Sustainable design optimization tool for prototypical buildings in hot arid climate using analytical hierarchy process

Abstract AR

اكتسب قياس معدلات أداء المنشآت باستخدام نمذجة معلومات البناء زخما كبيرا في كل من التصميم المعماري المستدام ومحاكاة البناء، وبالرغم من ذلك، قلما نشر من أبحاث تتناول معدلات مجمعة لقياس أداء المنشآت، ولاسيما فيما يتعلق بالتصميمات النمطية في المناطق ذات المناخ الصحراوي الجاف، ومن هذا المنطلق، يقدم هذا البحث أداة مبتكرة لدعم اتخاذ القرار، والوصول لأفضل المعدلات أثناء مرحلة التصميم المبدئي، حيث تتماشى تلك الأداة المقترحة مع نظم نمذجة معلومات البناء، كما تعتمد تلك الأطروحة على تحليلا لحالات الممكنة للمتغيرين: زاوية توجيه المنشأ ونسبة النوافذ إلى الحوائط، بهدف التوصل إلى أفضل قيمة للدرجة الكلية للاستدامة، والتي تمثل قيمة موحدة لكافة مؤشرات الأداء المختارة من قبل المستخدم.

وبغرض عرض تلك الأطروحة، تم الاعتماد على هذه المجموعة من مؤشرات أداء الإضاءة الطبيعية والراحة الحرارية: (1) المساحة المضاءة طبيعيا، (2) متوسط معامل الإضاءة الطبيعية، (3) استقلالية الإضاءة الطبيعية، (4) مؤشر الإضاءة الطبيعية، (5) ساعات درجة الحرارة السنوية غير المستوفاة، (6) ساعات الرطوبة النسبية غير المستوفاة.

يتم إذا القيام بالمحاكاة المعتمدة على نمذجة معلومات البناء لكل من السيناريوهات الممكنة لزاوية توجيه المبنى مع نسبة النوافذ إلى الحوائط، ويتم تحويل مخرجات تلك الخطوة، وهي القياسات المنفصلة، إلى نسب مئوية، يتم تحويلها بدروها إلى درجات قياسية استنادا إلى مقياس تم تحديده بواسطة ورشة عمل ضمت مجموعة من الخبراء، وهكذا فإنه باستخدام طريقة التحليل الهرمي يتم التوصل إلى الأوزان النسبية لمعدلات الأداء المختارة، وذلك بتطبيق مصفوفة المقارنة الثنائية على تلك المعدلات، وبناء على ذلك يتم تقدير القيم الخاصة بالدرجة الكلية للاستدامة، والتي تعتمد بالأساس على الدرجات القياسية والأوزان النسبية لمعدلات الأداء، كما يتم التحقق من منظومة التحليل الهرمي رياضيا باستخدام مؤشرات الاتساق، وبالإضافة إلى ذلك، فبعد إتمام عملية التدقيق لكل سيناريو مقترح-من حيث زاوية التوجيه ونسبة النوافذ إلى الحوائط-في ضوء طبيعة الموقع وأكواد البناء المحلية وغيرها من خصائص المشروع، وقد تم تناول ثلاثة مشروعات ذات تصميمات نمطية، تشمل مبنى تعليميا ومنشأة للدفاع المدني ودارا للعبادة، كأمثلة لتطبيق الأداة المقترحة، تقع كلها في المنطقة المناخية الصحراوية الحارة بدولة قطر، مع عرض النتائج التي تم التوصل إليها، وقد تم التحقق من المنظومة الخاصة بدرجة الاستدامة الكلية بواسطة استقصاء موجه إلى نخبة من المعماريين المتخصصين في مجال الاستدامة ونمذجة معلومات البناء، وتم التوصل بالأخير إلى أن المنشآت ذات المساحات الكبيرة عكست دقة أكثر في عملية محاكاة مؤشرات الاستدامة، وأظهرت قدرا أكبر من التأثر بالتغيير في القيم المدخلة من زاوية توجيه المنشأ أو نسبة النوافذ إلى الحوائط، مقارنة بالمنشآت الأصغر مساحة التي لم تتأثر نتائجها بنفس عند تغيير قيم المتغيرات.