Methods for Improving lighting Inside Educational Buildings and Their Role in Improving Visual Performance Case study: A Classroom in the City of Tama, Sohag Governorate سبل الارتقاء بالإضاءة داخل المباني التعليمية ودورها في تحسين الاداء البصرى بها (دراسة حاله: أحد الفصول الدراسية بالمدارس بمدينة طما محافظه سوهاج)

Document Type : Research Paper

Authors

1 Faculty of Technology and Education, Sohag University, Sohag, Egypt

2 Architecture Department , Faculty of Fine Arts, Assiut University, Assiut, Egypt.

Abstract

Natural light and artificial light are two essential factors in classrooms. Natural lighting contributes to increasing the intellectual and physical performance of both students and teachers, thus enhancing the learning process within the classroom. There is no doubt that the classroom cannot be lit by natural lighting only throughout the whole day, so artificial lighting is necessary. The research problem appears in the presence of glare due to natural lighting, also an increase or decrease in its percentage beyond the permissible limit, which causes the lack of visual comfort within the classroom. Therefore, The research paper aims to study the determinants and factors that affect lighting inside the classroom, and then determine the appropriate processors and choose the best ones to improve visual performance and achieve visual comfort within it. This was applied to a school in the city of Tema, Sohag Governorate, as a model for schools in desert environments with high solar radiation, using the (Design Builder program) as a simulation program. The study found that the determinants that affect lighting condition in existing buildings are sun breakers, type of glass, colour of walls and ceilings, and artificial lighting. It was found that a compound of breakers with a protrusions of (0.75 meters) for the western facade classrooms achieves the highest percentage in reducing the percentage of natural lighting and reaching the permissible limit in lighting, which is (300: 2000 lux), with regard to studying at open and closed windows, and during winter and summer time at all times of the day.
الملخص
يعدالضوء الطبيعي والصناعي عنصران أساسيان داخل الفصول الدراسية، حيث تسهم الإضاءة الطبيعية في دعم الأداء الفكري والبدني لكل من الطلاب والمعلمين ومن ثم تعزيز العملية التعليمية، ومما لا شك فيه أن الأنشطة التي تدور بالفصل الدراسي يصعب دعمها من خلال الإضاءة الطبيعية فقط على مدار اليوم، ولذلك فأن الإضاءة الصناعية تصبح ضرورية. وتظهر الإشكالية البحثية في وجود إبهار بسبب الإضاءة الطبيعية وكذلكزيادة أو نقصان نسبتها عن الحد المسموح به، مما يسبب عدم الراحة البصرية داخل الفصل الدراسي. لذا يهدف البحث إلي دراسة المحددات والعوامل التي تؤثر علي الإضاءة داخل الفصل الدراسي ومن ثم تحديد المعالجات المناسبة واختيار الأفضل لتحسين الأداء البصري وتحقيق الراحة البصرية داخله. وقد تم تطبيق ذلك على مدرسة في مدينة طما بمحافظة سوهاج, كنموذج لمدارس البيئات الصحراوية ذات الإشعاع الشمسي العالي, وذلك باستخدام برنامج design builder كأحد برامج المحاكاة.
 وتوصلت الدراسة إلي أن المحددات التي تؤثر علي الإضاءة في المباني القائمة وتحتاج الي التعديل هي الكاسرات الشمسية ونوع الزجاج وأن المحددات المتحققة والتي لا تحتاج الي تدخل هي لون الحوائط والأسقف والإضاءة الصناعية، وتبين أن الكاسرة المركبة ببروز 0.75 متر لفصول الواجهة الغربية تحقق النسبة الأعلى في تقليل نسبة الإضاءة الطبيعية والوصول إلي الحد المسموح به في الإضاءة هو من (300: 2000 لوكس) وذلك بالنسبة للدراسة علي النوافذ المفتوحة والمغلقة، وفي فصل الشتاء والصيف لجميع الاوقات باليوم.

Keywords

Main Subjects

References

 المراجع
]1 [أحمد حليم حسين ،"دور الكاسرات الشمسية في تحقيق الراحة الضوئية في الفراغات التعليمية دراسة حالة :المباني التعليمية المصرية" مجلة البحوث الهندسية،العدد173, مارس 2022
]2 [الشيماء احمد جاب الله، محمود محمد مراد،" تأثير الإضاءة الطبيعية علي استهلاك الطاقة في الفراغات التعليمية من خلال المحاكاة (كلية الهندسة محافظة سوهاج حالة دراسة)" مجلة العلوم الهندسية كلة الهندسة جامعة اسيوط، مايو2022م
]3 [الفيتوري عمر، عادل حسين، صالح يوسف،" تأثير بروز كاسرات الشمس لنوافذ الفصول الدراسية علي مستويات الإضاءة (دراسة حالة: مدارس التعليم الاساسي بمدينة الخمس بليبيا)" المؤتمر الهندسي الثاني لنقابة المهن الهندسية بالزاوية 2019م
]4 [الهيئة العامة للأبنية التعليمة, لعام 2011
]5 [خالد الحديدي، سلامه النجار، ناهد محمد "تأثير الوحدة المديولية التصميمية لفتحات الشبابيك علي الإضاءة الطبيعية في قاعات الرسم بقسم العمارة" مؤتمر الازهر الهندسي الدولي السابع، ابريل 2003
]6 [زينب حسن، وفاء عمر، مها لوى، "سبل تحسين جودة البيئة الداخلية بمدارس التعليم الأساسي الحكومي الراحة الحرارية / الإضاءة" مجلة البحوث في مجالات التربية النوعية، المجمد الثامن العدد 43 ، نوفمبر 2022
]7 [عبد المنطلب محمد، "المفردات المعمارية لمباني الأقاليم الحارة الصحراوية مبني كلية التربية جامعة اسيوط" مجلة العلوم والتكنولوجيا، مجلد 13، عدد،2008
]8 [كريم سعد، "الواجهات الديناميكية كمدخل لتحسين مستويات الاداء البيئي داخل الفراغ  التعليمي باستخدام ادوات التصميم الرقمي" رساله ماجستير، جامعة الفيوم،2019 
]9 [كريم سعد، شريف محمد، ممدوح احمد، " نحو منهجية لاستخلاص النموذج التصميمي الاوفق للفصول الدراسية، مجلة كلية الهندسة جامعة الفيوم،2019
]10 [مايثة عثمان خضر "التصميم التعليمي الامثل للفصل الدراسي. دراسة تحليليه" المجلة العربية للنشر العلمي، العدد 16، 2020
]11 [محمد علي، امجد محمد، عزة عثمان, سمر محمود "العوامل الطبيعية وتأثيرها علي الواجهات الزجاجية في العمارة المستقبلية" مجلة العمارة والفنون والعلوم الإنسانية ، المجلد السادس، عدد 26،مارس 2021
 
[12] Aimilios Michael, Chryso Heracleous, "Assessment of Natural Lighting Performance and Visual Comfort of Educational Architecture in Southern Europe. The Case of Typical Educational School Premises in Cyprus. Energy and Buildings Volume 140", 1 April 2017
[13]Ayca Kirimtat, Basak Kundakci, Ioannis Chatzikonstantinou, Sevil Sariyildiz, "Review of simulation modelling for shading devices in buildings, Renewable and Sustainable Reviews Energy" Volume 53, January 2016
[14]  Ayman M, Maged M. and Eman B., Calibration of "Design Builder program", Journal of American Science 2015
[15] Brenda L. Morrow, Shireen M. Kanakri "The impact of fluorescent and led lighting on students attitudes and behaviour in the classroom" 2018
[16] corky binggeli ,"building systems for interior designers" , Hoboken, new jersey, 2003
[17]Cornaro C, Bosco F, Lauria M, Puggioni V.A and Livio," Effectiveness of Automatic and Manual Calibration of an Office Building Energy Model", Article  in  Applied Sciences.May 2019
[18] Karlen M , James B, "Lighting, design basics", John Wiley Sons, INC., Hoboken, New Jersey, USA, 2004
[19] Khaled A. Al-Sallal,” Day lighting and visual performance: evaluation of classroom design issues in the UAE”, June 2010
[20] Khaoula Lakhdari, Leila Sritia, Birgit Painter "Parametric Optimization of Daylight, Thermal and Energy Performance of Middle School Classrooms, Case of Hot and Dry Regions, Building and Environment 204(2)", July 2021
[21] Tugba  Inan "An Investigation on Day lighting Performance in Educational Institutions, Structural Survey, Vol. 31, Iss 2,2013.
[22] Vincenzo Costanzo, Gianpiero Evola  and Luigi Marletta,” A Review of Day lighting Strategies in Schools: State of the Art and Expected Future Trends”, May 2017
[23]Z.S. Zomorodian , S.S. Korsavi , M. Tahsildoost " The effect of window configuration on daylight performance in classrooms: A field and simulation study, Int. J. Architect. Eng. Urban Plan" , June 2016
[24]https://www.education.govt.nz/assets/Documents/Primary-Secondary/Property/Design/Flexible-learning-spaces/DQLS-Lighting.pdf,at 1242024
[25] https://climate-consultant.freedownloadscenter.com/windows/at 262024
[26]https://elwadysteel.com/portfolios/%D8%A7%D9%84%D8%A8%D9%88%D9%84%D9%8A-%D9%83%D8%B1%D8%A8%D9%88%D9%86%D9%8A%D8%AA/.at 582024
[27] https://www.tester.co.uk/extech-sdl400-light-meter-datalogger,at 28122023
[28] https://www.tadamun.co/?post_type=gov-entity&p=10562  at 6112024
JES. Journal of Engineering Sciences
Volume 53, Issue 1 - Serial Number 1
January and February 2025
Pages 25-58

Files

Share

How to cite

Statistics