Maria-Cristina Florian
الدور الرئيسي للهندسة المعمارية هو إنشاء هياكل تحمينا من البيئة وتخلق مساحات آمنة ومريحة لجميع أنواع الاحتياجات والأنشطة. من خلال توفير المأوى، تشكل الهندسة المعمارية أيضًا طريقة تفاعل الناس مع محيطهم. ومع ذلك، نادرًا ما تمكنت تقنيات البناء في الماضي من إحداث فصل كامل بيننا وبين العالم الخارجي.
بينما كانت عدم النفاذية نتيجة مرغوبة، فإن مواد البناء المسامية المتاحة كانت تسمح دائمًا بتسرب بعض الماء أو الرياح أو الجزيئات الخارجية إلى المساحات الداخلية. على النقيض من ذلك، تسمح التقنيات الحديثة الآن بأغلفة مبانٍ غير منفذة تمامًا تقريبًا، مما يتيح فصلًا كاملاً بين الداخل والخارج، وبالتالي الاعتماد على أنظمة هندسية لتنظيم درجة الحرارة أو تدفق الهواء أو الرطوبة. تستكشف هذه المقالة الاختلافات بين هذين النهجين المتناقضين، وتستكشف كيف يتم تجهيز واجهات المباني لتنظيم الراحة الداخلية وتأثيرها البيئي.
غالبًا ما يتم استغلال هذا الوجود للعناصر الطبيعية في مساحاتنا المبنية في حالة العمارة العامية المتكيفة جيدًا مع المناخات المحلية، ويتم التلاعب بها لتصبح عاملًا إيجابيًا يساهم في راحة هذه المساحات. أحد الأمثلة على ذلك هو التهوية الطبيعية، وهي استراتيجية سلبية تستخدم الرياح والتهوية المتقاطعة لجلب الهواء الطلق النقي إلى الداخل، واستخدامه لتنظيم درجات الحرارة والرطوبة وحركة الهواء.
حتى في غياب مثل هذه العوامل المخففة، تميل الهياكل التاريخية المبنية بمواد طبيعية مثل الخشب والحجر والطوب اللبن إلى أن تكون أكثر نفاذية، مما يسمح للماء بدخول الهيكل إلى حد ما. يجب أخذ هذا الجانب في الاعتبار بشكل خاص عند ترميم الواجهات التاريخية، حيث أن إضافة طبقات حديثة غير منفذة يمكن أن يغير التوازن الأولي، مما يعرض لخطر حبس الماء داخل بعض الهياكل الفرعية، مما يؤدي إلى تسارع التدهور.
ومع ذلك، فإن أغلفة المباني النفاذية تحمل مجموعة من المخاطر المرتبطة بها، بما في ذلك تسرب الرطوبة ونمو العفن والتدهور الهيكلي. في البحث عن استراتيجيات أكثر مرونة، سمحت التطورات التكنولوجية بتصميمات مبانٍ غير منفذة بشكل متزايد. منذ صعود الحركات المعمارية الحديثة، فضلت تقنيات التصميم السائدة أغلفة المباني غير المنفذة التي تخلق ظروفًا داخلية أكثر استقرارًا، وبالتالي تقليل الموارد اللازمة لخلق المستوى المطلوب من الراحة.
لقد كان لهذا تأثير كبير على كفاءة الطاقة في المباني، حيث أن انخفاض التبادلات الحرارية والكيميائية يعني الحاجة إلى موارد أقل لخلق المستوى المطلوب من الراحة. وعلى النقيض من الأغلفة التقليدية، توجد هياكل تتبع معايير مثل “Passivhaus”، التي تدعو إلى فصل كامل قدر الإمكان. تسمح تقنيات البناء الجديدة والمحسنة مثل مواد العزل المتقدمة وتقنيات البناء المحكمة الإغلاق بهذا النوع من الفصل.
في السنوات القليلة الماضية، تطورت معايير المنازل السلبية لتصبح عملة دولية للبناء الموفر للطاقة. يتطلب النظام أداءً حراريًا متقدمًا وبناءً محكم الإغلاق لتقليل الفقد أو الكسب غير الضروري للحرارة. للتحكم في جودة الهواء والرطوبة ودرجة الحرارة، تعتمد هذه المنازل على أنظمة ميكانيكية هندسية مثل تهوية استعادة الحرارة. جنبًا إلى جنب مع إنتاج الطاقة المتجددة في الموقع، مكّن هذا من بناء مبانٍ “ذات طاقة إيجابية”، تنتج طاقة أكثر مما تستهلك.
ومع ذلك، يأتي مثل هذا النظام المعقد والمترابط مع العديد من التحديات. بالإضافة إلى التكاليف الأولية المرتفعة، وعملية البناء الدقيقة، والصيانة المستمرة، يمكن أن تكون الأنظمة الميكانيكية صعبة التكيف إلى حد ما مع سلوك شاغلي المبنى وتقلبات المناخ غير المتوقعة. كما يثير الاعتماد على تقنيات البناء مخاوف بشأن الموثوقية على المدى الطويل والتوافق مع الابتكارات المستقبلية.
مع استمرار التقدم التكنولوجي، يبدو أن التوازن بين النفاذية وعدم النفاذية يتشكل كبديل مفيد، حيث يدمج الاستراتيجيات السلبية مع الأنظمة النشطة لإنشاء مبانٍ ديناميكية ومتجاوبة. بالإضافة إلى تقليل استهلاك الطاقة، يجب أن توفر المباني مساحات صحية وجذابة تعزز جودة حياة شاغليها. تلعب استراتيجيات التصميم السلبي مثل الإضاءة الطبيعية الوافرة، والتهوية الطبيعية، والراحة الحرارية دورًا حاسمًا في تعزيز صحة شاغلي المبنى وإنتاجيتهم ورضاهم. بالإضافة إلى ذلك، فإن دمج مبادئ التصميم الحيوي، مثل دمج المواد الطبيعية والنباتات، يعزز الارتباط بالطبيعة ويحسن البيئة الداخلية بشكل عام.
من بين هذه الأساليب الهجينة، أحد الأمثلة هو دمج أنظمة التهوية المختلطة، التي تستفيد من تدفق الهواء الطبيعي المدعوم بالتهوية الميكانيكية للتكيف مع الظروف البيئية المتغيرة. كما تعزز الواجهات التكيفية، التي تدمج عناصر متحركة وتقنيات استجابة، أداء المبنى من خلال تعديل اكتساب الحرارة الشمسية واختراق ضوء النهار. قد تشتمل التصميمات الهجينة أيضًا على مواد ذات كتلة حرارية، مثل الخرسانة أو الحجر أو الأرض المدكوكة، لتحسين تقلبات درجة الحرارة وتقليل أحمال التدفئة والتبريد.
بالإضافة إلى ذلك، تجمع التصميمات الشمسية السلبية الهجينة بين مبادئ الطاقة الشمسية السلبية، مثل التوجيه والتظليل ونسب الزجاج، مع أنظمة ميكانيكية تكميلية. غالبًا ما تتميز المباني التي تستخدم هذا النوع من التصميم بالزجاج المعزول وعناصر الكتلة الحرارية لزيادة اكتساب الحرارة الشمسية إلى أقصى حد خلال فصل الشتاء، مدعومة بالتهوية الميكانيكية وضوابط التظليل للتخفيف من السخونة الزائدة في الصيف. واستلهامًا من العمارة العامية، يتبنى المصممون أيضًا المواد المحلية، والحرفية التقليدية، وحلول التصميم المناخي الحيوي، مما يساهم في الثقافة والتراث المحليين مع تقليل البصمة الكربونية.
لا يمكن إنكار أن معايير المنازل السلبية تمثل تقدمًا كبيرًا في تصميم المباني المستدامة، حيث تقدم مستوى جديدًا من كفاءة الطاقة والأداء البيئي. ومع ذلك، لتحقيق إمكاناتها الكاملة، من الضروري اعتماد نهج متوازن يأخذ في الاعتبار التفاعل المعقد بين النفاذية وعدم النفاذية، وتأثير الاستدامة، وراحة شاغلي المبنى، وقبول السوق. إن الاستفادة من تقنيات البناء التقليدية والعامية لديها القدرة على تعزيز كل من البصمة البيئية والراحة، وصحة ورفاهية ورضا شاغلي المبنى.
