Retrofitting strategies for enhancing natural daylight of the residential buildings in Hebron- Palestine

Abstract

ناد ًر الآونة الأخيرة، تم تشييد ا ما يتم أخذ مفاهيم المباني الخضراء بعين الاعتبار في فلسطين، مما أدى إلى زيادة المشاكل البيئية. في ا لإرشادات ومبادئ المفاهيم الخضراء، ولكن لم يتم الاهتمام بالمباني السكنية القائمة والتي تشكل أكثر من بعض المباني العامة وفقً 80٪ من قطاع البناء. ازدادت الاتجاهات في الهندسة المعمارية نحو العمائر السكنية ويرجع ذلك إلى عدة أسباب منها ارتفاع الطلب على المساكن في المناطق ذات الكثافة السكانية العالية، بإضافة الى ارتفاع أسعار الأراضي. كل طابق في العمارة السكنية يتم تقسيمة الى وحدات مستقلة (شقق)، بحيث تشترك الشقق في الجدران الداخلية مع الوحدات المجاورة، في بعض الأحيان يكون لكل شقة جدار واحد أو جداران خارجيان فقط، مما يسبب العديد من المشاكل. تركز هذه الأطروحة على مشكلتين رئيسيتين تتعلقان بالراحة البصرية: 1 -الوصول المحدود إلى الإضاءة الطبيعية وانخفاض مستوى الاضاءة في الغرف ذات التخطيط العميق. 2-ارتفاع مستوى الاضاءة (شديد اللمعان-الوهج). تهدف هذه الأطروحة إلى تحديد طريقة لتحسين الإضاءة الطبيعية في المباني السكنية متعددة الطوابق التي تم بناؤها بعد عام 1993 في مدينة الخليل من خلال توفير إطار تعديلي سكني محلي يساعد في دعم المصممين في مراحل ما قبل اجراء التعديل على المباني. يتم تقدم إرشادات مفصلة واستراتيجيات تعديل المباني لتحسين أداء الإضاءة الطبيعية في المساكن، مع مراعاة الراحة الحرارية. تعتمد منهجية البحث على منهج شمولي قائم على البحث النوعي والكمي. حيث تم إجراء محاكاة لأربعة عمائر سكنية لتوفير نتائج كمية وتحليل نتائج ضوء النهار لكل حالة قبل وبعد تطبيق استراتيجيات التعديل. تظهر النتائج أن تعديلات قليلة على المباني الحالية يمكن أن تحسن الإضاءة الطبيعية داخل المباني بدرجة كبيرة. تتراوح نتيجة التحسين بعد تطبيق استراتيجيات التعديل المقترحة بين (98- ٪85٪) للحالة الدراسية 98- ٪80) ،1٪) للحالة 84 - ٪53) ،2٪) للحالة 3 و (71 - ٪51) ٪) للحالة 4. وصلت بعض الشقق إلى الإضاءة الطبيعية الداخلية الكافية حسب وظيفة الغرفة، بينما في الشقق الأخرى التي يزيد عمق الغرفة فيها عن 6 أمتار (غرف عميقة)، لم تصل إلى الإضاءة الكافية. قد لا يكون من المجدي الاعتماد فقط على الاستراتيجيات السلبية وبالتالي لتحقيق الضوء الطبيعي الأمثل داخل الغرف، هناك حاجة إلى مزيج من استراتيجيات التعديل السلبي والنشط. كما وجدت الدراسة أن الجمع بين الاستراتيجيات (مثل أجهزة التظليل، ورفوف الإضاءة، والستائر) يمكن أن يكون له دور أساسي في خلق بيئة مريحة تعتمد على جودة الإضاءة الطبيعية والراحة الحرارية. The concepts of green buildings rarely have been taken into account in Palestine, which environmental problems increased as well as the cost of operation and maintenance of buildings. Recently, some public buildings were constructed following the guidelines and principles of green concepts. However, no attention was given to the existing residential buildings, which form more than 80% of the building sector. The directions in architecture towards multi-story apartment buildings have also increased in the residential sector. This due to the high demand for housing in dense areas and rising land costs. Thus, flats shared side walls with neighboring units and sometimes have only one or two outer walls, which causes many problems. This thesis focuses on two main visual comfort problems :1-Limited access to daylight and low level of light in deep plan rooms. 2-High level of light and weak distribution of light (too glary). This thesis aims to identify the way to enhance the natural daylight in multi-story residential buildings were built after 1993 in Hebron city by providing a local residential retrofit framework that helps support designers in pre-retrofit phases. It offers detailed guidance and retrofit strategies to enhance natural daylight in buildings, taking into account thermal comfort. The research methodology adopts a holistic method based on qualitative and quantitative research. A simulation of four multi-story buildings was performed to provide quantitative results and daylight analysis for each case before and after applying the passive retrofit strategies. The results show that the few modifications in the existing buildings can improve considerable indoor daylighting. The result of enhancement after applying the proposed retrofit strategies ranges between (85% - 98%) for case 1, (80%- 98%) for case 2, (53%- 84%) for case 3 and (51% - 71%) for case 4. Some apartments reached adequate illumination, while in other apartments with the depth of a room more significant than 6 m (deep rooms), it did not reach adequate illumination. In most multi-story apartment buildings, it may not be feasible to rely solely on passive strategies. Consequently, to achieve optimal daylight, a combination of passive and active retrofit strategies needed. Furthermore, the study found that combining strategies (such as shading devices, light shelves, and blinds) can have an essential role in creating a desirable environment based on daylight quality and thermal comfort. Keywords: Building envelope, retrofit strategies, multi-story residential buildings, façade retrofit, and spatial retrofit.