بناء تصميم المباني المستدامة: منظور عالمي

لقد وضعت الضرورة الملحة لمعالجة تغير المناخ واستنزاف الموارد تصميم المباني المستدامة في طليعة صناعة البناء والتشييد في جميع أنحاء العالم. لم يعد إنشاء مبانٍ تقلل من التأثير البيئي، وتعزز رفاهية شاغليها، وتساهم في كوكب أكثر صحة، اتجاهًا متخصصًا بل مسؤولية أساسية. يستكشف هذا الدليل الشامل المبادئ والممارسات والتقنيات الرئيسية التي تقود الحركة نحو تصميم المباني المستدامة، مقدمًا منظورًا عالميًا حول إنشاء بيئة مبنية أكثر مرونة ووعيًا بالبيئة.

فهم تصميم المباني المستدامة

يشمل تصميم المباني المستدامة، المعروف أيضًا باسم المباني الخضراء أو العمارة الصديقة للبيئة، نهجًا شموليًا لتخطيط وتصميم وبناء وتشغيل وصيانة المباني. يهدف إلى تقليل التأثيرات البيئية السلبية طوال دورة حياة المبنى مع زيادة المساهمات الإيجابية في البيئة والمجتمع. وهذا يشمل النظر في عوامل مثل كفاءة الطاقة، والحفاظ على المياه، واختيار المواد، وجودة البيئة الداخلية، وتقليل النفايات، وتأثير الموقع.

تشمل المبادئ الرئيسية لتصميم المباني المستدامة ما يلي:

• كفاءة الموارد: تقليل استخدام الموارد الطبيعية، بما في ذلك الطاقة والمياه والمواد الخام.
• حماية البيئة: الحد من التلوث والنفايات وتدمير الموائل.
• الصحة والرفاهية: خلق بيئات داخلية صحية ومريحة للشاغلين.
• المتانة والقدرة على التكيف: تصميم مبانٍ متينة وقابلة للتكيف مع الاحتياجات المتغيرة ومرنة في مواجهة الضغوط البيئية.
• تقييم دورة الحياة: تقييم التأثيرات البيئية للمبنى طوال دورة حياته بأكملها، من استخراج المواد إلى الهدم.

شهادات ومعايير المباني الخضراء

ظهرت العديد من برامج شهادات ومعايير المباني الخضراء على مستوى العالم لتوفير إطار عمل لتقييم وممارسات البناء المستدام والاعتراف بها. تقدم هذه الشهادات معيارًا لتقييم أداء المباني وتوفر مسارًا لتحقيق أهداف الاستدامة. تشمل بعض الشهادات الأكثر شهرة ما يلي:

ليد (LEED) (الريادة في تصميمات الطاقة والبيئة)

تُعد شهادة LEED، التي طورها المجلس الأمريكي للمباني الخضراء (USGBC)، واحدة من أكثر أنظمة تصنيف المباني الخضراء استخدامًا في جميع أنحاء العالم. وهي تعالج جوانب مختلفة من التصميم والبناء المستدامين، بما في ذلك كفاءة الطاقة والمياه، واختيار المواد، وجودة البيئة الداخلية، واستدامة الموقع. يتم منح مشاريع LEED نقاطًا بناءً على أدائها في هذه الفئات، مما يؤدي إلى مستويات شهادات مختلفة (معتمد، فضي، ذهبي، بلاتيني). تُستخدم شهادة LEED على نطاق واسع في أمريكا الشمالية وبشكل متزايد في أجزاء أخرى من العالم.

مثال: حصل مشروع تحديث مبنى إمباير ستيت في مدينة نيويورك على شهادة LEED الذهبية من خلال تنفيذ ترقيات موفرة للطاقة وممارسات تشغيل مستدامة.

بريام (BREEAM) (طريقة التقييم البيئي لمؤسسة أبحاث البناء)

تُعد BREEAM، التي طورتها مؤسسة أبحاث البناء (BRE) في المملكة المتحدة، أول نظام لتصنيف المباني الخضراء في العالم. وهي تقيّم مجموعة واسعة من التأثيرات البيئية والاجتماعية، بما في ذلك استخدام الطاقة والمياه، والصحة والرفاهية، والتلوث، والنقل، والمواد، والنفايات، والبيئة، وعمليات الإدارة. تُستخدم BREEAM على نطاق واسع في أوروبا ومناطق أخرى، وتقدم إطارًا شاملاً لتصميم المباني المستدامة.

مثال: حصل مبنى "ذا كريستال" في لندن، وهو مبادرة للمدن المستدامة من شركة سيمنز، على تصنيف BREEAM المتميز من خلال تصميمه المبتكر وتقنياته المستدامة.

باسيف هاوس (البيت السلبي)

باسيف هاوس هو معيار قائم على الأداء يركز على تحقيق استهلاك منخفض جدًا للطاقة من خلال استراتيجيات التصميم السلبي. تتطلب المباني المعتمدة وفقًا لمعيار باسيف هاوس الحد الأدنى من التدفئة والتبريد، مما يؤدي إلى توفير كبير في الطاقة. تشمل الميزات الرئيسية لمباني باسيف هاوس مستويات عالية من العزل، وبناء محكم الإغلاق، ونوافذ وأبواب عالية الأداء، وأنظمة تهوية فعالة. ينتشر معيار باسيف هاوس في أوروبا ويكتسب شعبية في جميع أنحاء العالم.

مثال: يوضح مبنى "دارمشتات كرانشتاين السلبي" في ألمانيا، وهو أحد أوائل مباني باسيف هاوس، جدوى تحقيق استهلاك منخفض جدًا للطاقة من خلال مبادئ التصميم السلبي.

جرين ستار (النجمة الخضراء)

جرين ستار، الذي طوره مجلس المباني الخضراء في أستراليا (GBCA)، هو نظام تصنيف شامل يقيّم التأثير البيئي للمباني عبر فئات مختلفة، بما في ذلك الإدارة، وجودة البيئة الداخلية، والطاقة، والنقل، والمياه، والمواد، واستخدام الأراضي والبيئة، والانبعاثات. يتم استخدامه على نطاق واسع في أستراليا ويقدم نهجًا مخصصًا لمواجهة التحديات البيئية المحددة في المنطقة.

مثال: حقق مبنى بيكسل في ملبورن بأستراليا درجة "جرين ستار" كاملة بفضل ميزات تصميمه المستدام المبتكرة، بما في ذلك الأداء المحايد للكربون وإدارة المياه بنظام الحلقة المغلقة.

كاسبي (CASBEE) (نظام التقييم الشامل لكفاءة البيئة المبنية)

كاسبي هي طريقة يابانية لتقييم وتصنيف الأداء البيئي للمباني. تأخذ في الاعتبار عوامل مختلفة، بما في ذلك كفاءة الطاقة، والحفاظ على الموارد، والحد من التلوث، وجودة البيئة الداخلية. توفر كاسبي إطارًا شاملاً لتقييم استدامة المباني في اليابان ودول آسيوية أخرى.

مثال: يشتمل مبنى "قاعة أكروس فوكوكا الدولية" في اليابان على سطح أخضر مدرج يندمج بسلاسة مع الحديقة المحيطة، مما يعزز التنوع البيولوجي ويقلل من التأثير البيئي للمبنى.

مواد البناء وتقنيات التشييد المستدامة

يعد اختيار مواد البناء المستدامة واعتماد تقنيات البناء الصديقة للبيئة أمرًا بالغ الأهمية للحد من التأثير البيئي للمباني. عادة ما تكون المواد المستدامة متجددة أو معاد تدويرها أو من مصادر محلية، ولها بصمة طاقة مجسدة منخفضة. تقلل تقنيات البناء المستدامة من النفايات وتقلل من التلوث وتعزز كفاءة الموارد.

تتضمن أمثلة مواد البناء المستدامة ما يلي:

• المواد المعاد تدويرها: إن استخدام المحتوى المعاد تدويره في الخرسانة والصلب والزجاج ومواد البناء الأخرى يقلل من الطلب على الموارد البكر ويقلل من النفايات.
• المواد المتجددة: إن استخدام مواد مثل الخيزران والأخشاب من الغابات المدارة بشكل مستدام وبالات القش يعزز استخدام الموارد المتجددة.
• المواد من مصادر محلية: إن الحصول على المواد من الموردين المحليين يقلل من انبعاثات النقل ويدعم الاقتصادات المحلية.
• المواد منخفضة المركبات العضوية المتطايرة (VOC): إن اختيار المواد ذات الانبعاثات المنخفضة أو الصفرية من المركبات العضوية المتطايرة يحسن جودة الهواء الداخلي ويقلل من المخاطر الصحية.
• المواد المستصلحة: إن إعادة استخدام المواد من المباني المهدمة أو مصادر أخرى يقلل من النفايات ويحافظ على الطاقة المجسدة.

تتضمن تقنيات البناء المستدامة ما يلي:

• التصنيع المسبق: إن بناء مكونات المبنى خارج الموقع في بيئة خاضعة للرقابة يقلل من النفايات ويحسن مراقبة الجودة ويسرع جداول البناء.
• التفكيك: إن تفكيك المباني بعناية بدلاً من هدمها يسمح باستعادة المواد القيمة وإعادة استخدامها.
• إدارة النفايات: إن تنفيذ ممارسات إدارة النفايات الفعالة أثناء البناء يقلل من نفايات مدافن القمامة ويعزز إعادة التدوير.
• الحفاظ على المياه: تقليل استخدام المياه أثناء البناء من خلال الممارسات الفعالة مثل التحكم في الغبار ومعالجة الخرسانة.
• مكافحة التعرية والرواسب: إن تنفيذ تدابير لمنع تآكل التربة وجريان الرواسب أثناء البناء يحمي جودة المياه ويقلل من الأضرار البيئية.

استراتيجيات كفاءة الطاقة

تعتبر كفاءة الطاقة حجر الزاوية في تصميم المباني المستدامة، حيث أن المباني مسؤولة عن جزء كبير من استهلاك الطاقة العالمي وانبعاثات غازات الاحتباس الحراري. يمكن أن يؤدي تنفيذ استراتيجيات كفاءة الطاقة إلى تقليل التأثير البيئي للمبنى بشكل كبير وخفض تكاليف التشغيل.

تتضمن استراتيجيات كفاءة الطاقة الرئيسية ما يلي:

• التصميم السلبي: استخدام العناصر الطبيعية مثل ضوء الشمس والرياح والغطاء النباتي لتقليل الحاجة إلى التدفئة والتبريد والإضاءة الميكانيكية. وهذا يشمل تحسين اتجاه المبنى والتظليل والتهوية الطبيعية.
• العزل عالي الأداء: تركيب عزل عالي الأداء في الجدران والأسقف والأرضيات يقلل من فقدان الحرارة في الشتاء واكتساب الحرارة في الصيف، مما يقلل من استهلاك الطاقة للتدفئة والتبريد.
• النوافذ والأبواب الفعالة: استخدام النوافذ والأبواب الموفرة للطاقة مع طلاءات منخفضة الانبعاثية (low-E) وإطارات معزولة يقلل من انتقال الحرارة ويحسن الراحة الحرارية.
• أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) الفعالة: تركيب أنظمة تدفئة وتهوية وتكييف هواء عالية الكفاءة يقلل من استهلاك الطاقة ويحسن جودة الهواء الداخلي.
• أنظمة الطاقة المتجددة: دمج أنظمة الطاقة المتجددة مثل الألواح الشمسية الكهروضوئية (PV) وسخانات المياه بالطاقة الشمسية والمضخات الحرارية الجوفية يوفر طاقة نظيفة ويقلل الاعتماد على الوقود الأحفوري.
• تقنيات المباني الذكية: استخدام تقنيات المباني الذكية مثل ضوابط الإضاءة الآلية وأجهزة استشعار الإشغال وأنظمة إدارة الطاقة يحسن استخدام الطاقة ويحسن أداء المبنى.

تدابير الحفاظ على المياه

تُعد ندرة المياه تحديًا عالميًا متزايدًا، ويلعب تصميم المباني المستدامة دورًا حاسمًا في الحفاظ على الموارد المائية. يمكن أن يؤدي تنفيذ تدابير الحفاظ على المياه إلى تقليل البصمة المائية للمبنى بشكل كبير والمساهمة في مستقبل مائي أكثر استدامة.

تتضمن تدابير الحفاظ على المياه الرئيسية ما يلي:

• التركيبات والأجهزة الموفرة للمياه: تركيب مراحيض وصنابير ورؤوس دش منخفضة التدفق وأجهزة موفرة للمياه يقلل من استهلاك المياه دون المساس بالأداء.
• تجميع مياه الأمطار: جمع مياه الأمطار من الأسطح والأسطح الأخرى للاستخدامات غير الصالحة للشرب مثل الري وتنظيف المراحيض يقلل من الاعتماد على إمدادات المياه البلدية.
• إعادة تدوير المياه الرمادية: معالجة وإعادة استخدام المياه الرمادية (مياه الصرف الصحي من الدش والأحواض والغسيل) للاستخدامات غير الصالحة للشرب يقلل من استهلاك المياه وتصريف مياه الصرف الصحي.
• أنظمة الري الفعالة: استخدام الري بالتنقيط والرشاشات الدقيقة وأنظمة الري الأخرى الموفرة للمياه يقلل من استخدام المياه في تنسيق الحدائق.
• الزراعة الجافة (Xeriscaping): تصميم المناظر الطبيعية بنباتات تتحمل الجفاف والحد الأدنى من العشب يقلل من استهلاك المياه للري.

جودة البيئة الداخلية (IEQ)

تشير جودة البيئة الداخلية (IEQ) إلى الظروف داخل المبنى التي تؤثر على صحة وراحة وإنتاجية الشاغلين. يعطي تصميم المباني المستدامة الأولوية لجودة البيئة الداخلية من خلال خلق بيئات داخلية صحية ومريحة مع جودة هواء جيدة وإضاءة كافية وظروف حرارية مريحة.

تتضمن استراتيجيات جودة البيئة الداخلية الرئيسية ما يلي:

• التهوية: توفير تهوية كافية بالهواء الخارجي النقي يخفف من الملوثات الداخلية ويحسن جودة الهواء.
• الإضاءة الطبيعية: زيادة الإضاءة الطبيعية إلى أقصى حد يقلل من الحاجة إلى الإضاءة الاصطناعية ويحسن الراحة البصرية.
• المواد منخفضة المركبات العضوية المتطايرة (VOC): استخدام مواد ذات انبعاثات منخفضة أو صفرية من المركبات العضوية المتطايرة يقلل من تلوث الهواء الداخلي والمخاطر الصحية.
• التحكم في الصوت: تنفيذ تدابير للتحكم في مستويات الضوضاء يحسن الراحة الصوتية ويقلل من عوامل التشتيت.
• الراحة الحرارية: التصميم لدرجات حرارة ورطوبة مريحة يعزز رفاهية الشاغلين وإنتاجيتهم.
• التصميم الحيوي (Biophilic): دمج العناصر الطبيعية مثل النباتات والضوء الطبيعي والمناظر الطبيعية في تصميم المبنى يعزز الرفاهية ويقلل من التوتر.

دراسات حالة لمبانٍ مستدامة حول العالم

توضح العديد من الأمثلة على المباني المستدامة حول العالم جدوى وفوائد تصميم المباني الخضراء. تعرض هذه المشاريع مناهج مبتكرة لكفاءة الطاقة والحفاظ على المياه واختيار المواد وجودة البيئة الداخلية.

• ذا إيدج (The Edge) (أمستردام، هولندا): يعتبر هذا المبنى المكتبي أحد أكثر المباني استدامة في العالم. يتميز بمجموعة من التقنيات المبتكرة، بما في ذلك الألواح الشمسية، وتخزين الطاقة الحرارية الأرضية، ونظام إدارة المباني الذكي الذي يحسن استخدام الطاقة وراحة الشاغلين.
• مركز بوليت (The Bullitt Center) (سياتل، الولايات المتحدة الأمريكية): تم تصميم هذا المبنى المكتبي ليكون ذا طاقة ومياه إيجابية صافية، مما يعني أنه يولد طاقة ويجمع مياهًا أكثر مما يستهلك. ويتميز بألواح شمسية وتجميع مياه الأمطار ومراحيض تحويل النفايات إلى سماد وسقف أخضر.
• بوسكو فيرتيكال (Bosco Verticale) (ميلانو، إيطاليا): يضم هذا المجمع السكني برجين مغطيين بغابات عمودية، مما يساعد على تقليل تلوث الهواء وتحسين التنوع البيولوجي وتنظيم درجة حرارة المبنى.
• حدائق الخليج (Gardens by the Bay) (سنغافورة): تتميز هذه الحديقة الحضرية بأشجار عملاقة (Supertrees)، وهي حدائق عمودية تعمل كمولدات للطاقة الشمسية ومجمعات لمياه الأمطار. وتتضمن الحديقة أيضًا أنظمة تبريد موفرة للطاقة وممارسات تنسيق حدائق مستدامة.
• مركز البحرين التجاري العالمي (المنامة، البحرين): يتميز هذا المبنى الأيقوني بثلاث توربينات رياح مدمجة في تصميمه، والتي تولد طاقة متجددة وتقلل من البصمة الكربونية للمبنى.

مستقبل تصميم المباني المستدامة

يعد تصميم المباني المستدامة مجالًا متطورًا، مع ظهور تقنيات وممارسات جديدة باستمرار. من المرجح أن يتشكل مستقبل تصميم المباني المستدامة من خلال عدة اتجاهات رئيسية، بما في ذلك:

• المباني صفرية الطاقة: المباني التي تولد قدرًا من الطاقة مساويًا لما تستهلكه، عادةً من خلال مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.
• المباني صفرية المياه: المباني التي تجمع وتعالج كل مياهها في الموقع، مما يقلل الاعتماد على إمدادات المياه البلدية.
• المباني المحايدة للكربون: المباني التي تعوض انبعاثاتها الكربونية من خلال استراتيجيات مختلفة مثل عزل الكربون وشراء تعويضات الكربون.
• مبادئ الاقتصاد الدائري: تصميم المباني للتفكيك وإعادة الاستخدام، وتعزيز استخدام المواد المعاد تدويرها، وتقليل النفايات.
• التصميم الحيوي (Biophilic): دمج العناصر الطبيعية في تصميم المبنى لتعزيز رفاهية الشاغلين والتواصل مع الطبيعة.
• تقنيات المباني الذكية: استخدام أجهزة الاستشعار المتقدمة وتحليلات البيانات والأتمتة لتحسين أداء المبنى وراحة الشاغلين.

الخاتمة

يعد تصميم المباني المستدامة أمرًا ضروريًا لإنشاء بيئة مبنية أكثر مرونة وإنصافًا ومسؤولية بيئيًا. من خلال تبني الممارسات المستدامة، يمكننا تقليل التأثيرات البيئية السلبية للمباني، وتعزيز رفاهية الشاغلين، والمساهمة في كوكب أكثر صحة. تعد شهادات المباني الخضراء، واختيار المواد، واستراتيجيات كفاءة الطاقة، وتدابير الحفاظ على المياه أمورًا حاسمة لتحقيق أهداف الاستدامة. مع تقدم التكنولوجيا ونمو الوعي، يحمل مستقبل تصميم المباني المستدامة إمكانات هائلة لخلق عالم مستدام ومزدهر حقًا للأجيال القادمة.