أداة محاكاة التصميم لتحسين أداء وكفاءة المباني:دراسة حالة مركز التحكم بالأقمار الصناعية الأفريقي، غريان، ليبيا
DOI:
https://doi.org/10.36602/ijeit.v14i2.640الكلمات المفتاحية:
محاكاة أداء المباني, EnergyPlus DesignBuilder, Climate, Consultant, كفاءة الطاقة للمبانيالملخص
يستهلك قطاع البناء في ليبيا ما يقارب 60% من الطلب الوطني على الطاقة، مما يجعله المساهم الأكبر في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وعائقًا مستمرًا أمام أمن الطاقة. تشمل المشكلات الهيكلية عقودًا من التوسع العمراني غير المنظم، وشبكة نقل الطاقة المنهكة، وغياب معايير طاقة فعّالة للمباني. مما أفرز انقطاعات يومية في التيار الكهربائي. ويُعدّ استخدام محاكاة أداء المباني (BPS) في مرحلة التصميم أداةً فعّالة لرفع الكفاءة وخفض الهدر. تدرس هذه الورقة أداء الطاقة في مركز التحكم بالأقمار الصناعية الأفريقي (ASCC) في غريان، ليبيا، منشأة تقنية عامة متخصصة ذات كثافة أحمال داخلية عالية تُشبه مراكز البيانات، حيث تستهلك من 10 إلى 50 ضعف الطاقة لكل وحدة مساحة مقارنةً بالمكاتب التقليدية. تستخدم الدراسة تسلسل محاكاة من ثلاث مراحل في برنامج DesignBuilder V7.1 مع EnergyPlus: ذروة التدفئة الشتوية، وذروة التبريد الصيفية، وحساب كامل للطاقة والكربون سنويًا. يستهلك المبنى ذو المساحة 2083.68 م² الموزعة على ثلاثة طوابق 198,769.34 كيلوواط ساعة سنويًا (95.37 كيلوواط ساعة/م²). يهيمن التبريد على الاستهلاك بمقدار 78,472.74 كيلوواط ساعة. وتصل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون التشغيلية إلى 120.45×10³ كيلوغرام/سنة والكربون المتضمن إلى 489558.50 كيلوغرام CO₂ (ما يعادل 549212.20 كيلوغرام CO₂eq). ووفقًا لمعيار ASHRAE 55-2004، فإن 7813.5 ساعة تتجاوز حدود الراحة الحرارية المقبولة. وتُظهر الواجهة الشرقية ضعفًا بنسبة نوافذ إلى جدران تبلغ 50.91%. تكمن مساهمة هذه الورقة في منهجية عمل موثقة وقابلة للتكرار تُدمج أربعة تحليلات للطاقة والراحة الحرارية والإضاءة الطبيعية وديناميكيات الموائع لمنشأة تقنية ذات أحمال داخلية عالية، وهو مزيج لم يُوثَّق سابقًا في ليبيا أو شمال إفريقيا، بما يوفر إطار دعم قرار قابلاً للتطبيق على منشآت مماثلة
التنزيلات
المراجع
[2] International Energy Agency, "Clean energy transitions in North Africa," IEA Publications, 2020.
[3] Y. Han, J. E. Taylor, and A. L. Pisello, "A critical review on building performance simulation tools: A focus on energy, thermal comfort, daylight and natural ventilation," Applied Sciences, vol. 8, no. 12, p. 2392, 2018.
[4] S. Attia, L. Beltrán, A. De Herde, and J. Hensen, "Architect friendly: A comparison of ten different building performance simulation tools," in Proc. 11th Int. IBPSA Conf., Glasgow, Scotland, 2009.
[5] World Meteorological Organization, "Weather information for Tripoli, Libya," WMO Climate Data Publications, 2011.
[6] H. M. M. Bakoosh, H. Arslangazi, and B. Asilsoy, "Comparison of temperature and humidity among traditional underground and modern house in Gharyan, Libya," Int. J. Adv. Appl. Sci., vol. 8, no. 3, pp. 1–11, 2021.
[7] U.S. Department of Energy, "Data centers and servers: Energy-intensive building types," DOE Building Technologies Office, 2025.
[8] Siemens Simcenter, "Top tips for energy-efficient data center design," Siemens Technical Publications, 2025.
[9] A. Ndiaye and N. Gabriel, "State of the art of residential building energy retrofits in Libya," Energy and Buildings, 2025.
[10] M. Royapoor, "EnergyPlus as the authoritative research tool: Validation and review," ResearchGate Technical Reports, 2015.
[11] DesignBuilder Software Ltd., "DesignBuilder V6 technical specifications: Heat balance method and EnergyPlus integration," DesignBuilder Documentation, 2024.
[12] Airsys North America, "Data center energy efficiency: PUE and CUE metrics," Airsys Technical Publications, 2025.
[13] Keentel Engineering, "Best practices in energy-efficient data center design," Keentel Engineering Technical Papers, 2025.
[14] L. M. López-Ochoa, J. Las-Heras-Casas, L. M. López-González, and P. Olasolo-Alonso, "Towards nearly zero-energy buildings in Mediterranean climates: A review," Sustainability, vol. 15, no. 8, 2023.
[15] A. Al-Habaibeh, M. Al-Amoudi, M. Arif, and A. Aizat, "Digital twins and model calibration in DesignBuilder for Libyan housing," Buildings, vol. 14, no. 2, 2024.
[16] AIP Conference Proceedings, "Passive cooling strategies in hot semi-arid climates," AIP Publishing, 2022.
[17] MDPI, "Primary energy consumption and shading systems in window elements," MDPI Energies, 2025.
[18] European Union, "Directive 2009/28/EC on the promotion of the use of energy from renewable sources," Official Journal of the European Union, 2009.
[19] N. M. S. Gabril, M. Wilson, and C. Gleeson, "Thermal comfort in Libya: Field study," University of Westminster, 2012.
[20] N. Aboud, "Analysis on thermal performance for increasing energy efficiency: A case study for Tripoli-Libya, using Ecotect®," Solar Energy and Sustainable Development Journal, vol. 10, no. 1, pp. 20–33, 2021.
[21] Kingspan, "Daylighting in LEED and BREEAM standards," Kingspan Daylight Technical Guide, 2025.
[22] U.S. Green Building Council, "LEED NC 2.2 reference guide: Indoor environmental quality credit EQ 8.1 — Daylighting and views," USGBC, 2009.
[23] Green Exam Academy, "LEED NC 2.2 indoor environmental quality credit 8.1: Daylighting and views," Green Exam Academy Publications, 2008.
[24] A. M. El-Tantawi, "Climate change in Libya and desertification of Jefara Plain: Using geographical information systems and remote sensing techniques," Johannes Gutenberg-Universität Mainz, 2005.
[25] American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, "ASHRAE Handbook of Fundamentals," ASHRAE, 2005.
[26] M. Ekhlat, R. Hokoma, and D. Kreama, "The current and desired state of building regulation and energy efficiency in Libya," in Proc. 2nd PALENC Conf., Crete, Greece, 2007.
[27] M. S. Saleh, "Libyan traditional architecture: The Ghibli wind and vernacular adaptation strategies," International Journal of Architectural Heritage, 2006.
[28] Middle East Technical University, "Term Project: Final simulation report data, African Satellite Control Centre – Gharyan, Libya," METU Department of Architecture, Unpublished simulation report, 2012.
[29] EnergyPlus, "Annual building utility performance summary: Entire facility [Simulation output report]," U.S. Department of Energy, Lawrence Berkeley National Laboratory, 2012.
[30] DesignBuilder Software Ltd., "DesignBuilder V6 technical specifications," DesignBuilder Documentation, 2026.
التنزيلات
منشور
الرخصة
الحقوق الفكرية (c) 2026 The International Journal of Engineering & Information Technology (IJEIT)
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
