إعادة تصميم أنظمة الإنارة للمجمع التعليمي

هذا المشروع عبارة عن إعادة تصميم أنظمة الإضاءة في المبنى ذات تقنية الـ Solar Tubes و تقنية LED

نبذة عن المشروع ماهي تقنية الـ Solar-Tubes ؟ نبذة عن الأعمال التي أجريت في هذا المشروع مخططات المشروع تحليل بيانات المشروع (Site-2 كمثال) تنفيذ أعمال التصميم (Site-2 كمثال) استنتاج نهائي صور من الموقع نبذة عن المشروع

يتكون هذا المشروع من مباني تعليمية متجاورة تقع في مدينة الجبيل الصناعية و هي كالتالي :
الموقع الأول (Site-1): مدرسة ابتدائية بمساحة = 13000 m2
الموقع الثاني (Site-2): مدرسة ابتدائية بمساحة = 19000 m2

ماهي تقنية الـ Solar-Tubes ؟

اداة معينة يتم تركيبها في المبنى لإعادة توجيه ضوء الشمس من السطح الى الداخل. شاهد شكل (2), شكل (3) و شكل (4)

: شكل (2)

: شكل (3)

: شكل (4)

لماذا نستخدم الـ Solar-Tubes ؟

الاستفادة من ضوء الشمس اثناء النهار.
توفير الطاقة والاستغناء عن الاضاءة الكهربائية فترة النهار كليًا او جزئيًا.
في بعض الاماكن مثل القبو او المستودعات التي لا يوجد بها نوافذ للاضاءة الطبيعية.

نبذة عن الأعمال التي أجريت في هذا المشروع

يرى مهندسو التشغيل و الصيانة لدى مالك المشروع ان وجود الـ Solar-Tube غير مجدي من ناحية تشغيلية ، فهو يسبب تسرب للمياه و دخول للاتربة ، و لا تتوافق مع انظمة المبنى ، كذلك يعتقدون ان التقنية واعدة و تتطلب المزيد من تجارب الأداء. في هذه الحالة يرى صاحب المشروع ان رأي مهندسو التشغيل و الصيانة اقل مخاطرة له و يختار تنفيذه . الإشكال هنا ان اجراء التعديلات بعد انتهاء التصميم واثناء مرحلة التنفيذ ليس بالأمر البسيط لعدة اسباب منها :

الحاجة لإعادة التنسيق مع الانظمة الاخرى في المبنى مثل الميكانيكية ، و الانشائية و المعمارية
امكانية التغيير محدودة جدًا نظرًا لاكتمال التصميم مما قد يؤثر على جودة النتيجة بعد الاستبدال
تكلفة اضافية : ساعات عمل + عناصر اكثر ستضاف لجدول الكميات (Bill of Quantities)
تأخير محتمل في زمن تنفيذ المشروع نظرًا لإعادة التصميم ثم اصدار مخططات جديدة .

ما الذي يحدد الحاجة لاستبدال كامل الـ Solar-tube بمصابيح ، او استبدال جزء منها و الغاء الباقي ؟

سيتم اعادة حسابات الاضاءة عن طريق برنامج DIALux و المختص بتصميم الإضاءة و اختبار جميع السيناريوهات اما استبدال كامل او استبدال جزء والغاء الباقي ، ثم المفاضلة بينهم بناء على نقاط سيتم ذكرها لاحقًا.

مخططات المشروع

الموقع الأول (Site-1) :
مبنى تعليمي حديث – مدرسة ابتدائية – تبلغ مساحته : 13000 m2 يحتوي على قاعات وملاعب و ساحات خارجية وفصول متعددة الأغراض . شاهد مخطط التأثيث شكل (5)

الموقع الثاني (Site-2) :
مبنى تعليمي حديث – مدرسة متوسطة – تبلغ مساحته : 19000 m2 يحتوي على قاعات وملاعب و ساحات خارجية وفصول متعددة الأغراض . شاهد مخطط التأثيث شكل (6)

تحليل بيانات المشروع (Site-2 كمثال)

بعد دراسة مخططات الاضاءة للمبنى وعددها ٤ مخططات كما في شكل (7) , قمت بحصر الغرف الموجود فيها نظام Solar-tube وعددها ٥٠ غرفة ، و تم استخدام (Excel) لتسهيل عملية الحصر و الحساب لاحقًا ، حيث تم تسجيل لكل غرفة العناصر التالية :

1- Drawing: ارقام مخططات الاضاءة للمشروع
2- #: رقم الغرفة حسب المخطط
3- Room: اسم الغرفة حسب المخطط
4- Current Fixtures & Sola-tube: كل نوع من انواع الاضاءة الموجودة في المبنى وكم عددها لكل غرفة
شكل (8)

5- القيم الموصى بها للإضاءة حسب المواصفات المعتمدة وهي :
قيم الاضاءة الفعلية بعد حسابها حيث تحتوي كذلك على :
– Section 265103 (مواصفة فنية خاصة بمالك المشروع)
– IESNA Lighting Handbook 10th Edition (معيار عالمي مُوصى استخدامه من قبل مالك المشروع في حال لم تغطي المواصفة نوع الغرفة)
شكل (9)

6- Proposed :
قيم الاضاءة الفعلية بعد حسابها حيث تحتوي كذلك على :
– ارتفاع الغرفة (من الارض للسقف)
– ارتفاع منطقة العمل
شكل (10)

7- عمود اضافي للمقارنة بين قيم الاضاءة المحسوبة مع الموصى استخدامها
شكل (10)

8- صف سفلي مخصص للنتائج كحساب اعداد وكميات الاستهلاك لعناصر الاضاءة المستخدمة.
شكل (11)

تنفيذ أعمال التصميم (Site-2 كمثال)

ملاحظة: ان امكانية اعادة تصميم الاضاءة محدودة جدًا للأسباب التالية

المشروع في المرحلة الانشائية
تم طلب استخدام نفس انواع الاضاءة الموجودة مُسبقًا وعدم استخدام أنواع جديدة لكيلا يحدث تغيير في جدول الكميات BoQ
تم التوجيه بعدم تغيير اماكن الاستبدال الا في اضيق الحالات
لذلك وبوجود هذه القيود قد لا يمكن تلبية بعض القيم الموصى بها تمامًا وهو ما تم توضيحه للمالك و وافق عليه

هنا مثال لتوضيح هذه الملاحظة :
في شكل (12) ، القيم الظاهرة هي الحد الأدنى لمستوى الاضاءة و التجانس الموصى بهما بمعنى يُفضل ان لا تنقص القيم عنها , اما في شكل (13) فنشاهد الحسابات الفعلية ويلاحظ تقليل او زيادة في عدد المصابيح بعد الحساب الدقيق في برنامج (DIALux) لتصميم الإضاءة . و أخيرًا في شكل (14) تظهر نتائج المقارنة.

ان بعض القيم تتفاوت بزيادة او نقصان (+/-) عن القيم الموصى بها ولكن لا يمكن معالجة هذا التفاوت بسبب القيود المذكورة سابقًا , ومع ذلك تمت محاولة تقليل التفاوت قدر المستطاع .

هنا مثال لاحد الغرف المتفاوتة عن القيم الموصى به وهي (Computer Lab) شكل (15) حيث يعود السبب لعدم امكانية تركيب اضاءة في غير اماكن السقف المستعار (Ceiling Tiles) بالاضافة على ان نوع المصباح الذي الممكن استخدامه لهذا النوع من الأسقف هو (L1) ذو الأبعاد المتسقة مع ابعاد السقف المستعار (600*600 mm) .

حيث يمكن تحسين القيم عن طريق استخدام انواع اخرى او نفس النوع بقوة اضاءة مختلفة ، كذلك اعادة توزيع الاضاءة بشكل اكثر تجانس حتى نحسن الـ Uniformity الا ان ذلك غير ممكن كما تم توضيحه سابقًا.

نشاهد ايضًا أثناء تصميم الإضاءة و حسابها عن طريق برنامج (DIALux) في شكل (16) و شكل (17)

استنتاج نهائي

يظهر هنا اجمالي الفرق في الاستهلاك الكهربائي ، حيث يتضح ان تقنية الـ Solar-Tube كانت ستوفر 12076 وات وهو ما يعادل 46% من اجمالي احمال الإضاءة ! شكل (18)