Heat Gain

اكتساب الحرارة

Sources of Heat Gain in UAE Buildings

Heat gain refers to the addition of thermal energy to a building’s conditioned space, which must be removed by the HVAC cooling system to maintain comfort conditions. In UAE buildings, heat gain arises from multiple sources that must be understood individually and collectively to design effective envelope and HVAC solutions. The principal sources are:

Solar heat gain through glazing — direct and diffuse solar radiation entering through windows and facades — is typically the dominant heat gain source in UAE commercial buildings, accounting for 30–50% of peak cooling load. The intensity is governed by the Solar Heat Gain Coefficient (SHGC) of the glazing and the effectiveness of any external shading. Conductive heat gain through opaque envelope elements — walls and roofs — driven by the temperature difference between the hot exterior (up to 45°C+) and the cooled interior (typically 23–24°C) and governed by the U-value. Internal heat gains from occupants, lighting, and equipment add to the cooling load independently of the envelope.

Solar Heat Gain and Glazing Selection

In the UAE, glazing selection is one of the most impactful envelope decisions affecting solar heat gain. The SHGC of a glazing product — ranging from 0 (no solar transmission) to 1 (complete transmission) — directly determines the solar heat entering the building per unit of glazing area. The Dubai Green Building Regulations specify maximum SHGC values for glazing in commercial buildings, typically in the range of 0.25–0.40 depending on orientation and window-to-wall ratio. High-performance low-SHGC glazing products — including triple-silver low-emissivity coatings — are increasingly standard in Al Sa’fat 3-star and LEED Gold projects across Dubai.

Implications for HVAC System Sizing

Accurate heat gain calculation is essential for correct HVAC system sizing. Oversized HVAC systems — the consequence of conservative peak heat gain calculations or excessive safety factors — cycle on and off rather than running continuously at part load, reducing energy efficiency and humidity control performance. The industry-standard method for peak heat gain calculation is the ASHRAE Cooling Load Temperature Difference / Cooling Load Factor (CLTD/CLF) method for manual calculations, or dynamic simulation using energy modelling software for complex buildings. All Al Sa’fat compliance energy models must accurately represent the building’s heat gain profile, using UAE-specific solar radiation data.

مصادر اكتساب الحرارة في المباني الإماراتية

يُشير اكتساب الحرارة إلى إضافة الطاقة الحرارية إلى الفضاء المكيَّف في المبنى، والتي يجب على نظام التبريد إزالتها للحفاظ على ظروف الراحة. وفي المباني الإماراتية، ينشأ اكتساب الحرارة من مصادر متعددة. اكتساب الحرارة الشمسية عبر الواجهات الزجاجية — الإشعاع الشمسي المباشر والمنتشر الداخل عبر النوافذ والواجهات — هو عادةً المصدر الأكبر لاكتساب الحرارة في المباني التجارية الإماراتية، إذ يُشكِّل 30–50% من حمل التبريد عند الذروة. واكتساب الحرارة التوصيلي عبر عناصر الغلاف الصماء — الجدران والأسقف — مدفوعاً بفرق الحرارة بين الخارج الحار (45°م+) والداخل المبرَّد (23–24°م).

اكتساب الحرارة الشمسية واختيار الزجاج

في الإمارات، يُعدّ اختيار الزجاج من أكثر قرارات غلاف المبنى تأثيراً على اكتساب الحرارة الشمسية. يتراوح معامل SHGC لمنتج الزجاج بين 0 (لا انتقال شمسي) و1 (انتقال كامل)، ويُحدِّد مباشرةً الحرارة الشمسية الداخلة إلى المبنى لكل وحدة من مساحة الواجهة الزجاجية. وتحدد لوائح المباني الخضراء في دبي الحد الأقصى لقيم SHGC للواجهات الزجاجية في المباني التجارية، عادةً في نطاق 0.25–0.40 حسب الاتجاه ونسبة الواجهة الزجاجية إلى الجدار.

الانعكاسات على تصميم منظومات التكييف والتهوية

يُعدّ الحساب الدقيق لاكتساب الحرارة ضرورةً لتصميم منظومات التكييف والتهوية بالحجم الصحيح. المنظومات المُصمَّمة بأحجام أكبر من الضرورة — نتيجة حسابات محافظة لاكتساب الحرارة عند الذروة — تدور في وضع الإيقاف والتشغيل بدلاً من العمل المستمر عند التحمل الجزئي، مما يُقلِّل كفاءة الطاقة وأداء التحكم في الرطوبة. ويجب أن تُمثِّل جميع نماذج الطاقة في تقديمات السعفات بشكل دقيق ملف اكتساب الحرارة في المبنى، مستخدمةً بيانات الإشعاع الشمسي الخاصة بالإمارات.