شقق باردة في الصيف ودافئة في الشتاء يغمرها الضوء والهدوء.. نماذج لمباني سلبية الكربون أكثر ذكاءً واستدامة

مع تغير المناخ، يتزايد الضغط لجعل المباني أكثر كفاءة، تدرس الحكومات كلاً من اللوائح والحوافز لخفض الانبعاثات واستخدام الطاقة في البناء الجديد.

شارلوت، مبنى سلبي الكربون في نيويورك يستخدم غرفه مغلقة جزءًا صغيرًا من الطاقة التي تحتاجها المباني المحيطة به، وتبقى باردة في الصيف ودافئة في الشتاء، بينما يغمرها الضوء والهدوء.

تمثل المباني ما يقرب من 40 % من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية، وفي ظل ارتفاع درجة حرارة الكوكب بسرعة، فإن الضغط على صناعة البناء والتشييد للبناء بشكل أكثر استدامة يتزايد بسرعة.

وتفرض بعض الحكومات قيودًا على استخدام الطاقة في المباني وانبعاثات الغازات الدفيئة، بينما تستغل شركات التكنولوجيا الأتمتة والروبوتات لبناء أكثر ذكاءً واستدامة، ويفكر المهندسون المعماريون بشكل متزايد في المرونة والكفاءة في تصميماتهم.

يعد الحد من الانبعاثات أحد الموضوعات التي سيناقشها قادة الأعمال والعلوم والسياسة العامة خلال حدث “المناخ إلى الأمام” الذي نشرته صحيفة نيويورك تايمز.

دمج خفض الانبعاثات منذ البداية

تعتبر شارلوت أوف ذا أبر ويست سايد، مبنى مكون من ثمانية طوابق في شارع كولومبوس في مانهاتن، مثالاً لكيفية دمج خفض الانبعاثات منذ البداية.

إنه واحد من عدد متزايد من المشاريع السكنية في مدينة نيويورك التي تحصل على شهادة Passive House ، وهي عبارة عن ختم موافقة يركز على المناخ، ويتم حفظه للمباني المعزولة التي تخفض استخدام الطاقة بنسبة تصل إلى 75 %، مقارنة بالمباني المحيطة بها.

أطلق عليه المطور، جون رو، اسم ابنته البالغة من العمر 4 سنوات، وقال إنه اقترب من شهادة Passive House باعتبارها الميزة النهائية، مضيفا: “لتحقيق العافية الحقيقية، لا يمكنك القيام بذلك دون الاستدامة”.

حوالي 65 منزلًا سلبيًا في مدينة نيويورك

شارلوت، واحد من حوالي 65 منزلًا سلبيًا في مدينة نيويورك، ستتمتع أيضًا بميزة كبيرة في العام المقبل عندما يدخل القانون المحلي رقم 97، وهو حجر الزاوية في قانون التعبئة المناخية الذي وضعه العمدة السابق بيل دي بلاسيو، حيز التنفيذ.

90 مليون دولار

ويقدر جون رو ، أنه أنفق أكثر من 90 مليون دولار على شارلوت أوف أبر ويست سايد، التي افتتحت هذا الربيع، تحتوي جميع الوحدات على أربع غرف نوم مع أنظمة تهوية وتدفئة وتبريد فردية، وتبدأ أسعارها من 9.95 مليون دولار.

عرف تود بواسون من شركة BKSK Architects أنه سيتعين عليه أن يكون مبتكرًا في خططه للمشروع، والذي حوله من مبنى تجاري مكون من ثلاثة طوابق إلى مبنى سكني فاخر منخفض الطاقة مكون من سبع وحدات.

الآن، تعمل أربعة ألواح من الزجاج الثلاثي المزجج بمثابة وسادة حرارية على نوافذ المبنى، في حين أن واجهته، المبطنة بخبز الباجيت من التيراكوتا- وهي أنابيب خزفية طويلة ونحيلة مكدسة في خطوط عمودية أنيقة – تحجب شمس الصيف المرتفعة بينما تسترخي في الداخل.

ضوء إضافي من شمس الشتاء، ينظم درجات الحرارة الداخلية حتى في أقسى الظروف الجوية.

وقال بواسون: “إن الراحة الحرارية في الداخل متساوية، ولا يحتاج المبنى إلى التدفئة أو التبريد عند جدار النافذة بقدر ما يحتاجه المبنى النموذجي”ن “استخدام الطاقة أقل بكثير.”

القانون، وهو جزء من سلسلة من الخطوات المصممة لتقليص انبعاثات الكربون في المدينة بنسبة 80 % بحلول 2050، سيتطلب من أي مبنى تزيد مساحته عن 25 ألف قدم مربع في مدينة نيويورك تلبية معايير كفاءة الطاقة الجديدة، ومعايير انبعاثات الغازات الدفيئة أو المخاطرة بغرامات كل منهما.

العقوبات قاسية: 268 دولارًا لكل طن متري من ثاني أكسيد الكربون فوق الحد المخصص، وهو ما تقدر الدراسات أنه قد يصل إلى 200 مليون دولار سنويًا كعقوبات على بعض المباني، وهي عملية ذات مستويين، حيث سيتم طرح الحدود الأولية في عام 2024 وتلوح في الأفق حدود أكثر صرامة في عام 2030، عندما يمكن أن تقفز الغرامات إلى 900 مليون دولار سنويًا للمباني غير المتوافقة.

تشجيع البناء الأكثر استدامة

وقالت بريدجيت جينر، نائبة رئيس شركة إدارة المخاطر Aon والتي تشغل حاليًا أيضًا منصب مفوضة مقاطعة كوك في إلينوي، إن قوانين مثل هذه كانت ضرورية لتشجيع البناء الأكثر استدامة، وقالت: “الجميع يستجيب لنوع ما من الحوافز، سواء كانت سلبية أو إيجابية”.

وأشارت جينر إلى جانب التفويضات الحكومية، هناك قوة أخرى تدفع صناعة العقارات نحو الاستدامة اليوم وهي شركات التأمين، التي تنسحب بشكل متزايد من المناطق المعرضة لخطر الطقس القاسي وتدفع مشتري المنازل إلى طرح أسئلة أكثر صعوبة عند التفكير في العقارات.

وقال جيف هيندلر، الرئيس التنفيذي لشركة برمجيات البناء الذكية Logical Buildings ، إن الحوافز لها تأثير أيضا، “يفكر الناس:

هل سأتمكن من الحصول على التأمين؟ وهو ما يسمح لهم في نهاية المطاف بالحصول على قرض عقاري”، “يطالبون بإعادة بناء أكثر مرونة، وإلا فلن يرغب أحد في تأمين منزله”، وأضاف أن المطورين يبحثون بشكل متزايد عن التداخل بين البناء بمرونة في مواجهة الظروف المناخية القاسية والبناء باستخدام أساليب ومواد أكثر استدامة، وفي حين أن اللوائح الجديدة فعالة، “الأمر يتطلب كلا من العصا والجزرة لتسريع التغيير”.

وقالت هيندلر إنه يعتقد أن الأفكار الإبداعية لمكافحة تغير المناخ في البيئة المبنية يتم نشرها إلى حد كبير لأن “الشباب الذين نشأوا مع تغير المناخ، والذين كانوا صغارًا عندما ضرب إعصار كاترينا، أصبحوا الآن صناع القرار”.

تطبيق مخصص وعدادات ذكية جديدة

وتعد شركته، Logical Buildings، واحدة من الشركات القليلة التي أنشأت برامج لمساعدة المباني على فهم استخدام الطاقة، ثم خفضه.

باستخدام تطبيق مخصص وعدادات ذكية جديدة من شركة المرافق المحلية، Con Edison، تعمل شركة Logical Buildings مع مالكي المنازل الخاصة والمباني متعددة الأسر لتقليل استخدام الطاقة، خدمة مفيدة لأولئك الذين يتطلعون إلى التسجيل في برامج مثل الاستجابة للطلب، حيث يدفع موردو الطاقة للعملاء مكافأة عندما يستخدمون طاقة أقل.

وقالت هيندلر: “إن دفع الأموال للناس مقابل استخدام كميات أقل يعد بمثابة تسريع مذهل لمكافحة تغير المناخ”.

إن توفير طريق لبناء أسرع وأكثر انسيابية هو أمر آخر، على الأقل هذا ما يعتقده أميت هالر، الرئيس التنفيذي لشركة تكنولوجيا البناء Veev .

في عام 2017، أدرك هالر أن عملية بناء منزل واحد كانت مجزأة بين النجارين والكهربائيين والسباكين والبنائين، وبدأ في استكشاف تكنولوجيا البناء في محاولة لتقديم طريقة أكثر كفاءة لبناء منزل.

وفي مصنع شركته خارج سان فرانسيسكو، يقوم بإنشاء جدران مغلقة مسبقة الصنع تحتوي على عناصر كهربائية وأنابيب وتدفئة وتبريد بداخلها بالفعل ويسلمها إلى شركات بناء المنازل لأسرة واحدة في تكساس وكاليفورنيا، ومثل قطع الليغو بالحجم الطبيعي، تصل هذه القطع جاهزة للتجميع، مما يقلل من انبعاثات الكربون أثناء عملية البناء بنسبة تصل إلى 50 بالمائة.

وقال هالر: “لا يفكر الناس في المنزل كمنتج، ولكنه أغلى منتج يمكن أن نشتريه في حياتنا على الإطلاق”. “وهناك الكثير من أوجه القصور في كيفية بنائها، لقد اعتقدنا أن الأمور يجب أن تتم بشكل أفضل.”

سوق جديدة مزدحمة

تقوم شركة Eco Material Technologies و HIVE 3D بإنتاج منازل مطبوعة بتقنية ثلاثية الأبعاد خالية من الكربون تقريبًا في تكساس، باستخدام خليط أسمنت خاص يقولون إنه يمكن إنتاجه بانبعاثات أقل بنسبة 92 بالمائة من الخرسانة التقليدية.

تقوم شركة Plantd بتصنيع مواد بناء باستخدام العشب المعمر؛ يتجه هيمبستون إلى قوة القنب، التي كانت شائعة في المباني الأوروبية منذ التسعينيات، لإنتاج عزل مستدام للهياكل في نيو إنجلاند بمزيج من القنب والجير.

كما أن البناء باستخدام حزم القش – الذي يتعارض مع قصة الخنازير الثلاثة الصغيرة، حيث يوفر حماية فائقة من أضرار الحرائق مقارنة بالمواد التقليدية والعزل الحراري الذي يمكن أن يكون أكثر فعالية بثلاث مرات من طرق البناء الأخرى – يكتسب موطئ قدم في كاليفورنيا، حيث خطر حرائق الغابات يلوح في الأفق أكبر في كل موسم.

وقال إل. كارل فيوتشي، أحد كبار المحاضرين في برنامج تكنولوجيا البناء والتشييد بجامعة ماساتشوستس في أمهيرست، إنه على المستوى الوطني، لم يستجيب قطاع العقارات بعد بشكل حقيقي لتغير المناخ، لكنه يحمل الأمل في التغيير على المستوى المحلي.

تم تقديم ما لا يقل عن 147 مشروع قانون لخفض انبعاثات الكربون من المباني في 24 ولاية هذا العام فقط، وفقًا للتجمع الوطني للمشرعين البيئيين.

وأضاف أن تجميع موجة من اللوائح المحلية التي سيتم إصدارها الآن في المدن في جميع أنحاء أمريكا، سيكون هناك احتمال حقيقي لتقلص البصمة الكربونية لهذه الصناعة في النهاية، وقال: “الأمل هو أن الجانب المشرق في هذه السحابة السوداء الهائلة هو أن يدفع الدول إلى البدء في اعتماد هذه القواعد”.

صناعة البناء والتشييد .. المباني المستدامة