الأداء الحراري للمباني بملاصقة التربة في مناخ حار وجاف بالمملكة العربية السعودية The thermal performance of buildings adjacent to earth in hot and dry climate in Saudi Arabia

Abstract

This research focuses on the study of the thermal performance of buildings adjacent to earth mass The work was conducted during the summer of 19951996 at The research station of the college of architecture and planning King Saud University Riyadh Saudi Arabia The objective of the study is to reduce the natural temperature of the soil mass and to use the cooled soil as a cooling source for cooling a building because the natural soil temperature is usually too high in summer and cannot serve as a cooling source Four experimental phases were conducted and statistical analyses were carried out Results indicate that the cooled soil covering the external surfaces of the building is an effective method for cooling in hot dry regions the soil can be cooled by covering the surface of the soil with a layer of 10 cm natural and local materials such as dry palm tree fronds fine sand and small rocks It was found that the soil and indoor air temperatures were reduced by 25 C and 5 C respectively However when the soil was cooled by adding a layer above it the soil and indoor air temperatures were reduced by about 45 C and 7 C respectively Adding water to the soil mass contributes to lower the soil and indoor temperatures compared to the outdoor air temperature by 45 C and 115 C respectively Furthermore shading the soil from the sun by using tent fabric reduces the soil mass and indoor air temperatures compared to outdoor air temperature by about 16 C and 115 T respectively In addition the indoor ventilation causes inverse impact on the performance of the soil Thus the soil can not be used as a cooling source The research presents some appropriate architectural recommendations for applying soil integrated to buildings in hot and dry regions

يركز هذا البحث على دراسة الأداء الحراري للمباني بملاصقة التربة، والتي تم إجراؤها خلال فترة الصيف لعامي 14151416 هجرية (الموافق 19951996 ميلادية)، في محطة أبحاث كلية العمارة والتخطيط، جامعة الملك سعود بالرياض تهدف الدراسة إلى تخفيض درجة حرارة التربة الطبيعية الملاصقة للمبنى حتى يستفاد منها في تبريد المبنى، لأن حرارة التربة الطبيعية، في المناطق الحارة الجافة، ليست منخفضة ولا يتاح استخدامها مصدر تبريد طبيعيا مباشرا للمبنى ولقد أجريت التجربة على أربع مراحل وتم جمع قراءات لدرجات حرارة التربة وسطحها وداخل غرف اختبارية وتم عمل تحليل رسومات بيانية وعرضها خلصت نتائج الدراسة إلى استخدام التربة في تغطية المباني في المناطق الحارة الجافة ذات فاعلية جيدة عندما يتم تغطية سطح التربة بوضع طبقة من مواد متوافرة في البيئة المحلية مثل كسر الحجر أو الرمل أو الخوص وبسمك 10 سم فوق سطح التربة فقد وجد بالتجربة التطبيقية أن درجة حرارة التربة الطبيعية ودرجة حرارة الهواء الداخلي تقلل من درجة حرارة الهواء الخارجي بحوالي 25 م و5 م، على التوالي ولكن عند استخدام طبقة من المواد الطبيعية فوق التربة فإن درجتي حرارة التربة والهواء الداخلي تنخفضان عن درجة حرارة الهواء الخارجي بمعدل حوالي 45 م و7 م، على التوالي وأن ترطيب التربة بالماء يسهم في خفض درجتي حرارة التربة والهواء الداخلي بالمقارنة مع درجة حرارة الهواء الخارجي بحوالي 45 م و115 م، على التوالي كما تبين أن تظليل التربة بمظلة من قماش الخيام، تخفض درجتي حرارة التربة والهواء الداخلي بالمقارنة مع درجة حرارة الهواء الخارجي بحوالي 16 م و13 م، على التوالي كما أن التهوية للفراغ الداخلي للمبنى نهارا، يسبب أثرا عكسيا في فاعلية التربة، وبالتالي لا يمكن الاستفادة من التربة الملاصقة للمبنى ويختتم البحث بعرض بعض التوصيات المعمارية المناسبة لاستخدام التربة الملاصقة للمباني في المناطق الحارة الجافة