البرامج المتوافرة عالمياً للتصميم المناخى

البرامج المتوافرة عالمياً للتصميم المناخى

٢- البرامج الجزئية

Flovent فلوفنت ١

واحد من برامج الجيل الأحدث من برامج التمثيل الرقمى، وهو يركز Flovent برنامج فلوفنت

بشكل أساسى على تمثيل حركة الهواء، سواءًا بين الكتل العمرانية أو داخل المبانى.

(٤- شكل ( ٥

یمكن لفلو فنت التنبؤ بحرآة الهواء

عبر الفتحات بدقة، بل وحتى نموذج

معقد للحرآة مثل دخول الهواء

وخروجه من نافذة وحيدة بالغرفة،

وتمثيل هذه الحرآة رقميا، وعرض

نتائج التمثيل فى شكل مصور

المطورون:-

البريطانية، والتى بدأت العمل فى مجال تمثيل حركة الهواء عام Flomerics ( شركة (فلوميريكس

فى عام ١٩٩٩ فهو برنامج حديث. Flovent ١٩٨٨ ، وقد ظهرت آخر نسخة منه 2

مميزاته:-

١- يستطيع التنبؤ بسرعة واتجاه حركة الهواء بدقة داخل المبنى أو فى الموقع العمرانى والتعبير عن هذه

الحركة فى صورة رقمية كمية، وفى صورة بصرية عبارة عن رسوم ثابتة أو متحركة لنمط حركة الهواء

ودرجة حرارته.

٢- يستطيع التنبؤ بدرجة حرارة الهواء بسبب التبادل الحرارى بينه وبين أسطح المبانى وفراغاﺗﻬا، ويقوم

بحساب الحرارة المنتقلة بالتوصيل والحمل والإشعاع بين المبنى والهواء، بل بين أجزاء المبنى وبعضها.

٣- يتمتع بواجهة استخدام مصورة، بشبه برامج الكاد المعروفة، فيمكن تمثيل المبنى وعناصره بالرسم،

وهو يعمل بشكل تفاعلى وليس بالتشغيل على دفعات مثل برامج الجيل الأقدم.

التنبؤ بالحركة الداخلية للهواء الناتجة عن الحمل الطبيعى الناشئ عن التغير فى كثافة الهواء. i ٤- يمكن

٥- نتائجه موثقة، حيث أجريت عدة أبحاث أكاديمية وعملية للتحقق من دقة نتائجه.

1 http://www.flovent.com/

الفصل الخامس البرامج المتوافرة عالمياً للتصميم المناخى

129

٦- لا يعتمد إطلاقًا على معدات التكييف أو حساب الطاقة المستهلكة لها، وإنما يتنبأ بالظروف المناخية

وهى Predected mean vote فى الفراغات الداخلية والخارجية، بل ويقيمها باستخدام طريقة

. SET طريقة لتقييم الراحة الحرارية تتعامل مع عدد من المتغيرات المناخية، وإن كانت أقل شمو ً لا من

وباختصار، إمكانيات هذا البرنامج كبيرة جدًا، فهو يتنبأ بكل المتغيرات المناخية المؤثرة فى الشعور

بالراحة الحرارية سواءًا فى الفراغات الداخلية أو الخارجية، وذلك بشكل دقيق ومعبر عنه بطريقة كمية

وبصرية جيدة، ولا يعتمد على المتغيرات غير ذات الجدوى فى التصميم فى الظروف المحلية مثل استهلاك

معدات التكييف من الطاقة أو الأحمال عليها، فهو البرنامج الأمثل - من وجهة النظر العلمية البحتة-

للظروف المحلية.

(٥- شكل ( ٥

يمكن لفلو فنت التنبؤ بحركة الهواء فى

الموقع العمرانى بدقة وتمثيل هذه الحركة

رقميا، وعرض نتائج التمثيل فى شكل

صور أو رسوم متحركة

متطلبات تشغيله :-

البرنامج يحتاج إلى أجهزة ذات قدرة حسابية عالية، وهو شئ متوقع فى أى برنامج ديناميكًا الموائع رقمية

وهو يعمل على محطات العمل الشخصية التى تعمل بنظام Computional Fluid Dynamics

أو على حاسبات شخصية متقدمة تستخدم نظام تشغيل ، Unix Work Station تشغيل يونكس

. WindowsNT

وعند تشغيله على حاسبات شخصية يحتاج إلى ذاكرة كبيرة ( ٢٥٦ ميجابايت)، ويفضل أن يكون

٤ معالجات). - للجهاز أكثر من معالج رقمى ( ٢

مما يجعل من ، Solaris or NT ونظم التشغيل التى يعمل عليها ذات واجهات مصورة بطبيعتها مثل

أو على الحاسبات العملاقة بواجهات استخدام Dos استخدامه سه ً لا مقارنًة بالبرامج التى تعمل من

نصية.

والبرنامج مبنى على تقنيات حديثة فى البرمجة، فقد بدأ العمل به فى ﻧﻬاية الثمانينات مما جعله يبدأ على

التى DOE, BLAST بعكس برامج ) Object Oriented Programing أساس متطور

بدأت فى السبعينات)، ويعتمد على تقنيات الرسم المتطورة التى توفرها نظم التشغيل الحديثة مثل

للتمثيل ثلاثى الأبعاد، مما يجعل للبرنامج فرصة تطور جيدة على المدى الطويل. Open GL

========================================

Radiance راديانس ١

(٦- شكل ( ٥

يمكن لراديانس استنتاج خواص

الاضاءة داخل الفراغات والتعبير

عنها بصور ذات جودة تشبه

الصور الفوتوغرافية (ثابتة أو

متحركة) للفراغات وتأثيرات

الضوء فيها

برنامج متقدم لتمثيل الإضاءة وتقييم مستواها فى الفراغات الداخلية والخارجية، يقوم بحساب ورسم

درجات الإضاءة وألواﻧﻬا اعتمادًا على الإضاءة الطبيعية أو الصناعية، والإنعكاس من كل العناصر الداخية

كالحوائط أو الأثاث كل تبعًا لإنعكاسيته ولونه، يستخدمه المعماريون ومهندسو الإضاءة، لتقييم

مستويات الإضاءة وشكل الفراغات المضاءة، وبشكل ضيق كوسيلة لعرض القيمة البصرية للفراغات

ويستخدم فى المستوى البحثى لتقييم وتطوير طرق (Rendering) الداخلية، وكوسيلة للإظهار

ومعدات الإضاءة الطبيعية أو الصناعية وكذلك الأبحاث فى مجالة توفير إضاءة مريحة وظروف بصرية

جيدة.

والبرنامج وإن كان ليس من أدوات التصميم المناخى بشكل مباشر، إلا أنه يستخدم كوسيلة مساعدة

لتقييم النوافذ وتأثيرها على الإضاءة الطبيعية، بحيث يمكن من خلال استخدامه مع برامج التصميم المناخى

الوصول لقرار عن الحل الذى له أكبر مميزات فى مجال الإضاءة والتأثير الحرارى المناسب.

مميزاته:-

١- الدقة فى حساب متغيرات الإضاءة وتحديده لشدة الإستضاءة ولوﻧﻬا.

٢- إخراج صور عالية الجودة بصريًا بالإضافة لدقة تعبيرها عن الإضاءة.

٣- نتائجه موثقة ويتوافر نص البرنامج نفسه لمن يريد التطوير فيه أو لتصميم برامج أخرى مثله.

٤- يمكن تحديد أى خواص الأسطح وأشكالها ومعدات الإضاءة بحرية كبيرة.

٥- البرنامج مجانى وليس له أى مقابل للاستخدام.

عيوبه :-

١- عدم وجود واجهة مصورة للتعامل مع المستخدم، يتم استخدامه بملفات إدخال.

٢- عدم وجود دليل استخدام جيد أو شامل، أو أمثلة للتعلم.

٣- صعوبة التعلم، يحتاج لدورة تدريبية ٤ أيام على الأقل.

٤- يحتاج لخبرة كبيرة فى استخدام الحاسب الآلى لإفتقاره إلى واجهات تعامل مصورة.

1 http://www.eren.doe.gov/buildings/tools_directory/software/radiance.htm

========================================

1 :- COMIS آوميس

برنامج جزئى لدراسة سريان الهواء داخل المبانى، عبر الفراغات المتعددة، يقوم بحساب السريان الحر

والمتسرب خلال النوافذ، كما يمكنه متابعة نفاذ الهواء وانتقال الملوثات، وكذلك إدماج تأثير معدات

التكييف.

. وقد تم تطويره فى معامل لورنس بيركلى إبتداء من عام ١٩٨٧

والبرنامج منفذ بلغة الفورتران، ولكن له واجهة استخدام مصورة عبارة عن برنامج مستقل اسمه

يسهل استعماله من خلال نظام تشغيل النوافذ ٩٥ ، حيث يقوم هذا البرنامج بتحرير ملف IIsiBat

إدخال المعلومات الخاص به.

المميزات:

يتميز البرنامج بالدقة العالية فى التنبؤ بحركة الهواء داخل المبانى، سواء فى مسار واحد أو عدة مسارات

متشعبة، وقد تم التحقق من أدائه بواسطة الوكالة الدولية للحفاظ على الطاقة فى المبانى.

التنبؤ بنقاء الهواء وحركة الملوثات

وتحاول العديد من البرامج الشاملة والتجميعية الاستفادة من امكانياته لاكمال النقص فيها

العيوب:

وليس برنامجًا تفاعليًا، مثله مثل معظم البرامج المطورة (Batch) ١- يعمل بطريقة التشغيل دفعة واحدة

فى معامل لورنس بيركلى.

الفراغات تمثل ،(Links) بينها وصلات (Nodes) ٢- ثم يقوم بتمثيل المبنى كمجموعة من العقد

بعقدة والفتحات تمثل بوصلة، دون أن يكون له أى تمثيل بصرى على الإطلاق، وبالتالى ليس لديه طريقة

توصيف التكوين الهندسى للمبنى، وإنما علاقات رقمية فقط.

٣- لا يستطيع التنبؤ بحركة الرياح الخارجية،لذلك ليس له فائدة فى التصميم المناخى على المستوى

العمرانى.

والبرنامج مجانى يمكن الحصول عليه من موقع معامل لورانس بيركلى على الإنترنت.

1 http://www.eren.doe.gov/buildings/tools_directory/software/comis.htm

====================================

٣- البرامج التجميعية

Building Design Advisor BDA -: مستشار تصميم المبانى ١

برنامج مستشار تصميم المبانى هو خطوة من سلسلة تطور برامج التصميم المناخى،بل يمكن اعتباره أول

برنامج للتصميم المناخى بمساعدة الحاسب، وليس برنامج تمثيل رقمى للسلوك المناخى.

فبرنامج مستشار التصميم يحاول تقديم المساعدة للمصمم فى اتخاذ القرارات المتعلقة بتوفير استهلاك

الطاقة فى مبناه، مركزًا على استهلاك الطاقة فى التحكم المناخى والإضاءة وتنقية الهواء الداخلى.

ومستشار التصميم هو برنامج تجميعى، يعتمد على الاستفادة من امكانيات عدة برامج أخرى، ويضيف

امكانياﺗﻬا إلى إمكانياته وقدراته الخاصة.

من عنصرين أساسيين: BDA يتكون البرنامج

أ- برنامج بناء النموذج التمثيلى:

، CAD ويقوم المصمم ببناء النموذج بطريقة بصرية مباشرة باستخدام برنامج للرسم يشبه برامج

بحيث يرسم الفراغات ويحدد خواصها، وخواص الحوائط وغيرها بشكل متسلسل ومن خلال واجهة

فالبرنامج يعمل تحت نظام تشغيل النوافذ، أو يقوم بفتح الملفات التى تم رسمها GUI ، استخدام مصورة

أو غيره ويضيف المستخدم إليها المعلومات الناقصة. OutoCAD باستخدام

ب- شاشة اتخاذ القرار:

وهى برنامج لعرض نتائج التمثيل الرقمى للبديل محل الدراسة أو لعدة بدائل تصميمية، ويقوم بعرض هذه

النتائج فى صورة جداول ومنحنيات ثلاثية الأبعاد تسهل للمصمم المقارنة واتخاذ القرار، وهى خطوة

تعتبر جديدة على برامج التصميم المناخى.

1 http://www.eren.doe.gov/buildings/tools_directory/software/bda.html

الفصل الخامس البرامج المتوافرة عالمياً للتصميم المناخى

137

كما يضم البرنامج قاعدة معلومات للمشروعات التى تم تصميمها باستخدامه بحيث تعطى أمثلة جاهزة

يمكن الاستفادة منها، كما تسمح قاعدة المعلومات هذه بتخزين معلومات عن هذه المبانى فى الواقع إذا

كانت مبانى منفذة (بعد أو قبل عملية التمثيل).

يحاول مصمموا البرنامج أن يكون أكثر من مجرد وسيلة تمثيل، وأن يقدم المساعدة أكثر للمصمم.

كيف إذن تتم عملية التمثيل ؟؟

بالتمثيل الرقمى لسلوك المبنى على الإطلاق !! بل يوكل هذه المهمة إلى مجموعة أخرى BDA لا يقوم

٢-Doe من برامج التمثيل المتخصصة، فالسلوك الحرارى للمبنى ودور معدات التكييف يقوم به برنامج

وتمثيل حركة الهواء وملوثاته ، adianceR الشهير، أما تمثيل الإضاءة الطبيعية والصناعية فيوكل إلى

. Icomis يوكل إلى

ويقوم البرنامج بترجمة ملف نموذج المبنى الذى قام ببناءه إلى ملفات إدخال المعلومات الخاصة بكل من

هذه البرامج، وتشغيلها، ثم فتح ملفات الإخراج لها مرجعه نتائجها ثم عرضها فى شاشة اتخاذ القرار.

مبنى على فلسفة مدروسة، BDA وهذه الفكرة هى الاتجاه العام للتفكير فى عالم البرمجة اليوم، فبرنامج

بدأ العمل ﺑﻬا عام ١٩٨٦ لدراسة ما يمكن أن يقدمه برنامج من مساعدة للمصمم، وتم استعراض عدد

كبير من التقنيات المقترحة واستبعدت التقنيات التى بدت خيالية (الأفكار التى تعتمد على ذكاء الآلة)

وفى عام ١٩٩٤ كانت الصورة قد اتضحت، وتم تبنى فكرة النسبة التجميعية للبرنامج، وتنفيذها

الفصل الخامس البرامج المتوافرة عالمياً للتصميم المناخى

138

الذى يتماشى مع Object Oriented Programming باستخدام أسلوب البرمجة بالعناصر

هذا الاتجاه.

والفلسفة الرئيسية لفكرة التجميع هى الاستفادة من جهود عدد كبير من الباحثين فى تطوير برامج

التمثيل الرقمى والتصميم المناخى فى برنامج يجمع نتائج علمهم، بد ً لا من محاولة تطوير برنامج ضخم

يضم كل المميزات الممكنة (وهى مهمة شديدة الصعوبة والتكلفة) أو إرهاق المصمم بالتنقل بين عشرات

البرامج التى يقوم كل منها بأداء جزء صغير من المهمة.

,ecnaidaR ,٢-Doe بالفعل نجح فى الاستفادة من كل مميزات التمثيل فى BDA وبرنامج

بينما تخلص من عدد كبير من مشاكل تشغيلهم، وهى بشكل أساسى غياب واجهة ، Icomis

الاستخدام، حيث يقدم واجهة استخدام سهلة وتعمل بطريقة متوافقة بشكل كبير مع أسلوب المصمم

المعمارى، ويقد النتائج فى صورة مقارنات فى جداول ومنحنيات سهلة الإدراك بد ً لا من ملفات الإخراج

الصماء التى تخرجها هذه البرامج.

ولكن هل مستشار التصميم هو ﻧﻬاية المطاف فى تطوير برامج التصميم المناخى بمساعدة الحاسب؟

هو الخطوة الأولى فى هذا الطريق وليس الأخيرة، فهو أول برنامج يحاول الخروج من BDA فى الحقيقة

الصندوق المغلق للتمثيل الرقمى ليبدأ فى تقديم المساعدة للمصمم المناخى، ولكن هناك الكثير من

الخطوات التى يمكن أن تتلوه، والتى قد لا يستطيع بنيته الحالية تحقيقها بسهولة، فلا يزال يعيبه:

العيوب:

١- عدم التفاعل المتزامن مع المستخدم أو بين المكونات:

فهو مرتبط بأسلوب تشغيل برامج التمثيل التى يستخدمها، والتى تأخذ كل مدخلاﺗﻬا فى بداية التشغيل،

وتعمل فى صمت فترة من الوقت، ثم ترد بالمخرجات دون أن تساعد المصمم على متابعة سلوك المبنى أو

Icomis ديناميكيته، وهو ما يعنى عدم القدرة على التكامل بين أدائها، فلن يمكن الإستفادة من تحديد

٢ إدخال هذا المتغير فى حساباته، بل يعلم كل منهم كأن -Doe بسرعة حركة الهواء فى فراغ ليمكن

الآخر ليس له وجود، ويتم تجميع النتائج فى النهاية فقط.

الفصل الخامس البرامج المتوافرة عالمياً للتصميم المناخى

==================
اعدها لكم  mahmoud elbokhmy من كتاب التصميم المناخي للمباني
arch5d@hotmail.com