different windows for the classroom (horizontal refracting, vertical refracting, compound refracting) Taking into account other influences on the stability of the lighting as direction external openings and reflection ratios and industrial lighting, depth and shape and the dimensions And size of the vacuum the classroom. Finally the paper concludes the research of the determinants of the findings and recommendations to achieve the appropriate level of lighting in the classroom spaces that contribute to improved visual performance and good visibility to students.
Key words:lighting - refracting The Sun - classroom.
Keywords
|
|
|
|
|
AUCES |
تأثير بروز کاسرات الشمس لنوافذ الفصول الدراسية على مستويات الإضاءة
( دراسة حالة: مدارس التعليم الأساسي بمدينة الخمس بليبيا )
* وکيلکليةالهندسةوأستاذالعمارةوالتحکمالبيئيقسمالعمارة،جامعةأسيوط.
** أستاذمتفرغبقسمالعمارة،کليةالهندسة،جامعةأسيوط.
*** مدرسبقسمالعمارة،کليةالهندسة،جامعةأسيوط.
**** طالبدراساتعليابقسمالعمارة،کليةالهندسة،جامعةأسيوط
الملخص العربي :
تناقش الورقة البحثية تأثير التغير في نوع وطول کاسرات الشمس لنافذة الفصل الدراسي بمدارس التعليم الأساسي على مقدار مستويات الإضاءة على سطح مکاتب التلاميذ وسبورة الفصل، وذلک بدراسة الحالة الدراسية (مدرسة الحاراتي للتعليم الأساسي بمدينة الخمس بليبيا). وتم التعريف بالمبنى ومکوناته وموقعه داخل المدينة مع وصف الفصل الدراسي بالمدرسة، وتعرض الدراسة تحليل الظروف المناخية لمنطقة الدراسة، وباستخدام برنامج الحاسب الآلي (DIALux evo) تم عمل محاکاة لتحديد مستويات الإضاءة الطبيعية داخل فراغ الفصل الدراسي طيلة فترة النشاط من الساعة الثامنة صباحاً حتى الرابعة مساءً وذلک في 21 ديسمبر شتاءً والتي تمثل فترة السماء المغيمة والمغيمة جزئياً وهي فترة الدراسة بالمدارس وتبدأ في شهر سبتمبر وتنتهي في نهاية شهر مايو، کما تم اختبار بروزات کاسرات نوافذ مختلفة (کاسرة أفقية، کاسرة رأسية، کاسرة مرکبة) مع مراعاة ثبات المؤثرات الأخرى على الإضاءة کالتوجيه والفتحات الخارجية ونسب الانعکاس والإضاءة الصناعية وعمق وشکل وأبعاد وحجم فراغ الفصل الدراسي، وأخيراً تخلص الورقة البحثية لعديد من المحددات والنتائج والتوصيات لاستخدام بروز ونوع کاسرات الشمس وأثرها على مستوى الإضاءة في فراغات الفصول الدراسية وکيف تساهم في تحسين الأداء البصري والرؤية الجيدة للتلاميذ.
الکلمات الدالة: الإضاءة- کاسرة الشمس- الفصل الدراسي.
1- مقدمة
من المعروف أن مستويات وسلوک الإضاءة داخل الفراغ المعماري يتأثر بعدة عوامل، منها خارجية ومنها داخلية سواء کانت بيئية تختص بالمکان أو موقع المبنى والفراغ أو تصميميه تختص بمکونات الفراغ وخصائص العناصر المکونة له، وتعد کاسرات الشمس للنوافذ من أهم العوامل التي تفرض على الإضاءة سلوک يختلف من کاسرة إلى أخري، ويترتب على اختلاف هذه الکاسرات تغيراً في مستويات الإضاءة بهذا الفراغ مما يؤثر على فاعلية النشاط بداخله، ويعد توفير بيئة ضوئية مريحة بصرياً بفراغ الفصل الدراسي بمدارس التعليم الأساسي من الأولويات المهمة لنجاح التحصيل العلمي للتلاميذ وذلک بالمحافظة على مستويات الإضاءة المطلوبة والحماية من الإبهار.
2- مشکلة البحث:
في السنوات الأخيرة تم إنشاء العديد من المباني المدرسية في المدن الليبية، والتي تبدو للوهلة الأولى أنها تفي بجميع المتطلبات الوظيفية والتربوية الحديثة، ولکن في الحقيقة أن المصممين المعماريين الذين قاموا بإعداد تلک المخططات سواء أکانوا من داخل ليبيا أم من خارجها قد اهتموا أثناء التصميم بعامل واحد فقط وهو العامل الاقتصادي دون النظر إلى غيره من العوامل مثل العوامل التربوية والراحة البصرية التي تؤثر تأثيراً مباشراً على تصميم الفراغات التعليمية، ومن خلال الملاحظة والزيارات التي قام بها الباحث وقياس مستويات الإضاءة بمجموعة من المدارس يلاحظ عدم مطابقة مستويات الإضاءة داخل الفصول الدراسية للمعدلات الدولية التي تحقق الراحة البصرية الملائمة لممارسة النشاط بالشکل المطلوب؛ مما يؤثر سلبا على قدرة التلاميذ على التحصيل العلمي.
3- الدراسات السابقة:
1-2-1- تحليل الضوء الطبيعي في الفصول الدراسية في طرابلس ليبيا:
هذه الدراسة تناولت تأثير توجيه نوافذ الفراغ على مستويات الإضاءة الطبيعية، وتم دراسة الحالة على إحدى المدارس الابتدائية النموذجية في مدينة طرابلس مع تقدير مستويات الإضاءة المرغوبة من 300 إلى 500 لوکس، بينما ارتفاع سطح العمل يرتفع إلى 70 سم أعلى مستوى الأرض، وتم حساب معدل الإضاءة في الفصل الدراسي من خلال برنامج الإضاءة بالکمبيوتر الذي يعمل على تقدير مستوى الإضاءة اليومية والاعتماد على إعداد ملف البيانات عن العوامل الجوية في طرابلس من خلال برنامج محاکاة الطاقة، وذلک بين 22 يونيو و 22 ديسمبر في الصيف والشتاء أثناء ساعات الدراسة التي تبدأ من السابعة صباحاً إلى الخامسة مساءاً وعلى ضوء تحليل مستويات الإضاءة في الفصل الدراسي واتجاهات الإحداثيات فإن التوجه الشمالي حقق أفضل نتائج من حيث معدلات الإضاءة.
1-2-2- الراحةالصوتية والحرارية والضوئيةفي الفصول الدراسية بمدارس البرازيل:
تناولت هذه الدراسة تأثير اختلاف حجم وشکل النافذة على مستويات الإضاءة الطبيعية بالفصول الدراسية، حيث تم اختيار الفصلين دراسيين يعتمدان على نفس الخصائص والمتغيرات، بحيث أن أحجام وأشکال النوافذ فقط تمثل الفارق الوحيد بينهما، وقد تم قياس مستويات الإضاءة من خلال جهاز القياس الضوئي وفي ثلاثة أوقات مختلفة من النهار، وکذلک في ثلاثة أيام مختلفة في اليوم الرابع والسابع والثامن من أغسطس عام 2000، وتم وضع عدد من أجهزة القياس الضوئي على شکل أثنين من الصفوف وعلى مسافات معينة من النافذة التي تمثل مصدر الإضاءة، وتوصلت النتائج إلى انخفاض مستوى الإضاءة الداخلية في بعض الفصول، والسبب في ذلک يعود إلى المکان غير المناسب للنافذة أو الأبعاد غير المناسبة للنافذة، کما أن النسب المختلفة بين مساحات النوافذ والأرضيات أدت إلى ارتفاع مستوى الإضاءة في الفصول عندما بلغت النسبة 0.45 بالمقارنة مع الفصول الأخرى مع النسبة المنخفضة 0.13.
واعتمدت الدراسات السابقة على دراسة العوامل المؤثرة على مستويات الإضاءة الطبيعية بالفصل الدراسي على اعتبار سطح العمل مستوى أفقي على کامل سطح الفصل الدراسي، وإهمال سطح العمل الراسي وهو سبورة الفصل، بينما نعتمد في دراستنا على دراسة مکاتب التلاميذ بالکامل، وإجراء المحاکاة على کل مکتب من مکاتب التلاميذ، وکذلک سبورة الفصل الدراسي مما يعطي نتائج أدق وأفضل.
3-1- أهداف البحث:
يهدف البحث إلى:
3-2- فرضية البحث:
إن تغيير نوع وبروز الکاسرة يساهم في تغيير بمستويات الإضاءة على سطحي العمل بالفصل الدراسي وهما مکاتب التلاميذ وسبورة الفصل.
3-3- منهجية الدراسة:
تم استخدام المنهج الاستقرائي والتحليلي بواسطة برنامج الحاسب الآلي (DIALux evo) ولتحقيق الهدف من الدراسة يعرض البحث النقاط التالية:
4- خلفيةنظرية عن کاسرات الشمس:
إن استخدام الکاسرة الشمسية لفتحات دخول الإضاءة المتمثلة في نافذة الفصل الدراسي من العوامل المهمة لمنع دخول أشعة الشمس المباشرة للفراغ تارةً ولإجبارها علي الدخول للفراغ تارةً أخري، وتقوم المحاکاة علي معرفة أثر استعمال الکاسرة الشمسية بأنواعها المختلفة الأفقية والرأسية والمرکبة مع ثبات العوامل الأخرى المؤثرة في الإضاءة، ويوضح الشکل رقم (1) کاسرات الشمس المختلفة والمستخدمة في المحاکاة.
4-1- أنواعکاسرات الشمس:
هناک عدة أنواع من کاسرات الشمس من حيث الشکل والحجم والنوع والوضعية والمادة المصنوع منها الکاسرة، ويرکز البحث على ثلاثة أنواع من الکاسرات وهى:
2-1-1- الکاسرةالأفقية أو الطولية:
يتميز هذا النوع من الکاسرات بأنه يمتد أفقياً فوق فتحة نافذة الفراغ متصلاً بحائط النافذة.
2-1-2- الکاسرة الرأسية:
تتميز بأنها توضع رأسياً على جانبي نافذة الفراغ من الأسفل إلى الأعلى.
2-1-3- الکاسرة المرکبة:
عبارة عن جمع بين الکاسرة الأفقية والرأسية.
|
شکل (1): أنواع کاسرات الشمس [1] |
4-2- أهميةکاسرات الشمس في الفراغ المعماري:
تعد کاسرات الشمس من العوامل المهمة التي تتحکم في مستويات الإضاءة عن طريق السماح بدخول أشعة الشمس في أوقات معينة ومنعها من الدخول في أوقات أخرى کما يوضح الشکل رقم (2)، ويرتبط هذا التحکم بعنصر التوجيه لفتحات الإضاءة وعنصر الوقت من اليوم، وإذا اضطر الأمر لتوجيه الفصول الدراسية بأي اتجاه أخر، فيمکن معالجة الإضاءة من خلال معالجة فتحات الشبابيک المطلة على الخارج باستخدام کاسرات الشمس أو البروزات. [2]
شکل (2):التحکم في دخول أشعة الشمس عن طريق الکاسرات[3]
کما يمکن استخدام أنواع فائقة التطور والتقنية من کاسرات الشمس الزجاجية المتحرکة التي تحتوي علي خلايا شمسية لإنتاج الطاقة، وهى الکاسرات التي تتميز بالقدرة علي الدوران والضبط الذاتي بما يحقق عمليتين رئيسيتين في نفس الوقت، وهما تغيير زوايا ميلها لکى تقلل من انتقال الإشعاع الشمسي المباشر إلى الفراغ، وکذلک ضبط زوايا ميل الکاسرات لکى تتناسب مع تغير زوايا ميل الشمس لکى تواجه الإشعاع الشمسي المباشر بصورة مباشرة دائمة خلال النهار للرفع من کفاءتها في إنتاج الطاقة. [4]
5- التحليلالمناخي لمنطقة الدراسة:
تمثل الحالة الدراسية مبانيالتعليمالأساسيبمدينةالخمسبمحافظةالمرقب، حيث تم دراسة مدرسة الحاراتي للتعليم الأساسي کحالة دراسية من مجموعة من النماذج الموجودة بالمنطقة، والتي لها نفس الخصائص التصميمية والبيئية، ونفس أبعاد فراغات الفصول الدراسية والتجهيزات الداخلية والبيئة المحيطة.
5-1- مدينة الخمس:
تقع مدينة الخمس في الساحل الشمالي الغربي لليبيا وتطل علي البحر الأبيض المتوسط وتبعد مسافة 120 کيلو متراً غرب العاصمة طرابلس، علي خطي (32.62° ش، 14.27° ق .[5] يبلغ عدد سکان المدينة 60 ألف نسمة بالمرکز الحضري بينما يبلغ عدد سکان الضواحي 441 ألف نسمة حسب تعداد سنة 2010م،[6].
يبلغ عدد المدارس بالمنطقة 92 مدرسة منها 26 مدرسة ثانوية و66 للتعليم الأساسي .[7] ويوضح الشکل رقم (3) صورة جوية لمخطط مدينة الخمس وموقع الحالة الدراسية مدرسة الحاراتي. [8]
5-2- الظروفالمناخية لمدينة الخمس:
مناخ المدينة هو مناخ البحر الأبيض المتوسط، حار جاف في فصل الصيف وممطر شتاءً، وتتميز السماء الصافية في فصل الصيف والسماء الملبدة بالغيوم في فصل الشتاء [9]، وترتفع درجات الحرارة في فصل الصيف، وتتراوح درجات الحرارة في الصيف من (28-35 ) درجة مئوية، وينحصر فصل الصيف من بداية شهر مايو إلى نهاية شهر أغسطس، بينما تنخفض درجات الحرارة في فصلي الشتاء والربيع وبعض الأوقات في فصل الخريف ويبدأ فصل الشتاء في شهر أکتوبر ويستمر حتى أواخر فبراير وبداية مارس، وتتراوح درجات الحرارة في فصل الشتاء من (14-21) درجة مئوية، أعلى درجة حرارة سجلت في فصل الصيف في سنة 2015 بلغت 37 درجة مئوية، بينما أدنى درجة حرارة في فصل الشتاء سنة 2015 بلغت 6 درجات مئوية، وتتميز مستويات الرطوبة بالإرتفاع نظرا لقربها من البحر حيث تصل إلى 64% [20]، وتتميز المدينة بموقعها الجميل بين البحر شمالا وسلسلة جبال أطلس جنوبا، الرياح السائدة رياح موسمية تعرف برياح القبلي في فصل الصيف تهب من الجنوب ورياح غربية باردة في فصل الشتاء، ورياح شرقية جافة تهب طوال السنة [9].
5-3- الإضاءة الطبيعية بمدينة الخمس:
تتميز معدلات الإضاءة بالارتفاع في فصل الصيف نتيجة سطوع الشمس العالية، حيث السماء الصافيةوأشعة الشمس المباشرة بينما تقل کثيراً في فصل الشتاء، حيث الإضاءة من قبة السماء نتيجة السحبوالغيوم، وتکون بين هاتين الحالتين في الاعتدالين الربيع والخريف، ويبين الرسم البياني في الشکل رقم (4) معدلات الأيام المشمسة طوال السنة، حيث أن أکبر نسبة مشمسة تکون في شهري يوليو ونوفمبر بحدود 14 يوما، کما يوضح أيضا الأيام الغائمة والغائمة جزئياً، والتي تبلغ أعلى معدلاتها في أشهر يناير وفبراير ومارس وأبريل ومايو وأکتوبر وديسمبر، وتغلب فترة السماء الملبدة بالغيوم والملبدة بالغيوم جزئياًعلى معظم أوقات ممارسة النشاط وهى فترة الدراسة، والتي تبدأ في منتصف شهر سبتمبر وتمتد حتى بداية شهر مايو [[10.
|
شکل (4):معدلات السماء الصافية والغائمة والغائمة جزئياً طوال السنة[10] |
|
شکل (3): مخطط مدينة الخمس[8] |
3- وصف مبنى مدرسة الحاراتي (کدراسة حالة):
تم في هذه المرحلة من الدراسة توصيف الحالة الدراسية بشکل دقيق، حيث تم التعريف بمدرسة الحاراتي للتعليم الأساسي ثم توصيف الفصل الدراسي بالمدرسة والذي تم عمل محاکاة لمستويات الإضاءة الطبيعية والصناعية له، والتعرف على مکوناته وأبعاده والعناصر والأسطح الداخلية المکونة له ومصادر الإضاءة الطبيعية والصناعية به.
4-1- الحالة الدراسية (مدرسة الحاراتي للتعليم الأساسي):
تقع مدرسة الحاراتي للتعليم الأساسي في وسط مدينة الخمس وتعد من أقدم المدارس بالمدينة، تم إنشاؤها في سبعينيات القرن الماضي، وشکل المدرسة في المسقط الأفقي علي شکل حرف U کما هو موضح في الشکل رقم (5)، وتتکون المدرسة من ثلاثة طوابق، وتأخذ الفصول اتجاه الشرق ويبلغ عدد الفصول بالمدرسة ((24 فصلاً والدراسة بها على فترتين صباحية ومسائية.
ويوضح الشکل رقم (6) المسقط الأفقي للدور الأرضي والمتکرر لمدرسة الحاراتي وشکل وأبعاد الفصول الدراسية حيث أن طول الفصل (8) أمتار وبعرض (6) أمتار ويبلغ ارتفاع السقف (3.2) متراً، وتحتوي على ثمانية فصول بکل طابق بالإضافة إلى المعامل والمراسم والمکاتب الإدارية وغرف المدرسين والمرافق الصحية بالمدرسة فيما يوضح الشکل رقم (7) واجهة جانبية للمدرسة وقطاع رأسي يوضح الفصول الدراسية وموقع الفصل الدراسي المطلوب تقييمه.
|
شکل (5): الموقع العام مدرسة الحاراتي يوضح کتلة المبنى وعينة الدراسة [8] |
|
شکل (6): مسقط الدور الأرضي لمدرسة الحاراتي ومکونات المدرسة والعينة الدراسية (الباحث) |
|
واجهة جانبية شرقية
قطاع رأسي شکل (7): واجهة جانبية وقطاع رأسي أ- أ توضح موقع الفصل الدراسي بالمدرسة (الباحث) |
4-2- وصف الفصل الدراسي:
تم عمل محاکاة للفصل الدراسي (الحالة الدراسية) والذي يأخذ شکل مستطيل أبعاده (6×8) م2 وبارتفاع سقف (3.20) م عن الأرضية، ويبين الشکل رقم (8) مسقط أفقي للفصل الدراسي والشکل رقم (9) منظور داخلي للفصل الدراسي يمثل الحالة الدراسية، حيث يوجد عدد (4) نوافذ رئيسية مستطيلة الشکل بأبعاد (160×120) سم بارتفاع جلسة (70) سم وعدد (3) نوافذ ممر بأبعاد (120×60) سم، و بارتفاع
جلسة (180) سم، والأثاث ومکاتب التلاميذ من الخشب مطلية باللون البني الفاتح، ولون السبورة أبيض والحوائط من البلوک الإسمنتي ذات لياسة مصقولة، وسطح الإنهاء عبارة عن دهان بلون أصفر فاتح والسقف خرساني بطبقة إنهاء أخيرة من الدهان الأبيض، أما الأرضية فهي من بلاط الموزايکو مقاس(25 ×25) سم أبيض اللون وتوجيه الفصل باتجاه الشمال .
|
شکل (8):مسقط أفقي للفصل الدراسي بمدرسة الحاراتي(الباحث) |
|
شکل (9):منظور داخلي للفصل الدراسي (الباحث) |
5- برنامج المحاکاة:
يعدر برنامج (DIALux evo) [11] من البرامج المتخصصة في محاکاة وتحليل الإضاءة الطبيعية والصناعية من إنتاج شرکة (DIALux) الألمانية سنة (2006) م، والإصدار (2015) هو النسخة الأخيرة منه مطورة بشکل کبير وذلک من ناحية الإخراج وتقنيات البرنامج وامتلاکه خصائص جديدة.
5-1- التعريف بالبرنامج:
يتعامل برنامج (DIALux evo) مع الإضاءة النهارية والصناعية وإمکانية تحديد موقع المشروع بواسطة خطوط الطول والعرض، کذلک يوفر حالة السماء المختلفة الصافية والغائمة والغائمة جزئياً، ويمتلک برنامج (DIALux evo) کتالوجاً کبيراً لوحدات الإضاءة الصناعية لغالبية الشرکات العالمية الرائدة في هذا المجال، وإمکانية الإتصال بالإنترنت وتحميل وحدات الإضاءة للبرنامج، کذلک التحکم اليدوي بتعديل مواصفاتها کالقدرة والفيض الضوئي والحرارة اللونية وغيرها، ويتعامل مع الإضاءة الداخلية والخارجية وفي أي وقت باليوم والشهر والسنة ويتيح تصميم کاسرات الشمس بجميع أنواعها من أبعاد ومواصفات وموادها الخام وقابلية التعديل عليها والتحکم بزوايا ميلانها وأماکنها وألوانها وشکلها النهائي، ويمتلک البرنامج مکتبة للأثاث والتجهيزات الداخلية والخارجية، وجميع أنواع الإکساءات والمواد الداخلية والخارجية والتحکم بأبعادها وألوانها ومکوناتها، أيضا التحکم بالألوان ونسب الانعکاس وإمکانية الرسم بالبرنامج والتصدير والطباعة، کذلک التعامل مع برامج الکاد وإمکانية التصدير والإدخال من وإلي البرامج الأخرى، کذلک التحکم في أسطح المحاکاة ونقاط القياس وتوزيعها يدوياً وذاتياً ويتعامل مع أسطح المحاکاة الأفقية والرأسية، وإمکانية الحصول على تحليل بالألوان أو بدونها والتحکم في الرسومات المنتجة حسب اللون وقيمة اللکس وحساب کمية الاستضاءة الطبيعية والصناعية کل على حدة وحسابهما معاً وقدرة التحکم في کفاءة المصباح، وکذلک نسب نفاذية زجاج الشبابيک ومقدار الانعکاس لها، ويقيس مقدار الإبهار الناتج من الإضاءة على الأسطح الأفقية والرأسية. [11]
5-2- معايرة البرنامج ودقته:
تم معايرة البرنامج من خلال قياس العينة ثم محاکاة العينة من خلال البرنامج، حيث تم أخد القياسات بواسطة جهاز (LUX meter) في ثلاثة أوقات مختلفة، والتي تمثل فترات المحاکاة للعينات وهي الساعة 8 صباحاً والساعة 12ظهراً والساعة 4 مساءً، وذلک في 22 يونيو(سماء صافية صيفاً) ويوضح الشکل رقم (10) مسقط أفقي للفصل الدراسي وسطح القياس ومحاکاة مکاتب التلاميذ وسبورة الفصل.
حيث يمثل م1 المحور الطولي القريب من النافذة وم2 المحور الوسطي وم3 المحور عند الحائط الداخلي للفصل، وتمثل المحاور الثلاثة الصفوف الدراسية للتلاميذ، وسطح العمل هو مکاتب التلاميذ على ارتفاع 65 سم من الأرضية وتکون نقطة القياس على کل مکتب والشکل رقم (11) يوضح قطاع طولي بالفصل الدراسي.
ومن خلال عملية المعايرة للبرنامج يتضح أن المحور(م1) الأول للنقاط بجانب نوافذ الفصل حقق نسبة تطابق 96.7%، بينما المحور(م2) بوسط الفصل 99.8%، والمحور(م3) بجانب حائط الممر98%، ويبين الشکل رقم (12) عملية المعايرة ونسبة الخطأ بين القياس والمحاکاة بالبرنامج، حيث تبلغ قيمة الخطأ (-3.3%) للمحاکاة من القياس في المنطقة بجانب الشبابيک من الفصل، و(+0.2%) للمحاکاة من القياس في منطقة وسط الفصل، و (+2%) في المنطقة الجانبية ناحية الممر، ويکون متوسط قيمة الخطأ في الفصل ککل (-1.28%)، أي أن کل (100) لکس محاکاة تساوي (101.28) لکس بالقياس.
|
شکل (10):مسقط أفقي للفصل ببرنامجDIALux موضحا عليه سطحي المحاکاة ونقاط القياس (الباحث) |
|
شکل (11):قطاع طولي (أ-أ) بالفصل الدراسي (الباحث) |
|
شکل (12):مستويات الإضاءة لعملية المعايرة لبرنامج DIALux
|
|
شکل (13):الفصل الدراسي (مکونات الفراغ والتوجيه وکاسرة الشمس) |
6- محاکاةکاسرات الشمس للعينة المختارة:
تم محاکاة ثلاث حالات مختلفة من الکاسرات على الفصل الدراسي العينة مع ثبات العوامل الأخرى المؤثرة في الإضاءة، وهى الکاسرة المرکبة، والکاسرة الأفقية، والکاسرة الرأسية، وتم تمثيل کل حالة بعدة خيارات من حيث أبعاد بروز الکاسرة فوق النافذة، تتدرج من حالة عدم وجود کاسرة إلى کاسرة بطول (1) م، وفي کل حالة تم زيادة البروز (20) سم لبيان تأثيرها على مستويات الإضاءة داخل فراغ الفصل الدراسي.
وبعد الإنتهاء من عمليات المحاکاة تتم عملية المقارنة لکافة بروزات الکاسرات الثلاث للحصول على نتائج أفضل.
6-1- الکاسرة الأفقية:
|
شکل (14):الفصل الدراسي ( قطاع رأسي باتجاه السبورة ومنظور يوضح الکاسرة الأفقية) |
تمثل الکاسرة الأفقية أکثر الکاسرات استخداماً، وتوضع فوق فتحة النافذة بشکل أفقي، وتم محاکاة حالات النافذة بدون کاسرة وبکاسرات ببروز(20، 40، 60، 80 ،100) سم، وتم عمل المقارنة بينها لمعرفة التغير الحاصل في کل بروز على مستويات الإضاءة بالفصل بالنسبة لسطح مکاتب التلاميذ وسطح السبورة وذلک بثبات العوامل الأخرى المؤثرة في الإضاءة کالتوجيه وعمق الفراغ وحجم وعدد ونوع الشبابيک ونسب انعکاس الأسطح الداخلية وتحييد الإضاءة الصناعية بالفصل الدراسي، ويوضح الشکل رقم (13) مسقط أفقي للفصل الدراسي وشکل الکاسرة الأفقية، ويوضح الشکل رقم (14) قطاع رأسي ومنظور للفصل الدراسي وشکل الکاسرة الأفقية.
بعد إجراء عملية المحاکاة للکاسرات الأفقية المختلفة على سطح مکاتب التلاميذ سجلت أعلى المستويات عند الساعة الثامنة صباحاً وأقل مستوياتها عند الساعة الرابعة مساءً، وکانت أعلي المستويات في حالة عدم استخدام الکاسرة وأقلها عند استخدام الکاسرة 1م کما بالشکل رقم (15)، کما تقل معدلات الإضاءة بمقدار (210) لکس عند الساعة الثامنة مساءً وبمقدار 65 لکس عند الرابعة مساءً، بمتوسط (137.5) لکس، أي أن المستويات تنقص بمعدل (137.5) لکس لکل متر بروز من الکاسرة الأفقية، والجدير بالذکر أن هذه النسبة تقل کثيرا بعد بروز الکاسرة (60-100) سم أي أن نسبة التغير الحاصل في مستويات الإضاءة أکبر بدءًا من حالة عدم استخدام الکاسرة حتي بروز الکاسرة (60) سم، معدلات التباين کانت أکبر من حالة الکاسرة الرأسية والمرکبة حيث تبلغ (1:2) بين ساعات الصباح والمساء، وتتأثر معدلات التباين بتغير حالة الکاسرة، حيث تحقق نسبة (1:1.5) في حالة بروز الکاسرة (1) م، أي أنها تقل کلما زاد طول بروز الکاسرة.
وعلى سطح سبورة الفصل کان سلوک الإضاءة مشابهاً، فارتفعت المعدلات عند الثامنة صباحاً وتقل عند الرابعة مساءً، وتقل المعدلات بزيادة بروز الکاسرة کما يوضح الشکل رقم (16) إذ تحقق حالة عدم إستعمال الکاسرة أعلى المستويات، أما معدل التباين فکان (1:1.4) للکاسرة (1) م، و(1:1.6) في حالة عدم استخدام کاسرة أي أن نسبة التباين على السطح الرأسي وهو سبورة الفصل تتأثر بزيادة بروز الکاسرة الأفقية لفتحة الشباک فتقل بزيادتها وتزيد بنقص بروزها.
|
شکل (15):معدلات مستويات الإضاءة الطبيعية على سطح مکاتب التلاميذ لبروزات الکاسرة الأفقية مع التوجيه الشرقي وثبات عوامل الإضاءة کالنوافذ ونسب الانعکاس وعمق الفراغ
|
|
شکل (16): معدلات مستويات الإضاءة الطبيعية على سطح السبورة لبروزات الکاسرة الأفقية مع التوجيه الشرقي وثبات عوامل الإضاءة کالنوافذ ونسب الانعکاس وعمق الفراغ
|
6-2- الکاسرات الرأسية:
تمثل الکاسرة الرأسية النوع الثاني من کاسرات الشمس في المباني وتکون بشکل رأسي على جانبي فتحة النافذة، کما في الشکل رقم (17) والشکل رقم (18)، تم محاکاة النماذج والحالات ببروز يبدأ من (20 سم، 40 سم، 60 سم، 80 سم، 100 سم)،
وبدون کاسرة لمعرفة وبيان الأثر الذي يطرأ على سلوک الإضاءة داخل الفراغ، وذلک بثبات العوامل الأخرى المؤثرة في الإضاءة کالتوجيه وعمق الفراغ وحجم وعدد ونوع الشبابيک، ونسب انعکاس الأسطح الداخلية وتحييد الإضاءة الصناعية بالفصل الدراسي.
|
شکل (18):الفصل الدراسي ( قطاع رأسي باتجاه السبورة ومنظور يوضح الکاسرة الأفقية) |
|
شکل (17):الفصل الدراسي (مکونات الفراغ والتوجيه وکاسرة الشمس) |
من خلال عملية المحاکاة لبروزات الکاسرة الرأسية، وتأثيرها على سطح مکاتب التلاميذ تسجل أعلى المستويات عند الساعة الثامنة صباحاً وأقل مستوياتها عند الساعة الرابعة مساءً، وکانت أعلي المستويات في حالة عدم استخدام الکاسرة وأقلها عند استخدام الکاسرة 1م، کما بالشکل رقم (19)، وتقل معدلات الإضاءة بمقدار (60) لکس عند الساعة الثامنة مساءً وبمقدار (18) لکس عند الرابعة مساءً، بمتوسط (39) لکس، أي أن المستويات تنقص بمعدل (39) لکس لکل متر بروز من الکاسرة الرأسية، معدلات التباين کانت أکبر من حالة الکاسرة الأفقية بين ساعات الصباح والمساء، ولم تتأثر معدلات التباين بتغير حالة الکاسرة فکانت متشابهة في حالات بروز الکاسرة المختلفة حيث تحقق نسبة (1:1.8) في جميع الحالات.وعلي سطح سبورة الفصل يلاحظ أن سلوک الإضاءة مشابهاً، حيث ترتفع معدلات الإضاءة عند الثامنة صباحاً وتقل عند الرابعة مساءً، وتقل المعدلات بزيادة بروز الکاسرة کما يوضح الشکل رقم (20) إذ تحقق حالة عدم استعمال الکاسرة أعلى المستويات، أما معدل التباين فکان (1:1.4) للکاسرة (1) م، و(1:1.6) في حالة عدم استخدام کاسرة، أي أن نسبة التباين على السطح الرأسي وهو سبورة الفصل تتأثر بزيادة بروز الکاسرة الرأسية لفتحة الشباک.
|
شکل (20): معدلات مستويات الإضاءة الطبيعيةعلى سطح السبورة لبروزات الکاسرة االرأسية مع التوجيه الشرقي وثبات عوامل الإضاءة کالنوافذ ونسب الانعکاس وعمق الفراغ |
|
شکل (19): معدلات مستويات الإضاءة الطبيعيةعلى سطح مکاتب التلاميذ لبروزات الکاسرة الرأسية مع التوجيه الشرقي وثبات عوامل الإضاءة کالنوافذ ونسب الانعکاس وعمق الفراغ |
6-3- کاسرة مرکبة:
عبارة عن کاسرة مرکبة أفقية ورأسية، کما تظهر بالشکل رقم (21) الذي يوضح مسقط الفصل الدراسي، والشکل رقم (22) والذي يوضح قطاع رأسي للفصل ومنظور للفصل الدراسي، تم دراسة العينة بدون الکاسرة وبکاسرة بروز(20 سم، 40 سم، 80 سم، 100 سم) وذلک لبيانتأثير کل حالة في مستويات
الإضاءة على سطحي العمل الأفقي والرأسي أو سطح مکاتب التلاميذ وسطح سبورة الفصل وذلک بثبات العوامل الأخرى المؤثرة في الإضاءة کالتوجيه وعمق الفراغ وحجم وعدد ونوع الشبابيک ونسب انعکاس الأسطح الداخلية وتحييد الإضاءة الصناعية بالفصل الدراسي.وبالنهاية عمل مقارنة لهذه المستويات.
|
شکل (21):الفصل الدراسي (مکونات الفراغ والتوجيه وکاسرة الشمس) |
|
شکل (22):الفصل الدراسي ( قطاع رأسي باتجاه السبورة ومنظور يوضح الکاسرة الأفقية) |
من خلال عملية المحاکاة لحالات الکاسرة المرکبة، على سطح مکاتب التلاميذ سجلت أعلى المستويات عند الساعة الثامنة صباحاً وأقل مستوياتها عند الساعة الرابعة مساءً، وکانت أعلي المستويات في حالة عدم استخدام الکاسرة وأقلها عند استخدام الکاسرة 1 م کما بالشکل رقم (23)، وتقل معدلات الإضاءة بمقدار(266) لکس عند الساعة الثامنة مساءً وبمقدار (59) لکس عند الرابعة مساءً، بمتوسط (162.5) لکس، أي أن المستويات تنقص بمعدل (162.5) لکس لکل متر بروز من الکاسرة المرکبة، وتقل مستويات التباين کلما زاد بروز الکاسرة، حيث تحقق نسبة (1:1.25) في الکاسرة (1) م، بينما تکون النسبة (1:1.9) عند عدم استخدام الکاسرة.
وعلى سطح سبورة الفصل يلاحظ أن سلوک الإضاءة مشابهاً، وترتفع المعدلات عند الثامنة صباحاً وتقل عند الرابعة مساءً، وتقل المعدلات بزيادة بروز الکاسرة کما يوضح الشکل رقم (24) إذ تحقق حالة عدم استعمال الکاسرة أعلى المستويات، أما معدل التباين فکان (1:1.33) للکاسرة (1) م، و(1:1.8) في حالة عدم استخدام الکاسرة.
|
شکل (23):معدلات مستويات الإضاءة الطبيعيةعلى سطح مکاتب التلاميذ لبروزات الکاسرة االمرکبة مع التوجيه الشرقي وثبات عوامل الإضاءة کالنوافذ ونسب الانعکاس وعمق الفراغ |
6-4- مقارنةحالات الکاسرات المختلفة:
الشکل رقم (25) يوضح معدل التغير الحاصل في مستويات شدة الإضاءة على سطح مکاتب التلاميذ بالفصل الدراسي لأنواع الکاسرات الثلاث السابقة عند الظهيرة في الساعة الثانية عشر، حيث تکون الکاسرة الرأسية بمعدلات الإضاءة الأعلى، ثم تأتي الکاسرة الأفقية من حيث المعدلات الأکبر وأخيراً الکاسرة المرکبة بمعدلات الإضاءة الأقل، ومن الملاحظ أنه کلما زاد بروز الکاسرة تقل مستويات الإضاءة بالفراغ، وخصوصا عند استخدام الکاسرة المرکبة تليها الکاسرة الأفقية فالرأسية ومن هنا يتضح أثر سلوک الإضاءة على سطح مکاتب التلاميذ من الکاسرة الرأسية بشکل ضعيف، بينما في حالة استخدام الکاسرة المرکبة والأفقية مؤثر من ناحية اختلاف أبعاد الکاسرة المستخدمة. بالنسبة لسطح سبورة الفصل عند الساعة الثانية عشر ظهراً، يکون تأثير الکاسرة المرکبة هو الأکبر ثم تأتي الکاسرة الرأسية ثم الکاسرة الطولية أو الأفقية کما يظهر بالشکل رقم (26)، نسب التباين بين المستويات کانت أکبر للکاسرة المرکبة وأقل للکاسرة الأفقية وجاءت الکاسرة الرأسية بينهما، مما يشير إلى أن زيادة أبعاد أو بروز الکاسرة المرکبة يؤثر بشکل أکبر في سلوک الإضاءة على سبورة الفصل، عنه في الکاسرة الأفقية والرأسية.
|
شکل (24):معدلات مستويات الإضاءة الطبيعيةعلى سطح السبورة لبروزات الکاسرة المرکبة مع التوجيه الشرقي وثبات عوامل الإضاءة کالنوافذ ونسب الانعکاس وعمق الفراغ |
|
شکل (25): معدل تغير مستويات الإضاءة على سطح مکاتب التلاميذ لبروزات الکاسرات المختلفة عند الساعة 12 ظهراً مع التوجيه الشرقي وثبات عوامل الإضاءة کالنوافذ ونسب الانعکاس وعمق الفراغ |
|
شکل (26):معدل مستويات الإضاءة على سطح السبورة لبروزات الکاسرات المختلفة عند الساعة 12 ظهراً مع التوجيه الشرقي وثبات عوامل الإضاءة کالنوافذ ونسب الانعکاس وعمق الفراغ
|
7- النتائج:
8- المراجع:
1.أحمد، عبد المنطلب محمد علي، المفردات المعمارية لمباني الأقاليم الحارة الصحراوية "مبنى کلية التربية الرياضية بجامعة أسيوط - مصر کمثال تطبيقي"، مجلة العلوم والتکنولوجيا، المجلد13، العدد، 7، (2008).
2.خطاب علي سعيد، التصميم المعماري للأبنية التعليمية، دار الکتب العلمية، (2007).
3.https://ar.wikipedia.org/wiki/.( 23 May 2015).
4.Catherine Slessor and john linden, Eco-tech: Sustainable Architecture and High Technology, (2001).
5.بولسيرفيس - إستشارات هندسية مکتب المشاريع البلدية ، إقليم طرابلس، الخمس المخطط الشامل، فاديکو وارسو، بولندا، (2000).
6.مکتب التعداد والإحصاء، الخمس، النشرة الدورية لمکتب التعداد والإحصاء، الخمس، ليبيا، (2010).
7.أرشيف مکتب التربية والتعليم بمدينة الخمس، مکتب المؤسسات التعليمية،(2013).
8.Google earth.
9.أرشيف محطة طرابلس للأرصاد الجوية، (2015).
10. https://www.meteoblue.com/ar/weather/forecast/modelclimate.June 2016).
11. https://www.dial.de/en/dialux.(12 January 2017).
The impact of the salience of the sun refracting for classroom windows on the lighting levels
Case study: Primary Education Schools in Alkhoms City – Libya
The paper discusses the impact of the change in the type and length of sun awnings window classroom primary education schools on the light levels on the surface of students desks and blackboard class by studying the case study (Alharati Primary School in ALkhoms city - Libya). And the definition of the building and its components and its location in the city with a description of the classroom, The study presents an analysis of the climatic conditions of the study area, and using the computer program (DIALux evo) is the work of simulation to determine the natural and artificial lighting levels Vacuum inside classroom for the duration of activity from eight in the morning until four in the evening, to be chosen cases awnings different windows for the classroom (horizontal refracting, vertical refracting, compound refracting) Taking into account other influences on the stability of the lighting as direction external openings and reflection ratios and industrial lighting, depth and shape and the dimensions And size of the vacuum the classroom. Finally the paper concludes the research of the determinants of the findings and recommendations to achieve the appropriate level of lighting in the classroom spaces that contribute to improved visual performance and good visibility to students.
Key words:lighting - refracting The Sun - classroom.
)
View on SCiNiTO