Appropriate Building

Patterns for 

Saint Catherine, Egypt

A Building Guideline  Egyptian Earth Construction Association 

 June 2010 

Appropriate Building Patterns

for Saint Catherine, Egypt.

A Building Guidebook  

Nashwa Ibrahim    

Assisting in editing: AbdulRahman El‐Taliawi Text editing : Dr.  Mona Gado 

Centre of Building Crafts, St. Catherine Egyptian Earth Construction Association www.eeca.net 

PUBLISHED BY: 

The Egyptian Earth Construction Association    (EECA)  is  an  Egyptian  non‐governmental/non‐profit  organi‐sation concerned with Appropriate Building Technol‐ogy (ABT) as a tool for sustainable development and community building.  4 Abu‐Hureyba St,  Al‐Darb Al‐Ahmar,  Historic Cairo, Egypt    The Centre of Building Crafts (CBC)  is established    in Zaitouna, Saint Catherine, South Sinai, Egypt.  Its es‐tablishment was funded by the EU through the South Sinai  Regional Development  Programme  (SSRDP)  in 2007. 

 The content of this building guideline is the responsi‐bility of  its author. The EU committee does not hold any liability to the information stated herein.  © 2010 Humanity as a whole, No rights reserved!   All  parts  of  the  information  contained  in  this  book may  be  reproduced  and  disseminated  worldwide. Please  note  that  this  information  should  be  used with due respect to nature and  it should aim at sus‐tainable  development.  Kindly  acknowledge  the source of information if you feel like disseminating it. 

Only for Allah;

who inspired and supported.

Finishing 

Landscaping 

Systems 

Social 

Patterns 

Contextual 

Patterns 

Foundation 

Walls 

Roofing 

Table of contents:    Acknowledgements                                                   Preface                                                                                            How to Use this Guidebook                                                                

Social Patterns                                                                               

Contextual Patterns                                                                         

Foundation 

Walls 

Roofing 

Openings 

Systems 

Landscape 

Finishing 

Page  1 

2 

3 

4 

8 

12 

14 

18 

20 

26 

30 

32 

Open

ings 

Contents 

Acknowledgements  

Nashwa Ibrahim 

Khaled  Fakhr,  Mohamed Mansour,  Ahmad  Hamdy, Ramy  Osama,  Moushira Elamrawy,    and  AbdulRah‐man El‐Taliawi 

Maged Magdy and Ahmed AbdulWahab 

Gemei’ Farag 

Hussein Khedr 

Farhana Mousa 

Project Director: 

Architects: 

 

 

Accountants: 

 

Foreman: 

Driver: 

Secretary: 

 

1 

This book is  translated into Arabic  by: Mahmoud Qutb 

This building guidebook  is one of the outcomes of the project: “Architectural Character Development Process  for Authentic Bedouin Settlements of South Sinai,” is funded by the European Union (EU) through the South Sinai Regional Development  Program  (SSRDP).  The  project  embodies  the  ideas  and  objec‐tives  of  the  Egyptian  Earth  Construction  Association  (EECA)  through  all  its practices and achievements.  It  is hereby  that  the project  team would  like  to thank the association members who participated in formulating the outline of this  project  in  the  proposal writing  phase:  Zeiad Amer, Mona  Farouk, Heba Badr, Dr. Amal Aldeberky, Nevine George and Mahmoud Qutb. We would also like  to acknowledge  the dedicated  technical assistance of Wael Sabry during the implementation phase, and to all trainers from EECA: Osama Abdel‐Qawi,  Ghada Embarek Zeiad Amer, and Wael Sabry, as well as the secretarial assis‐tance of  Shaimaa Omar  and Doha  Zaki  throughout  the project. Gratitude  is also due to Sheikh Mousa Aboul‐Heim who has always been keen on providing all information needed about local life. 

Special gratitude  is also due  to  the authentic Bedouins,  the  Jebaleyah  tribe, whose  uniqueness  can  rarely  be matched.  Those  local  inhabitants  of  Saint Catherine have revealed a deeper appreciation of  life and sustainability  than any outsider, and have been, themselves, the real teachers of this product. 

Saint  Catherine  lies  at  the  heart  of  the  topographically mountainous  area  of 

South Sinai. It exists where Prophet Moses is believed to have lived part of his life and where he has received the 10 commandments of God. Saint Catherine's tour‐istic  significance  lies  in  its  religious, ecological and  geographic nature.  Lately,  it has been registered as a world heritage site on the UNESCO map. It also contains Byzantine archeological sites yet to be discovered. Accordingly, there has become a  great  demand  for  its  eco‐touristic/architectural  nature  among  local/external investors.  Bedouins of St. Catherine are mostly from the Jebaleyah tribe which, historically, was based there to guard the monastery 1400 years ago.  Bedouins have started living  in wall‐bearing houses since the  Israeli occupation. Before that, they used to  live  in  their portable Bait  Sha'ar  (Bedouin  tents) where  roofs were made of black goat hair, and side partitions were made of sheep/camel wool;   they trav‐eled as nomads, moving  from one place  to another  in  search  for water and/or better weather conditions. Each detail of the Bait Sha'ar tells a wisdom of com‐patibility with  the  environment,  economic  efficiency,  and  adaptability  to  socio‐cultural needs. The shift of building patterns  into fixed,  immovable houses  is yet to mature, and is affected by influences coming from the Nile valley in a way that makes contemporary building not as congruent as it used to be. Recent demands to conceive an architecture that is economical, ecological and responsive to social life provoked our project:  to study contemporary life patterns that govern build‐ing  production,  analyze  its  information,  and  recommend  suitable  architectural solutions for each pattern. It is hoped that it, in turn, may trigger tribe builders to express such patterns in their own Bedouin character.     Any expert outside the community who tries to  introduce new ways of building can bring a number of solutions that do not spring from the cultural context of St. Catherine. However,  the  project  has made  it  their mission  to  envision  a  Cath‐erinian architectural character capitalizing on the support of the local community. All patterns presented might be adopted, as well as  further developed, by  local Bedouins only if this project honestly reflects their intrinsic Bedouin culture.  The building patterns presented in this booklet allow users to compose different architectural  solutions  through  their  own  approaches. We  do  not  offer  ready‐made answers. The outcomes can never be predicted. Only time can show results and offer more to be learnt.  

 Nashwa Ibrahim   

 St. Catherine  January  2008 

2 

Preface 

Up to bottom:  1‐ Nawamees site, Wadi So’aal  2‐ Old stone wall built by local Bedouins  3‐ Gra Safha near Sheikh Awwad, Wadi Gharba 

3 

How to Use this Guidebook 

This guidebook aims at helping the building community in Saint Catherine to apply values that are economic, eco‐friendly, and culturally responsive to the social needs of  South  Sinai  Bedouins.  In  addition,  it  is  written  in  such  a  way  to  guide  non‐specialists  towards  self‐help building.  Each  chapter of  the manual  is divided  into sections to ease locating the needed information.  

 

The division of each chapter runs as follows: 

 

1‐ Background: describes in one page the factual context of each section. 

2‐ The building patterns: each discussed in one page; the outline of the discussion runs as follows : 

 Pattern title: reflects the main building value to be discussed. This part lies at the right top of the page. 

• Traditional/Conventional building values: documents the existing and traditional values of the building pattern. This part lies at the top of the page. 

•  Issues:  raise  functional,  economical,  ecological,  structural,  or  social  questions. This part lies at the left side of the page. 

• Recommendations: help develop  the discussed building pattern  to  resolve  the mentioned questions or conflicts. This part  lies  in the grey square  in the middle of the page. 

Efficiency: helps evaluate the recommended solutions from the economi‐cal, ecological and/or social point of view. This part  lies at the bottom of the page. 

 

References of  information are an  incremental  interaction with  local people during 33 months, experimental construction projects applied during the same duration. 

All photos are by the author except for those mentioned beside. 

 

Background 

The nomadic culture of  the Bedouins of St. Cath‐erine  is more extrovert than most urban cultures; Bedouins are very  close  to nature and  can adapt their  lives  to minimal  available  resources;  this  is reflected,  for  example,  through  their  economic and balanced use of water. 

For decades, Bedouins have been working exten‐sively  in camel  tourism due  to  the  topography of St. Catherine. Female Bedouins are known to have positive characters and are hard workers. A visitor who  can  hardly  see  or  talk  to  a  female  Bedouin might  have  a  different  impression,  thinking  she must  be marginalized  or  excluded.  The  reality  is that  women  take  their  farm  animals  daily  to mountain  hikes,  feed  them  plants,  and  weave using  their  hair  and/or wool  to  produce  textiles used  as  ceilings/partitions  in  their  Beit  Sha’ar (woolen  tent/house).  In  an  attempt  to  color  and soften  men’s  tough  lives,  female  Bedouins  also weave many  colorful products  such as  sugar and tobacco cases,  camel  rags and water‐bottle hold‐ers, all of which men use during their daily moun‐tain trips. Motifs used  in weaving are unique and are  influenced  by  the  natural  heritage  of  the place.  Women’s  contribution  to  architectural products disappeared since the new ways of build‐ing no  longer depend on women's products; they 

rather depend mostly on building materials pro‐duced by the suppliers of the Nile Valley. 

Families  usually  live  together  and  an  extended family represents the unit of a new settlement in St. Catherine.  They  cannot  live  apart  from  their social knot  (neighbors/relatives) since socializing is  the  main  entertainment  they  have.  Female visits occur during daytime, whereas male  visits take place in the evening. Among every group of houses  there  is  a  common Mag’ad,  a  gathering space where men  can meet and  socialize. How‐ever, female presence is not always restricted to the Mag’ad. 

Houses are used for very limited activities such as eating  and  sleeping. Most of  the daily  activities are  done  outdoors,  where  Bedouins  feel more comfortable. This  is why Bedouins are not keen on interior decoration. Their motifs are not found any more  in their houses  like they used to be  in the past. Nowadays, women weave using beads and  embroider  for  commercial  purposes  rather than  for  their everyday  life. Building  industry of the  present  time  is  very  much  functional  and tough.  Encouraging  women  to  contribute  to building  production  using  the  inherited  motifs, talents  and  skills  may  rebalance  the  relation between social patterns and building ones. This is a  practical  approach  that  can  lead  to  cultural preservation. 

 Social 

Patterns 

4 

Above:  Bor’oa;  that  covers women’s faces during weddings  Right: The Beit Sha’ar ceiling show‐ing the sheets of goat hair and the intersection  with  the  tree  trunk pillar  which is called Ekfa  

Left to right:  1‐  Weaving  using beads  pattern  for  a tobacco case 2‐  Embroidery  pat‐tern for a sugar case 3‐  Melabba  weaved beads  used  to  deco‐rate  and  cover women's chests  

Left: The way they tighten  the roof of the Beit Sha’ar (woolen tent)  to  adjust  the  tension ratio as needed  Right:  The  outdoor  life  of hiking among stones 

Social 

Patterns 

Women  and  men  cook  outdoors. Women usually prefer to wash the dishes  in  an  outdoor  sunny  court while sitting on  their knees, rather than  spending a  lot of  time  stand‐ing  in  front  of washing  sinks  in  a dark  indoor  kitchen.  An  indoor courtyard,  thus, usually  exists  in  a traditional Bedouin house. 

Although  Bedouins  are extrovert and  like  to  spend time  in  nature  rather  than  indoors,  privacy  remains  a paramount need, especially for women.   Courtyards  are  very  signifi‐cant  and  represent  one  of the  main  features  of  the Bedouin  house.  Problems arise when a visitor  tries  to enter  the  front  courtyard while  women  are  sitting, washing and cooking. At the same  time,  the  kitchen inside  the  house  does  not function  properly  when placed  far  from  the  court‐yard.   This issue creates a need to connect  the  kitchen  to  an outdoor  courtyard  (for cooking and washing) aside from  the  main  entrance courtyard,  while  redesign‐ing  the  interior  of  the kitchen  for  better  lighting quality  with  the  maximum required privacy. 

Such a design concept can improve the life of local Bedouins. Moreover, linking the kitchen to the courtyard may allow adding an outdoor sink, which is better for hygiene and can be very cheap when made using Terrazzo.   Some  families may get  into  the business of producing  these sinks, which means better job opportunities for the local community. It is also suggested to direct grey water to a constructed wetland, as will be shown later in the section entitled systems.  

‐  A  secondary  court  is  sug‐gested,  that  is  connected  to the  kitchen,  for  cooking/washing activities (as shown above).  ‐  Kitchen/court window  can be  one  meter  bigger  in width  since  the  window won’t be  seen  from outside providing  better  lighting efficiency. 

‐  The window  on  the  oppo‐site  side  can  be  regular  in size  (60cmx60cm)  to  allow both privacy and cross venti‐lation.  ‐  This  design  can  only  offer an  example  of  ways  to  link the  kitchen  to  a  back  court‐yard,  which  could  also  be used as a private sitting area for  women  when  the  main court is occupied by men. 

‐  Gas  pipes  and  containers could  also  be  placed  in  the back courtyard since Bedouins prefer  to  place  them  outside their  houses  for  safety  rea‐sons.  Usually  the  pipe  is placed  away  from  the  sun exposure. In case  it  is directed to  the  sun  it  is  recommended to build a  small  shelter  to  the north  to  be  shaded  by  (as shown above). 

  Outdoor Cooking/Dishwashing Activities  

5 

Social 

Patte

rns 

Recommen

dations 

Issues 

The Nam

e of the pattern 

Traditional/ Conventional Building Values 

Efficien

cy 

Above: An outdoor sitting/washing device that can be home‐made out of  Terrazzo  and  can  start  a  family business.  

Washing 

Sitting 

Sewage 

Enterance court 

Kitchen 

Cooking court 

Social 

Patterns 

Cooking/Eating  together  are  the most  important activities  in wedding festivals.  Breakfast  and  dinner  are prepared  onsite  in  a  tent  separated from other guest tents. Food  is then delivered  in  big  round  plates  after being prepared with the help of eve‐ryone. Guest  tents are usually  sepa‐rate: one  for men and  the other  for women. 

Holding  food  plates  from the  cooking  tent  to  guest tents  is  a  celebrated  event that  Bedouins  enjoy,  al‐though 1. moving  the plates some‐times  can  become  very difficult,  and 2. bringing the plates to the guests  without  spoiling them may constitute a chal‐lenge. 

The design here  is  slightly more expensive due  to  the double  column  shelves. Functionally,  it allows  better  performance.  Such modification  can  be  easily  adopted  by Bedouins  since  it  re‐spects their cultural patterns and at the same time improves space function. 

‐  A  proposed  arrangement  that  would offer optimum functionality for Bedouin social behaviors during weddings.  1– A festival path way from the cooking place to guest tents.  2–  Installing  low side shelves within the main  wooden  structure  of  the  tent  to contain  food  plates  and  ease  moving around.  

  Festivals and Wedding Parties  1– Cooking tents 

 

6 

2

Above: Food preparation and delivering in a wedding, Abu‐Sila, 2009 

Recommen

dations 

Issues 

The Nam

e of the pattern 

Traditional/ Conventional Building Values 

Efficien

cy 

Wedding Zoning showing proposed food pathway 

1 Cooking tent 

Guest tent (Women) 

Guest tent ( Men) 

Car Parking 

Camel Show 

 

1–  Round  sitting  form  is needed  to  accommodate Bedouin  eating  patterns, for  they  prefer  to  eat  to‐gether rather than  in sepa‐rate plates. The  food plate is a big round one that can provide  food  for  five  to seven persons.  It would be best  if  the  spatial  design accommodate  these  cus‐toms  in  such  a  gathering space  instead  of  offering inappropriate  linear  ar‐rangements. 2‐ Car park usually cuts the view of a camel show/race taking place  in bigger wed‐ding  parties  (as  shown below). 3– Sharing  sitting  rags,  tea cups and other dining tools is  a  persistent  and  signifi‐cant  habit  of  the  Bedouin wedding. 

 

 Festivals and Wedding Parties  2– Guest  tents 

Such solutions do not cost much. At  the same time,  they offer better sitting spaces  to  improve functionality. They have zero effect on ecology. Moreover,  they  respond  ideally  to  the Bedouin cultural habits and capture their uniqueness. Entrepreneurial  projects  can  emerge  from  these  ideas,  such  as  renting  the  portable  tent.  The tent’s size can change on demand and it is possible to move it from one place to another for  wed‐ding parties or any other festivities. 

Linear  seating alcoves 

7 

Social 

Patte

rns 

Above: Mt. Sina ecolodge, designed and built after these recommendations, proves to be a successful example 

Curved   seating alcoves 

‐  Dividing  guest  tents into  seating  alcoves surrounding  a  round table. These alcoves can be  freely  allocated  in linear  or  curved  forma‐tions.  They  could  be created  either  in  a  tent or  a  building  according to design. ‐ This concept could also be  adopted  in  eating 

spaces  such  as  restau‐rants. Each  alcove can  be 2.4  x  2.4m  which  is enough  for  round  80  cm seats;  this,  in  turn,  leaves another 80 cm for moving around the table. ‐ The alcoves can be sepa‐rated  by  low  partitions such  as  a  timber  log or  a palm  trunk.  Seats  can  be optimally 20 cm high. 

Proposed spatial arrangements 

Above: Camel show in one of the weddings,  2009 

Recommen

dations 

Issues 

The Nam

e of the pattern 

Traditional/ Conventional Building Values 

Efficien

cy 

In weddings, breakfast and  dinner  are  pre‐pared  onsite  in  big quantities.  Eating takes  place  in  round floor  sitting  forms. Those  round  forma‐tions  are  the  most significant  eating  pat‐tern. 

Contextual 

Patterns 

 

Background 

Water scarcity is a main problem that faces Sinaite Bedouins. Hence, botanic coverage is rare all over South  Sinai.  Palm  trees  can  be  found  in  Wadi Feran and El‐Tur, and a  few Cypress  trees  (Sarw) rarely  exist  in Wadi  Jebal  and Wadi  El‐Arba’een. Wood  offered  by  these  trees  cannot  be  consid‐ered  sufficient  raw  building material  and,  there‐fore,  building  demand  cannot  rely  on  it.  Stones, slates,  tafla  (desert  clay),  sand, and  rubble, how‐ever, exist abundantly  in St. Catherine. Gypsum  is available  in  neighboring  Abu  Zneima.  All  other building materials  come  to  St.  Catherine mostly from  the  Nile  Valley  through  El‐Tur.  Therefore, using  natural  resources  in  building  can  decrease building costs and may  introduce better architec‐tural values.  

Efficient use of stone  is needed, as cutting stones from  the mountain harms  the  eco‐system of  the place; the negative effect  increases when there  is a  high  demand  for  the  building  industry.  Using rounded  stones  that move  naturally  downwards, with the flood is more recommended. 

Deep wells, generators and water tanks are impor‐tant  features  in  determining  building  locations. Bedouins either dig more and more  to  reach  the ground water  level, or buy water  and  store  it  in 

concrete  tanks.  Despite  the  fact  that  the  Nile water  is    currently  being  extended  to  St  Cath‐erine, optimizing water consumption  is still nec‐essary for preserving the eco‐system. 

 In winter,  it gets very cold; winter mornings are sunny  and warm most  of  the  time.  It  becomes seriously  cold  when  the  sun  hides  behind  the mountains.  The  huge  contrast  between  cold indoors  and  sunny  warm  outdoors  provokes specialists to use solar heat in many applications for better environmental performance. However, water could be  frozen  inside water pipes during the day, while a metal chair is burning hot in the sun outside at the same time. In summer, it is hot during  the  day,  but  in  shade  St.  Catherine  is blessed with a better condition than in any other location in Egypt due to the dryness of its air. 

Flash  floods  are  a major  factor  to  determine  a construction  location.  In  addition,  foundation level,  floor  level,  and  doorway  direction  are  all  affected by flood activity. Therefore, locating and positioning a construction site are very important decisions in such a climatic‐topographic context. 

Bedouins  are  very  wise  and  conscious  when  it comes  to  building  in  a  flood‐free  zone  due  to their  familiarity  with  the  land.  It  remains  for architects  to  decide  how  to  benefit  from  flood water in gardening while protecting the houses. 

 Contextual Patterns 

8 

Left to right:   

1‐  The  topography influences  the  choice of  a  construction location  (safe,  sunny, shaded, ...etc)  

2‐ An ancient deep well built with dry stones  in Sheikh Awad   

Left :  Cutting  stones  from  a  mountain  for  con‐struction purposes  

Right :  Pine  trees  (Sarh)  in Wadi El‐Arba'een 

Above:  1‐  Saint  Catherine  covered in snow, 1‐3‐2009 2‐ Mount  Sinai  covered  in snow from Wadi Sdoud, 1‐3‐2009 Right:  Palm trees in Wadi Feran  

Bedouins  used  to move  from  one  side to  another within  the  same  valley  ac‐cording  to  the  season.  The  side  image shows  a  case  where  the  valley  is  ori‐ented east‐west.   Bedouins also move  from one valley  to another if a certain valley does not offer them optimum thermal comfort. 

With contemporary  immov‐able  houses,  dynamic  pat‐tern of  living could not any longer  be  dictated  by  sea‐sons. New concepts need to be  introduced  to  offer  the same effect of warm sunny places in winter and breath‐ing  shaded  places  in  sum‐mer for one location.   

However,  even  with  fixed residence, providing at least one  room  for  each  season can  be  enough,  since Bed‐ouins’  rooms  are  not  allo‐cated  to  specific  family members;  anyone  can  use any comfortable room. 

Proper positioning of the building does not affect  its cost.  In addition,  it does not affect social patterns; but  it can rather accommodate Bedouins’ social needs. From an environmental point of view, proper orientation  leads  to better environmental performance: good ventilation and good lighting. 

 2‐  Do  not  depend  on sunny western  façades when the building loca‐tion  is  surrounded  by mountains,  as  sun  dis‐appears  early  behind the  mountain.  Only Southern  facades  re‐ceive most of the avail‐able sun rays. 

 

 Sunny Home in Win‐ter  / Shaded in Sum‐mer 

9 

North 

Courtyard 

Room 1 winter 

Room 2 summer 

Kitchen 

Toilet 

Above: A typical space design for local houses 

Contextu

al Patte

rns 

1‐ Rooms are recommended to be oriented towards  the  North‐South.  Below  are  the preferred size configurations. 

3‐  An  inner  court‐yard  can  create  a similar  quality  of moving  from  one room  to  another  on seasonal  basis,  pro‐viding  semi‐private as  well  as  semi‐outdoor spaces. 

         to another court 

Recommen

dations 

Issues 

The Nam

e of the pattern 

Traditional/ Conventional Building Values 

Efficien

cy 

Shaded in  Summer 

Sunny in  Winter 

Contextual 

Patterns 

10 

 

‐ How to make use of flash flood  water  in  gardening while  still  being  protected from  the  destructive  flood currents. ‐ Using  climate  and  topog‐raphy  of  the  land  to  our benefit is a knowledge that Bedouins hold very well. 

Local Bedouins are the most capable people to tell you where to build a new settlement. They know exactly the most efficient ways of land use. They, moreover, have the knowledge of how to be protected  from northern winds while benefiting  from the southern warm sun. They used to build in valleys, facing south for warm sunny directions on elevated lands using rocks and stones with clay mortar. 

 Protection/Benefiting   from Climatic Phenomena 

Plan 

Above:  Photos  show  a  village  in Wadi Esba’eyah, St. Catherine 

Left: A Bedouin settlement in Esba'eyah below Mount Sinai  

North 

Housing zones 

Gardens on different levels 

Mountains intertwine with valleys  of  different  direc‐tions and positioning.  They  create  flood  paths that  are  made  of  granite rocks  and  don’t    absorb rain water. 

‐  They  build  garden  fences using dry stone walls. These mortar  free  fences  can bear the  force of water  flow due to  its  flexibility  allowing rainwater  in, while prevent‐ing  other  undesirable mate‐rials.  ‐  The  dry  stone  fence  also acts as a filter,  letting  in the needed  water  and  keeping the essential clay.   

Section 

‐ Bedouins build  gardens  fac‐ing  the  paths  of  the  flash floods. Gardens are suggested to  be  built  on  descending levels  in  the direction of wa‐ter flow.   ‐ Houses are  suggested  to be built outside the garden zones on  an  elevated  land,  pro‐tected  from  the  devastating flash flood path.    

Recommen

dations 

Issues 

The Nam

e of the pattern 

Traditional/ Conventional Building Values 

Efficien

cy 

Safe housing zone 

Gardens on different levels 

Contextu

al Patte

rns 

Building materials  can be delivered to the high mountain region (HMR) from  lower  valleys only by  camels. Building dry  stone walls  for garden fences, materials  are  sufficient  on‐site  and  delivery  is  not  needed. When  building  solid  walls,  clay  is the  only  material  available,  while cement is not. 

 Building a Shelter in the High  Mountain  Region 

11 

Wooden plate bolted with the top  earth  bag  layer  to  con‐nect with wooden beams  for roofing  

Ropes  to  tighten wooden  beams with the main structure 

Earth Bag roofing detail * 

‐  Light/weightless  building materials  decrease  building cost significantly lowering the number of  camel  trips  to  the construction site. In this case, Earth‐Bags building technique serves  as  an  appropriate building  solution  in  the  high mountain region.  ‐  Ascending  the  high  moun‐

tain  region,  camels  are  only 

required to carry empty earth 

bags  and  wires.  The  rest 

needed  material  (mostly 

sand) will be found on‐site. 

Left:  Tamping earth bag  layers to keep them all at  the  same height * 

Right:  Barbed  wire  attaches    earth bags  together  and  covers  the  outer surface  to  help  in  plastering  it  with earthen clay * 

Earth Bag construction technique 

Chicken wire, paper  for  recycling and  little empty  lime bags are  the  lightest building materials that can be delivered from lower valleys to higher ones. The resulting constructions are as strong and sustainable as could be. It is important to note that earth bags should be used so as not to harm  the eco‐system of  the place. This  technique has proved very easy  for Bedouins  to build with, as shown in the image, and needs only to be widespread.  *  

Above:  Bedouin  building  a  fence wall with Earth Bags 

Above:  Camels carrying building materials to HMR 

Delivery of building materials to  the  HMR  costs  excessive time,  effort  and  money. Transporting  cement  bags, for  example,  exhausts  the camels,  pollutes  the  moun‐tain and offers a very expen‐sive building solution. 

Recommen

dations 

Issues 

The Nam

e of the pattern 

Traditional/ Conventional Building Values 

Efficien

cy 

‐ Clay is only needed for plastering but not to  fill the  bags.  As  Clay must be  adaptive  used  for plantation  more  than construction 

Foundation 

 

Background 

Flash  floods  represent a major natural phenome‐non that affects the safety of walls. It is one of the main  elements  that  interfere with  the  design  of the  foundation  in  St.  Catherine.    Flood  currents destroy  the  underground  layers  of walls,  and  so the  foundations  are  the  primary  elements  that rescue constructions from flood destruction. 

Bedouins have the knowledge of  flood paths, but they started to build  in  flood areas since rain has been decreasing, as a direct result of global warm‐ing.  This  knowledge  is  disappearing  among  new generations  and  a  documentation  of  possible flood‐threatened areas needs to be carried out by geographical information systems. 

Water  stoppers  and  water  insulation  layers  are not  important  to use  in  the  foundation  since  the ground  water  table  is more  than  10 meters  far below.   Water  scarcity  guarantees  that  founda‐tions would be safe  from  the underground water threat. Rain,  although  rare,  can  affect walls;  and so  it  is  recommended  to  use  stone  foundations and  stone walls, which  should be  at  least 90  cm high above ground level.  Geologically,  foundations are safe  to support one floor of bearing wall building with 70  cm  ground 

 Foundation 

12 

Above:  The  act  of  flood  in  earth eroding,  as  shown  above,  is  a  very important  consideration when build‐ing foundations 

Left to right: Photos  show  different  soil formations  that  vary  from hard rocky lands to sandy ones  Both photos are in Wadi So’aal .  

depth,  as  earth  in  St.  Catherine  is mostly  rocky and stable.  In  general  local  stones  are  considered  a  good building material for foundations of bearing wall structures. For  safety against  flood action, using Portland  cement  is  recommended.  The  cement should  be  Sulfate  resistant  as  most  sand/silt lands contain big ratios of Sulfate.   In  non‐rocky/sandy  areas,  land mostly  contains tafla  (clay) that needs to be replaced by a clean and  leveled  layer of sand of at  least 60 cm high.  Each 20cm of this sand layer should be well com‐pressed with water before  introducing the foun‐dations.    

80‐90 cm stone 

foundation using 

Sulfate resisting 

cemen

t  

Sand/  clay  land 6

0cm

 of 

clean sand ‐ 

3 layers 

 

When  building  on  rocky  earth,  a  small course  of  foundation,  40‐50  cm,  is enough  for  one  floor  of  bearing  wall construction. Left to right:  ‐ A bearing wall  foundation built  in  the  city of St. Catherine  ‐ Foundations  in Mount Sina eco‐lodge, Esba’eyah, designed and built by the project 

Dry stone walls are built on  less  flooded areas  to keep  the water  for planting. Mortar foundations are not as appropriate since they are not as flexible as dry stone walls. A mortar foundation would obstruct the flow  of water, while  that  flow  could  sometimes  be  very  beneficial. Bedouins are experts in dry stone walls. 

Building in semi‐flood areas needs  strong  stones  to build  flexible  foundations that can resist the forces of water  flow.  When  using mortar,  the  foundation  is inflexible and will not stand water action.   

Mortar‐free Foundations  

This  foundation  costs  slightly more  than  a one made of normal stone and mortar, but it is worth the difference since it affects the safety of all construc‐tion.  

13 

Foundatio

n 

Above:  Flood  of  Esba'eyah,  Sep‐tember  2008.  Photos  show  the power  of  water  in  moving  and eroding land layers 

Sand can be affected by flood action 

Gabion Section 

Left: A dry stone border/fence  in  one  of  the gardens in Abu Zaitouna, St. Catherine 

Sealed wire net that can contain a dry  stone wall inside 

‐  A  gabion  is  a  latticework container woven  out  of wil‐low  or  galvanized  steel  and filled with loose stones often used as a retaining wall. Like a rubble trench foundation, a gabion will drain away mois‐ture very effectively and so it can  be  used  below  the ground  as  a  foundation  or partly  above  ground  as  a stem wall,  isolating an earth bag from the moist ground.  Gabions are recommended to be  used  as  foundations  in such areas. 

Natural  rocks  laid with no mortar 

Recommen

dations 

Issues 

The Nam

e of the pattern 

Traditional/ Conventional Building Values 

Efficien

cy 

1.5 m

 depth can

 stand for flood eroding action 

Right: Labor build a retaining wall as a gabion technique http://www.flickr.com/photos/yahninkabul/605439171/ 

90 cm width 

Walls 

 

Background 

St. Catherine is famous for its rounded stones that have been falling with the flash floods throughout the years. It is also rich in desert clay tafla that can be found in many valleys due to the floods. Stones and  desert  clay, material  offered  abundantly  by nature,  made  the  Jebaleyah  tribe  builders  by instinct. 

Although  Bedouins  started  to  build  permanent houses only 18 years ago, old  stone walls can be found  in many  places  around  St.  Catherine  as  in Wadi Shreij, Wadi Gharba, Wadi Eslaf, and many other  valleys.  Walls  were  built  using  natural stones. Gates were  characterized with big blocks at the bottom;  stones keep decreasing until stone size reaches the smallest on higher levels in order to ease elevating stones  to upper  levels by work‐ers.  Double‐stonewalls  used  to  include  some niches  and  wider  slates  to  be  used  indoors  as shelves dispersed randomly inside the room space according to need.  

In some areas, where slates are available on site, buildings used flat slates in walls, as in Nawamees. In other areas, as  in Wadi Feran, mud brick walls were  built  upon  a  considerable  stone wall  to  be protected from possible erosion by the flood. 

Dry stone walls are very popular and can be found 

 Walls 

Above: Gra Sham’oon, Wadi Gharba. Right:  1–  Big  stones  identifying  doorways “Gra Sham'oon, Wadi Gharba 2– Gasr,  a  house  built  in  a  standing cave, freish Abu Elouan 3– Ancient house built only with dry slates, Nawamees 

 

Left to right:   1‐Building  with adobe  on  a  stone wall  ‐  Deir  ElBanat, Wadi Feran  2‐  Mud  Brick  pro‐duction in Esba'eyah  

14 

surrounding  gardens  in both  the high mountain region  and  in  the  lower  valleys.  Builders  of  St. Catherine are  talented  in  teaching and  this  type of building. 

Al‐Gassr  is a room‐like space that  is almost built naturally inside caves that have enough space for a  human  to  step  inside.  Bedouins  built  small walls with  a  small  door  to  complete  caves  into room‐like  spaces  and  use  them  for  storage  or sleeping . 

Nowadays,  it  is popular  to  construct walls using cement blocks cladded with natural stones. Clad‐ding with stones is enforced by law to protect the visual  scene  throughout  the  protectorate  of  St. Catherine.  Using  cement  blocks,  however,  is environmentally damaging. Still, Bedouins prefer to use cement blocks despite  its high price com‐pared  to  natural material, which  is  an  unfortu‐nate condition. 

 

Rammed Earth  Walls versus Cement Blocks    

Rammed earth is still unpopular and expensive due to the cost of building tools needed for it. If 

those tools could be available (i.e. for rent), this technique would prove itself as the most logical 

solution for its climatic performance, its faster production rate and for the fair face walls that it 

offers. Local Bedouins do not find  it difficult to use wooden formworks rather than metal ones, 

although the latter is considered more durable. The CBC in Zaitouna stands as a successful exam‐

ple that was skillfully constructed and admired by the local Bedouins. 15 

Walls 

Above:  1‐  Tafla: desert clay  that exists along Wadi  Feran  and  Wadi  So'aal  in  big quantities 2‐ Using tafla for adobe making  

1– Adobe bricks are popular among St. Catherine’s build‐ers  since  desert  clay  exists abundantly along the valley. Hence,  the  Rammed  Earth building  technique  would not be neither alien nor odd when  introduced  to Bedou‐ins. 2– Rammed Earth  is biode‐gradable  whereas  cement blocks  are  not.  Also,  the climatic  performance  of cement  blocks  in  terms  of heat  insulation  is  not  as good as Rammed Earth. 3–Cement  blocks  do  not seem  in  harmony  with  na‐ture  as    does  Rammed Earth.  

Bedouins prefer  to use  ready made cement blocks  that are very expensive when compared to natural stones. They build inner walls with cement blocks, cladding facades with stones to  follow  the protectorate’s  regulations of building. Bedou‐ins prefer  cement blocks  for  two economic  reasons:  saving labor  costs,  as  the  rate  of  building  production  is  higher  in case of  stone and  saving  in  interior  layers of plastering, as cement blocks  create a better  fair  face when  compared  to natural rocks. 

Above: Cement blocks wall  

Above: Bedouins tamping layers of rammed earth  

Recommen

dations 

Issues 

The Nam

e of the pattern 

Traditional/ Conventional Building Values 

Efficien

cy 

Ramming: a pneumatic rammer would  reduce  cost  and  time, however,  Bedouins  interacted better to manual ones on‐site. 

A Rammed Earth formwork  is a system that adjusts wall width  using  shutters,  vertical  and  horizontal  posts  all locked together with wedges to ensure the verticality of the wall. 

Cigar Test: a perfect clay mixture  would  break when  suspended  in  the air  leaving  a  cigar‐like  8 to  15  cm  piece.  (Lab tests must  be  done  be‐fore  using  the  clay mix‐ture in building) 

Mix of large and 

Mixing Design:  a well balanced mix‐ture of clay and sand is needed. 

Vertical post 

Yoke Wedge: a lock 

Spreader: adjust shutter/wall width 

Putlock 

Side panel 

Round wood or pipe handle 3.8cm 

7.5 cm

 

7.5 cm

 

15 cm 

30 cm tall hard wood 

1/4’ thick steel plate 

Bolts 

Walls 

Stone Walls 

Recommendations 

Issues 

The Nam

e of the pattern 

Trad

itional/ Conventional Build

ing Values 

Efficiency 

 

Left: Ancient stone room in freish Abu Elouan  Photo by: Zoltan Matrahazi 

‐For  better installation  of doors  and win‐dows  within stone  walls,  it is preferable  to insert pieces of wood  fixed  at 40cm  intervals in  the  wall  to receive  con‐necting bolts. 

Stone walls are the most traditional building walls in  St.  Catherine.  Traditionally,  they  were  built using pure clay mortar. Recently, cement mortar replaced  the clay one, especially within  locations that  are  relatively  close  to  asphalt  .  Niches  for interior  usage  tagat  and  inserted  slate  shelves draw a distinctive character for Bedouin buildings. 

It is a common Catherinian practice to frame window openings using plastering mortar while it is not necessarily the best technique of  installation. Using wood scraps along the head of the wall opening can be enough  for  fixing a wooden window, and could prove  to be a better re‐placement. Using clay mortar instead of cement reduces cost, especially of one/two floor build‐ings, and offers better climatic performance. 

‐  Bedouins  put  clay  on  site  in three piles that would be enough for a few day’s work, pour water in  the middle of one pile of clay that will be used the next day. At time  of  use,  water  content  be‐comes  a  perfectly  ready  clay mortar. 

‐ A stone wall section is recommended where  stones  extend  to  receive  the door/window  frame  preventing  the passage of air, dust and  sound  inside the space. 

Above:   Bedouin mixing  clay  piles, Esba’eyah  

Above:  Plastering window  frames to cover up jointing problems 

Lack of construction detail‐ing affects the architectural character  of  St.  Catherine. For  example,  plastered frames of windows that are used  to  cover  the  connec‐tion between natural stone walls  and wooden window frames.  They  can  hardly meet  properly  if  the  re‐quired manufacturing tech‐niques  were  not  applied. This  in  turn  leads  to  fram‐ing  all  openings with  plas‐tering  layers  that  draw sharp  squares  along  all building facades.  

16 

Bolt  Wooden scrap  Door frame 

Stone wall section de‐sign: the wooden frame is embedded and contained within the wall 

Door frame 

Stone wall  Stone stepping 

Door frame 

Building with dry stones (without mor‐tar)  is  a  well  known  technique  that appeared  in  the  historical  construc‐tions  of  Nawamees,  in  domed  tombs and  in  all  garden  fences  in  high  and low valleys.   

Garden  fences  are  built mostly using  the Dry Stone technique.  Drainage  tubes are  inserted  in  the  lower layers of  the ground which act as a  suitable outlet  for excess flood water. Although  Bedouins  are familiar  with  the  tech‐nique, some design consid‐erations that would enable them  to  build  stronger walls,  control  their  height and  width  are  needed  to ensure the  longevity of the dry stone fences.  Cap  stones,  for  example, are missing from the top of most  of  the  fences, which leads  to  their  decay  over‐time.  

 Dry  Stone  Walls, Fences and Dams 

Walls 

Left: Nawamees of Wadi Zeleka, a deteriorated domed roof shows the technique of stone‐laying Right: A plan and a section  in one of the Nawa‐mees domed tombs 

Above:  Garden  fence  built  in  the flood way with dry stone, Zaitouna   

‐ Wall height and  section design can be controlled  through  a wooden  guide  (as shown  beside).  The  difference  in width ensures strength in high walls. 

Dry Stone Wall technique has been widely used throughout St. Catherine and  it represents the ideal way  for building garden  fences  in  the area.  It  is    recommended  to develop such building technique  for  a  better  design  control.  Economically, Dry  Stone Wall  technique  involves  easily accessible and simple tools rather than sophisticated technological equipments. The familiarity of Bedouin builders with this technique ensures that they could further excel in using it. 

‐ Jointing stones con‐trol the solidity and cohesion of the dry stone wall. 

17 

Recommen

dations 

Issues 

The Nam

e of the pattern 

Traditional/ Conventional Building Values 

Efficien

cy 

Aggregate filler stone 

Corner stone 

Tie stone 

 Joint 

Good Joint 

 Joint 

Bad Joint 

Above:  Using a batter frame and guidelines for better and higher dry stone walls‐  http://en.wikipedia.org/wiki/Dry_stone 

Complementing joints 

Chunk stone  Cap stones 

Base stones  Variety of shapes 

Cast  Earth  walls  depend mainly  on  Gypsum  as  a stabilizer.  1‐The  largeest  Gypsum industry  resides  in neighboring  Abu  Zneima, which  ensures  abundance of  the  material  and  the inexpensive  cost  of  trans‐portation .  2‐ Gypsum has no reaction problems  with  Sulfate. Therefore it would be more appropriate  than  cement to use with  St. Catherine’s desert clay.  3‐ The setting time of Gyp‐

sum with  soil  is  too  quick 

for  workers  to  build  with, 

causing  trouble  and  some 

problems  for  construction 

workers. 

Walls 

Cast Earth Walls 

 

18 

Most desert clay in St. Catherine and its surroundings contain Sulfate.  It  is rarely that you could find a site that  has  Sulfate‐free  clay.  It  is  for  this  reason  that Gypsum could be recognized as a stabilizer that sub‐stitutes cement.  

‐Cast  Earth,  as  a  building alternative, would  be more appropriate  if mixed with  a retardant  that  would  delay its setting time.   ‐It  is  recommended  that researchers work on  finding a  local organic retardant for 

Cast Earth is an appropriate technique that yet needs development to become as popular as it should be among Bedouins. Local organic retardants and trained  labor are needed. However, the  technique offers  itself as an environmental, aesthetical and economical building  solution for St. Catherine.  

‐Mixing  Design:    Soil  100,  Gypsum  15,  Water  20* (* According to the dryness of the soil)  The amount of gypsum is determined by 15% of the weight of the soil. For practical reasons, this ratio in weight should be  translated  into  volumes  (per bucket)   at  the  construc‐tion site. 15% of gypsum is the optimum amount consider‐ing the cost/benefit ratio. 

Left:  A Cast  Earth wall built by Bedouin  labor Zaitouna, St. Catherine  

this technique to be further  developed.  ‐ Without a retardant added to  the mixture,  the building process has to be very quick and  organized  in  order  to overcome  the  rapid  setting time. 

‐In  the  cast  earth  mixture, 

2% of  lime can be added  to 

delay  setting  time  of  gyp‐

sum for 20 minutes. 

 

 

Recommen

dations 

Issues 

The Nam

e of the pattern 

Traditional/ Conventional Building Values 

Efficien

cy 

100% soil  15%  Gypsum 

Water to be added according to the dryness of the soil 

Land in St. Catherine is rich in small size stones (15‐20  cm)  that  can  be  found  everywhere  in  the  sur‐roundings.  However,  this  valuable  resource  goes unseen and people of those sites tend to buy either cement blocks or largee stones for building. Building resources are wasted in return for an expensive and inefficient solutions.  

‐Bedouins do not use small size  stones  in  building, making  them  a  wasted resource.  ‐  Lack  of  knowledge  with building  techniques makes it possible for such a waste to occur.  ‐  Since  Bedouins  are  used to  build  with  blocks,  they participated  actively  in  a training  that  was  held  on the  Stone  Concrete  Blocks technique. 

Stone Concrete Blocks 

19 

Walls 

‐ Mixing Design: 2‐3 stones (15‐20cm) are put at the side of the shutters. A mixture of 1 cement : 5 sand : 8 bathaa’ (mixed gravel)  is poured and shuffled inside. Each two stones should be mini‐mum 2cm apart for the mixture to sink between them.  Shutters  could be disassembled after 20 minutes (according to the weather).  ‐  A  lime‐concrete mixture  could  also  be  used, 

producing  lighter  blocks  and  better  thermal 

performance. However, it takes more time to be 

disassembled  since  setting  time  increases with 

Stone Concrete Blocks can offer entrepreneurial projects  for Bedouin  suppliers and producers. They are easy  to build with and  can  save  time. Economically,  it  saves plastering  costs  since  it produces a finished interior (fair face) wall. Aesthetically, it produces harmonious ready‐cladded stone facades that also comply with St. Catherine protectorate’s building regulations.  

Stone  concrete  blocks  are  formed  in 

moulds  (as  shown  above)  and  are  easy 

to produce on‐site. Mixture  contains;  2 

buckets of  lime, one bucket of  cement, 

and 9 buckets of sand/gravel mixture 

Above: Wooden mould dimensions 

Left:  A  Stone  Concrete  Blocks  wall  built  in Zaitouna, St. Catherine by Bedouin trainees 

Above:  1– Bedouins disassembling mould after the blocks have dried 2– A ready‐cladded stone block  

Recommen

dations 

Issues 

The Nam

e of the pattern 

Traditional/ Conventional Building Values 

Efficien

cy 

Roofing 

Background 

Roofing systems play an  important role  in  formu‐lating  the  character of  a building. Recently,  local Bedouin houses in St. Catherine have been charac‐terized  by  slightly‐pitched  roofs. Other  buildings, mostly  owned  by  the monastery,  are  built  with sloped pitched roofs using bigger timber logs.   Although botanic coverage is very limited in South Sinai,  timber  logs  and  wooden  roofs  are  very popular and economic despite the fact that Egypt does not produce sufficient wood. Wooden beams with reeds’ decking are more economic than that with timber decking. 

Some  palm  trunk  beams  can  be  delivered  from Wadi  Feran  and from the Nile Valley. If covered by reed  decking,  this  becomes  the  most  economic technique  that  is, as well, most appropriate ecol‐ogically.  Rising  costs  of  steel  and  cement made  concrete roofing unfeasible,  especially  for one  floor build‐ings. Environmental performance of wood roofing is much better  than concrete  roofing  in both hot sunny  summers  and  in  cold  rainy  winters.  Local Bedouins have come to realize this for themselves. Concrete  roofs  can be  found  in  the  region, how‐

  

Roofing 

Left: Local Gazwareen can be used as secon‐dary beams  Right:  Old  buildings  in  Wadi Feran  using  bigger  sloped timber logs 

Right: Pitched roofs  used  in  old  build‐ings  along  Wadi Feran  Left:  Vaults  in  Al‐Melgah  training centre  by  arch. Wael Sabry 

Above:  The small Areesha  in El‐Karm ecolodge, made with palm trunks and reed decking 

20 

ever, as in any other part of the world, despite all those mentioned facts. 

For  semi  open  areas,  like Areeshas,  reeds  offer the best environmental performance as a breath‐ing ceiling especially in summer time.  Historically, domed  structures, which are  locally known  as  Nawamees,  were  found  in many  ar‐cheological sites. Nawamees are mostly found in places  that  contain  slates,  and  it  seems  that ancients used natural sand as formwork to build such kind of dry slate domes.  Local  Bedouins  use  plastic  sheets  as  a  layer  in roofing  for  water  insulation,  and  desert  clay mixed  with  Qaysoom  (a  type  of  natural  desert shrub) on the topmost roofing layer for both heat and  rain  insulation. When  rain  falls on  the  top‐most  layer, tafla swells and  its pores close form‐ing a hard crust that makes rainwater slide off the roof . 

Roofin

g 

A  semi‐private/semi‐public  shelter that  is used for social gatherings. It  is mainly built using palm  trunks as main beams and palm reeds for decking.  Local wood,  (Gazwareen) is  sometimes  used  as  secondary beams. 

 Areesha: A Breathing Shed 

‐Building  the  Areesha  with 

complete  natural  materials 

(as  shown)  is  recommended. 

Recently,  Bedouins  have 

started  building  Areeshas 

with  blocks  turning  it  to 

some  sort  of  urban balcony, 

which is a step backward. 

21 

Joint   making  using metal rings fixed in pillars attach‐ing  the  beams  using  nails does  not  ensure  reliable construction.   Duff  and  tail  joints  are essential  to    maintain  a reliable  structure  against wind forces. 

Educating Palm trunks (as shown beside) and cutting beams are easy to be done on‐site; duffs and tails do not need high‐tech equipment. Preparation of  rough wood and  reeds  is a  local knowledge and can encourage young teen on group work, which is useful for local communities.  

Right:  The  restaurant  of Mount  Sina  Eco‐lodge,   while  under  construc‐tion, is an example of  a  typical Areesha 

Below:  Joint  making  using  a  me‐dium metal ring while constructing Mount Sina Ecolodge 

Above: Preparing of palm reed deck‐ing sheets in group work, Esba’eyah 

Areesha,  El‐Karm  ecolodge,  St.  Cath‐

‐ Palm fronds can be used as well as reeds. They are both tied  together  in  the  same manner  (as  shown  above). They both  convey  the  same effect  of  a  breathing  shed. However reeds are better in thermal  insulation  since they are hollow from inside.  ‐  Areesha  has  a  great  cli‐

matic performance.  In  sum‐

mer,  it  draws  out  hot  air 

through its slits and replaces 

it with  the  dry  cool  breeze 

that prevails in the shade. 

Above:  Palm  fronds  tied  together leaving natural slits of openings  in the Areesha 

‐ When using Palm‐trunk columns and Gazwareen as beams, 

it  is recommended that columns are cut at the top  in order 

to create a connection containing the beam tightly. 

Recommen

dations 

Issues 

The Nam

e of the pattern 

Traditional/ Conventional Building Values 

Efficien

cy 

Good Joint  Bad Joint 

Roofing 

 

It  is easy  to adjust  the  lev‐eling  of  wooden  beams  if they are  laid on a concrete bond  beam  built  upon  the last rock course.  Traditionally, rock‐wooden constructions were  achieved by laying wooden beams directly on the top of rock walls.    A  slightly  sloped  roof  cov‐ered with  clay  over which water  can  slide  to  reach canals is the common roof‐ing system that needs to be slightly modified  for a bet‐ter  performance  of  water insulation. 

 Palm Trunk Roofing  with  Reed  Decking  

It  is very  important  to care about details  for a better  roofing system, which  in  turn  improves environmental performance. Using  small black  stones on  the  top of  the  roof can help ab‐sorb more sun in winter. It is thus clear that all recommenda‐tions focus on the know‐how rather than on including sophisti‐cated techniques or strange building materials.  

Left:  Pine  wood  was  used before  in  roofing  as  some pine  trees  can  be  found  in some valleys  Right: Palm trunks are used until  now  as  main  beams. They  can  be  brought  from the Nile Valley 

5 

1  2 

4 3 

22 

Above: Pine wood was often used before in roofing

Section 

Above: Bedouin spreading clay over insulation layers 

Recommen

dations 

Issues 

The Nam

e of the pattern 

Traditional/ Conventional Building Values 

Efficien

cy 

There are many types of roofing  (as shown above), how‐ever our recommended type is the 5th which is illustrated below. 

Roofing section: ‐ Reed decking  is  thermally very  efficient  because  it  is hollow  inside.  A  layer  of reed skin  is preferred to  lie between  the  reed  decking and  the  insulation  mem‐brane  sheets  to  fill  the small  tight  spaces between reeds  that  are  seen  from below. The wood/reed/skin combination  is  very  effi‐cient,  economic  and  eco‐friendly. ‐  The  first  layer  of  mem‐brane  sheets  (Bitumen)  is spread  to  protect  the  reed from  being  burnt with  the fire  needed  for  installation of the second  layer of  insu‐lation. Nails are not recom‐mended,  because  they  of‐ten  cause holes  that water could pass through. ‐ A  layer  of  previously wa‐tered  clay  is  spread  at  the top  to direct  the water out of gutters  that  compliment the roof slope. 

Open

ings 

 

 Openings 

 

Left:  Old  wooden window   installed in a stone/clay wall Right:  Small  tradi‐tional  windows  that are  distributed  ran‐domly  to  catch  wind in summer preventing sun  rays,  El‐Karm ecolodge 

Left:  Recent  trials  of characteristic  door  ex‐pression, visitor center   Right:  An  old  door  ex‐pression,  Gra  ElSafha, Wadi Gharba  

Above:  An  initiation  from  the  project  to start  using  decorated  brass  and  copper that use  local motifs  in  the decoration of doors  in order  to  revitalize  the disappear‐ing  metal  craft.  Such  decoration  offers liveliness  that  existed  in  the  traditional Beit Shaa’r.  

23 

Background 

Openings  represent  the most  significant  feature that  defines  the  building  character  and  distin‐guishes one building type from another. 

In historic sites of St. Catherine, doors conveyed a stronger statement than windows. Door openings had no evidence of having wooden doors  in most of  the  known  historical  sites.    Doors  were  just marked by a big opening with a huge stone  for a lintel and that leads to inner shelters. 

The reason why doorways are  identified using big stones from both sides goes beyond the common structural  need  for  a  visual  one.  The  variety  of door  statements  is  endless  and  depends  on  the available suitable big stones that can bring reason‐able heights  (most of  them  are  lower  than  com‐mon door heights: 1.2 to 1.6 m)  Traditionally,  small  random  north  openings,  that can be covered by a small piece of cloth in winter time, is a very common feature that is appropriate with  the  scarcity of building materials  (glass and wood).  Another  opening  can  often  be  found  on the opposite side for better cross ventilation.   The doorway can be used as a big window. There‐fore, doorways are mostly directed to the south to 

bring sun inside during cold winter mornings.  Some  recent  buildings  expressed  a  very  similar vocabulary for doors and windows as that which appears  in  AlKarm  ecolodge  and  the  protector‐ate’s visitor center.   Common  recessed windows  that draw  St. Cath‐erine’s  built  scenery  no  longer  expresses  an authentic character or culture. The only practical value included is how a window can be contained inside a wall (half of the window shutter dimen‐sion equals wall thickness) so that window shut‐ters can be well protected inside the wall body.     

Open

ings 

24 

Window  ratios  tend  to  form  a  square, with the width measuring double  the wall  thick‐ness,  thus  containing  the  outer  window leaves when  fully open. The window  recess provides protection against weather, as well as  adequate  shading.  Window  shapes  and surfaces  are  rarely  distinguished  since  they are standardized and mass produced.  

1‐  Privacy:  the  design  of openings  should  balance the  need  between  ade‐quate  lighting  and  air  ad‐mission,  on  one  hand,  and the  residents’  need  for  pri‐vacy on the other. 

2‐ Expression of character: a woman’s role in shaping the family dwelling was evident in the elements of the tradi‐tional  Beit  Shaa'r.  Today, women's  active  participa‐tion in home building needs to  be  re‐emphasized  to bring  back  the  qualities inherent  in  their  valuable past contribution.  

3–  Function:  openings  are required  to  insulate,  keep out cold/wind and let warm sun  rays  in  during  winter time, provide shade and  let the  cool  breeze  in  during summer time. 

 

Adaptive Reuse for Goat  Hair  Shaa’r  

‐ A  frame  holding  goat  hair (Shaa'r) with 2 hinged verti‐cal  panes  instead  of  the louvered  window  sash which  swings  horizontally, where  Shaa'r  provides  ade‐quate  shading  in  summer and  would  act  as  a  heat absorber  in  winter.  Shaa'r also  closes  its  pores  when rain falls on it, thereby hold‐ing off water. 

‐  Another  alternative  for win‐dow  design  that  ensures  pri‐vacy, absorbs winter sun,   and encourages  summer breeze    is developed  using  an  interior   goat  hair  curtain  that  can  be used  in different seasons.  (See details in systems)  ‐ For better heat insulation and sealed  leaves,  it  is  recom‐mended  to  use  woolen  cloth that  women  weave  as  handi‐crafts  around  main  glass leaves. 

Above: Curtain of Shaa’r  in summer 

Above: Curtain of Shaa’r  in winter 

Glass frames emit light, and wire meshes ward off flies and mosquitoes. An outer double section with vertically swinging Shaa'r weaving blocks excessive solar radiation providing adequate shad‐ing while admitting ambient  light. Revitalizing the  local Shaa'r production to be used  in today's building activities can trigger more ideas which in turn can draw a unique character for the archi‐tecture of St. Catherine.  

Right: Window sizes and proportions in St. Catherine 

Right: A trial made  by B e d o u i n hands to use S h a a ’ r instead  of w i n d o w leaves 

Recommen

dations 

Issues 

The Nam

e of the pattern 

Traditional/ Conventional Building Values 

Efficien

cy 

Higher shutters to be opened in summer 

Above: The Bedouin Trombe Wall  

Curtain  holders can  be  located in  different positions 

The  small  openings  that  appear  are  very common.  They  collect  summer  vents  at lower levels so as to affect lower places used for sitting/sleeping activities.  In winter,  they usually  close  them  with  handy  pieces  of cloth. These small openings  represent a  sig‐nificant feature of the Catherinian openings. 

 Random Northern Windows 

Open

ings 

Above:  interior walls of a  restaurant, Al‐Karm ecolodge   

Above: Using hollow blocks  in creat‐ing small openings, Wadi Feran 

25 

Right:  Window  sizes and proportions in St. Catherine 

Above: Random openings (tagat) at Centre of Building Crafts 

Section 

The Amreyah (colored round glass that cover dome openings) could be a very successful substi‐tute to the plain cloth that Bedouins use to shut their openings  in winter a pattern that  is dy‐namic and inherent in Catherinian architecture. It could also achieve aesthetic value that adds to the character of openings through the variety of color. 

Above:  Tagat  are  also  used  as  extra  shelves.  The photos show recent (left) and old (right) examples 

‐  Forming  random holes  into a Rammed Earth/Cast Earth wall  can be done using strong  plastic  pipes with  proper  dimen‐sions inserted within the wall shutters. ‐  The  Amreyah  (colored  round  glasses that cover dome openings) are available in  the  Egyptian market  and  are  not  ex‐pensive.  ‐  The  random  openings  are  usually  ori‐ented  towards  the North  to allow cross‐ventilation.  Solid  walls  are  not  recom‐mended  as  they  oppose  the  breathing effect  that  Bedouins  have  become  used to create in their dwellings.  

Above: proposed way to create tagat in rammed earth walls 

Recommen

dations 

Issues 

The Nam

e of the pattern 

Traditional/ Conventional Building Values 

Efficien

cy 

In  Al‐Karm  ecolodge,  built by  the  protectorate  of  St. Catherine,  the  same  open‐ing vocabulary is used in the main  restaurant.  Bedouins come up with new ideas like using  decorated  hollow blocks  for  the same reason. This  pattern  needs  to  com‐ply  with  other  techniques like  building  with  rammed earth.   

Aluminum  fixtures embedded   in Rammed  Earth while  extended with a length that is almost  as much  as the embedded part 

Glass  cast  cover, Amreyah,  used  in old  Islamic  domes to  allow  better lighting 

R a mm e d Earth  0.4m thick 

R o c k foundation 

 

Background Passive systems for heating and cooling  like using fire work for heating at night; using woolen rags as partitions  that  protect  from  cold wind  in winter and can easily be moved up to give a good ventila‐tion  in  summer,  and  using  a wet  cloth  to  cover bottles during the night to keep bottled water cool the whole day after, All were built  in house using  available  resources  and  local  craftsmanship  and techniques  that  are  inherited  and  developed  lo‐cally. New building  techniques  lacks similar quali‐ties  and  depend mostly  on  non‐renewable  ener‐gies  for  that  reason  that  need  serious  develop‐ment. Renewable  energies  available  in  Saint  Catherine are  represented  in  solar energy and wind  can be widely used  to develop passive heating and cool‐ing  systems  in  still  houses  and  the  challenge  is how  to use  these energies while high  technologi‐cal  solutions  are  not  handy  or  economic  for  the local community such like  using solar cells or solar heaters. Waste  recycling mechanisms  need  further  devel‐opment  as  the  protectorate  of  Saint  Catherine helped to develop awareness among local Bedou‐ins about dry toilets that were  installed  in Mount Sinai along the main trek up to the summit. Local Bedouins developed later an economic local tech‐nique  that  is  based  on  the  same  concept.  How‐ever,  recycling  the  grey water  still    need  further 

development  as they normally use grey water  in plantation without treatment. Deep  wells  used  to  be  the main  water  source that Local Bedouins seek to stay closer to. How‐ever, built water tanks that can be filled by trucks paved the way for local Bedouins to settle in one place and not to move searching for water. 

  

  

Systems 

Left:  A  complex  of    two  dry toilets  and  four  showers  in addition  to  few  sinks  was  de‐signed by  the project  for Mount Sina eco‐lodge   using  local  tech‐niques  for  eco‐sanitation.  Grey water  is  to be  treated by a con‐structed  wetland.  Solar  heaters were not used by  locals as  they preferred  to  use  a  gas  water heater instead. 

Right:  The  knowhow  behind constructing  a  tent  structure  that  successfully  uses  eco‐logical  systems  needs    to  be encouraged    in  new  develop‐ment strategies.  First  two  photos  show Gemee’ Farag while constructing a small tent at his house, the last one is at Morgen Land hotel. 

Above: Using simple solar cell  lamps in eco‐lodges that can be fixed easily without  any  infrastructure  is  very practical and economic although  it  is not locally industrialized. 

Systems 

Above:  water  tanks  when  designed  on  a  round  form become more resisting to water force action. The above photo  was  a  water  tank  designed  to  contain  3  cubic meter in a shape of a drop of water for Mount Sina eco‐lodge 

26 

When following the traces of Bedouin tents Beit Sha’ar, there is always a round space called Ma‐ga’ad which is a gathering space around the fire.  Recently, Bedouins prefer to sit in a circle  with a source  of wood  fire  in  the middle  for  heating/cooking purposes. 

Nowadays  when  it  is  ex‐tremely  cold  in  winter, Bedouins  sit  indoors  and use  the  traditional  heating pattern,  firewood,  public areas,  such  as  cafes    and restaurants. They still need to  find a way  to get  rid of the  fumes and  to  find oxy‐gen  for  the  wood  to  stay burning.  

  An Interior Maga’ad (Fire Circle) 

 

 

 Although this solution appeared so familiar for local Bedouin;  they still need further training for building arches and domes as this building culture is not embedded and one have to get exten‐sive training to acquire the skill needed to construct such a chimney. 

Systems 

Above: similar local solution at one of the Bedouin houses in Abu Seila    

The  project  team  designed  an  intermediate column that is hollow and supported around the fire  place  to  function  as  a  structural  pillar  for the  roofing  system and  to act as a  chimney at the  same  time.  For  keeping  the  fire  burning indoors  a  ground  tube underneath  the  seating area  was  designed  to  bring  fresh  air  directly from outside to the fire place. This will keep an adequate supply of oxygen inside the room. 

Left:  The  design  of  the hollow  column  gives  a clear height for 1.2 m for the  fire  place  to  ease using  it  and  to  ensure better  communication among sitters.   Right  above:  The  Chim‐ney while  being  used  by local Bedouins   Right  : The column chim‐ney  that was  firstly  con‐structed  in  Mount  Sina eco‐lodge      

120 cm 

North 

Recommen

dations 

Issues 

The Nam

e of the pattern 

Traditional/ Conventional Building Values 

Efficien

cy 

27 

Above: Sheikh Moussa Abul‐Heim and Haj Mahmoud Mansour sitting around the fire in a Bedouin tent at the Bedouin Camp. 

The Trombe wall system: creating different air pressures that motivate passive heating in winter and passive cooling in summer. This system depends on collecting solar heat inside a cavity of a double wall. This double wall has a glass sheet  from outside that can be opened  from the top, and a black painted thin wall  from  inside. The glass can be opened  from the top and the black wall   has    two openings: one on the top and the other  is at the bottom.  In the wintertime the glass is closed so that the cavity collects solar heat which can be transmitted inside the room by the act of the two openings  in the black wall. In summer, the glass  is opened from the top and the top opening in the wall is closed. When another window at the opposite side of the room is opened, air ventilation is triggered to enter the room. 

The black thick wall does not look nice from outside and does not develop a Bedouin character. More‐over, utilizing goat hair decorated weavings in the contemporary building  production will probably preserve this local craft on the one hand while making the space feel more Bed‐ouin, on the other hand.  

 

  The Bedouin Trombe Wall as a Passive Heat‐ing /Cooling Device 

This system still needs  to be experimented and developed. It formulates one of the main archi‐tectural  features.  Furthermore,  it  can preserve  the  craft of  goat hair weaving  and encourage women to go on contributing to their built environment as they have always done. The  entire  system  can  easily  be  produced  locally  and  can  create  job  opportunities  for  local craftsmen .  

Systems 

Above: The act of the Trombe wall in  winter,  followed  by  its  act  in summer time 

Above:  A  plan  for  a  hosting  room shows  the  Trombe  wall  directed  to south  

Above:  Section  X‐X  that  shows  the Trombe wall directed  to  the  south and the northern window on the other side  directed to a good view 

North 

28 

Recommen

dations 

Issues 

The Nam

e of the pattern 

Traditional/ Conventional Building Values 

Efficien

cy 

 

Rod Handles 

Sha’ar ( decorated black goat‐hair curtain) 

Window frame 

Stone Wall 

Air m

ovemen

t in winter 

while glass is closed 

Hot air by sun 

Glass 

In winter 

Painted black 

Air m

ovemen

t 

In Summer 

Air m

ovemen

t 

 

The  city  infrastructure  for sewage  system  collects  all to  the main  station  10  km away  from  the  city  to  be treated  by  sedimentation, aeration,  and  sterilization until they get pure water is obtained  to  be  reused  in the  plantation  of  wood‐trees farm of “Kafour”. The traditional  septic  tanks  affected many water wells that  has  been  tested  and considered  unsuitable  for human  use.    It  is  essential to  replace  these  types  of sewage  with  another  that can  protect  the  under‐ground  water  reservoir.  Dry  toilets have been used in  some  houses  in  remote valleys  and  was  replaced by  the  city  system  when the  service  became  avail‐able. 

 

  Waste Recycling  

 

Systems 

A

B

For  the  mountainous  topographical  na‐ture  of  Saint  Catherine,  some  buildings (A)  may  lie  on  a  higher  level  than  the sewage  manholes  related  to  city  infra‐structure. Others  (B) which  lie  on  lower levels  used  to  construct  traditional  local septic  tanks.    Only  (A)can  benefit  from the city infrastructure. 

Above: Treatment of sewage water after sedimentation  in septic  tanks: Aeration  in a pool with  fans at  the main station of the city.  

Left: An old dry toilet in Abu‐Sila that has been replaced  to  use  the  city  system  when  the service reached the area  Right:  New  dry  toilet  built  by  local  Bedouins  is suitable for type B and for high mountain region.   

Pipe can be installed sloping down 

 manhole 

Higher tank for solids 

Lower tank 

Aeration pipe 

2‐  Dry  toilet    separates  solid waste    in a higher   tank whose sloped  floor collects  liquid  in a lower  tank  can  be  checked  by an  outlet.  Aeration  pipe    and windows  keep  toilets  free  of unpleasant smell. Using limited water for washing  is not harm‐ful  in  this  system.  Local  labors can  construct  this  type  inde‐pendently. 

planting flowers or animal food. The wet land is  water insulated by a membrane sheet which is laid on a geo‐membrane sheet to be pro‐tected from any acute layer that might  damage it. Layers should be engineered accord‐ing to number of families us‐ing it. The subsurface gravel wetland water quality treat‐ment and water quantity con‐trol capacity in all seasons, reinforces the conclusion that filtration systems such as these perform well, even in cold climates. 

29 

Recommen

dations 

Issues 

The Nam

e of the pattern 

Traditional/ Conventional Building Values 

Efficien

cy 

1‐ Grey water can be col‐lected to a  constructed wet‐land with the above layer, as to pass through reed to be partially purified. Then it passes through a fine sand layer to be filtered, and fi‐nally it passes through the last layer of a coarse sand to be collected and reused for 

Waterproof membrane protected from sun. Use EPDM membrane or construct wetland from cement. Unlined wetlands ok in appropriate soil (low perk) and ground‐water conditions (adequate separation). 

Raw grey water or clarified‐septic effluent in 

Water level  10cm below surface of gravel, 30 – 75cm deep depending on plant root depth: 30cm for cattails, 60 cm for reeds, 75cm for bulrushes 

Infiltrator 60—90 cm wide half—pipe or half—drum covered with 3.8 cm rock, across width of wetland width = half of length  

Level control: Pulling plug once a month lowers water level, aerates, and establishes roots in lower part of system 

Aquatic plants of locally appropriate species 

 

Background Gardens  of  nutritious  vegetables  and  fruits  are spread  along  the  different  valleys  of  Saint  Cath‐erine.  They  are  placed  where  they  can  benefit from  the  flow  of  rain.  These  gardens  still  need wiser strategies to develop agro‐tourism  facilities that  can  help  garden  owners  to  start  receiving guests  within  a  comprehensive  institutional  sys‐tem.  Olive, almond, pomegranate, pear, apple, fig, and grapes  are  very  famous  in  Saint  Catherine,  El‐Tarfa,  and  El‐Sedr  can be  found  in Wadi  Feran. Wood  trees, pine can be  found  rarely  in addition to palm trees . Building  dames  for  retaining  rain water  in  some areas  started  to  take  place.  Such  practice  needs  further  support  to maintain  the  productive  gar‐dening  in the high mountain region, even when it is dry,  to  keep  gardening  as  a main  character of the region. El‐gasser is a small room that takes natural bigger boulders   as  side walls and ceiling with  the mini‐mal  wall  construction  effort.  It  can  be  used  for storage or sometimes for sleeping . Construction beside  the edge of  the mountain  in the lower valleys  has to be sensitive to the inter‐section  points.  There  is  no  need  for  a  handrail most  of  the  time  and  walls  must  intersect smoothly for a better scenery. 

Pavements can be framed by stones and be filled with Bathaa’  (coarse  sand)  that  are  available  in nature. All signs of  the area can use carved sand stones that  can  be  found  row  in  Wadi  Soa’al;    local labors cleverly produce these kinds of signs.  

  

Landscape 

30 

Above:  Almond  flowers  appear end  of  February  and  sometimes last until end of March .   

Left:  Olive  trees  are  fa‐mous in Saint Catherine.  Right: Different dams built in  the  high  mountain region  to  save  raining water before slidding along the valley to a lower one. (photos  by:  Zoltan Matra‐hazi) 

Left:  Natural  composition of  water  pools  in  Wadi Jebal HMR. People use the upper  pool,  animals  use the lower. Right: Stairs can vanish wih mountain  edges  with  no need  to    a  hand  rail. Also natural  herbs  can make  a spontaneous  landscaping. 

Above: El‐gasser  in Freish Abu‐Elwan  in a basin  that  is close  to  the city. This  is built by natural  rocks and clay mortar using largeer stones as a door lintel. 

Landscaping 

Botanic  coverage  in  Saint  Cath‐erine  is  so  limited  for  scarcity  of water.  Locals  purchase  their wa‐ter  need  and  use  it  to  plant  few plants  in  their  courtyards  that includes flower and animal food.  

Waste  water  is  not  effi‐ciently  utilized  in  planta‐tion  despite  the  fact  that local  Bedouins  are  very careful  when  consuming water. The grey water can be puri‐fied by  a  constructed wet‐land  in which reeds can be developed  to  be  used  in roofing,  and  extra  water can  water  flowers  and irrigate animal food. Purifying  grey  water  to irrigate  crops  for  human being  is  a  complicated process  that  can  not  take place in house. 

 

  Ecologically Responsible Landscape Practices 

 

31 

Landscap

ing 

Left: The village of Saint Catherine from El‐Nagb way to Wadi El‐Tala’a  

Above:    A  constructed wetland  in the  centre  of  building  crafts  as  a first of it’s kind in  Saint Catherine   

Left:  Set  El‐Hosn;  a  climber plant that produces lots of nice green  and  purple  flowers  can be irrigated by recycled water.  Right: another  flower grows  in the  area  can  be  irrigated  by recycled water.  

Recommen

dations 

Issues 

The Nam

e of the pattern 

Traditional/ Conventional Building Values 

Efficien

cy 

Root crown Planted  high  so  graft  union  is well  above  soil  after 

settling. Thin or zero mulch around root crown to keep it well ventilated and drained, reducing disease. 

Dirt from basin  forms walls 

Basin and walls The deeper the basin the better. 

Compost Compost, manure, or fertilizer under mulch prevents mulch from robbing nutrients from the soil. 

Original grade 

Planting hole Excavated and backfilled with soil/compost mix for fruit trees, plain native soil. 

Mulch Clipping, wood chips, leaves, 

Basin width = several times diameter of drip line 

25‐45 cm 

Drip line Root extent 

Dry laid rock wall In crescent or full terrace from retains soil, water, mulch, and fertilizer on steep slopes. Footing must extend into undisturbed soil, further for a taller wall. Mortaring rocks with clay/compost mix will bind them in living mortar over them. 

Cut on uphill side Fill on downhill side 

 

Background No paintings decorate a Bedouin tent Beit  Sha’ar; either outdoor or indoor. However, one important feature  of  decoration  is  the  colorful  in‐house handmade weavings Floors  are  covered  with  small  pebbles  not  light enough  to be easily blown by wind, nor are  they so big to hurt a person sitting on them: grains are around  5mm  in  size  and  are  locally  known  as Bathaa’. Colorful rags that can be moved from one place to another are easily stored in one corner to be used as seats or bed sheets when needed. Gates  are  marked  and  decorated  with  colorful weavings  as  the  gates  of  all  other  Bedouins around the world. In  recent  construction,  finishing  is  very  low  in quality,  taste,  and  does  not  contain  any  of  the features  they  used  to  have  previously. However, this sector (finishing) can be developed to include women’s  decorative  capabilities  into  the  new architecture production. Decoration  can  reflect  a strong  building  character when  overseen    by  an institutional capacity. Plastering with cement mortar, and painting with plastic  colors  are  famous  trends  nowadays.  The worst  kind  of  colors  are  available  at  the market and  no  local  labor  can  do  either  plastering  or painting. Labor comes from the Nile Valley to help in this trade. 

Using lime as an alternative building material for plastering  and  painting    is  essential  to  reduce using  cement    and  for  a  better  eco‐logical  per‐formance for local construction. The  Centre  of  Building  Crafts  in  Abu‐Zatouna used  lime  plastering  and  was  appreciated  by locals and performed competitively with cement plastering since it saves all the painting process.  Local  rocks have  a  variety of  colors  that  can be used for certain effects such as the effect of the dikes in a mountain. Such colors were introduced in  the  visitor  centre    related  to  St.  Catherine protectorate. Tiling  with  natural  stones  is  famous  and  local labor  is well  trained  to do  such a building  tech‐nique. However, no any other alternative is avail‐able on hand except  terrazzo  tiles and  ceramics in a low  quality.  Ibex horn is one of the symbols that local Bedou‐ins admire and believe it take out bad spirits . This  feature can be developed to become a  fea‐ture at each gate.  Engaging  local  women  in  the  finishing  process can bring back many of  the  features  that disap‐peared  in  the new building  trades  like; painting, door decoration, and curtain production.    

  

Finishing 

32 

 

Finishing 

Left: weaving rags with colorful  local motives  Right:  Decoration of  Bedouin  tents in  one  of  the touristic places. 

Left: decorated doors in FanSina     Right:  Ibex horn as good symbol 

Above: Natural  rock  that  shows  the variety of colors     

Cement  plastering  and  plastic  paintings  dominates  the  interiors  finishing  in  Saint Catherine.  Most of the time they do not paint the cement plastering and treat it as a  finish‐ing  surface  in  grey  color  for  economic  rea‐sons.  

   Lime plastering and Lime wash  

In case of rough surfaces of Catherine stone walls, multi layers are recommended: first layer is plaster base 1 lime: 1 cement: 3 to 4 parts sand, second layer is plaster finish 1.5 lime: 3 sand: up to 5% of white cement is added to the coarse stuff to quicken the setting. Mortar is mixed first dry and then with suffi‐cient water to make a stiff mix. For smooth surface of rammed earth walls, only plaster finish layer is applied with the same previous mix while 0.4 kg “Ad bond 65” for each 5sqm is added to im‐prove the bond to rammed earth surface. Therefore, rammed earth has advantage on Catherine Stone in cost reduction due to the elimination of the plaster base layer. Colored lime‐wash can be applied as a paint.     

Twelve local Bedouins were trained on  Lime  wash. During the workshop they could do all paint‐ings of the training center of Sheikh Sina in Melgah. The Centre of Building Crafts (CBC) was plas‐tered with lime plastering for interiors  and part of the exterior too.  

33 

Finish

ing 

Right:  The  Centre  of  Building  Crafts  (CBC)  is  partially plastered with lime 

Rough wall 

Plaster base 

Plaster finish 

Lime wash 

Plaster finish 

Smooth wall  

In case of Rough

 Stone Walls 

In case of Sm

ooth 

Ram

med

 Earth W

alls 

Recommen

dations 

Issues 

The Nam

e of the pattern 

Traditional/ Conventional Building Values 

Efficien

cy 

Lime  plastering  is  natural  and healthier when done according to  codes,  techniques  ,  and craftsmanship norms. It allows walls  to  'breathe'.   Lime  as  a binder  has  low  environmental impact  due  to  its  complete lifecycle. Lime  plaster  does  not  need painting  as  desired  natural pigment  can  be  added  to  its final  layer.  Therefore,  it  be‐comes  more  durable  (more integrated  thus  permanent color),   and   economic (eliminating  painting  cost item). 

The lime‐wash effect (visual appearance) is determined by the water to lime volume ratio, and can be divided into four distinct types. Each type corre‐sponds to a unique recipe: Liming Coat: a thicker applica‐tion with a more opaque look (1:1), Wash: partially trans‐parent, but with a strong col‐oring (1:2‐3), Tempera: me‐dium‐transparent, with the surface effect of tempera paint (1:4‐6), Patina: strongly transparent with an aged look (1:10‐20) Additives are used with lime‐wash to enhance its adhesion to the support surface; lin‐seed oil, casein or methyl cellulose, PVA, (polyvinyl ace‐tate).   

Application  and Curing Process 

Plaster  Preparation 

Calcium Hydroxide Hydrated Lime 

Maturing 

Lime Slaking 

Quick Lime Calcium Oxide 

Plaster Carbonation 

Calcium Carbonate Limestone 

Grinding and fining 

The  ground  should  be  fairly  level,  smooth,  com‐pacted and at  least 15cm below  the planned  fin‐ished height. 

The first  layer of floor base  is now applied about 5cm  thick  and  wetted  and  compacted  by  plate compactor or manual tamper. 

Another layer just like the other follows again and again  until we  are  about  2.5cm  from  our  finish height  knowing  that  compaction  ratio  is  around 1.5:1. 

Screen  out  the  largee  aggregate  from  the  base. Using 3/8" hardware mesh, this is layered on and leveled off using screed boards much like concrete workers  use.  By  dragging  our  screed  across  two level boards  set at  finish height, we knock down the high spots and fill in the low spots. This proc‐ess  can  also  be  applied  to  each  layer  of  base thereby controlling the level layer by layer. 

For  the  top  coat  we  screen  the  3/8"  material again,  this  time  using  1/8"  hardware  cloth.  This fine mixture can be applied dry and wetted like all the  preceding  layers  or mixed wet  and  toweled on. 

We  seal our  floor only after  it  is  thoroughly dry. The best sealer  is boiled  linseed oil, thinned with turpentine and brushed on  in several coats.  (The odor dissipates in a week or two.)   

Finishing 

Traditionally  flooring  with  natural  irregular rocks  is  very  common.  Bedouins  do  not  use this technique any  longer as  it  is expensive  in terms of materials and labor cost  when com‐pared to ceramics and/or terrazzo tiles.  

Another  earthen  building technique  needs  to  be developed  in  order  to  re‐place  the  extensive  use  of ceramics  and/or  terrazzo tiles.  The  reason  behind this  is  the  poor  environ‐mental  performance  for the two types of tiling . Earth  flooring  represents a good  alternative  since  clay is  available,  but  is  not  yet tested  in  the  Saint  Cath‐erine context. 

  Earth Flooring  versus Stone  Flooring 

Recommen

dations 

Issues 

The Nam

e of the pattern 

Traditional/ Conventional Building Values 

Efficien

cy 

Any Bedouin can make his own floor with a little training, practice, and experimentation. One of the keys to a good earthen floor is the proper mixture of dirt, clay, and straw. (Stabilizers such as starch paste, casein, glue, or Portland cement can be added for a harder floor.) Earthen floors are usually sealed with any oxidizing oil such as linseed oil.  

34 

Finishing Level  

Compacted soil 15cm below fin‐ishing level 

1

2 layers  compacted good aggregated soil mix 

Leveling layer 

Leveling wooden frame  

hand‐troweled top coat from fine earth  

2

3

4

Above: Filling joints with mortar after a complete laying of irregular natural rocks

Above: using natural irregular rocks in flooring as a traditional building technique in the Centre of Building Crafts (CBC). 

 

The  local  motifs  and  pat‐terns are very unique in St. Catherine  and  can  stimu‐late many  ideas when talk‐ing  about  decorations. They have been used spon‐taneously  before  when inhibiting the Bedouin  tent “Beit Sha’ar”. Active measures  should be taken  to  encourage  the incorporation  and  applica‐tion  of  these  patterns  in the  building  industry.  This in  turn  will  revitalize  an authentic   Bedouin charac‐ter  that    still  exists  for other  reasons  than  build‐ing.  Some initiatives capitalizing on local talents and capaci‐ties,  took  place  to  encour‐age  such  patterns.  The result  was  that  a  special architectural character was stressed/highlighted.  On  this  page,  some  exam‐ples  that  can  stimulate other  ideas  are  docu‐mented.  The  aim  is  to  in‐troduce  similar use of mo‐tifs  into  the  building  cul‐

   Bedouin Decorations  

Recommen

dations 

Issues 

The Nam

e of the pattern 

Traditional/ Conventional Building Values 

Efficien

cy 

1‐ Using  local handicrafts of weaving with wool and hair of animals is to be utilized as curtains for Trombe walls. It can give a local taste in addi‐tion  to  good  quality  of  pri‐vacy needed by local inhabi‐tants.  Patterns  and  motifs can also be used as shown in the  photo  below.  Different motifs  can  be  created  by local  women  as  to  give  a better design. 

2‐  Using  different  colors  of metal  sheets  such  as  copper and  brass  to  decorate  using the  same  technique  as  in women jewelries. Such decorations also can be used with  some wood  carv‐ing to be embedded   to gen‐erate better designs. The decorations  immediately reflect  a  unique  Bedouin character  can  be  used  in furniture industries as well. 

3‐ Traditional  local motifs and patterns  can  be  easily  intro‐duced  through  stencil  decora‐tions  for  wall  paintings. Women  can  create many pat‐terns appropriate for this tech‐nique.  Stencil decorations  can be  done  by  cutting  the motif on  a  plastic  sheet  elastic enough to be moved from one part  to  another,  then  are painted  with  another  color  different from the base color. 

All techniques are local based, using local craftsmanship and patterns in addition to local decora‐tive talents that are unique and that emerge from the very special nature of place. All proposed techniques aim at utilizing these resources  in current building  industries. The stencil technique was used twice successfully during two different workshops. The door decoration was also made by local labor. Curtains can be easily woven but still need some elaboration.  

35 

Finish

ing 

Above:  Decorated  painted  door made by local craftsmanship 

Above:  Decorated  painted  wall  by  local women’s  motif  during  a  training  work‐shop on stencil technique. 

Left:  Decorated metal sheets with beads,  a  unique craft for necklaces     Right:  A  unique bag  reveals  a variety  of  local patterns     

Above:  Decorated  weaving  woolen curtain still needs to be developed by local labors 

Ap

pro

pri

ate

Bu

ildin

g P

att

ern

s fo

r Sa

int

Ca

ther

ine

– E

gyp

t Egyptian

 Earth Construction Association 

June 2010 

4 Abu Hureiba Street, Historic Cairo, Egypt 

Tel: 002 02 25123685 10 Darb El‐Labbana, Citadel Square, 

Cairo, Egypt  Tel: 002 02 25124765 

Abu Zatouna, Saint Catherine, South Sinai, Egypt 

Tel: 002 069 3470 500 

Printed by: Al‐Farouk Print House 

Tel: 002 010 5015015