برجولا ألمنيوم بيوكلايماتيك من EncoArt للتحكم بمناخ الخارج

يستمد مفهوم البرجولا المناخية الحيوية اسمه من نهج التصميم المناخي الحيوي في الهندسة المعمارية. تعتمد الفكرة الأساسية وراء هذا النهج على توفير الراحة من خلال هندسة المبنى نفسها، وليس من خلال الأجهزة الميكانيكية. ويخلق النظام مناخاً محلياً متحكماً فيه في المساحة السفلية عن طريق إدارة ضوء الشمس والظل وتدفق الهواء.

ماذا تعني البرجولات المناخية الحيوية والتصميم المناخي الحيوي؟

التصميم البيئي المناخي هو عملية تنظيم المساحات وفقًا للبيانات المناخية. وتُعدّ زوايا الشمس صيفًا وشتاءً، واتجاه الرياح السائدة، وأنماط هطول الأمطار، ومستويات الرطوبة، جميعها مدخلات أساسية في هذا التصميم. والهدف هو توفير الراحة دون استهلاك الطاقة. وتُعدّ الأغطية الخارجية التطبيق العملي الأبرز لهذا النهج، إذ إنّ أي تغيير طفيف في زاوية الشمس يؤثر بشكل كبير على درجة الحرارة تحتها.

المعادلة الفيزيائية لزاوية صفيحة البرجولات المناخية الحيوية

عندما تكون الشرائح مغلقة تمامًا، يصبح السقف سطحًا مقاومًا للماء ومظللًا. ومع ذلك، لا يستطيع الهواء الساخن المتراكم تحته الخروج. وعندما تكون الشرائح مفتوحة جزئيًا... تأثير المدخنة تبدأ هذه العملية: يرتفع الهواء الساخن، ويتسرب عبر فتحات الزعانف، ويحل محله هواء بارد يُسحب من الجوانب. هذه الدورة الطبيعية تخفض درجة الحرارة المحسوسة ببضع درجات.

تُحدد زاوية التظليل بناءً على ارتفاع الشمس. ففي منتصف النهار، تكون الشمس عمودية تمامًا، لذا فإن زاوية صغيرة توفر ظلًا كاملًا مع الحفاظ على التهوية. أما في الصباح والمساء، فيأتي الضوء بزاوية منخفضة، لذا يلزم إغلاق الشرائح بشكل أكبر.

أهمية التوجيه

ينبغي تخطيط محور شرائح النظام وفقًا للواجهة التي يواجهها. ففي الواجهة الجنوبية، يوفر امتداد الشرائح على طول المحور الشرقي الغربي ظلًا أكثر توازنًا طوال اليوم. أما في الواجهة الغربية، فنظرًا لانخفاض زاوية سقوط الشمس عند الغروب، لا يكفي السقف وحده، بل يلزم توفير تظليل جانبي. وفي الواجهة الشمالية، تكون مشكلة الشمس ضئيلة، وهنا تُعطى الأولوية للحماية من المطر والرياح.

دور المادة

الألومنيوم مادة موصلة للحرارة بسرعة، لذا يؤثر لون سطح الزعانف بشكل مباشر على الراحة. تعكس الألوان الفاتحة الإشعاع الشمسي وتحافظ على انخفاض درجة حرارة السطح. ورغم تفضيل الألوان الداكنة لأسباب جمالية، إلا أنها تسخن بشكل ملحوظ خلال فترات ما بعد الظهيرة في فصل الصيف. في بعض التطبيقات، تُستخدم زعانف داخلية محشوة بالرغوة لتقليل انتقال الحرارة.

حدود التهوية الطبيعية

يُعدّ النهج البيئي أداةً فعّالة، لكنه ليس حلاً سحرياً. ففي المناخات ذات الرطوبة العالية جداً، قد لا توفر حركة الهواء وحدها الراحة الكافية. وبالمثل، يكون تأثير المدخنة ضعيفاً في الأفنية المغلقة تماماً التي لا يوجد بها تدفق للهواء. في هذه الحالات، يُدعَم النظام بمراوح تدوير الهواء أو حلول الترطيب.

الاستخدام الشتوي

خلال الأشهر الباردة، ينعكس المنطق. تُغلق الفتحات تمامًا لتوفير سطح محمي من المطر والثلج، وتُغطى الألواح الجانبية بالزجاج أو الستائر لتقليل فقدان الحرارة. في أيام الشتاء المشمسة، يسمح فتح الفتحات جزئيًا بدخول ضوء الشمس من زاوية منخفضة، مما يوفر تدفئة طبيعية. هذه إحدى أبرز فوائد التصميم البيئي.

الطاقة والاستدامة

يُغني النظام المصمم بشكل صحيح إلى حد كبير عن الحاجة إلى التبريد الميكانيكي في الهواء الطلق. بالنسبة للشركات، يعني هذا تقليل عدد المراوح وأجهزة التبريد المستخدمة في الهواء الطلق. كما أن كون الألومنيوم مادة قابلة لإعادة التدوير يُعدّ إضافة إيجابية لدورة حياته.

الفرق عن التظليل الكلاسيكي

تُصمَّم الشرفة أو المظلة الثابتة لحالة واحدة وتؤدي وظيفتها على نفس المنوال طوال اليوم. أما السقف المتحرك ذو الشرائح، فيتكيف مع الظروف المتغيرة. هذه المرونة تُتيح استخدام المساحة نفسها لفترة أطول بكثير. ويبرز هذا الفرق بشكلٍ خاص خلال فصلي الربيع والخريف، عندما تتغير الأحوال الجوية على مدار اليوم.

أخطاء شائعة في تصميم برجولا Bioclimatic

يُعدّ تجاهل اعتبار النظام مجرد هيكل تظليل أكثر الأخطاء شيوعًا في النهج البيئي المناخي. ففي التركيبات التي لا يُراعى فيها اتجاه النظام، وبغض النظر عن زاوية الشرائح، تدخل أشعة الشمس المسائية إلى الغرفة، مما يُسبب استياءً للمستخدم. ويتمثل الحل في هذه الحالة في إضافة تظليل جانبي لاحقًا، الأمر الذي يزيد التكاليف.

الخطأ الشائع الثاني هو تحديد ارتفاع السقف منخفضًا جدًا. يبدو السقف المنخفض حميميًا من الناحية البصرية، ولكنه يقلل من حجم الهواء الدافئ، ويضعف تأثير المدخنة، ويخلق بيئة خانقة في الأسفل في فترات ما بعد الظهيرة الصيفية.

الخطأ الثالث هو تجاهل العوامل البيئية. ففي منطقة ذات جدار عالٍ، يكون تدفق الهواء أحادي الاتجاه، ولا يمكن تحقيق دوران الهواء. في مثل هذه الحالات، يجب ترك أحد جانبي النظام مفتوحًا، أو توفير مدخل هواء على مستوى منخفض.

خطوات تصميم المشروع

تبدأ العملية بتحديد اتجاه المنطقة وتأثير الظلال من الهياكل المحيطة. ثم يتم تحديد الفتحة وارتفاع التركيب ومحور الشرائح. وتوضح الخطوة الأخيرة الحاجة إلى أغطية جانبية وملحقات. يمكنك مراجعة صفحات النظام ذات الصلة لمزيد من المعلومات. أنظمة الأسقف القابلة للطي المصنوعة من الألومنيوم من Bioclimatic, أنظمة مظلات العريشة الأوتوماتيكية, أنظمة زجاج واقية من الرياح. لمشاركة قياساتك وتلقي اقتراحات التعديل: تواصل.

تقييم موجز

يكمن جوهر تصميم البرجولات البيئية في توفير الراحة من خلال الهندسة، لا من خلال الأجهزة الميكانيكية. فعند اختيار الاتجاه ومحور الشرائح وارتفاع التركيب بشكل صحيح، تبقى المساحة أسفل البرجولات البيئية باردة في الصيف ومحمية في الشتاء.