يسر شركة Architizer أن تعلن عن الفائزين في مسابقة جوائز A+ السنوية الحادية عشرة! هل أنت مهتم بالمشاركة الموسم المقبل؟ قم بالتسجيل للحصول على معلومات أساسية حول جوائز A+ السنوية الثانية عشرة، المقرر إطلاقها هذا الخريف.
مع تغير المناخ والمسؤولية البيئية التي تتصدر جدول الأعمال العالمي اليوم، يتم الاعتراف بشكل متزايد بالهندسة المناخية الحيوية باعتبارها استراتيجية تصميم حاسمة في محاولتنا لتصحيح العديد من أخطاء الماضي. ومع ذلك، في حين أن الطموح لا يزال بطيئا للغاية، فإن المزيد والمزيد من المصممين يأملون في عكس التأثير السلبي للهندسة المعمارية وصناعة البناء والتشييد على كوكبنا.
من الضروري أن نعمل، كمهندسين معماريين ومصممين، على تقليل العواقب البيئية السلبية للبناء من خلال تطوير الهياكل والأنظمة التي تتطلب موارد أقل للبناء والصيانة. تتبنى العديد من الممارسات استراتيجيات سلبية موفرة للطاقة والسلع لصياغة الظروف المثلى للمجتمعات التي تلبي احتياجاتها.
بريدج هاوس باي ليك | فلاتو أركيتيكتس، هيوستن، تكساس. سكن LEED Platinum يجمع بين التصميم الأنيق والنهج الواعي بيئيًا. مع المصفوفات الكهروضوئية، وتجميع مياه الأمطار، وأنظمة الطاقة الحرارية الأرضية. الموقع أيضًا موئل معتمد للحياة البرية. صور كيسي دن.
في جوهرها، تسترشد الهندسة المعمارية المناخية الحيوية بالبيئة المحلية، حيث تقوم بدمج المبادئ البيئية المعقدة والتقليدية في عملية التخطيط الأولية للهندسة المعمارية. التصميم المناخي الحيوي متجذر في العلاقة بين الإنسانية والطبيعة. تسترشد العديد من الأساليب المستخدمة بتعاليم التاريخ القديم والشعوب الأصلية التي، كما نعلم، لديها معرفة عميقة وواسعة حول كيفية تفاعلنا مع محيطنا بعناية وتعاطف للسماح لنا بالتعايش بشكل مريح في عالم دائم. تغيير العالم.
تندرج العديد من التقنيات تحت شعار الهندسة المعمارية المناخية الحيوية، حيث لكل قارة ومجتمع متطلبات فريدة. ومع ذلك، هناك بعض الاستراتيجيات والأنظمة الأساسية التي حققت نجاحًا على نطاق واسع.
جاردينيا من ستوديو ساكس، سان خوسيه، كوستاريكا. يدمج مبنى الحديقة العمودية المبتكر الطبيعة مع الحياة الحضرية، باستخدام استراتيجيات سلبية مثل التهوية المتقاطعة، والمدرجات الكبيرة الواقية من الشمس، والمظلات الخفيفة المكسورة، وتجميع مياه الأمطار للري المستدام ذاتيًا. صور إلياس بوراس وأليساندرا تانزي.
أولاً، تعود جذورها إلى العديد من الحضارات القديمة، بما في ذلك الإغريق والرومان والصينيين، حيث يعد التوجه الشمسي استراتيجية معمارية رئيسية كانت موجودة منذ عشرات الآلاف من السنين. في العصور القديمة، قامت المجتمعات، بفضل فهمها العميق لبيئتها، بتوجيه هياكلها بدقة للاستفادة من مسار الشمس.
في اليونان القديمة، على سبيل المثال، تم وضع المنازل بشكل متعمد لالتقاط شمس الشتاء، مما يضمن الدفء خلال الأشهر الباردة. هذه الحكمة القديمة، التي تؤكد على محاذاة الهياكل مع مسار الشمس لتحسين الراحة الحرارية، اكتسبت أهمية متجددة اليوم. ومن خلال الاستفادة من التوجه الشمسي – على سبيل المثال، من خلال جعل مناطق المعيشة أكثر دفئًا وأكثر إشراقًا بينما تكون مناطق النوم أكثر برودة وأكثر قتامة، يمكننا تقليل اعتماد المبنى على التدفئة والتبريد والإضاءة الاصطناعية، وبالتالي تقليل استهلاك الطاقة.
لايت هاوس بواسطة S^A | شوارتز والهندسة المعمارية، مقاطعة سونوما، كاليفورنيا. إنه مسكن مستوحى من الأجنحة، ويجسد تصميمه جوهر التاريخ البركاني للمنطقة من خلال سقف عائم يبدو ثقيلًا ولكنه خفيف بشكل غريب يعزز التهوية المتبادلة. صور دوجلاس ستيرلنج للتصوير الفوتوغرافي.
وبالمثل، كانت التهوية الطبيعية مفضلة لدى الحضارات القديمة التي عاشت في الصحراء مثل المصريين، الذين صمموا بشكل حدسي الهياكل لتسخير البيئة المحيطة لتحقيق الراحة في المناخ الأكثر دفئا. ويدور هذا المبدأ حول الاستخدام الاستراتيجي للفتحات، مثل النوافذ والأبواب وفتحات التهوية، لتعزيز حركة الهواء عبر المباني. ومن الأمور المركزية في هذا التدفقات التي يحركها الطفو، حيث يرتفع الهواء الأكثر دفئًا والأقل كثافة ويهبط الهواء الأكثر برودة والأكثر كثافة. ومن خلال فهم هذا الحدث الطبيعي والاستفادة منه، يمكننا تصميم مساحات تسهل الحركة الصعودية للهواء الدافئ وسحب الهواء البارد، مما يخلق تدفقًا مستمرًا.
تعد موازنة درجة الحرارة بمثابة إنفاق ضخم للطاقة في حياتنا اليومية، لذلك تركز العديد من الاستراتيجيات السلبية على هذا الأمر. هناك أسلوب شائع آخر مستمد من تعاليم المصريين القدماء وهو التبريد بالتبخير. استراتيجية تهوية طبيعية تعمل على تعزيز تأثير التبريد الناتج عن تبخر الماء لتقليل درجات الحرارة الداخلية. تتضمن هذه الإستراتيجية السماح للهواء بالمرور فوق الماء، مما يتسبب في تبخر الماء وبالتالي تبريد الهواء. تاريخيًا، استخدمت الحضارات في المناطق الحارة والقاحلة القصب الرطب في النوافذ أو مصدات الرياح المقترنة بالقنوات (قنوات المياه الجوفية) للبيئات الداخلية الأكثر برودة.
حاضنة ومبنى مكاتب Turbosealtech الجديد من تصميم New Wave Architecture، طهران، إيران. الجمع بين الغلاف الزجاجي للإضاءة الطبيعية ومقاطع الألومنيوم للتحكم في الحرارة. ويعزز تصميمه المميز تفاعل المستخدم، ويتميز بممر أخضر لتنظيم درجة الحرارة ويتضمن نظامًا لتجميع مياه الأمطار من أجل الري المستدام. صور بارهام تاجيوف.
اليوم، وخاصة في المناخات الجافة، أصبحت المبردات التبخرية، أو “مبردات المستنقعات”، شائعة. تقوم هذه الأنظمة بسحب الهواء الدافئ، وتمريره فوق منصات مشبعة بالماء لتبريده، ومن ثم توزيع الهواء البارد في جميع أنحاء المبنى. وبالمثل، تشير الكتلة الحرارية، وهي مفهوم أساسي للهندسة المعمارية المناخية الحيوية، إلى قدرة المادة على امتصاص الحرارة وتخزينها وإطلاقها لاحقًا. في حين أن القوة الكامنة لمواد مثل الطوب والخرسانة والحجر لامتصاص الحرارة وتخزينها وإطلاقها مفهومة جيدًا، فإن التكامل الدقيق لهذه المواد يمكن أن يؤثر بشكل عميق على ملف الطاقة للمبنى وراحة الشاغل.
ومع ذلك، فإن اختيار المواد ذات الكتلة الحرارية العالية هو مجرد البداية. يعد وضعها على النحو الأمثل داخل هيكل للاستفادة من دورات درجة الحرارة النهارية أمرًا محوريًا. يمكن لاستراتيجية قوية أن تعزز التسخين الشمسي السلبي خلال الأشهر الباردة وتعزز التبريد الليلي في الفترات الأكثر دفئًا. عند دمجها مع استراتيجيات التصميم السلبية الأخرى، مثل العزل والتهوية الفعالين، يمكن أن تكون الكتلة الحرارية بمثابة محور أساسي في تحقيق مباني ذات طاقة قريبة من الصفر. ويكمن التحدي في موازنة الكتلة مع المناخ المحلي الخاص بالمبنى، مما يضمن استجابته بشكل متناغم للتحولات الحرارية الموسمية واليومية.
منزل عائلة Wallachian من تصميم Henkai Architekti، Prostřední Bečva، التشيك. يجسد هذا المنزل الريفي ذو الإطارات الخشبية بساطة والاشيان، ويتميز بواجهة من الصنوبر وسقف أخضر وتصميم غرفة فعال، ويتصل بشكل متناغم مع البستان المحيط والآفاق البعيدة. الصور بواسطة BoysPlayNice.
ومع ذلك، فإن الهندسة المعمارية المناخية الحيوية لا تتعلق دائمًا بسكان المبنى، بل يمكنهم أيضًا حل المشكلات التي تحدث على نطاق مجتمعي أوسع. تمثل الأسطح الخضراء أكثر من مجرد بيان جمالي أو بيئي. بالنسبة للمهندسين المعماريين، يعد دمج النباتات فوق المباني استراتيجية متعددة الأوجه تعالج العديد من التحديات مع تحسين أداء المبنى. إلى جانب الجاذبية البصرية المباشرة وتعزيز التنوع البيولوجي، تعتبر الأسطح الخضراء ممتازة لإدارة مياه الأمطار وهي جاهزة لمعالجة العديد من الأحداث المناخية التي لا يمكن التنبؤ بها والتي تحدث في كثير من الأحيان.
تعمل الأسطح على تقليل حجم الجريان السطحي وتأخير إطلاقه إلى أنظمة الصرف، مما يساعد على تخفيف الفيضانات مع تقليل تأثير الجزر الحرارية أيضًا. تمتص الأسطح الخضراء ضوء الشمس الذي يمكن أن يتحول إلى حرارة. من الداخل، من خلال إنشاء حاجز حراري، يمكن للأسطح الخضراء، جنبًا إلى جنب مع تأثير التبريد النتح للنباتات، أن تؤدي إلى توفير كبير في الطاقة مع إطالة عمر غشاء السقف عن طريق حمايته من الأشعة فوق البنفسجية وتقلبات درجات الحرارة.
الحرم الجامعي Weitblick للابتكار من تصميم Sehw Architektur، أوغسبورغ، ألمانيا. تم تصميم المبنى من أجل المرونة والمجتمع، ويدمج مواد مستدامة وتخزين الطاقة الشمسية وتجميع مياه الأمطار. مع تقنيات البناء الذكية وبصمة الكربون الصفرية تقريبًا. يؤكد تصميم الهيكل على التفاعل، وتوازن الواجهة الفريدة بين العزل والمناظر الواسعة. صور فيليب أوبكيرشر.
هناك العديد من الاستراتيجيات المناخية الحيوية، ولكل منها تحديات وفوائد؛ ومع ذلك، على المستوى التجاري، يمكن أن تصبح البصمة الكربونية للمبنى متضخمة بشكل كبير، ويجب تقديم العديد من التقنيات الذكية في وقت واحد لتحقيق أفضل النتائج الممكنة. يعتبر تقسيم المناطق إحدى المراحل الأولى في هذه العملية.
ومن خلال فصل المناطق على أساس ساعات العمل والمتطلبات الحرارية وكثافة السكان، يمكن أن يكون لتقسيم المناطق تأثير عميق على متطلبات الطاقة للمبنى. على سبيل المثال، يجب تقسيم غرف الخوادم، التي تتطلب تبريدًا مستمرًا، بشكل منفصل عن غرف الاجتماعات التي قد تتطلب تدفئة أو تبريدًا متقطعًا بناءً على الإشغال. وبالمثل، يمكن تمييز المناطق ذات حركة المرور العالية مثل الردهات والممرات عن البيئات الأكثر هدوءًا والتي يتم التحكم فيها بشكل أكبر مثل الأجنحة التنفيذية أو غرف اجتماعات مجالس الإدارة. يسمح هذا الفصل الاستراتيجي بعمليات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) المستهدفة، مما يقلل من هدر الطاقة.
معهد سانت أندروز للتكنولوجيا والإدارة بواسطة ZED Lab، جوروجرام، الهند. من خلال دمج الهندسة المعمارية الهندية مع التقنيات الحديثة، يتميز المبنى بمدخنة شمسية للتهوية الطبيعية، وأعمال الطوب من مصادر محلية للعزل الحراري والتصميم الحسابي للحصول على ضوء النهار الأمثل وكفاءة الطاقة. صور من Noughts والصلبان | أندريه جيه فانثوم.
وأخيرًا، تتمثل إحدى استراتيجيات الهندسة المعمارية المناخية الأكثر شيوعًا اليوم في تسخير المواد من مصادر محلية. لقد أدى الطلب على التصميم الصادق إلى دفع هذا المطلب إلى قمة العديد من متطلبات المشروع. يعد العمل بهذه الطريقة ذا قيمة كبيرة لتحقيق تصميمات ذات استجابة بيئية وأصالة إقليمية. بالنسبة للمصممين، لا يقتصر الأمر على تقليل انبعاثات وسائل النقل أو دعم الاقتصادات المحلية فقط – على الرغم من أن الاثنين مهمان بلا شك. وبدلاً من ذلك، فهو اعتراف بأن المواد الأصلية في منطقة ما تمتلك صفات متأصلة يتم ضبطها بدقة لتتناسب مع التحديات المناخية والبيئية لتلك المنطقة.
تستجيب هذه المواد، التي تشكلت عبر قرون من التطور المعماري المحلي، بشكل طبيعي لتقلبات درجات الحرارة ومستويات الرطوبة وزوايا الطاقة الشمسية في المنطقة. قد يتمتع الحجر المحلي بخصائص الكتلة الحرارية المثالية للتدفئة السلبية في مناخه الأصلي، أو قد يوفر الخشب الإقليمي خصائص تظليل أو تهوية مثالية. ومن خلال تسخير هذه الخصائص الفطرية، يمكن للمهندسين المعماريين المناخيين الحيويين تعزيز الضوابط البيئية السلبية للمبنى، مما يقلل من الحاجة إلى التدخلات الميكانيكية. كما أن استخدام المواد المحلية يعزز أيضًا إحساس المبنى بالمكان، مما يرسيه بعمق ضمن سياقه البيئي والثقافي.
تعتبر الهندسة المعمارية المناخية الحيوية مشروعًا ضخمًا له جوانب عديدة ومختلفة. إنها صناعة ترسخت في العديد من البلدان، لا سيما تلك التي تعاني من ظروف مناخية قاسية حيث كانت الحاجة إلى حلول مبتكرة لتصميم المباني هي الأكبر. ومع استمرار عالمنا في التغير بمعدل سريع وغير متوقع من حولنا، يجب علينا أن نفهم ونستفيد من أكبر عدد ممكن من هذه الاستراتيجيات الأساسية للحفاظ على الكوكب الذي لدينا.
يسر شركة Architizer أن تعلن عن الفائزين في مسابقة جوائز A+ السنوية الحادية عشرة! هل أنت مهتم بالمشاركة الموسم المقبل؟ قم بالتسجيل للحصول على معلومات أساسية حول جوائز A+ السنوية الثانية عشرة، المقرر إطلاقها هذا الخريف.
