مع ازدياد عدد الصناعات التي تتبنى الاستدامة، بدأت صناعة الإلكترونيات المُتقدّمة في تبني ممارسات البناء المستدام. إذن، ما هو البناء المستدام؟ تشير إدارة البناء المستدام إلى استخدام إجراءات البناء المستدام ومواد البناء المستدامة للحد من البصمة الكربونية وتوليد النفايات.

يتطلب البناء المستدام الاستفادة من العمليات المسؤولة بيئيًا والموفرة للموارد طوال دورة حياة المبنى بدءًا من تحديد الموقع إلى التصميم والبناء والتشغيل والصيانة والتجديد والتفكيك. اقرأ هذه المدونة لمعرفة أفضل الممارسات الرئيسية لتحقيق البناء المستدام.

حلول ذكية للبناء الصافي الصفري: تسخير إمكانات التكنولوجيا

ينطوي الوصول إلى صافي بناء صفري من خلال الحلول التكنولوجية على الاستفادة من التقنيات المبتكرة لتحقيق كفاءة الطاقة وتوليد الطاقة المتجددة والاستدامة الشاملة في صناعة البناء. من خلال دمج هذه الحلول، يمكننا تقليل انبعاثات الكربون بشكل كبير والاقتراب من مستقبل خالٍ من الانبعاثات الكربونية. فيما يلي بعض النقاط الرئيسية حول كيفية مساهمة التكنولوجيا في تحقيق صافي بناء صفري:

أتمتة المباني وأجهزة التحكم الذكية: يمكن أن يؤدي استخدام أنظمة التشغيل الآلي المتقدمة وأدوات التحكم الذكية إلى تحسين استهلاك الطاقة من خلال مراقبة وضبط الإضاءة والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء وأنظمة المباني الأخرى بناءً على أنماط الإشغال والاستخدام.

أنظمة إدارة الطاقة: يتيح تنفيذ أنظمة شاملة لإدارة الطاقة إمكانية المراقبة والتحليل والتحكم في استخدام الطاقة في الوقت الفعلي، وتحديد مجالات التحسين وتحسين كفاءة الطاقة.

توليد الطاقة المتجددة: يتيح تبني تقنيات مثل الألواح الشمسية وتوربينات الرياح وأنظمة الطاقة الحرارية الأرضية توليد الطاقة المتجددة في الموقع، مما يقلل من الاعتماد على كهرباء الشبكة القائمة على الوقود الأحفوري.

الخلايا الكهروضوئية المدمجة في المباني (BIPV): إن دمج الألواح الشمسية مباشرة في عناصر المبنى، مثل النوافذ أو الواجهات أو الأسطح، يجمع بين توليد الطاقة والتصميم المعماري، مما يزيد من استخدام المساحة المتاحة.

حلول تخزين الطاقة: يسمح تنفيذ أنظمة تخزين الطاقة، مثل البطاريات، بالتقاط وتخزين الطاقة المتجددة الزائدة المولدة من الطاقة المتجددة، مما يضمن استمرار إمدادات الطاقة حتى خلال فترات انخفاض التوليد.

نمذجة معلومات المباني (BIM): تمكّن تقنية نمذجة معلومات المباني من إنشاء نماذج رقمية لتصميم المباني وتشييدها وتشغيلها بكفاءة، وتحسين أداء الطاقة وتقليل الهدر.

إنترنت الأشياء (IoT): يمكن استخدام أجهزة إنترنت الأشياء وأجهزة الاستشعار لمراقبة وتحسين استهلاك الطاقة وأنماط الإشغال وجودة البيئة الداخلية، مما يؤدي إلى مبانٍ موفرة للطاقة ومريحة.

مواد البناء الخضراء: يمكن أن تساهم المواد المتقدمة ذات خصائص العزل المحسنة وانخفاض الكربون المتجسد وزيادة المتانة في كفاءة الطاقة والاستدامة في البناء.

منصات الطاقة الرقمية: تتيح المنصات المتكاملة التي تجمع بين إدارة الطاقة وتحليلات البيانات وشراء الطاقة المتجددة استخدام الطاقة بكفاءة والاستجابة للطلب وتكامل مصادر الطاقة المتجددة.

ومن خلال تبني هذه الحلول التكنولوجية، يصبح من الممكن تحقيق صافي بناء صفري أكثر قابلية للتحقيق، مما يتيح إنشاء مبانٍ مستدامة وموفرة للطاقة وواعية بيئياً.

استخدام مواد البناء البديلة
تولد صناعة البناء والتشييد عدة أطنان من مخلفات البناء في شكل حطام وكتل بناء وخرسانة وخشب وأسفلت.

ويتسبب تراكم هذه النفايات على مر الزمن في تلوث التربة والمياه والهواء. للحد من كمية النفايات الناتجة عن صناعة البناء والتشييد، يكتسب مفهوم البناء المستدام زخماً متزايداً. ولتحقيق أهداف البناء المستدام، يجب استبدال الموارد الناتجة عن التلوث بمواد صديقة للبيئة.

تشكل الخرسانة 70-80% من الهيكل في مشاريع البناء، واستبدالها ببدائل صديقة للبيئة يمكن أن يقطع شوطاً طويلاً في تحقيق أهداف الاستدامة. كما أن هدم الهياكل الخرسانية يؤدي إلى هدر هائل في جميع أنحاء العالم. علاوة على ذلك، لبناء مشروع من الصفر، يحتاج البناؤون إلى الحصول على المواد الخام من الأرض، مما يزيد من استنزاف الموارد المتجددة. للحد من هذه التحديات، يمكن أن يكون اعتماد مواد البناء الخضراء حلاً فعالاً وقابلاً للتطبيق. لذا، فإن استبدال الخرسانة بالخيزران والبلاستيك المعاد تدويره والحديد والخرسانة المصنوعة من القنب خطوة مهمة نحو البناء المستدام.

ولتقليل الضغط الواقع على الموارد الطبيعية بسبب أنشطة البناء، تحتاج مؤسسات الهندسة الكهربائية والإلكترونية المتقدمة إلى إيجاد بدائل قابلة لإعادة التدوير لمواد البناء التقليدية. وفي الوقت نفسه، يمكن للصناعة تقليل التلوث الناجم عن الهدم من خلال إعادة تدوير المنتجات مثل الأبواب والنوافذ والهياكل بدلاً من التخلص منها. يمكن لشركات الإنشاءات اليوم الاستفادة من الأبواب والألواح والهياكل المعاد تدويرها في المشاريع المستقبلية والمساعدة في جعل العالم مكاناً أفضل. لا تقلل إعادة التدوير وإعادة الاستخدام من التلوث فحسب، بل تساهم أيضًا بشكل فعال في توفير التكاليف.

تطبيق إنتاج مواد البناء “في الوقت المحدد”
غالباً ما تطلب شركات الإنشاءات كمية فائضة من مواد البناء لمشاريعها. يكون عدد المواد المشتراة في معظم الأحيان أكثر بكثير من الكمية المطلوبة. يساهم الشراء الإضافي في توليد نفايات زائدة.

فبدلاً من إعادة بيع المواد الفائضة، تقوم شركات المقاولات ببساطة بإلقائها في المستودعات في ضوء استخدامها في مشاريع مستقبلية. ومع ذلك، في معظم الأحيان بسبب التأخير أو الفشل في المشروع، تتدهور المواد الملقاة في المستودع وتصبح غير صالحة للاستخدام في المستقبل. تصبح مواد البناء مثل الألواح الخشبية رطبة وتصدأ المواد المعدنية بسبب التعرض الطويل للشمس والمطر والهواء. تفقد المواد الرطبة والفاسدة متانتها وعمرها الافتراضي، وبالتالي تصبح نفايات عديمة الفائدة.

ولمواجهة هذا التحدي، يتبنى المصنعون الحديثون الإنتاج في الوقت المناسب. هنا يتلقى المقاولون كمية محددة من المواد في تاريخ محدد فقط. وهذا يعني أيضًا أن المقاولين لا يمكنهم إعادة طلب المواد حتى يتم استخدام الدفعة السابقة من المواد. تساعد هذه العملية الشركات المصنعة على الحد من إنتاج المواد وتقليل النفايات الناتجة. تُعد العملية صديقة للبيئة حيث لا يتم إنتاج أي مواد فائضة، ويتم استخدام كل المواد. تساعد هذه العملية شركات المقاولات على تقليل التكلفة التي تنفقها على تخزين المواد، وتحرير مساحة التخزين والمساهمة في الحفاظ على الموارد الطبيعية.

ممارسة طرق البناء البديلة
تحتاج شركات الإنشاءات إلى اعتماد أساليب بناء بديلة لتحقيق أهداف الاستدامة. تتضمن إحدى طرق البناء البديلة الفعالة تجميع الهيكل خارج الموقع من خلال النمذجة ثلاثية الأبعاد والرسومات ونماذج الهيكل. يمكن إجراء التحسينات في المشروع بسهولة في نماذج ثلاثية الأبعاد من خلال تقنية نمذجة معلومات البناء (BIM)، ثم يتم تسليم نموذج المشروع النهائي إلى موقع المشروع للبناء. تقوم العديد من شركات المقاولات بإنشاء الهيكل الأساسي في المستودعات أولاً ثم نقله إلى الموقع.

لتسهيل هذه الممارسة، يجب تجهيز مصانع التجميع والمستودعات بالأدوات والآلات والمعدات اللازمة. ونتيجة لذلك، فإن البناء قبل الإنشاء يوفر الوقت والمال في البناء في الموقع. وبهذه الطريقة، يوفر فريق العمل في الموقع الوقت والطاقة المستثمرة في تشييد هيكل المبنى. وتُعرف هذه العملية أيضاً باسم البناء الجاهز، وهي توفر 70% من الطاقة المستثمرة في بناء هيكل تقليدي. وعلاوة على ذلك، يساهم تصنيع المواد المسبقة الصنع في بيئة خاضعة للرقابة في بناء قاعدة بناء أقوى.ومن الأمثلة الشائعة على ذلك المقاولون الميكانيكيون الذين يستخدمون نمذجة معلومات البناء لقطع الصفائح المعدنية اللازمة لأعمال مجاري الهواء في بيئة خاضعة للرقابة بدلاً من القيام بذلك في الموقع. يؤدي قطع الألواح في الموقع إلى مشاكل في تغيير الشكل بسبب التعرض للظروف المناخية. تقلل الهياكل الجاهزة من وقت البناء والطاقة وتقلل من النفايات الناتجة.

أساليب واعتبارات التصميم الذكي

بدلاً من استخدام أساليب البناء القديمة واليدوية والموروثة، تحتاج شركات الإنشاءات إلى استخدام طرق التصميم الذكية. يختار البناؤون في العصر الحديث برامج البناء المتقدمة لتصميم نماذج الرسومات التخطيطية ثلاثية الأبعاد. يوفر البرنامج حلولاً سهلة لإعادة العمل ويقلل أيضاً بشكل استباقي من مخلفات البناء الناتجة. الاستثمار في تخطيط موارد المؤسسات الديناميكي للبناء يوفر الوقت والمال ومساحة التخزين أيضًا. تتيح أدوات البناء المبتكرة اليوم مشاركة أفكار التصميم عبر المنصات المختلفة. علاوةً على ذلك، يساعد التخزين السحابي للفواتير والمستندات والعقود أيضاً في القضاء على تعارض الاتصالات بين المقاولين والمقاولين من الباطن والمستثمرين والبنائين. لقد حقق التحول الرقمي العديد من الفوائد التي لها تأثير إيجابي أيضًا على مكافحة تغير المناخ والحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

تساعد أدوات البرمجيات المتطورة أيضًا في التحقق من أعطال الماكينات وإدارة شراء المواد وتوريدها بفعالية، وبالتالي تقليل التلوث الناجم عن عمليات النقل والاستبدال غير الضرورية. كما أن أساليب التصميم الذكية التي تقدمها هذه الحلول تساعد على تحقيق المزيد من الاستدامة في مشاريع البناء. وعلاوة على ذلك، يساعد على تحسين التعاون بين مختلف أصحاب المصلحة مما يساعد على إجراء التصنيع خارج الموقع بفعالية نحو بناء أكثر استدامة. يمكن لأساليب التصميم الذكية تحسين كفاءة عمليات البناء والتصنيع بأكثر من 40%.
استخدام مياه الأمطار المجمعة أثناء البناء

تُستخدم المياه، وهي مورد طبيعي، بكثرة في مشاريع البناء. يُستخدم الماء لخلط الأسمنت، وتحضير القوالب، والتجصيص، وسقي البناء والتنظيف. ومع ذلك، فإن ندرة المياه تؤثر على عملية البناء ويمكن أن تبطئ العمل. لكن حصاد مياه الأمطار يمكن أن يكون حلاً رائعاً لمواجهة هذه التحديات. ينطوي حصاد مياه الأمطار على التقاط مياه الأمطار وتخزينها لاستخدامها في المستقبل والقضاء على مشاكل الأمن المائي. في عملية البناء، يتم استخدام حصاد مياه الأمطار في أبراج التبريد، وإخماد الحرائق، والتصنيع، وعمليات تصنيع المركبات وتعبئة أحواض السباحة.

تشمل الفوائد الأساسية لحصاد مياه الأمطار ما يلي:

إدارة مياه الأمطار

يساعد حصاد مياه الأمطار في تحقيق الامتثال لمياه الأمطار.

انخفاض التكلفة

تدعو لوائح مياه الأمطار إلى استخدام أحواض احتجاز مياه الأمطار لتلبية المعايير الإلزامية. ومع ذلك، فإن تكلفة إنشاء أحواض الاحتجاز مرتفعة وتستخدم أيضاً مساحات كبيرة. يساعد حصاد مياه الأمطار على تقليل تكلفة بناء أعمدة الاحتباس ويساعد أيضاً على إعادة استخدام مساحة البركة.

سهولة الري السهل

في المشاريع واسعة النطاق، يتم استخدام غالونات من المياه كل عام. يقلل استخدام مياه الأمطار إلى حد كبير من التكلفة التي يتم إنفاقها على الري والحصول على إمدادات مياه ضخمة.

نقاط LEED

إن اختيار تجميع مياه الأمطار يجعل المشروع الإنشائي مؤهلاً للحصول على نقاط نظام الريادة في تصميمات الطاقة والبيئة (LEED) وائتمانات التخفيف من آثار تغير المناخ.

إطفاء الحرائق

يحتاج مشروع إنشائي إلى تخزين ألف جالون من المياه من أجل السلامة من الحرائق. يساعد حصاد مياه الأمطار في تخزين مئات الآلاف من غالونات المياه لأي عملية إطفاء حرائق غير مسبوقة.

جودة مياه عالية

تحتوي المياه من البرك والمياه الجوفية على كمية عالية من المواد الصلبة الذائبة. ومع ذلك، فإن مياه الأمطار لينة بشكل طبيعي وتحتوي على كمية منخفضة من المواد الصلبة الذائبة. لذلك، تتطلب مياه الأمطار الحد الأدنى من الترشيح لاستخدامها بسهولة في مجموعة واسعة من عمليات البناء.

الإشراف

يساعد حصاد مياه الأمطار على الحد من استخدام المياه الجوفية. وبالتالي، فإنه يساعد على منع استنزاف الموارد المائية ويقلل من البصمة الكربونية على المياه المركزية.

يركز البناء المستدام على ستة مبادئ: “الحفظ، وإعادة الاستخدام، وإعادة التدوير/التجديد، وحماية الطبيعة، والإبداع غير السام والجودة العالية.” الهدف هو تقليل تأثير الصناعة على البيئة من خلال تطبيق ممارسات التنمية المستدامة وتوظيف كفاءة الطاقة والاستفادة من التكنولوجيا الخضراء. إن اعتماد الممارسات والأدوات الصديقة للبيئة سيعود بالنفع على شركات الإنشاءات على المدى الطويل وسيساعد بشكل كبير في الحفاظ على البيئة والموارد سريعة الاستنزاف.