مهندس معماري إسباني يقترح حلولاً لتبريد المباني دون الحاجة إلى مكيفات الهواء

أخبار ar.wedoany.com، يقترح المهندس المعماري الإسباني خوان باتشيكو (Juan Pacheco) مجموعة من الحلول لتبريد المباني دون الحاجة إلى مكيفات الهواء، تعتمد هذه الأساليب على مبادئ نقل الحرارة، من خلال التصميم الإنشائي للمبنى والإدارة اليومية لتحقيق التبريد الداخلي.

ينتمي باتشيكو إلى مكتب "باتشيكو وشركاؤه للمهندسين المعماريين" (Pacheco y Asociados Arquitectos)، ويتعامل يومياً مع عملاء ذوي ميزانيات محدودة. وهو يرى أنه بعد فهم كيفية تسلل الحرارة عبر الإشعاع والتوصيل والحمل الحراري، يمكن تحقيق برودة حقيقية دون الحاجة إلى مكيفات الهواء. يكمن المفتاح في إحداث فرق في الضغط، مما يسمح بتجديد حجم الهواء بالكامل. يمكن تحقيق هذا الفرق في الضغط من خلال فتح فتحة في الجزء السفلي من الواجهة الشمالية وأخرى في الجزء العلوي من الواجهة الجنوبية، مستفيداً من مبدأ صعود الهواء الساخن، حيث يدخل الهواء من المناطق الأكثر برودة ويخرج من المناطق الأكثر حرارة، مما يخلق تأثير المدخنة.

بالنسبة للمساكن غير المصممة وفقاً للمعايير المناخية الحيوية، يقترح باتشيكو استراتيجية من مرحلتين. في الليل وساعات الصباح الباكر عندما يكون الهواء الخارجي أكثر برودة، يتم فتح جميع النوافذ بالكامل؛ أما خلال النهار، فتغلق الأبواب والنوافذ بإحكام وتُنزل الستائر. بالنسبة لمن يستطيعون، ينصح بتركيب شفاط حراري شمسي، وهو عبارة عن أنبوب يُركب في أعلى نقطة في المبنى ويؤدي إلى السطح، ويعمل دون الحاجة إلى كهرباء. ويلخص الأمر بقوله: "تهوية ليلاً، وإغلاق نهاراً".

يُعد القصور الحراري للمبنى أحد المبادئ الأساسية. الجدران المبنية من الطوب الصلب أو الكتل الخرسانية ترتفع حرارتها ببطء وتبرد ببطء. يتم تبريدها ليلاً من خلال التهوية، بينما تُحمى من أشعة الشمس المباشرة نهاراً. تعمل أرضيات الموزاييك والجدران الحجرية المكشوفة مثل بطاريات باردة. بالنسبة لمن لا يستطيعون إجراء تعديلات هيكلية، يمكن للأثاث الحجري أو الرفوف الخشبية الصلبة أن تؤدي دوراً مماثلاً.

يعتمد الشكل الهندسي للمظلات الذكية أو البروزات على زاوية سقوط الشمس، والتي تختلف باختلاف خط العرض والفصل. على سبيل المثال، في مدينة مدريد (على خط عرض 40° شمالاً)، تبلغ زاوية ارتفاع الشمس في منتصف النهار في الصيف حوالي 73 درجة، ويمكن لبروز بطول 50 سم أن ينتج ظلاً عمودياً يزيد عن 150 سم، مما يغطي النافذة أو الجدار بالكامل تقريباً. في الشتاء، تبلغ زاوية ارتفاع الشمس 27 درجة فقط، مما يسمح لنفس البروز بمرور الضوء أفقياً عبر النافذة وصولاً إلى عمق الغرفة. بمجرد تجنب الإشعاع المباشر، يمكن للمظلة أن تخفض درجة حرارة الغرفة بمقدار 13 إلى 15 درجة مئوية، وتدفئتها في الشتاء.

يُعد التوجيه والتخطيط الداخلي أمرين حاسمين للتبريد. في نصف الكرة الشمالي، التوجيه المثالي هو: الواجهة الجنوبية لمناطق النشاط النهاري (مع الحماية من الشمس)، والواجهة الشمالية لمناطق الراحة الليلية (ثبات حراري جيد)، والواجهة الشرقية للمطبخ أو غرفة الطعام (ضوء شمس صباحي معتدل)، والواجهة الغربية للحمامات أو غرف التخزين (أشد أشعة الشمس في الصيف). إذا كانت الواجهة الرئيسية مواجهة للغرب ولا يمكن تغيير التوجيه، فيمكن تعديل التخطيط الداخلي واستخدام المساحات. بالنسبة للمناخات الحارة (مثل جنوب وجنوب شرق إسبانيا)، تكون الواجهة الشمالية الأكثر برودة في الصيف ولكنها الأبرد والأظلم في الشتاء، بينما توفر الواجهة الجنوبية المزودة بمظلات أفضل توازن سنوي، أما الواجهة الغربية فهي الأكثر إشكالية وتتطلب استخدام حواجز شمسية عمودية مثل الشبكات أو النباتات أو الرفوف المستقلة.

تتضمن استراتيجيتان للتبريد في الصيف دون الحاجة إلى مكيفات الهواء: الأولى، استخدام المناطق العازلة. يمكن أن تصل درجة حرارة غرفة المعيشة المواجهة للغرب على واجهة غير محمية إلى 40-42 درجة مئوية، لكن زمن التأخير الحراري لجدار من الطوب الصلب بسمك 30 سم يتراوح بين 6-8 ساعات، وتحدث ذروة الحرارة الداخلية عند الغسق. الحل هو الانتقال إلى غرف مواجهة للشمال أو الشرق بين الساعة 14:00 و19:00، حيث تعمل هذه المناطق كملاجئ مناخية. الثانية، تشكيل حاجز إشعاعي من خلال المواد والعزل. وضع رف كتب خشبي طويل وضخم ملاصقاً للجدار الغربي، ونظراً لأن معامل التوصيل الحراري للخشب (حوالي 0.13 واط/م·ك) أقل من الطوب (حوالي 0.8 واط/م·ك)، يمكن للرف أن يقطع انتقال الحمل الحراري والإشعاع الثانوي، مما يقلل انتقال الحرارة بنسبة 30-40% دون الحاجة للمس الجدار.

هناك ثلاثة حلول لتحسين غلاف المبنى دون الحاجة إلى أعمال إنشائية كبيرة. استخدام دهانات عاكسة من الأكريليك الأبيض أو السيليكات على السطح أو الشرفة يمكن أن يخفض درجة حرارة البلاطة بما يصل إلى 20 درجة مئوية، ويمكن الشعور بفارق 5-6 درجات مئوية في سقف الغرفة أسفله. يمكن لشرائط السدادة ومعالجة سد الفجوات التي لا تكلف أكثر من 20 يورو أن تسد الشقوق التي يدخل منها الهواء الساخن نهاراً ويتسرب الهواء البارد ليلاً. زراعة الكروم أو الوستارية (في أصص كبيرة مع دعائم) في برجولات الشرفات يمكن أن تشكل مناخاً محلياً أكثر برودة يصل إلى 8 درجات مئوية من خلال عملية النتح.

يؤكد باتشيكو أن الحفاظ على برودة المنزل دون مكيفات الهواء ليس معجزة، بل يتطلب حقاً فهم تدفقات الحرارة الثلاثة: الإشعاع، والتوصيل، والحمل الحراري، وتطبيق حلول منخفضة التكلفة: التظليل، والتهوية المتقاطعة، والقصور الحراري الليلي، والمناطق العازلة، والحواجز الإشعاعية مع طبقات الهواء. التوجيه ليس قدراً، بل هو إطار، والقوة الحقيقية للراحة السلبية تكمن في الإدارة اليومية للظل والهواء والكتلة الحرارية.

تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com