مبادئ العمارة الخضراء والمستدامه Green Building Principles

A building should be constructed so as to minimize the need for fossil fuels to run It

فالمبنى يجب أن يصمم ويشيد بإسلوب يقلل من الإحتياج لطاقة الوقود الحفري قدر المستطاع والإعتماد بصورة أكبر على الطاقات المتجددة. وقد رأينا معظم مدننا العربية القديمة صُممت وشُيدت مع الأخذ بعين الإعتبار الواجهات الجنوبية للمباني.

 ومن أهم مااعتمدت عليه تلك المدينة لترشيد الطاقة الكهربائية هي عنايتها بالظل في جميع أجزائها و مكوناتها و نسيجها العمراني كما يوضح شكل (1). حيث يعتبر الظل من أهم العوامل المساهمة في توفير الطاقة بنسبة تصل لأكثر من 30%, بالإضافة لتركه لمسة جمالية في المدن، نتيجة للإختلاف بين المساحات المشمسة والمظللة نتيجة إنكسار الأسطح أو بروزها. 

وقد دعت العمارة الخضراء إلى ضرورة الحد من  إستهلاك الطاقات غير النظيفة, للتقليل من التلوث الناتج عن الإفراط في إستهلاكها. مع حرمان الأجيال المستقبلية من حقها في مصادر الطاقة الضرورية لتحقيق إحتياجاتهم الحياتية.

ومن صور الطاقة المتجددة النظيفة التي تدعو العمارة الخضراء للإعتماد عليها في هذا المبدأ: الطاقة الشمسية, وطاقة الرياح, وطاقة باطن الأرض, والطاقة الحيوية.

1.1. الطاقة الشمسية Solar Energy

تعتبر أحد أهم مصادر الطاقة المتجددة غير المعرضة للنفاذ ويمكن تحويل الطاقة الشمسية إلى صور أخرى من الطاقة قابلة للإستعمال عبر خمس طرق رئيسة تشمل: 

الاستخدام المباشر لأشعة الشمس، تركيز الحرارة الشمسية، تحويل أشعة الشمس إلى طاقة كهربائية، بالإضافة إلى دورها الرئيسي في تنشيط بعض مصادر الطاقة المتجددة الأخرى حيث أن الحرارة الشمسية أحد مسببات حركة الرياح وتنمو بفضلها المواد العضوية التي تستخدم بدورها في توليد الطاقة النظيفة. 

ومن أهم إستخداماتها: التصميم الشمسي السالب  Passive Solar Design، التسخين الشمسي للماء Active Solar Water Heating ، الخلايا الكهروضوئية Solar Photovoltaics PV, كما يوضح شكل (2), (3) .

شكل (2) الإستفادة من الطاقة الشمسية في تأمين الكهرباء للمباني & شكل (3) الإستفادة من الطاقة الشمسية في التسخين الشمسي للمياه

2.1. طاقة الرياح Wind Energy

يمكن استخدامها من خلال توجيه المبانى وتشكيل واجهاتها، وأيضاً من خلال التشكيل العمراني يمكن التحكم في توفير التهوية الداخلية الطبيعية عند الحاجة إليها, لتحسين البيئة الداخلية أوالحماية من حركة الرياح عندما تكون غير محببة من حيث سرعتها أوما تحمله من شوائب. 

كما يمكن التحكم في حركة الرياح الخارجية حول المبنى وجذبها إلى الداخل لتوفير التهوية الطبيعية. ومن أهم إستخداماتها توربينات الرياح بأشكالها المتعددة كما يوضح شكل (4).

3.1. الطاقة الحرارية لباطن الأرض Geothermal

هى الطاقة الناتجة من حرارة باطن الأرض حيث تنتقل بالتوصيل إلى قرب سطح للقشرة الأرضية، ويمكن استخدامها بشكل مباشر في حماية المباني من التقلبات المناخية الحادة وغيرها بإنشاء المباني تحت سطح الأرض.

يمكن الحصول عليها أيضا عن طريق حفر أبار تسمح بخروج المواد المنصهرة والماء الساخن أو بخار الماء أو الغازات والتي تستخدم الحرارة الناتجة عنها بدورها في تشغيل توربينات لتوليد الطاقة الكهربائية،كما يمكن إستخدامها في أنظمة التبريد والتدفئة بالمنازل، كما يوضح شكل (5).

4.1. الطاقة الحيوية Biomass

هى الطاقة التي يمكن الحصول عليها بإستعمال بعض المواد العضوية مثل النباتات أومخلفات الحيوانات. وتعتبر طاقة متجددة لأنها لاتحتاج إلى فترات زمنية طويلة لتكوينها مثل الفحم والبترول.

استُخدمت الطاقة الحيويه قديماً للحصول على الطاقة من المواد العضوية عن طريق حرق الأخشاب وغيرها من المواد العضوية الجافة, للحصول على الطاقة للطهي أو للتدفئة أو تسخين المياه التي بدورها تستعمل لتوليد الكهرباء, حديثا تستعمل المخلفات الحيوانية أوالأدمية من خلال تحللها في هاضم لاهوائي Anaerobic Digester لتنتج بعض الغازات مثل الميثان الذي يستعمل بدوره لتشغيل توربينات لتوليد الطاقة الكهربائية.

5.1. طاقة المــياه Water Energy

استُخدمت طاقة المياه قديما من خلال تحويل حركة المياه الطبيعية على سطح الأرض إلى طاقة حركة، أما الوقت الحاضر فتستخدم من خلال تحويل حركة المياه إلى طاقة كهربائية، ويتم ذلك عبر ثلاثة أساليب رئيسية هى:

والخلاصه أنه لابد من تحقيق الكفاءة في إستخدام مصادر الطاقة في التبريد أوالتدفئة أوالإضاءة وغيرها من الإستخدامات, وذلك من خلال استعمال حلول تصميمية تحقق راحة الإنسان الحرارية بإسلوب طبيعي مع إستخدام أقل قدر من الطاقة. بالإضافة إلى توظيف مصادر الطاقة المتجددة للحصول على الطاقة الكهربائية النظيفة اللازمة لتحسين البيئة المحلية والداخلية.

2. التكيف مع المناخ Adapting With Climate

"Buildings should be designed to work with climate and natural energy sources" 

(Vale, R. and Brenda (1991)" Principles of green architecture)

يجب أن يتكيف المبنى مع المناخ وعناصره المختلفة, ففى اللحظة التى ينتهى فيها البناء يصبح جزءاً من البيئة كشجرة أو كحجر, ويصبح معرضاً لنفس تأثيرات الشمس أوالأمطار أوالرياح كأى شئ آخر متواجد فى البيئة.

وإذا إستطاع المبنى أن يواجه الضغوط والمشكلات المناخية وفى نفس الوقت يستعمل جميع المواد المحلية والطبيعية المتاحة من أجل تحقيق راحة المستخدمين للمبنى, فيمكن أن يطلق على هذا المبنى بأنة متوازن مناخياً.

 إن مشكلة التحكم المناخى وخلق جو مناسب لحياة الإنسان ليست بالحديثة, فقد حرص الإنسان في بنائه للمأوى على أن يتضمن عنصرين رئيسيين هما: الحماية من المناخ، ومحاولة إيجاد جو داخلي ملائم لراحته. 

وقد عكس تصميم المبنى وتشكيله عبر التاريخ الحلول المختلفة المناسبة لكل حقبة لتحقيق هذا الهدف، لذلك نجد أن المسكن التقليدي في أي منطقة مناخية، غالباً ما يوضح تراكم خبرات سنين عديدة قد تصل إلى قرون من محاولات الوصول إلى المثالية في تصميمه وتشكيله بيئياً وبصورة معمارية جميلة أيضاً. 

ومن ضمن المعالجات البيــئية القديمة التى أصبحت الأن مرجعاً يستلهم منه معماريو العمارة الخضراء معظم تقنياتهم الحديثة: الفناء الداخلي والملقف والمشربية والشخشيخة والنافورة والسلسبيل, كما يوضح شكل (6), (7).  

وقد أدى التطور الكبير لأساليب البناء الحديثة إلى تطوير التشكيل المعماري والتحرر في تصميم الواجهات, كالتوسع الكبير في استخدام المسطحات الزجاجية والتي تصل في بعض الأحيان إلى تكسية واجهات المبنى بالكامل بالزجاج، وصاحب ذلك إستخدام أجهزة التكييف والتدفئة.

 وأصبحت التصميمات المعمارية تتشابه في جميع الدول بالرغم من إختلاف الظروف المناخية. وقد عبر عن ذلك لي كوربوزييه Le Corbusier  بقوله: 

"إني أهدف إلى إقامة مبنى واحد لكل البلدان ولكل أنواع المناخ"

وقد أصبحت بالفعل المباني الزجاجية -التى نُظرإليها في يوم من الأيام على أنها لاتصلح للسكنى في أي مكان- هي أماكن السكنى في كل مكان بإضافة أجهزة التكييف والمصاعد إليها دون النظر إلى كميات الطاقة والموارد المستهلكة. 

وبالنظر إلي الطاقة المستخدمة لتشييد وتشغيل مثل هذه المباني كالإنارة والتدفئة والتبريد للتكييف مع المناخ المحلى, نجد أنها تعادل أكثر من ضعف الطاقة المستخدمة لمبنى مماثل يعتمد في تصميمه على المعالجات والطاقات الطبيعية. لذا فإن التصميم الذي يراعى المناخ قد يكون أفضل وسيلة لتقليل التأثير البيئي السلبي لمعظم المباني الحديثة.

والخلاصه أنه لابد من ملاءمة التشكيل العمراني للبيئة المحلية من حيث الموقع الجغرافي والظروف المناخية المختلفة حتى يمكن تقليل الحاجة إلى الطاقة لتحقيق البيئة الحرارية المحلية المناسبة لراحة الإنسان الحرارية، كما يجب أن يحقق إنسجاما مع الموقع ومحيطه سواء كان طبيعيا أومن إنتاج الإنسان.

3. التقليل من إستخدام الموارد Minimizing New Resources

A building should be designed so as to minimize the use of new resources and, at the end of its useful life, to form the resources for other architecture

هذا المبدأ يحث المصممين على مراعاة التقليل من استخدام الموارد الجديدة فى المبانى التى يصممونها , كما يدعوهم إلى تصميم المبانى وإنشائها بأسلوب يجعلها هى نفسها أو بعض عناصرها - فى نهاية العمر الإفتراضى لهذه المبانى- مصدراً ومورداً للمبانى الأخرى. 

قلة الموارد على مستوى العالم لإنشاء مبانى للأجيال القادمة خاصة مع الزيادات السكانية المتوقعة يدعو العاملين فى مجال البناء للإهتمام بتطبيق هذا المبدأ بأساليب وأفكار مختلفة و مبتكرة فى نفس الوقت.  

من أمثلة التقليل في إستخدام الموارد الجديدة عن طريق إعادة تدوير المواد وبقايا المبانى, المبانى المشيدة على نظام ولاية "نبراسكا" بـأمريكا والمصنوعة من بالات القش المكبوسة والمكسوة بالجص فى أوائل التسعينات من القرن العاشر, فبالإضافة إلى وفرة القش فهو سهل الإستخدام وعازل للحرارة من الطراز الأول, كما يوضح شكل (8).

وكذلك فكرة استخدام الزجاجات الفارغة كبديل للطوب فى بناء الحوائط والتي ظهرت عام 1960 على يد الألمانى الفريد هنكين Alfred Heineken, وتطورت الفكرة لتسخدم حديثاً في المعارض المتنقلة, كما يوضح شكل (9).

والخلاصه أنه لابد من استخدام مواد بناء صديقة للبيئة بحيث يمكن إعادة إستخدامها أكثر من مرة, وأن تكون هذه المواد طبيعية من بيئة المبنى مثل الأحجار بأنواعها والأخشاب وغيرها، بشرط ألا يضر استهلاكها بالبيئة الطبيعية.

4.  إحترام الموقع Respect For Site

A building will touch-this-earth-lightly

الهدف الأساسي من هذا المبدأ أن يطأ المبنى الأرض بشكل وأسلوب لا يؤدي إلى إحداث تغييرات جوهرية في معالم الموقع، وأن المبنى إذا تم إزالته أو تحريكه من موقعه فإن الموقع يعود كسابق حالته قبل أن يتم بناء المبنى. 

يعد مبدأ إحترام الموقع دعوة للمصممين لإستخدام أساليب وأفكار تصميمية يكون من شأنها إحداث أقل تغيرات ممكنة بموقع البناء خاصة في عمليات الحفر أو الردم أو إنتزاع بعض الأشجار من أماكنها، كما أنه دعوة إلى استخدام المنشآت الخفيفة خاصة في المباني المؤقتة أوفي المناطق السياحية ذات الطبيعة الخاصة.

فمثلاً مبنى  Eco ARK Exhibition Hall في تايون, عبارة عن معرض مبني من الزجاجات البلاستيكية المعاد تدويرها والمجمعة مع بعضها في صورة ألواح, وبالتالي يمكن تفكيك المبنى  وإعادة تجميعه في موقع أخر بعد إنتهاء مدة العرض في الموقع الأول, دون الإضرار بالموقع وعودته إلي ماكان عليه قبل إقامة المعرض كما يوضح شكل (10) .

 كما يعطي منتجع خليج مونتيرى Monterey Bay Shores في ولاية كاليفورنيا مثلاً حياً لإحترام الموقع بإعتباره منتجع بيئي يسعى إلى تطبيق الفكر الأخضر وإلى إحترام مبادئه, حيث تعامل المبنى مع الموقع دون الإضرار به بل وسعى لإعادته لأصله, فقد تم استغلال 85% من الموقع للنباتات والحيوانات الأصلية بالإضافة إلى الأنواع المهددة بالإنقراض بهدف الحفاظ على الطبقة السطحية من الموقع حتى لا يضر المبنى بالموقع ويبدو وكأنه جزء منه, كما في شكل (11).

5.  إحترام المتعاملين والمستعملين Users Requirements

إن كانت العمارة الخضراء تولي اهتمامًا بقضية الحفاظ على الطاقة والموارد كما تنبه المصممين لأهمية إحترام البيئة بصفة عامة فلاشك أنها تعطى إهتماما أكبر للمتعاملين معها سوآء كانوا من العاملين أوالزائرين للمبنى، فسلامة الإنسان والحفاظ عليه هو الهدف الأسمى لها. 

فبالنسبة للعاملين في صناعة البناء فإنه يلزم إختيار أساليب تنفيذ تقلل من الأعمال الخطرة غير الأمنة، وقد قامت بعض الشركات اليابانية بصنع وتطوير ثلاثة وثلاثين روبوتاً للقيام بتسع عشرة مهمة مختلفة من الأعمال الأساسية والثانوية في البناء، وكذلك لا يجب أن تكون المواد المستخدمة في المباني ذات تأثير ضار على العمال أومستخدمي المبنى.

 أما بالنسبة لإحترام مستخدمي المبنى وهي الفئة المستهدفة من التصميم فالإهتمام بالبعد الإنساني, وملاءمة المبنى لوظيفته, ومراعاة خصوصية الأفراد وإحتياجاتهم المختلفة هو الهدف من هذا المبدأ , بمعنى أن هذا المبدأ يهدف إلى تحقيق الكفاءة في التصميم المعماري, بما يضمن تحقيق متطلبات مستخدميه وإحتياجاتهم الإجتماعية والدينية, وكذلك القيم والمبادىء الروحية التي يجب دراستها حتى يصبح المبنى ملائما لمتطلبات شاغليه.

فعلى سبيل المثال: إستعمال ضوء النهار الطبيعي في مباني المكاتب مثلاً, يجعل العاملين أكثر راحة وبالتالي أكثر إنتاجية فضلاً عن أنه يقلل من تكاليف الطاقة التشغيلية. 

فقد وجدت الدراسة التي أجراها المتخصصان في علم النفس البيئي بجامعة ميتشيغان "ريشيل وستيفن كابلان" Rachel and Stephen Kaplan, أن الموظفين الذين تتوافر لهم إطلالة على مناطق طبيعية في مكاتبهم أظهروا رضا أكبر تجاه العمل, وكانوا أقل إجهاداً وتعرضهم للامراض كان أقل. 

وعلى نفس المنوال فإن إستعمال ضوء النهار الطبيعي في مراكز التسوق يعطي إحساساً بالراحة داخل الفراغ والرغبة في البقاء فيه وبالتالي رفع حجم المبيعات. 

حيث وجدت مجموعة Heschong Mahone الإستشارية - المتخصصة في تقنيات المباني ذات الكفاءة في الطاقة ومقرها كاليفورنيا- أن المبيعات كانت أعلى بنسبة 40% في المخازن التسويقية التي تمت إضاءتها من خلال فتحات السقف Skylight, وقد وجدت المجموعة أيضاً أن أداء الطلاب في قاعات الدراسة المضاءة طبيعياً أفضل بنسبة 20%.

هذا بالنسبه للمبادئ المتفق عليها بين المعماريين، وللوصول لمبادئ خضراء أكثر فعاليه على أرض الواقع، نستطيع الجمع بين هذه المبادئ الخضراء المتعارف عليها والمبادئ المستخلصة من الجمع بين مجالات التقييم لأشهر أنظمة التقييم المعمول بها عالمياً وعربياً.

لنصل من هذه الدراسه إلى خمس مبادئ تشمل كلاً مما يلي:

 - الموقع.

 - الطاقة.

- المياه.

- الموارد.

- البيئة الداخلية.

المراجع العلميه