Activating modern renewable energy technologies for sustainable and energy-producing housing | تفعيل التقنيات الحديثة للطاقات المتجددة من أجل مساكن مستدامة ومنتجة للطاقة | ||
| Engineering Research Journal (Shoubra) | ||
| Volume 46, Issue 1, October 2020, Pages 97-105 PDF (3.6 M) | ||
| Document Type: Research articles | ||
| DOI: 10.21608/erjsh.2020.405375 | ||
| Authors | ||
| Mona Hassan Soliman; Mohamed Abdelfattah Elesawy; Amal Rabee Tantawy* | ||
| Architecture - Faculty of Engineering, Fayoum University, Egypt. | ||
| Abstract | ||
| The research addresses an important issue in human life, and is considered one of the priorities of human need, which is housing and shelter, and how this housing can be sustainable and energy-saving and even productive. This is evident in the research through the application and activation of modern technologies that help the housing to be self-sufficient in renewable energy. In this context, the research comes in successive steps in order to achieve the main goal of the research, which is to activate the architecture of modern technologies as the optimal direction towards sustainable residential design and how to design sustainable housing and what are its principles. Then the research addresses the most important cornerstone, which is energy, and the amount and size of energy consumption in residential buildings in particular. Then the solutions come by applying one of the most important modern environmental architectural trends, which is the direction of the architecture of modern technologies that save energy and generate it as well, and studying the most common renewable energy technologies used in homes and studying the strategies and mechanisms for applying this trend to residential buildings. Then the research paper presents applied examples of existing global sustainable residential buildings and complexes that adopt the approach of activating renewable energy technologies and have achieved at least part of the concepts of sustainability in contemporary residential buildings, in order to open broader future horizons in how to provide a sustainable residential product. Contemporary and productive energy. And extracting the results and lessons learned from them to apply them in Egypt. These global experiences of leading countries in the sustainable residential buildings sector have been mentioned to benefit from them, study them and apply them in Egypt. The study specializes in solar panel technology because the culture of using and manufacturing them has recently become common in Egypt. The research problem lies in the failure to use renewable energy sources to supply electricity and heat to Egyptian residential buildings, and the inability of current residential buildings to perform their developmental and environmental role in human life, resulting in an unhealthy residential environment and an increase in the number of traditional residential buildings that do not provide energy and require huge amounts of electricity for cooling, heating and other household requirements. These residential buildings are in a state of continuous growth in a direction opposite to the direction of sustainable environmental development. The research aims to activate the trend of modern technology architecture based on renewable energy sources in residential buildings as the best trend towards sustainable residential buildings, as well as to present the treatments used with modern technologies in residential buildings, which makes them self-sufficient in energy and also generates it, and to monitor and analyze global models of contemporary energy-saving technology in sustainable residential buildings in which renewable energy systems are integrated within them with the aim of forming a sustainable residential architectural and urban product that is compatible with the environment. The research concludes by monitoring the amount that each technology can provide in terms of electricity generated from renewable energy compared to its alternative in terms of the amount of electricity generated from a traditional energy source. In solar panel technology, the capacity of a single solar panel ranges from 100 watts to 320 watts, and the average need for a residential building with an area of 400 square meters, six floors, is 111 solar panels, which means it needs 35 kilowatts. The estimated savings in electricity after a year of operation is about 65 kilowatts/hour. In home wind turbine technology, when the fan rotates in the wind turbine on the roofs of houses at a wind speed of 0.850 km per hour, it generates 1500 watts of electricity, and the maximum electrical output from a home wind turbine is 2200 watts from a wind speed of 61 km per hour. يتناول البحث قضية هامة في حياة الإنسان , بل وتعتبر من أولويات الاحتياج الإنساني ألا وهو المسكن والمأوى, وكيف يكون هذا المسكن مستدام وموفر للطاقة بل ومنتج لها أيضا , ويتضح ذلك في البحث من خلال تطبيق وتفعيل التقنيات الحديثة التي تساعد المسكن على الاكتفاء الذاتي من الطاقة المتجددة , وفي هذا السياق يأتي البحث في خطوات متتابعة من أجل تحقيق الهدف الأساسي للبحث وهو تفعيل عمارة التقنيات الحديثة بوصفها الاتجاه الأمثل نحو التصميم السكني المستدام وكيفية تصميم المسكن المستدام وما هي مبادئه , ثم يتطرق البحث إلى حجر الزاوية الأهم وهو الطاقة, ومقدار وحجم استهلاك الطاقة في المباني السكنية بشكل خاص , ثم تأتي الحلول بتطبيق أحد أهم الاتجاهات المعمارية الحديثة البيئية وهو اتجاه عمارة التقنيات الحديثة الموفرة للطاقة والمولدة لها أيضا , ودراسة اكثر تقنيات الطاقات المتجددة شيوعا في الاستخدام في المنازل ودراسة استراتيجيات وآليات تطبيق هذا الاتجاه على المباني السكنية ،ثم تقوم الورقة البحثية بطرح أمثلة تطبيقية لمباني ومجمعات سكنية قائمة عالمية مستدامة تتبنى نهج تفعيل تقنيات الطاقات المتجددة وحقق ت ولو جزء من مفاهيم الاستدامة في المباني السكنية المعاصرة , لأجل فتح آفاق مستقبلية أوسع في كيفية تقديم نتاج سكني مستدام ومعاصر ومنت ج للطاقة . وإستخلاص النتائج والدروس المستفادة منها لتطبيقها في مصر . وقد تم ذكر هذه التجارب العالمية لدول رائدة في قطاع المباني السكنية المستدامة للاستفادة منها ودراستها وتطبيقها في مصر وتختص الدراسة بتقنية الالواح الشمسية لان ثقافة استخدامها وتصنيعها اصبحت شائعة في الاونة الاخيرة في مصر وتكمن المشكلة البحثية في عدم إستخدام مصادر الطاقات المتجددة في امداد الكهرباء والحرارة للمباني السكنية المصرية، و عجز المباني السكنية الحالية عن أداء دورها التنموي والبيئي في حياة الإنسان نتج عنها بيئة سكنية غير صحية و إزدياد أعداد المباني السكنية التقليدية الغير موفرة للطاقة والتي تتطلب كميات هائلة من الكهرباء في أعمال التبريد والتسخين وغيرها من المتطلبات المنزلية ,فهذه المباني السكنية في حالة نمو مستمر في أتجاه معاكس لاتجاه التنمية البيئية المستدامة. ويهدف البحث الى تفعيل اتجاه عمارة التقنيات الحديثة المعتمدة على مصادر الطاقات المتجددة في المباني السكنية بوصفها الاتجاه الأفضل نحو مباني سكنية مستدامة وكذلك عرض المعالجات المستخدمة بتقنيات حديثة في المباني السكنية مما يجعلها مكتفية ذاتيا بالطاقة ومولدة أيضا لها ، ورصد وتحليل نماذج عالمية من التكنولوجيا المعاصرة الموفرة للطاقة في المباني السكنية المستدامة والتي تتكامل فيها أنظمة الطاقات المتجددة داخلها بهدف تكوين منتج عمراني ومعماري سكني مستدام ومتوافق مع البيئة. ويخلص البحث الى رصد قدر مايمكن ان توفره كل تقنية من الكهرباء المولدة من الطاقة المتجددة عن بديلتها من كمية الكهرباء المولد ة من مصدر طاقة تقليدي، ففي تقنية الالواح الشمسية تترواح قدرة اللوح الواحد من الألواح الشمسية الإنتاجية بين 100 وات الى 320 وات ، ومتوسط احتياج بناية سكنية بمسطح 400 متر مربع ،سته أدوار 111 لوح شمسي أي يحتاج الى 35 كيلو وات ، ويقدر الوفر في الكهرباء بعد سنة من التشغيل حوالي 65 كيلو وات / ساعة، وفي تقنية توربينات الرياح المنزلية عندما تدور المروحة بتوربين الرياح فوق اسطح المنازل بسرعة رياح 0.850 كم بالساعة تولد 1500 وات من الكهرباء ، ويعتبر أقصى ناتج كهربائي من توربين الرياح المنزلي هو 2200 وات من سرعة رياح تبلغ 61 كم بالساعة. | ||
| Keywords | ||
| الاستدامة المسكن المستدام الطاقة المتجددة التقنيات الحديثة; عمارة تقنيات الطاقات المتجددة | ||
|
Statistics Article View: 104 PDF Download: 47 |
||
