أخبار

أبرز مشاريع تخرج طلاب هندسة الجامعة البريطانية “المياة”و”الطاقة”وربط العاصمة الإدارية بالمحافظات

كتبت: د. سمية النحاس

تعتمد نهضمة الأمم على تدفق إبداع أبناءها، وهو ما ترسخه الجامعة البريطانية في مصر في عقول طلابها منذ بداية إلتحاقهم بالجامعة، مما يساعم في تطوير تفكيرهم الإبداعي، والذي ينعكس على مشاريع التخرج الخاصة بهم، والتي تفتح آفاقاً جديدة للقضاء على المشكلات التي تواجه الدولة مع تعظيم الإستفادة من مواردها بالشكل الأمثل.

وفي هذا الإطار إعتمدت مشاريع تخرج طلاب كلية الهندسة بالجامعة البريطانية في مصر، على إستحداث آليات جديدة ومتطورة للقضاء على المشكلات التي تواجه المجتمع، ليبتكروا مشاريع من شأتها دعم عملية التنمية المستدامة التي تستهدف الدولة الوصول إليها، ويأتى ذلك برعاية الدكور أحمد حمد رئيس الجامعة البريطانية في مصر، وإشراف الدكتور يحيى بهي الدين نائب رئيس الجامعة، والدكتور مجيد حسن عميد كلية الهندسة.

وفيما يلي نستعرض أبرز مشاريع تخرج طلاب كلية الهندسة بالجامعة البريطانية في مصر:

تصنيع خلايا شمسية شفافه لاستخدمات المبانى الذكية المستدامة
قام الطلاب بقسم الهندسة الكهربائية بكلية الهندسة بالجامعة البريطانية في مصر، بدراسة وتصميم وتنفيذ مجموعة من الخلايا الشمسية الشفافة، وذلك لإستخدامات المدن الذكية تماشياً مع إتجاه الدولة فى ترشيد إستخدام مصادر الطاقة والإتجاه نحو الطاقة الجديدة والمتجددة.

وقام الطلاب بتنفيذ نموذج لخلية شمسية على سطح زجاجى بمعامل مرور ضوء بنسبة 53% و ذلك كجزء من مشروع التخرج للفرقة الرابعة تحت إشراف الدكتور سامح أسامه عزت عبداللطيف، علما بأن هذا المشروع هو جزء من مشروع ممول من صندوق العلوم والتكنولوجيا (مشروع رقم 33502).

وفى سياق متصل قام الفريق البحثى بتقديم ورقة بحثية فى مجلة IEEE Access العلمىة الدولية لعرض النتائج التى تم التوصل إليها مع تقديم دراسة جدوى إقتصادية وتقنية شاملة لمبنى مكون من سبع طوابق بمنطقة القاهرة الجديدة.

 

دراسة إنشاء محطة ضخ وتخزين الطاقة الكهرومائية في جبال البحر الأحمر
مشروع التخرج للمهندس / مشير يوسف
قسم الهندسة المدنية – كلية الهندسة – الجامعة البريطانية – 2020
اشراف د. / محمد عزالدين

يعتبر توفر مصادر الطاقة من أهم العوامل المؤثرة في تقدم ونمو الشعوب، ويتضح ذلك في أثر الطاقة على دفع المنظومة الصناعية إلى الأمام بشكل غير منظور في كافة الصناعات و حتى الزراعة، الأمر الذي بدوره يؤدي إلى النمو الأقتصادي وتطور مستوى المعيشة، لذلك يعتبر البحث عن مصادر متنوعة للطاقة من أهم التحديات لأي شعب ونهضته.

ومجال الطاقة الكهرومائية يوفر عدة إقتراحات لتوفير مصادر للطاقة في مصر، ومن بين إحدي هذة الإقترإحات هي محطات الضخ و التخزين، ويعتمد أساس عمل هذة المحطات على فكرة توليد الطاقة عبر إستغلال فرق المناسيب بين جسمين من المياه، من خلال تمرير حجم من مياه من المنسوب الأعلى إلى المنسوب الأدني عبر توربينات، لكي يتم حصد الطاقة المولدة بفعل إندفاع الماء.

وتتيح جبال البحر الأحمر مكانا مناسبا لصنع مثل تلك المحطات نظراً لقربها من البحر الأحمر الذي يوفر مصدراً غير محدود من الماء، وفي تلك الحالة يمكن إختيار مكان مناسب في الجبال للعمل كحوض التخزين العلوي للماء، وبالتالي يكون من اللازم رفع مياه من البحر إلى الحوض العلوي عن طريق إستخدام مضخات.

ويثير ذلك تساؤلاً في مدى فائدة هذة الفكرة، فمقدار الطاقة المستهلكة في عملية الرفع بالمضخة سيعادل مقدر الطاقة المتولدة، ولكن عند النظر في أسعار الكهرباء خلال ساعات الإستهلاك الأعلى في النهار وساعات الإستهلاك الأقل في الليل، يتضح أنه يوجد فرق كبير بينهما، وسبب ذلك هو أن الكهرباء لا يمكن تخزينها، وبالتالي يظل إنتاج الطاقة يعمل بشكل مستمر، لذلك من الممكن ليس فقد توليد طاقة في وقت الإستهلاك الأعلى، و لكن أيضا الإدخال بعائد مادي من خلال توظيف هذة الفكرة.

ومن ضمن المحفزات على مشروع كهذا هو أنه يمكن تطبيقه على مقياس صغير أو كبير بتوظيف حوض كبير أو صغير، وبالتالي كميات المياه تكون مناسبة لحجم المحضة، وتعرض الخريطة مكانين مقترحين لهذه المحطة والشكل المجاور يوضح نظام المحطة.

 

حصاد مياه الندي (أحد حلول المصادر غير التقليديه للمياة)
مشروع التخرج للمهندس / مينا يسري ويوسف طه
قسم الهندسة المدنية – كلية الهندسة – الجامعة البريطانية – 2020.. إشراف د. / محمد عزالدين

الماء هو السلعة النادرة في المناطق الجافة جداً، وقد توصل العلماء لوسيلة بارعة لجمع المياه من الضباب لتوفير الإغاثة للسكان الذين يعيشون في هذه المناطق. وهذه الفكرة تم إقتباسها من الخنفساء التي تعيش في الصحراء، حيث أنها تكون قادرة على الحفاظ على نفسها على قيد الحياة من خلال تخزين المياه في جسمها، والتي تسمى خنفساء العتمة، وتمتاز هذه التقنية التي تعمل على تسخير الماء بأنها صديقة للبيئة وطريقة ثورية لحصاد المياه وخاصة في المناطق الجافة حيث ندرة المياة.

ويهدف هذا البحث إلى خلق مصدر متجدد للمياه عن طريق إنشاء جهاز يقوم بتكثيف المياه الكامنة بداخل الهواء المحيط به وخلق كميات كافية من المياه للإستخدام الأدمي والإنتاج الزراعي في المقام الأول، وتكمن أفضلية الجهاز في نظام التبريد المستخدم حيث أنه نظام تبريد حديث صديق للبيئه. وهذا النظام لا يتضمن أي مواد مضرة للبيئة أو حتى يقوم بإنتاج أي غازات قدد تضر المجال المحيط به، خاصة وأن طريقة التبريد هذه تعتمد كليا وفقط على الكهرباء.

ويعتمد الجهاز المصنع أساساً علي تجميع المياة علي أسطح معدنية جيدة التوصيل للحرارة، وقد تم إختباره للتأكد من إمكانية الجهاز من تحقيق الهدف وذلك عن طريق دراسة دقيقة للكميات المنتجة في عدة مناطق سواء الساحلية و غير الساحلية، ومن ضمن الإختبارات الواعدة على سبيل التطوير المبدئي للجهاز تم معالجة السطح بمادة تزيد من إنتاجية المياه عن طريق تسهيل عملية تجميع المياه، وأسفرت هذه الأبحاث عن نتائج مبشرة، حيث تضمنت قابلية الجهاز من إنتاج كميات كبيرة نسبيا قد تكون كافية لزراعة المحاصيل اليومية الهامة مثل القمح والبقوليات والتي تتطلب كميات معتدلة من المياه، مما يتيح الفرصة أمام هذا المشروع بعد تطويره وإنتاجه بشكل أكبر من حيث الحجم والمسطح.

ويساهم المشروع أيضاً في إصافة نظام شمسي لتوليد الطاقة الكهربائية، مما يفتح أفاق لإستخدام المشروع على مساحات كبيرة ومسطحات تساهم في المحافظة على الإنتاجية بل وأيضا على مصادر المياة.

 

نموذج متكامل لإدارة تكاليف وصيانة المبانى التعليمية
أحمد محمد نجيب١، أحمد الهادى٢
١طالب جامعي، ٢محاضر
كلية الهندسة، قسم إدارة البناء بالجامعة البريطانية

تعد مرافق المباني أحد المكونات الهامة المرتبطة بإدارة المنشأت لتقديم جودة أفضل للمستخدمين، وكثير من المنشأت الحكوميه والخاصه يكون لها أهمية إقتصادية سواء من الناحية التاريخية أو الثقافية، لذلك فانح حال حدوث إهمال فى الصيانة الدورية والإدارة، تتعرض هذه المبانى لتدهور شديد، وبالتالى تكاليف باهظة، ووفقاً لأحدث الأبحاث المنشورة فى هذا المجال مازال يوجد إحتياج كبير إلى أداة (نموذج) متكامل للعمل بشكل فعال على هذه المهام.

ويهدف هذا البحث إلى تطوير نموذج متكامل يتضمن تقييم حالة مكونات المنشأت التعليميه والتنبؤ بتدهورها من أجل الصيانة التنبؤية للمكونات بما يتماشى مع الموارد المالية المتاحة وطبقا للأولويات.

ويساعد هذا النموذج المطور وبرنامج إدارة المنشأة، الجهات الحكوميه والقطاع الخاص عامة ومديري المرافق بشكل خاص في إدارة أفضل لمكونات المنشأت طوال فترة تشغيلها من خلال إنشاء منصة لتخزين البيانات وتبادلها ونقلها مع تمثيل لعملية صيانة المكونات.

ويتميز البحث بأهميته الإستراتيجية فيما يخص منشأت القطاعىين الحكومى والخاص بشكل عام والمنشأت التعليمية بشكل خاص من خلال وضع خطة إستراتيجية للتقييم والتنبؤ والصيانة الدورية لمكونات المنشأت، وبالتالى الإسغلال الأمثل للموارد فى الحفاظ على هذا النوع من الأصول. وبما أنه دائماً ما تكون الميزانيات المخصصه لإدارة وصيانة الأصول محدودة، لذلك يقرر البحث أطر عمل حول كيفية التمويل الأمثل لصيانة مكونات المنشأت.

وطبقاً لخطة الدوله فان جميع المباني الحكومية ستنقل للعاصمة الإدارية الجديدة فى وقت قريب، وفى هذا الإطار قد يساعد البحث في توفير قاعدة بيانات لكل عنصر ومكون (صيانة، بيانات، خصائص) للمنشأت كما يساعد أيضاً في المستقبل القريب إذا ما تطلب الأمر تغيير وظيفة المنشأ فيمكن التغيير مع القليل من التجديد والتأهيل للمبنى وفقاً للبيانات المتوفرة.

مشروع للطالبة ليلي عاطف طه الصواف

كانت صناعة الإسكان تتزايد بسرعة طوال السنوات السابقة، بينما تولد في الوقت نفسه كمية كبيرة من النفايات التي تمثل حوالي ٤٠٪ من النفايات الصلبة التي تولدها صناعة البناء سنويا. ويمكن أن يعود هذا المعدل المتزايد لنفايات المشاريع من صناعة الإسكان للإفتقار العام إلى الفهم نحو الإستخدام السليم للموارد الطبيعية، في حين يتم تعيينهم لإنقاذ البيئة والإقتصاد وتعزيز الفكر المستدام.

وفي الوقت نفسه كشفت الأبحاث أن تحقيق الإستدامة في صناعة الإسكان يمثل تحدياً هائلاً ولكنه تحد أساسي وقابل للتحقيق، وحيث أن ضرورة تحقيق الإستدامة هي عدم تعرض أي خطر في إستهلاك إمكانيات الموارد للأجيال القادمة. لذلك يهدف هذا البحث إلى وضع مبادئ توجيهية للتصميم بهدف تحقيق الإستدامة في مشاريع الإسكان العام المصرية من خلال تنفيذ إستراتيجية تصميم النفايات التي تعرف باسم (Design Out Waste Strategy).

ولتحقيق الهدف المذكور تم تصميم منهجية مختلطة نوعية لتحقيق خمسة أهداف. أولا: التحقيق في تصميم إستراتيجية النفايات والإستدامة والحد من النفايات، ثانيا تقديم وتحليل ثلاث دراسات حالة تحقق في إستراتيجيات تصميم النفايات المعتمدة لتحقيق الإستدامة (Design Out Waste Strategy) ودراسة حالة محلية للتحقيق، ثالثا التحقيق في تصور وتطبيق تصميم النفايات كاستراتيجية للحد من النفايات في مشاريع الإسكان العام من خلال مسح أجري مع عينة تمثيلية من شركات التصميم المعماري في مصر، رابعا وضع مبادئ توجيهية لمساعدة شركات التصميم المعماري في مصر على تحقيق الإستدامة من خلال تنفيذ تصميم النفايات(Design Out Waste Strategy). وأخيراً تحديد نتائج البحوث والتوصيات للسلطات الحكومية من خلال شركات التصميم المعماري في مصر والمهنيين، وذلك للبناء بالحد من النفايات في مشاريع الإسكان العام.

وأظهرت نتائج البحث أن نسبة شركات التصميم المعماري في مصر التي تعتمد على إستراتيجية لتحقيق الإستدامة أقل بكثير من المتوسط، بالإضافة إلى عدم وجود حكم حول إستراتيجية تصميم النفايات (Design Out Waste Strategy) كمنهج نحو التنمية المستدامة. لذلك يعد هذا البحث هو الأول الذي يبحث في دمج إستراتيجية تصميم النفايات في شركات التصميم المعماري المصرية في عملية التصميم كدور جديد في صناعة البناء وتأثيرها في مصر، وذلك من خلال توفير مجموعة شاملة من المبادئ التوجيهية لدور المهندس المعماري خلال مرحلة التصميم المبكر وتحسين بناء مشروع الإسكان العام.

وبالإضافة إلى ما سبق فإنه يبحث في فوائد تقديم المبادئ التوجيهية الإبداعية لتطوير النفايات الصلبة المصرية من خلال تحقيق التوازن بين الفوائد البيئية والإجتماعية والإقتصادية في فوائد صندوق التنمية المستدامة، وهو ما يجعل هذا البحث فريد من نوعه لأنه أول بحث يناقش تنفيذ إستراتيجية تصميم النفايات في شركات التصميم المعماري المصرية، كما يساهم في دراسة جوانب الإستدامة التي لم يتم التحقيق فيها من قبل في أبحاث أخرى تتعلق باستراتيجية تصميم النفايات (Design Out Waste Strategy) مع شركات التصميم المعمارية المصرية.

تصميم المشروع داليا أحمد الوشاحى

العاصمة الإدارية الجديدة تعد من أجدد المشروعات الإستثمارية الخاصة فى مصر وهو المشروع الذى من شأنه إدخال مفهوم جديد لطبيعة الحياة السكنية، وتماشيا مع إستراتيجية الدولة للتنمية العمرانية وتنمية العاصمة الإدارية الجديدة فمن المحتم ربط مشروع العاصمة الإدارية بخط سكة جديد مع كافة شبكات سكك الحديد في أنحاء الجمهورية، وذلك لأهمية توفير وسيلة نقل مناسبة للمواطنين خاصة وأنه من المتوقع أن ينمو عدد السكان في ٢٠٥٠ من ١٨ مليون نسمة الي ٤٠ مليون نسمة، ولهذا تم تصميم هذا المشروع فى العاصمة الإدارية الجديدة ليتوافق مع خطة التنمية وذلك بتوفير مبنى للمواصلات يضم خط قطار ومترو  يمكنه إستيعاب العدد السكاني المتوقع، على أن يكون الهدف منه تعظيم منظومة النقل الجماعى على مستوى الجمهورية بما فيها المدن الجديدة .

تصميم الطالبة يوستينا يعقوب

على مدار التاريخ والمجتمعات المصرية تعتمد بشكل أساسي على نهر النيل كمصدر رئيسي للمياه العذبة، ولكن مع إستمرار إنخفاض منسوب مياه النيل وتدهور جودتها ونقاءها، أصبحت مصر تواجه أزمة مياه لا مفر منها. لذلك يهدف هذا البحث إلى إنتاج مصدر جديد للمياه العذبة من خلال إختراع نموذج معماري يطبق نظرية التصميم الجاذب للمياه ويستخدم مناخ مصر الحار والرطب لإنتاج مصدر دائم ومستقر للمياه العذبة.

قبل إنشاء هذا النموذج، تم إجراء بحث شامل عن أساسيات التصميم الجاذب للمياه والمواد التي تتميز بهذه الظاهرة والطرق المختلفة لتجميع المياه العذبة. وبربط هذه المعلومات معاً أدت إلى تصميم نموذج معماري ينتج الماء من رطوبة الهواء.

وتم تصميم نموذج بأبعاد (20 × 20 × 7) سم من مادة الأكريليك، وقد إستخدمنا في داخله محلول كلوريد الكالسيوم (وهو نوع من المواد الجاذبة للمياه المتاحة والإقتصادية) لإمتصاص الرطوبة من الهواء، ثم إستخدمنا حرارة الجو لإستخراج الرطوبة على شكل بخار ماء، وبعد ذلك يتم تكثيف البخار على جوانب النموذج الداخلية وتم تجميعها في الجزء السفلي من النموذج.

وأدت نتيجة إجراء التجارب على هذا النموذج إلى إستخلاص 1.8 مل من الماء النقي في اليوم الواحد في المتوسط، ومن ثم يمكن تركيب عدة نماذج على واجهة صغيرة بحجم 100 متر مربع، وفي هذه الحالة ستنتج 2.3 لتر من المياه يوميا. وهذه النسبة تمثل 30% من إجمالي إستهلاك أسرة مكونة من 4 أفراد.

‏Figure 2 صور توضح كيف يبدو النموذج من جميع الإتجاهات ومن الداخل أيضاً

يقدم النموذج المصمم مثالاً جديداً للعمارة المستدامة من حيث قابليتها للتطبيق على نطاق واسع في المناطق الرطبة، لذلك فانه يمكن أن يصبح هذا النموذج طريقة عصرية وإقتصادية للمساهمة في قضية نقص المياه العذبة في مصر.

‏Figure 1 النموذج أثناء عمل التجربة

تصميم وتصنيع مضخة ريشية دوارة عالية الكفاءة للإستخدام فى وحدات تحلية مياة الأبار

يقدم هذا المشروع حلاً هندسيا لتوفير المياة الصالحة للشرب والزراعة، وذلك بتحلية مياة الأبار ذات درجات الملوحة المنخفضة والمتوسطة والتى تتراوح بين 2000-5000 جزء فى المليون، حيث قامت مجموعة المشروع من طلبة قسم الهندسة الميكانيكية بالجامعة البريطانية بتصميم وتصنيع وإختبار نموذج كامل لمضخة ريشية دوارة، ويقوم الجزء الدوار بدفع عدد أربع ريشات نحو الجدار الداخلى لغلاف المضخة، وذلك تحت تأثير القوة الطاردة المركزية، حيث يؤدى ذلك لتكون عدد أربع غرف يتم بها سحب وطرد المياة بعد رفع ضغطها بمعدل سريان 2 متر مكعب ساعة، وتتميز هذة المضخة باستهلاك منخفض للطاقة الكهربية، كما أنها تصلح للعمل فى وحدات التحلية التى تعمل بتكنولوجيا التناضخ العكسى وتنتج 12-14 متر مكعب من المياة المحلاة يومياً.

وعلى مدار العام الدراسى قامت مجموعة المشروع من الطلبة بدراسة ميكانيكا سريان المياة داخل أجزاء المضخة لوضع تصميم يحقق أعلى كفاءة هيدروليكية، ثم قامت باتمام التصميم الميكانيكى لجميع مكونات المضخة، وتمت مراعاة إستخدام خامات تتوافق مع ظروف عمل المضخة، وتتميز أيضاً بانخفاض تكلفتها.
وتم تصنيع نموذج كامل للمضخة بمشاركة طلبة المشروع، وذلك للتأكد من جودة تشغيل كافة المكونات، ثم تم عمل إختبارات الأداء على تختة الإختبار الخاصة بمركز الصيانة التنبؤية بالجامعة، حيث أوضحت النتائج نجاح نموذج المضخة فى تحقيق الأداء المطلوب.

 

تصميم و تصنيع نموذج حضانة أطفال

تعاني مصر من زيادة في أعداد الأطفال المبتسرين – من يولدون قبل ميعاد الولادة الطبيعي بـ 4 أسابيع أو أكثر. ففي كل 100 ولادة يولد 13 طفل مبتسر، وتبلغ نسبة وفاة الأطفال المبتسرين 1.1% ، وتؤكد التقارير أن هناك ما لا يقل عن 250 ألف طف مبتسر يولد سنويا في مصر.
لذلك يحتاج هؤلاء الأطفال إلى توفير مناخ خارجي لهم مشابه لرحم الأم حتى يتم إكتمال نموهم بشكل صحيح وآمن، و هذا المناخ الآمن يتلخص في توفير درجة حرارة ( من 36 الى 37.5 درجة مئوية) و (50 الى 65 % رطوبة نسبية) على حسب حالة الطفل و ميعاد ولادته، لذلك يتم وضع الأطفال داخل حضانة توفر لهم جميع هذة العوامل الضرورية.

ويعد إحتياج مصر من هذة الحضانات إحتياجا كبيراً، ويتم صرف مبالغ عديدة من المال سنوياً لإستيراد هذة الحضانات من بلاد أجنبية عديدة بسبب عدم توفر المنتج المحلي، ويبلغ متوسط قيمة الحضانة المستوردة 80 ألف جنية، وبسبب هذة الأسعار المرتفعة تعاني مصر من نقص شديد في عدد الحضانات المتوفرة في مختلف المستشفيات.

وقد تم تصنيع نموذج لحضانة تحتوي على جميع الأجزاء الأساسية، ونجح هذا النموذج في تحقيق درجة الحرارة ونسبة الرطوبة المطلوبة داخلها. وبناء على الحسابات تقدر تكلفة تصنيع حضانة مصرية متكاملة مطابقة للمعايير الدولية بقيمة27500 جنية مصري في حالة توفر خط إنتاج لتصنيعها.

وتوضح الصور النموذج الذي تم تصنيعه في أحد مشاريع التخرج لطلاب كلية الهندسة الميكانيكية بالجامعة البريطانية في مصر .

الوسوم
اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق
إغلاق