المقدمة :
تعتبر العمارة الخضراء أو المباني و
المدن الصديقة للبيئة ,أحد الاتجاهات الحديثة في الفكر
المعماري و الذي يهتم بالعلاقة بين
المباني و البيئة , و هناك
العديد من
المفاهيم و التعريـــفات التي وضعت في هذا
المجـال .
فالمعماري كين
يانج Ken Yeang : يرى أن العمارة الخضراء أو المستديمة يجب أن
تقابل احتياجات
الحاضر دون إغفال حق الأجيال القادمة لمقابلة احتياجاتـــــــهم أيضا
.
ويرى المعماري
وليام ريد William Reed : أن المباني الخضراء ما هي إلا
مباني تصمم و
تنفذ و تتم إدارتها بأسلوب يضع
البيئة في اعتباره , و يرى أيضا
أن أحد اهتمامات
المباني الخضراء يظهر في تقليل تأثير المبنى على البيئة إلى جانب تقليل
تكاليف إنشائه و تشغيله .
أما المعماري
ستانلي أبركرومبي Stanley Abercrombie : فيرى أنه توجد
علاقة مؤثرة بين المبنى والأرض , كما أن مدنا كثيرة في الحضارات القديمة خططت مع
الأخذ بعين الاعتبار الواجهات الجنوبية للمباني .
والهدف الرئيسي
من العمارة الخضراء والمباني الصديقة للبيئة هو :
1-
الحفاظ على الطاقة
2-
والتكيف مع المناخ
3-
التقليل من استخدام الموارد الجديدة واحترام
الموقع والمتعاملين مع المبنى.
إن من أهم ما
يمكن أن نستفيده من مبادئ المدينة التقليدية لترشيد الطاقة الكهربائية هو
عنايتها بالظل في جميع أجزائها و
مكوناتها و
نسيجها العمراني , فالظل يعتبر من أهم العوامل المساهمة في توفير الطاقة بنسبة
تصل لأكثر من 30 % , بالإضافة لتركه لمسة جمالية في المدن , فالاختلاف بين المساحات
المشمسة و المظللة تحدث تباينا يرسم لوحات من الجمال في المدينة نتيجة انكسار
الأسطح أو بروزها .
كما أن وجوده
يشجع على المشي و التلاقي و هذا
يزرع الألفة و
المودة بين فئات و أفراد المجتمع , فوفرة الظل و شيوعه له أثره الاجتماعي
الطيب عكس ما تعانيه المدينة اليوم حيث شاع فيها استخدام وسائل المواصلات المختلفة
بدلا من المشي.
وسيتناول هذا
التقرير مفهوم العمارة الخضراء والمركبات البنائية المتعرضة للعوامل المناخية
والمتغيرات البيومناخية والمعايير التصميمية لعمارة البيئة ونماذج لابنية صديقة
البيئة .
خصائص المبانى والمدن المريضة:
1-
الإسراف فى استخدام الطاقة واستنزاف الموارد الطبيعية
2-
تلويث البيئة وتدمير النظام البيئى.
3-
التأثير السلبى على صحة الإنسان.
فكرة المدن الخضراء:
بدأت فكرة المدينة الخضراء بعدة مؤتمرات جمعت
معظم الدول المهتمة بهذا الأفكار وبعض المنظمات الحكومية والمنظمات الأهلية وبعض
العلماء من جميع أنحاء العالم للوصول إلى آليات تنقذ كوكب الأرض من الملوثات
وفقدان الآمان البيئي له.
و العمارة الخضراء أو المدن الصديقة للبيئة
وهي إحدى الاتجاهات الحديثة في الفكر المعماري والذي يهتم بالعلاقة بين المباني
والبيئة.
وهي المدن الخالية من العناصر الملوثة بحيث
يظهر ذلك في تقليل تأثير المبنى على البيئة إلى جانب تقليل تكاليف إنشائية
وتشغيلية.
ويجب أن تقابل احتياجات الحاضر دون اغفال حق
الأجيال القادمة في احتياجاتهم لبيئة نظيفة خالية من الملوثات التي تؤثر على النمو
الطبيعي للإنسان.
عناصر المدينة الخضراء:
استخدام مواد بناء غير ملوثة للبيئة المحيطة بها.
استخدام طاقة نظيفة متجددة.
استخدام مواد غذائية غير مضرة بالصحة أو بالبيئة.
اتباع أسلوب علمي للتخلص من الفضلات.
البدء تدريجيا بتطوير وسائل النقل والمواصلات باستخدام
طاقة نظيفة غير ملوثة للجو المحيط بها.
تشجيع استخدام الطاقة النظيفة.
القضاء على حوالي 90% من الملوثات.
عدم الاستخدام المفرط للمبيدات الحشرية.
إيقاف استخدام واستهلاك الموارد الطبيعية
للبلاد والقارات الخضراء. مثل (أفريقيا – أسيا – أمريكا الجنوبية) وتصديرها إلى
أوربا وأمريكا.
معايير تصميم المدن الخضراء:
يتم تصميم المدن الخضراء مع مراعاة ما يلي:-
استخدام الطاقات الطبيعية.
استخدام مواد بناء صديقة للبيئة.
تنقية الهواء داخل المدن والمباني.
فلسفة استخدام الألوان.
تجنب الضوضاء والإزعاج
التصميم الآمن
للمباني.
الطابع المعماري يكون متوافق مع الطبيعة بحيث
يكون جزء من الطبيعة ولا ينفصل عنها مما يؤثر على المناخ العام للمدن الخضراء .
المركبات البنائية المتعرضة للعوامل المناخية:
اولا : السقوف
هي اكثر المركبات البنائية تعرضا للعوامل المناخية ،حيث يكون السطح
الافقي الاكثر تعرضا للاشعاع الشمسي صيفا بسبب اقتراب زاوية ارتفاع الشمس من
الزاوية العمودية.ومن الجدير بالذكر هنا البحث في السقوف للابنية السكنية خاصة في المناطق الحارة الجافة ، ضمن اعتبارات
استخدام السطح للنوم مساءا ،مع مراعاة عدم امكانية الاعتماد على الاستفرار الحراري
للوصول الى موازنة داخلية بسبب المتطلبات الانشائية والتي تتطلب زيادة في سمك
المواد،فالكونكريت مثلا يمكن ان يصل التأخير الزمني فية الى 7 ساعات لو ازداد سمكة
الى 30 سم ،الا ان هذة العملية سيترتب عليها الكثير من المشاكل الانشائية و
الاقتصادية .و الاساليب الانشاء قد افرزت انواع من الاستحدامات لمواد السطح منها :
: composite
heavy weight roofs السقوف الصلدة المتجانسة الثقيلة -1
هذا النمط شائع بأستخدام الكونكريت او الطابوق وتكوين كتلة ثقيلة دون
تمييز واضح بين الطبقات
: multi
layers light weight roofs 2- السقوف المركبة المتعددة
الطبقات
هذا النمط يتكون من السقوف يتكون من طبقات متعددة تفصل بينها فجوات
هوائية يسهل من خلالها تمييز الطبقات . يعود السبب في هذة السقوف الى التأثير الكبير للسطح على درجة الحرارة الداخلية
بسبب الاستقرار الحراري الكبير نسبيا للسقوف بالمقارنة مع الصلدة .
وبهدف تقليل التسرب الحراري للداخل هناك اساليب متعددة لكل منها
خصوصية في الاستخدام تتحقق بضوء ضوابط الكلفة او امكانية السيطرة ،من ابسط الحلول
زيادة معامل انعكاس السطح وتقليل امتصاصة للاشعة الشمسية و ذلك عن طريق اللون ،اما
بالطلاء المباشر باللون الابيض او الالوان الفاتحة ،هذا التاثير يصل الى تقليل 3% تحت سقف سمك 10سم أذا طلي باللون الابيض بالمقارنة مع تركة دون
طلاء .هذة الطريقة سهلة ورخيصة نسبيا ،الا ان طبيعة المناخ الحار الجاف المصحوب
بتصاعد الغبار والعواصف الترابية الذي يؤدي تراكمها الى تغير معامل انعكاس اللون
الابيض من 9.0 الى 2.0 وهو معامل انعكاس ذرات الغبار . وهناك طريقة اخرى لمعالجة
السطوح وذلك من خلال تظليلها وحجب اشعة الشمس من الوصول اليها فللتظليل فوائد في
تقليل الذبذبة الحرارية على السطح وبالذات تقليل الحد الاعلى لدرجات الحرارة
وبالتالي تقليل متوسط درجة حرارة الوجه الداخلي .
هذا فضلا عن ان معظم مواد الحجب هي من المواد الخفيفة التي تكون سعتها
الحرارية واطئة والتي تكون للاشعة الشمسية تأثير أتلافي في تكوينها وأدامتها وهذة
مصاريف اضافية تدخل في حساب كلفة المبنى ،ومن البدائل لتخفيف ذلك استخدام المواد
التي تدخل الالياف المعدنية جزء من تركيبها حيث تتطلب زيادة الفجوة الهوائية بينها
وبين السطح لتأمين حدود معينة من التدفق الهوائي الذي يسهم في تقليل الانتقال
الحراري للسطح .
تأثير أرتفاع السقف على درجات حرارة الفضاء الداخلي
3-
يرتبط أرتفاع السقف بعلاقة نسبية مع مساحة الفضاء وشكله , أضافة الى
أعتقاد البعض بوجود علاقة بين أرتفاع السقف و درجة حرارة الفضاء الداخلي , هذا
الظن قد تجاوزته الأتجاهات الحديثة في الأنشاء بأعتماد الكلفة كاحد الأسس الواجب
أخذها بنظر الأعتبار في تقييم الأداء العام للمبنى و التي تعطي فروقا واضحة في
المواد و العمالة عند أرتفاع السقف عن حد معين . الا ان ارتفاع السقف في الأبنية
السكنية يرتبط بالتقبل النفسي للسقوف المنخفضة او العالية التي قد تظهر مستوى
جديدا من الراحة بعيدا عن الملائمة الحرارية . و بدراسة هذين المتغيرين اشارت أحدى
الدراسات , الى ان تقليل السقف بمقدار 1,25 متر قد يؤدي الى زيادة في الحمل
الحراري بمقدار 2% فقط في حدود درجة حرارة 35مْ (15) , وجاء تأكيد آخر من أنكلترا
من خلال دراسة قام بها G.P.Crowdan
على الأبنية السكنية . الى ان الأختلاف في الأرتفاع من( 2.7- 2.1) م
لا يؤدي الى تغيير محسوس من ناحية التهوية او مدى التقبل النفسي لهذا الفرق و
أسندت التجارب على درجات الحرارة التي أظهرت أنخفاضا مقداره فقط 0.25مْ بزيادة
الارتفاع من( 2.5-)3م و هي نسبة قليلة جدا يمكن أن توفر بزيادة كفاءة العوازل
الحرارية.
وفي الأبنية السكنية حيث أن الوظائف أو الفعاليات هي ذات طبيعة محددة
بمساحات كبيرة , يمكن أن تخدم بأرتفاع غير عادل بالمقارنة مع الفضاءات الواسعة ,
فان لتقليل الأرتفاع فوائد من الناحية الأقتصادية دون الأضرار بجانب الأداء
الحراري لها فهي على العكس يمكن أن تخدم :
1-
تقليل الحمل الحراري بتأثير زيادة مساحة السطوح , وزيادة السطوح
الداخلية على الخصوص.
2-
عدم أمكانية أحداث الأنحدار الحراري بين السقف و الفضاء و الذي يتطلب
فروق حرارية كبيرة بين السقف و الفضاء , واحداثه ضمن نطاق صغير محدد (10) سم تحت
السقف.
ثانيا: الجـــــــدران:
ان المسؤولية التي تسهم بها الجدران كبيرة بسبب أختلاف تعرضها للتوجيه
و أستلامها لكميات كبيرة من الأشعاع . الذي جعل من وجود التقنيات الحرارية لهياكل
الجدران الخارجية للمبنى في المناطق الحارة خاصة تكون ذات التغيير العالي في درجات الحرارة خلال اليوم
و السنة كبيرة . فالجدران يجب ان تتمتع بمتطلبات مقاومة الأنتقال الحراري خلال
الشتاء , بالأضافة الى أستقرار حراري كافي خلال الصيف , لمقاومة الأشعة الشمسية
المباشرة فالفضاءات المحاطة بجدران ذات
أستقرار حراري عال تكون درجة حرارتها ثابتة تقريبا و هذا ما توفره المواد التقليدية ( سمك
38 سم من الطابوق ) آما الأتجاة الحديث في أستخدام المواد الخفيفة في هياكل
الجدران الخارجية , نجد ان المواد الخفيفة تقع ضمن الحد الأدنى للأستقرار الحرار ي
. معظم هذة المواد تتكون من قشرتين من المواد الأسمنتية بينها مادة عازلة 3-5 سم ,
هذة المواد وجد انها مقاومة للفقدان الحراري خلال الشتاء و لو أريد لها أن تكون
ذات أستقرار حراري صيفا تطلب زيادة المواد العازلة فيها الى 15-16 سم . أو بأضافة
طبقة من الهواء مع أستخدام صفائح ذات معامل أشعاع واطئ
مع العلم أن أستخدام مواد ذات معامل تلاشي حراري عالي هو ليس الحل
الوحيد لتوفير درجات الحرارة الملائمة داخليا في الصيف , الا أن العملية يمكن أن
تكون فعالة أكثر و يحسن الأداء العام للجدران من خلال تظليله و حمايته . فالتظليل
سوف يساعد على خفض متوسط درجات الحرارة اليومية على الوجه الخارجي و بذلك يقلل من
سعة الذبذبة الحرارية علية مسببا تحسنا ملموسا في درجات الحرارة في الوجه الداخلي
.
ان تظليل
الجدران عملية ممكنة في حدود الأبنية واطئة الأرتفاع و خاصة بواسطة بروزات الطوابق
العليا أو تضليل الأبنية المجاورة أو أستخدام النباتات و المتسلقات و غيرها . ألا
أن العملية تبدو أكثر تعقيدا في الأبنية متعددة الطوابق و هذا ما حدى على أستخدام
الأقنعة الحامية لنفس الظروف المذكورة و هناك انواع متعددة من الأقنعة الجامعة ( SCREEN ) بعضها
ثقيل ذو سعة حرارية عالية و الأخر خفيف يمكن تحريكه و يؤدي بكفاءة عندما يوضع ضمن
مسافات معينة تمنع حالات التكدس الحراري
ثالثا : النوافــــذ و
الفتحـــــات:
ان الوظيفة التي تؤديها النوافذ لا تقتصر على تأثيرها الحراري على
المباني بل تأثيرها البصري و الربط بين الخارج و الداخل و هذا ما يصعب عملية
التصميم , و تمثل الحرارة المكتسبة عبر النوافذ و الزجاج بالذات المصدر الأساسي
للأكتساب الحراري للفضاء بغض النظر عن طبيعة الأجزاء الصلدة لقشرة المبنى , حيث
نجد أن الدور الأكبر في الأنتقال الحراري عبر الجدران تلعبه الفتحات الخارجية فيها
, و تكمن صعوبة معالجة النوافذ في أرتفاع معامل نفاذية الزجاج الذي يصل الى 80%
مسببا أرتفاع درجة حرارة الفضاء الى حدود قريبة من الحرارة الخارجية , هذا فضلا عن
خاصية الزجاج التي لا تسمح بأخراج الأشعة ذات الموجات الطويلة الى الخارج , هذه
الحقيقة تجعل من عملية تسقيط الفتحات بموجب التوجيهات الجيدة عملية أساسية في
التصميم , حيث يمثل الشكل العلاقة بين النفوذ الحراري عبر فتحات النوافذ خلال
الفترة الصيفية و أسلوب تحديد الزوايا المزعجة في التوجيه بالنسة للأبنية السكنية
, حيث تمثل زاوية الأنفتاح المحصورة بين 220 – 310 درجة الحدود الغير مرغوب بها
للتوجيه و يظهر ضمن هذا المدى نطاق أكثر أزعاج هي الحدود المحصورة بين 235-295
درجة . هذا من جهة , ومن جهة ثانية نشير الى أن كمية الحرارة النافذة عبر الفتحة
تتأثر بتوقيع الفتحة عبر النافذة ويمثل هذا الفارق سمك الجدار الذي يعمل كحماية أو
مظلة للنافذة . ففي دراسة في هذا النطاق أتضح أن كمية الحرارة التي تحررها نافذة
في جدار سمك 25سم تزيد بمقدار 1,5 مرة عن نفس مساحة النافذة في جدار سمك 50 سم و
هذا ما يفسر نجاح الجدران السميكة ( 70- 80 ) سم التي كانت تستخدم قديما في
الأبنية بالأضافة الى الأختصار الكبير في مساحتها .
ان الطرق الأساسية في الأنتقال الحراري عبر قشرة المبنى تعتمد على
الفروق الحرارية بين الخارج و الداخل , و التي تتسم بعملية التوصيل و الأشعاع والحمل حيث تعتمد عملية التوصيل على الفروق
الحرارية و يعتمد الكسب على مقدار التعرض للاشعاع الشمسي و المتغير مع التوجيه
للأسطح الافقية , حيث أن الكسب الحراري
الشمسي عبر الزجاج لا ينفي الكسب الحراري عبر التوصيل بل يعد قيمة مضافة اليه و
يعتمد على شدة الأشعاع الشمسي المباشر و المشتت و المساحة المشمسة و نفاذية الزجاج
للأشعاع الشمسي المشتت . وبضوء هذة الفروقات الكبيرة في الأكتساب الحراري من الزجاج
تكون المعالجات آما جوهرية و ذلك بأعتماد التوجيه الملائم , او ربما جزئية و ذلك
بتضليل الفتحات بالمقدار الذي يقلل من تأثير الأشعة المباشرة و خلال الفترة الحارة
, و اخيرا أختيار نوع الزجاج و عدد طبقاته هو الذي يمكن بموجبه تحديد نسب نفاذية الأشعة و دخولها الى
الفضاء .
المتغيرات البيومناخية:
الجو و الطقس هو تجمع لعدد من المتغيرات المناخية المحددة في منطقة
معينة في وقت محدد , و التي تشمل الأشعاع الشمسي , و التحرك الهوائي , و درجات الحرارة
. وفي أي لحظة تظهر هذة العناصر مترابطة مع بعضها بصورة يصعب فيها تحديد الاهمية
في تكوين الاحساس النهائي بالراحة
أن أستيفاء المتطلبات الحرارية في المبنى يعني
حماية الأنسان من الظروف المناخية الخارجية , لهذا وصف ( فينج ) مهمة العمارة أنها
تتوسط بين البيئة الطبيعية و الأنسان وهي تقلص المؤثرات السلبية و تدعم المؤثرات
الأيجابية . الا أن مايهمنا هنا هي المتغيرات التي تولد بمجموعها او تألفها المحيط
الداخلي ( Indoor Environment ) و التي لا تختلف عن تلك التي تكون الطقس سوى أن التعامل معها
يكون محددا بالفضاء الداخلي للمسكن.
نماذج عملية لبعض المباني صديقة البيئة. المدن صديقة البيئة:
Environment Friendly Houses in Cities
1-
مركز
البحرين التجاري العالمي تحفة معمارية صديقة للبيئة:
2-
متحف الفن الجديد في باريس
الفكرة مستوحاة من الطبيعة وطبيعة الطريق.
تصميم دونالد سي للهندسة المعمارية, من أول نظرة
يبدو التصميم وكأنه تجويف من الجليد ولكن في الواقع هو
محفور من الخشب وغيرها من مواد صديقة للبيئة . انه مفهوم مثير
للاهتمام الذي
يلهمنا الى ان نتحمل
مسؤولياتنا تجاه الطبيعة.
3-مزرعة اليعسوب العمودي
فكرة المشروع
التحول
بتجاه اعادة الريف في مدننا المكتظة والقتال من الآن فصاعدا لمجتمع قادر على
المساهمة في قوة التحمل للمدينة وإعادة التفكير في إنتاج الأغذييةعلى أسطح
المدرجات والشرفات في الغور من المساحات العامة غير المبنية وفي
الساحات الداخلية
