← أحدث الأبحاث
⚡ electrical engineering

Annual net-zero electricity feasibility of Riyadh villas depends more on subdivision into separate dwellings than on the 2024 massing rules

تُظهر هذه الدراسة أن تقسيم العقارات في فيلات الرياض إلى وحدات سكنية متعددة له تأثير أكبر بكدير من حيث تحقيق حالة صافي انبعاثات كهربائية صفرية سنوياً مقارنة بتغييرات قواعد الكتلة العمرانية لعام 2024، والتي تزيد مساحة الطوابق بشكل أساسي ولكنها تقدم مكاسب محدودة في قدرة الألواح الشمسية بسبب قيود الارتداد.

المؤلفون الأصليون: Mohammed Alabbasi

نُشر 2026-10-13
📖 4 دقيقة قراءة☕ قراءة في استراحة قهوة
CC BY 4.0

المؤلفون الأصليون: Mohammed Alabbasi

البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل

في المدن المشمسة في المملكة العربية السعودية، تُعد المنازل المستقلة، المعروفة محلياً باسم "الفيلا"، هي النمط السائد للسكن. صُممت هذه الهياكل لإبقاء الحرارة الشديدة في الخارج مع الاعتماد بشكل كبير على تكييف الهواء للحفاظ على برودة الداخل، وهي عملية تستهلك جزءاً هائلاً من كهرباء البلاد. وبينما تسعى المملكة لموازنة استخدامها للطاقة مع أهدافها البيئية، برز سؤال حاسم: هل يمكن لهذه المنازل أن تولد ما يكفي من الكهرباء من الألواح الشمسية الموجودة على أسطحها لتشغيل نفسها بالكامل على مدار العام؟ هذا المفهوم، المعروف باسم "صافي الطاقة الصفرية"، يعتمد على توازن دقيق بين مقدار الطاقة التي يستهلكها المنزل ومقدار ضوء الشمس الذي يمكن لسطحه التقاطه. ومع ذلك، فإن شكل المبنى والقواعد التي تحكم بناءه يلعبان دوراً كبيراً في هذا التوازن؛ فالسطح الكبير الذي يغطيه ظل كثيف ناتج عن المبنى نفسه أو الجيران سينتج طاقة أقل بكثير من سطح أصغر وأكثر تعرضاً للشمس.

في عام 2024، حدثت الحكومة السعودية القواعد الخاصة ببناء هذه الفلل، حيث سمحت بمنازل أكبر وسمحت بتقسيم قطعة الأرض الواحدة إلى شقق منفصلة ومستقلة. كان الهدف هو زيادة الكثافة السكنية وتوفير مساحة معيشية أكبر. وقد شرع باحث في اختبار ما إذا كانت هذه المنازل الجديدة، الأكبر والأكثر ازدحاماً، لا تزال قادرة على تحقيق ذلك الهدف المتمثل في توليد كهربائها الخاصة. قام الباحث ببناء نموذج رقمي مفصل لفيلا نموذجية في الرياض، وأجرى محاكاة لآلاف المتغيرات ليرى كيف تؤثر القواعد الجديدة على كمية الطاقة الشمسية التي يمكن أن ينتجها السطح مقارنة بالطاقة التي يحتاجها المنزل. وقد أخذ في الاعتبار المتطلبات المحددة للوائح الجديدة، مثل الفجوات الإلزامية بين الألواح الشمسية وحواف السطح لأغراض الصيانة، والظلال التي تلقيها مستويات المبنى العليا والمباني المجاورة.

وجد الباحث أن قواعد البناء الجديدة، رغم نجاحها في إضافة المزيد من مساحات الأرضيات، لم تضف الكثير من المساحة للألواح الشمسية. ولأن القواعد تتطلب بقاء المباني على مسافة معينة من حدود الملكية، فإن حجم منطقة المعيشة الرئيسية غالباً ما يكون محدوداً بهذه الفجوات بدلاً من إجمالي مساحة قطعة الأرض. وعندما سمحت القواعد الجديدة بتوسعة أكبر للطابق العلوي، أدى ذلك في الواقع إلى تغطية جزء كبير من السطح الرئيسي حيث كان من الممكن وضع الألواٍح الشمسية. وبناء نتيجة لذلك، بالنسبة للمنزل المستقل، تغيرت القدرة على توليد كهرباء كافية لتلبية احتياجاتها الخاصة بشكل طفيف جداً بموجب القواعد الجديدة. فقد تغيرت نسبة الطاقة الشمسية المولدة إلى الطاقة المستخدمة بهامش ضئيل فقط، مما يعني أن اللوائح الجديدة لم تساعد أو تعرقل مسار الفيلا المستقلة نحو الاستقلال في الطاقة بشكل كبير.

ومع ذلك، تغيرت القصة تماماً عندما نظر الباحث فيما يحدث عند تقسيم فيلا واحدة إلى عدة وحدات سكنية منفصلة. كشفت الدراسة أن عدد العائلات التي تعيش في قطعة الأرض الواحدة كان أكثر أهمية من حجم المبنى نفسه. فعندما تم تقسيم المنزل إلى ثلاثة مساكن منفصلة، ارتفع الطلب الإجمالي على الكهرباء بشكل حاد لأن كل عائلة تحتاج إلى تبريدها الخاص، وأجهزتها، ومياهها الساخنة، في حين ظلت مساحة السطح المتاحة للألواح الشمسية كما هي. وأظهرت عمليات المحاكاة أن قطعة الأرض التي كانت كبيرة بما يكفي لدعم منزل واحد بصافي طاقة صفري، أصبحت فجأة صغيرة جداً لدعم ثلاث عائلات، حتى مع استخدام أكثر المعدات كفاءة. فبالنسبة لقطعة أرض بمساحة 400 متر مربع، يمكن لمنزل واحد بسهولة الوصول إلى حالة صافي الطاقة الصفري، ولكن إضافة عائلتين أخريين رفع مساحة الأرض المطلوبة بشكل كبير، إلى نقطة لم تعد فيها مساحة السطح المتاحة قادرة على توليد طاقة كافية لتلبية الطلب المشترك.

اكتشف الباحث أيضاً أن نوع نظام تكييف الهواء المستخدم أحدث فرقاً جوهرياً في النتيجة. أشارت نماذجه إلى أنه إذا استخدمت المنازل وحدات تبريد قياسية أحادية السرعة بدلاً من الأنظمة الأكثر تقدماً متغيرة السرعة، فإن الطلب على الطاقة سيكون أعلى، مما يجعل الوصول إلى صافي الطاقة الصفري أكثر صعوبة. وفي السيناريوهات الأكثر تحدياً، حيث يكون السطح مزدحماً بخزانات المياه ووحدات تكييف الهواء، وجد الباحث أن ثلاث عائلات لا يمكنها تحقيق صافي طاقة صفري في قطعة أرض بمساحة 400 متر مربع إلا إذا تنازلوا عن جزء كبير من مساحة معيشتهم. وتحديداً، لجعل الأمر ممكناً، يجب تقليل التوسعة في الطابق العلوي إلى حجم صغير جداً، مما يضحي بمساحة الأرض الإضافية التي صُممت اللوائح الجديدة لتوفرها.

في النهاية، تخلص الدراسة إلى أن المفتاح لجعل هذه المنازل المزدحمة والمقسمة مستقلة طاقياً لا يكمن في لوائح البناء نفسها، بل في كيفية تخطيط السطح منذ البداية. وجد الباحث أن العامل الأكثر تأثيراً كان ببساطة مقدار مساحة السطح القابلة للاستخدام فعلياً للألواح الشمسية بعد احتساب ممرات الصيانة والمعدات. فإذا كان السطح مزدحماً بالخدمات أو مظللاً بهيكل المبنى نفسه، فإن إمكانية الطاقة الشمسية تنخفض بشدة. وتشير النتائج إلى أنه لكي تنجح الفلل المقسمة كبيوت ذات صافي طاقة صفري، يجب على المهندسين المعماريين والمخططين إعطاء الأولوية للسطح كسطح مخصص لتوليد الطاقة، رب الله عبر تجميع جميع المعدات الميكانيكية في المناطق المظللة لترك بقية السطح خالياً للألواح. وبدون هذا التخطيط الدقيق، فإن زيادة الكثافة السكنية ستتجاوز على الأرجح قدرة السطح على توليد الكهرباء اللازمة لتشغيلها.

غارق في أبحاث مجالك؟

تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.

جرّب Digest →

أبحاث مشابهة

عرض الكل في هذا التصنيف ⚡ eess →