١

مبادئ التصمیم المعماري Design Principles/ Lec. 1

٢

المناخ والعمارة Climate & Architecture

على مدى التاريخ الطويل كان المناخ •عامالً حاسماً ومسيطراً في تحديد شكل

العمارة ونمطها، فظهرت أنماط ومفردات معمارية ذات عالقة بالمناخ البارد تختلف اختالفاً واضحاً عن تلك

. األخرى الخاصة بالمناطق الحارة وقد تعاملت األجيال السابقة مع المناخ •

وصممت مبانيها منسجمة مع الطبيعة، : و من األمثلة على ذلك

الفناء ( الحوش البيت العربي ذو -والملقف في كل من الشام ) الداخلي

والعراق يمثل نموذجاً على كيفية تعامل عمارة اإلنسان مع المناخ في المناطق

. الحارة الجافة

٣

كما أن التخطيط العمراني للمدينة العربية واإلسالمية -القديمة ساعد في تقليل تعرض الجدران الخارجية

ألشعة الشمس، وكذلك الشوارع الضيقة تحمي المارة من أشعة الشمس كما يظهر في النسيج الحضري لمدينة

. م . ق٢٠٢٠أور :اإلنسان والبيئة•

تختلف محددات الراحة االنسانية حسب الحالة الصحية ونوعية النشاط والجنس وكذلك تختلف على مدار العام

( ويحتاج االنسان لتوافر الظروف المناخية المناسبة وكذلك تحقيق مستوى ) تهوية – رطوبة –حرارة

معقول من الراحة الضوئية والهدوء حتى تتوفر له الراحة لممارسة نشاطاته وعلى المعماري توفير الراحة طبيعيا ومعماريا ثم استكمالها بالوسائل

الميكانيكية والصناعية التى تحقق اكبر قدر من الراحة والكفاءة االقتصادية فى التكاليف االولية والمستمرة

٤

-:ا هنيعرف واطسون الراحة الحرارية بأ•هى حالة عقلية يشعر معها اإلنسان بالرضى عن ظروف البيئة "

" بهالمحيطة تعريفها بطريقة وأولجاى ويفضل بعض الباحثين مثل ماركوس

-: عكسية بمعنى الراحة الحرارية أو التعادل الحرارى هى حالة ال يشعر معها "

اإلنسان بالبرد أو بالحر، أو يشعر بأى مضايقة نتيجة لخلل ". فى البيئة الحرارية

: وتتنوع العناصر المحددة للراحة الحرارية ما بين

٥

: العناصر البیئیة -أ ( حيث مجال الراحة لإلنسان يتراوح مابين درجة الحرارةمثل

فان مجال الراحة ما والرطوبة النسبية درجة مئوية )٢٧-٢٠ يفضل أن تتراوح سرعة وحركة الهواء )%٨٠-٢٠(بين

ث حيث أن سرعة أقل /م٢ث و / م٠،١الهواء داخل المنازل بين من ذلك تتسبب فى الشعور بعدم الراحة، حيث يحاط اإلنسان

أما . باألبخرة المتصاعدة من جسمه ويزيد الشعور بالحرارة، ث فيبدأ الشعر فى التطاير /م٢عندما تزيد سرعة الهواء عن

واألوراق تتطاير من على المكاتب، ويشعر اإلنسان بالضيق . نتيجة لتيارات الهواء

l أما فى المناطق المفتوحة فيمكن االعتماد على حركة الهواء دونمضايقة إذا كانت درجة حرارة الهواء مناسبة، فسرعات تصل

ث تحقق راحة خاصة في حال ارتفاع نسبة الرطوبة / م٤-إلى بينما تكون سرعة حركة الرياح مشكلة فى الظروف الباردة، وفى حالة الرياح شديدة الحرارة، ولكن يصعب تحمل سرعات أكبر من

ا للعوالق حتى لو كانت هتث وذلك نتيجة لقوة الرياح وإثار /م٨والذي يتحدد بعدة واإلشعاع الشمسي ا مناسبةهتدرجة حرار

.عوامل وهي مدة سطوع الشمس والشدة وزاوية السقوط

٦

النشاط مثل :العناصر البشرية -ب•يتغير شعور اإلنسان بالراحة جذريا تبعا لنوع النشاط الذى يمارسه وحالته من

المالبس و حيث السكون أو الحركة، فعند تغطية الجسم بالمالبس تقوم األغطية

بدور العازل الحرارى بين اإلنسان وبيئته، مما يغير تماما من معدل فقد أو اكتساب

واألغذية المتناولة الحرارة من البيئة، فبعض االغذية تزيد السعرات الحرارية

والعمر، والحالة الصحية، داخل الجسم، . والتأقلم

٧

Climateالمناخ هو تكامل عناصر وظروف : climateالمناخ •

الطقس على مدار السنين، من درجات حرارة ورطوبة . وسرعة رياح وأمطار في مناطق محددة

تراكم التغيرات الجوية : weatherالطقس •. على مدى فترة قصيرة من الزمن

ولذلك تحدد حالة الطقس لليوم واألسبوع، بينما يمثل •المناخ نظام يجمع هذه الظواهر الحيوية ويمثل تراكم

. حالة الطقس اليومية على فترة طويلة من الزمن

٨

Climateالمناخ

Climateبعناصر المناخ تتحدد ظروف المناخ في منطقة ما •elementsوهي :

Solar Radiationاإلشعاع الشمسي ١.

Temperatureدرجة الحرارة ٢.

Windالرياح ٣.

Humidityالرطوبة ٤.

٩

: اإلشعاع الشمسي ١.هو العنصر األساسي والمؤثر من عناصر المناخ وتأتي •

أهميته من الشمس التي هي المصدر الرئيسي للطاقة على األرض، فاختالف درجات الحرارة وحركة الرياح والهواء و األمطار وفرق الضغط من منطقة ألخرى هي نتيجة مباشرة لحركة الشمس وما ينتج عنها من إشعاع

.تختلف شدته وكميته من منطقة ألخرىوتختلف شدة اإلشعاع وكميته من مكان إلى آخر، وهذا •

االختالف ناتج عن عاملين يشكالن القوة المحركة للكثير .من الظواهر الطبيعية على سطح األرض

دوران األرض يشكل بيضاوي حول الشمس مرة كل •. يوم تحدث التغيرات الفصلية ٣٦٥

ساعة يحدث ٢٤دوران األرض حول محورها مرة كل •. اختالف الليل والنهار

١٠

من % ٥٠ويصل إلى األرض ثالثة أنواع من اإلشعاعات وتمثل ما نسبته •: األشعة الشمسية

.Direct Solar Radiationاإلشعاع الشمسي المباشر من الشمس •%. ٢٧بنسبة

Diffused Solar. اإلشعاع الشمسي المشتت والمتطاير في الجو •Radiation ١٠ بنسبة .%

Reflected Solarاإلشعاع الشمسي المنعكس من السطوح األخرى •Radiation. ١٣ بنسبة .%

٢٢%

ینعكس% ٤٩

١١

: وتتأثر كمیة وشدة اإلشعاع بمختلف أنواعھ بعدة عوامل •. طبیعة السماء من حیث صفائھا وتلبدھا بالغیوم •الوقت خالل النھار والفصل خالل السنة •. االرتفاع فوق منسوب البحر •. موقع الشمس في السماء وزاویة میل الشمس •

ع ولمعرفة تأثیر وشدة اإلشعاع الشمسي على سطح معین البد من معرفة موق الشمس في السماء في أي وقت خالل النھار وفي أي شھر من أشھر السنة

: وھذا یتم من خالل التعرف على زوایا الشمس وھي كما یلي

١٢

Solar Altitude Angleٍ: زاوية االرتفاع •. هي الزاوية الرأسية بين خط األفق والشمس •

أو هي زاوية عمودية محصورة بين خط اإلشعاع الشمسي وخط أفقي واقع في مستوى

. رأسي مار بالشمس : Solar Azimuth Angleالسمت زاوية •وهي الزاوية األفقية للشمس وتقاس من اتجاه •

إلى المسقط ) مع عقارب الساعة ( الشمال . األفقي لخط اإلشعاع الشمسي

خريطة المسار ويمكن قياس تلك الزوايا على . Solar Path Chartالشمسي

١٣

١٤

Temperatureدرجة الحرارة -٢درجة الحرارة ھي نتیجة مباشرة لإلشعاع الشمسي

بصورة كبیرة، حیث یسخن سطح بھوتتأثر األرض نتیجة لإلشعاع الشمسي الساقط علیھا

مما یؤدي إلى ارتفاع درجة حرارتھا، األمر الذي یسبب ارتفاع درجة حرارة طبقة الھواء المالمس لسطح األرض فإنھا تبدأ برفع درجة

حرارة طبقات الھواء األخرى المالمسة لھا بالحمل الحراري، وتختلف درجة الحرارة مع

:وتتأثر بعدد من العوامل الزمان والمكان ).غائمة أو صافیة (حالة السماء •أعلى درجة حرارة بعد (الوقت خالل النھار •

). الظھر وأقلھا في الصباح الباكر . االرتفاع فوق سطح البحر •طبیعة السطح واختالف مادتھ فدرجة الحرارة •

فوق الیابس تختلف عنھا فوق الماء عنھا فوق . غطاء أخضر

١٥

Wind الریاح-٣أ العامل الثالث والذي یلعب دورًا ھامًا في تحدید مناخ المنطقة، وتنش حركة الریاح نتیجة ما یسببھ اإلشعاع الشمسي من اختالف في درجات الحرارة بین الیابس والماء، وتؤثر الریاح على درجات

. الحرارة و األمطار وكمیة البخر : ویتأثر ذلك كلھ بما یلي ویتحدد نوع الریاح باتجاھھا وسرعتھا وشدتھا

.فروق الضغط الجوي فوق ھذه المنطقة •.دوران األرض حول نفسھا وحول الشمس •. الفروق في درجات الحرارة •. طبوغرافیة األرض وما علیھا والتضاریس المحیطة بالمنطقة •

ا، تسمى الریاح بشكل عام باتجاھاتھا، فنقول ریاح غربیة أو شمالیة وھكذ ى ویكون ھبوب الریاح متغیرًا باستمرار، إال أن أكثر الریاح ھبوبًا عل

وھو )Prevailing Wind( بالریاح السائدة منطقة تسمى . االتجاه األكثر شیوعًا في مكان ما

ویتم تحدید الریاح واتجاھاتھا وسرعتھا من خالل تمثیلھا بما والتي تعطي تفاصیل Wind Roseبوردة الریاح یسمى

. كاملة عن سرعة الریاح واتجاھاتھا المختلفة والریاح السائدة

Wind الریاح-٣N

١٧

١٨

Humidityالرطوبة-٤غير العامل الرابع الهام المؤثر على المناخ، والرطوبة هي بخار الماء ال •

مرئي المعلق في الهواء، وتتكون الرطوبة نتيجة التبخر من سطوح مائية كبيرة مثل البحيرات والبحار والمحيطات، كما تتأثر الرطوبة

. بالحرارة والرياح واإلشعاع الشمسي أيضاً تكون أكبر درجة رطوبة نسبية خالل النهار في الصباح الباكر، وأدناها •

خالل فترة ما بعد الظهر عندما ترتفع درجة الحرارة إلى أقصى مقدار . لها

١٩

المعالجات البيئية لعناصر المناخ المختلفة المعالجات البيئية في المناطق الحارة ١.

:الجافةاستخدام مواد بناء تمتص الحرارة نھارا 1-

. وتفقدھا لیال تقلیل مساحات الواجھات الخارجیة المعرضة 2-

. ةالخارجیللحرارة تقلیل عدد ومساحات الفتحات الخارجیة 3-

.ووضعھا في مناطق عالیة من الجدران استعمال األلوان الفاتحة لدھان األسطح 4-

.والجدران الداخلیة والخارجیة استخدام العناصر النباتیة المختلفة داخل - 5

٢٠

:الرطبةالمعالجات البیئیة في المناطق الحارة . ٢.زيادة المساحات المظللة قدر اإلمكان 1-.فصل المساكن عن بعضها البعض لتحقيق أعلى درجات من التهوية 2-.استخدام المسقط المفتوح قدر اإلمكان 3-ر استخدام األسقف التي تسمح بمرور الهواء من خاللها مع مراعاة أن توف 4-

.هذه األسقف التظليل المناسب رفع المسكن عن األرض للسماح بجريان الهواء حول المبنى من كافة 5-

.الجهات ومنع تأثره بمياه األمطار ن زيادة ارتفاع األسقف بما يساعد على تبريد الهواء وذلك باالستفادة م 6-

ي خاصية ارتفاع الهواء الساخن ألعلى وحركة الهواء البارد ليحل محله ف .مناطق تواجد السكان ومعيشتهم

كالمالقف زيادة التهوية قدر اإلمكان واستخدام عناصر الصطياد الهواء 7- .والشخشيخة

. استخدام مواد بناء ال تخزن الحرارة وال تنفذها كالخشب 8-

٢١

:المعالجات البيئية في المناطق الباردة .٣. تقلیل المساحات المعرضة للھواء الخارجي -1.( compact plans)استخدام المساقط األفقیة المضغوطة -2. استخدام مواد بناء ثقیلة وعازلة للحرارة -3 بمصدات توجیھ األبنیة بعیدا عن الریاح السائدة قدر اإلمكان وحمایتھا -4

.ریاح متنوعة كاألشجار والجدران العالیة واألبنیة

:المعالجات البیئیة في المناطق المعتدلة .٤ وحریة تمتاز المناطق المعتدلة باعتدال المناخ فیھا األمر الذي یعطي مرونة

ا أكبر في تصمیم المساكن بحیث ال تحتاج إلى متطلبات خاصة بھا ولكن ھذ ناطق ال یمنع أن تتأثر أنماط البناء والمعالجات المعماریة المختلفة بالم

تي ورد المناخیة األخرى المجاورة لھا اعتمادا على قربھا أو بعدھا عنھا كال .ذكرھا سابقا

ولعل دراسة أنماط وأسالیب البناء في المباني التقلیدیة والمفردات المعماریة والعناصر المستخدمة یساعد المھندس المعماري على ابتكار

األسالیب والوسائل والمعالجات التي یتمكن من خاللھا توفیر األجواء سة المریحة للسكان ولتحقیق ھذه الفائدة المرجوة من المسكن البد من درا

.األنواع المختلفة للمعالجات البیئیة المتوفرة في المساكن