العمارة المستدامة

📅 آخر تحديث: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 6 صور
الموسوعة الحرة
منازل موفرة للطاقة في فرايبورغ-فوبان بألمانيا

العمارة المستدامة فرع من فروع الهندسة المعمارية يركز على تصميم وبناء المباني وفقًا لمعايير الاستدامة البيئية، بهدف تقليل آثارها البيئية السلبية من خلال تعزيز الكفاءة، وخفض استهلاك المواد والطاقة، والحد من الإخلال بالنظام البيئي المحيط . أحيانًا، قد تركز العمارة المستدامة أيضًا على الجانب الاجتماعي للاستدامة. تهتم الاستدامة الاجتماعية بالتعامل المستدام مع الجوانب الإيجابية والسلبية اليومية لإدارة الأعمال، بما في ذلك تأثيرات هذه الجوانب على كل فرد. تعتمد العمارة المستدامة على الاستدامة الاجتماعية لتوجيه هذا المجال نحو هدفه الحقيقي. تستخدم العمارة المستدامة نهجًا واعيًا للحفاظ على الطاقة والبيئة في تصميم البيئة المبنية. [ 1 ] [ 2 ]

يضمن مفهوم الاستدامة ، أو التصميم البيئي ، ألا يؤثر استخدام الموارد الحالية سلبًا على رفاهية المجتمع في المستقبل، أو يجعل من المستحيل الحصول على موارد لاستخدامات أخرى على المدى الطويل. [ 3 ]

خلفية

التحول من النهج الضيق إلى النهج الأوسع

لطالما نُظر إلى مصطلح "الاستدامة" في سياق الهندسة المعمارية من منظور تكنولوجيا البناء وتطوراتها. وبعيدًا عن المجال التقني لـ" التصميم الأخضر " والابتكار والخبرة، بدأ بعض الباحثين في وضع الهندسة المعمارية ضمن إطار ثقافي أوسع بكثير، يُعنى بالعلاقة المتبادلة بين الإنسان والطبيعة . ويتيح تبني هذا الإطار تتبع تاريخ حافل بالنقاشات الثقافية حول علاقة الإنسان بالطبيعة والبيئة، من منظور سياقات تاريخية وجغرافية مختلفة. [ 4 ]

تغيير المعلمين

كثيراً ما أشار منتقدو النزعة الاختزالية للحداثة إلى التخلي عن تدريس تاريخ العمارة كعاملٍ مُسبِّب. وكان من اللافت للنظر أن عدداً من الشخصيات الرئيسية التي ساهمت في الانحراف عن الحداثة قد تلقوا تدريبهم في كلية الهندسة المعمارية بجامعة برينستون ، حيث استمر اللجوء إلى التاريخ كجزء من تدريب التصميم في أربعينيات وخمسينيات القرن العشرين.

كان لتزايد الاهتمام بالتاريخ أثرٌ بالغٌ على تعليم الهندسة المعمارية، فأصبحت مقررات التاريخ أكثر شيوعًا وانتظامًا. ومع ازدياد الطلب على أساتذة مُلِمّين بتاريخ العمارة، ظهرت عدة برامج دكتوراه في كليات الهندسة المعمارية لتمييز نفسها عن برامج دكتوراه تاريخ الفن، التي كان يتدرّب فيها مؤرخو العمارة سابقًا. في الولايات المتحدة، كانت جامعتا معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) وكورنيل أول من أنشأ هذه البرامج في منتصف سبعينيات القرن العشرين، تلتها جامعات كولومبيا وبيركلي وبرينستون . ومن بين مؤسسي برامج تاريخ العمارة الجديدة: برونو زيفي في معهد تاريخ العمارة في البندقية، وستانفورد أندرسون وهنري ميلون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، وألكسندر تزونيس في الجمعية المعمارية ، وأنتوني فيدلر في برينستون، ومانفريدو تافوري في جامعة البندقية، وكينيث فرامبتون في جامعة كولومبيا ، وفيرنر أوشلين وكورت فورستر في المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ . [ 5 ]

الكربون التشغيلي مقابل الكربون المتضمن

يُساهم قطاع البناء العالمي بنسبة 38% من إجمالي الانبعاثات العالمية. [ 6 ] وبينما ركزت معايير العمارة والبناء المستدامة تقليديًا على خفض انبعاثات الكربون التشغيلية ، لا تزال هناك معايير أو أنظمة قليلة لتتبع وخفض انبعاثات الكربون المُتضمنة في المواد . [ 7 ] وفي حين أن الفولاذ ومواد أخرى مسؤولة عن انبعاثات واسعة النطاق، فإن الإسمنت وحده مسؤول عن 8% من إجمالي الانبعاثات. [ 8 ]

استخدام الطاقة المستدامة

تتميز شقق K2 المستدامة في وندسور، فيكتوريا ، أستراليا من تصميم DesignInc (2006) بتصميم الطاقة الشمسية السلبية ، والمواد المعاد تدويرها والمستدامة، والخلايا الكهروضوئية ، ومعالجة مياه الصرف الصحي، وتجميع مياه الأمطار، وتسخين المياه بالطاقة الشمسية .
يجمع معيار "باسيفهاوس" بين مجموعة متنوعة من التقنيات والتكنولوجيات لتحقيق استخدام منخفض للغاية للطاقة.
بعد أن دمرها إعصار عام ٢٠٠٧، اختارت بلدة غرينسبيرغ بولاية كانساس (الولايات المتحدة) إعادة بنائها وفقًا لمعايير LEED البلاتينية البيئية الصارمة. يظهر في الصورة مركز الفنون الجديد في البلدة، والذي يضم ألواحًا شمسية ومولدات طاقة رياح خاصة به لتحقيق الاكتفاء الذاتي من الطاقة.

تُعدّ كفاءة الطاقة طوال دورة حياة المبنى هدفًا أساسيًا للهندسة المعمارية المستدامة. يستخدم المعماريون العديد من التقنيات السلبية والفعّالة لتقليل احتياجات المباني من الطاقة وزيادة قدرتها على توليد طاقتها الخاصة. [ 9 ] ولتقليل التكلفة والتعقيد، تُعطي الهندسة المعمارية المستدامة الأولوية للأنظمة السلبية للاستفادة من موقع المبنى من خلال دمج العناصر المعمارية، مع الاستعانة بمصادر الطاقة المتجددة، ثم موارد الوقود الأحفوري عند الحاجة فقط. [ 10 ] ويمكن استخدام تحليل الموقع لتحسين استخدام الموارد البيئية المحلية، مثل ضوء النهار والرياح المحيطة، لأغراض التدفئة والتهوية.

يعتمد استهلاك الطاقة في كثير من الأحيان على ما إذا كان المبنى متصلاً بشبكة الكهرباء أم لا . [ 11 ] لا تستخدم المباني غير المتصلة بشبكة الكهرباء الطاقة التي توفرها شركات المرافق، بل تنتج طاقتها بشكل مستقل. وتستخدم هذه المباني أنظمة تخزين كهرباء داخلية ، بينما تقوم المباني المتصلة بشبكة الكهرباء بتغذية الشبكة بفائض الكهرباء.

كفاءة نظام التدفئة والتهوية والتبريد

لقد طُوِّرت العديد من الاستراتيجيات المعمارية السلبية عبر الزمن. ومن أمثلة هذه الاستراتيجيات ترتيب الغرف أو حجم النوافذ واتجاهها في المبنى، [ 9 ] واتجاه الواجهات والشوارع أو النسبة بين ارتفاعات المباني وعرض الشوارع لأغراض التخطيط الحضري. [ 12 ]

يُعدّ المبنى المعزول جيداً عنصراً هاماً وفعالاً من حيث التكلفة في نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) الفعال . فالمبنى الأكثر كفاءة يتطلب طاقة أقل لتوليد الحرارة أو تبديدها، ولكنه قد يحتاج إلى سعة تهوية أكبر لطرد الهواء الداخلي الملوث .

تُهدر كميات كبيرة من الطاقة من المباني عبر المياه والهواء والسماد العضوي . ويمكن لتقنيات إعادة تدوير الطاقة الجاهزة والمتوفرة في الموقع استعادة الطاقة بكفاءة من المياه الساخنة المهدرة والهواء الراكد، ونقلها إلى المياه الباردة أو الهواء النقي الداخل. أما استعادة الطاقة من السماد العضوي الناتج عن المباني لاستخدامات أخرى غير البستنة، فتتطلب استخدام مفاعلات لاهوائية مركزية .

تُشغَّل أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء بواسطة محركات. ويساعد النحاس ، مقارنةً بالموصلات المعدنية الأخرى، على تحسين كفاءة الطاقة الكهربائية للمحركات، مما يعزز استدامة مكونات المباني الكهربائية.

يؤثر موقع المبنى وتوجيهه بشكل كبير على كفاءة نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) في المبنى.

يُتيح تصميم المباني الشمسية السلبية للمباني استغلال طاقة الشمس بكفاءة عالية دون الحاجة إلى أي آليات شمسية فعّالة ، مثل الخلايا الكهروضوئية أو ألواح تسخين المياه بالطاقة الشمسية . عادةً ما تتضمن تصاميم المباني الشمسية السلبية مواد ذات كتلة حرارية عالية تحتفظ بالحرارة بفعالية، وعزلًا قويًا يمنع تسربها. كما تتطلب التصاميم الموفرة للطاقة استخدام التظليل الشمسي، كالمظلات أو الستائر أو المصاريع، لتقليل اكتساب الحرارة الشمسية في الصيف، وبالتالي تقليل الحاجة إلى التبريد الاصطناعي.

إضافةً إلى ذلك، تتميز المباني منخفضة الطاقة عادةً بنسبة مساحة سطحية إلى حجم منخفضة جدًا لتقليل فقدان الحرارة. وهذا يعني تجنب التصاميم المعمارية المترامية الأطراف متعددة الأجنحة (التي يُعتقد أحيانًا أنها تبدو أكثر "عضوية") لصالح الهياكل المركزية. وتُعدّ المباني التقليدية في المناطق الباردة، مثل تصاميم "سولت بوكس " الأمريكية الاستعمارية ، نموذجًا تاريخيًا جيدًا لكفاءة التدفئة المركزية في المباني الصغيرة.

تُصمَّم النوافذ بحيث تُعظِّم دخول الضوء المُولِّد للحرارة مع تقليل فقدانها عبر الزجاج، وهو عازل ضعيف. في نصف الكرة الشمالي، يتضمن هذا عادةً تركيب عدد كبير من النوافذ المواجهة للجنوب لتجميع أشعة الشمس المباشرة، والحدّ بشكل كبير من عدد النوافذ المواجهة للشمال. توفر أنواع معينة من النوافذ، مثل النوافذ المعزولة ذات الزجاج المزدوج أو الثلاثي مع فراغات مملوءة بالغاز وطبقات منخفضة الانبعاثية (Low-E) ، عزلًا أفضل بكثير من النوافذ ذات الزجاج الأحادي.

يُعدّ منع اكتساب الحرارة الشمسية الزائدة باستخدام أجهزة التظليل الشمسي خلال أشهر الصيف أمرًا بالغ الأهمية لتقليل الحاجة إلى التبريد. غالبًا ما تُزرع الأشجار المتساقطة الأوراق أمام النوافذ لحجب أشعة الشمس الزائدة في الصيف بأوراقها، بينما تسمح بمرور الضوء في الشتاء عند تساقط أوراقها. تُركّب شرائح أو أرفف ضوئية للسماح بدخول ضوء الشمس خلال فصل الشتاء (عندما تكون الشمس منخفضة في السماء) وحجبه في الصيف (عندما تكون الشمس عالية في السماء). وهي مُصممة على شكل شرائح تشبه الستائر، وتعكس الضوء والإشعاع لتقليل الوهج في المساحة الداخلية. أنظمة الشرائح المتطورة مؤتمتة لزيادة الإضاءة الطبيعية إلى أقصى حد ومراقبة درجة الحرارة الداخلية عن طريق ضبط ميلها. [ 13 ] غالبًا ما تُزرع الأشجار الصنوبرية أو دائمة الخضرة شمال المباني للحماية من الرياح الشمالية الباردة.

في المناخات الباردة، تعتبر أنظمة التدفئة محوراً أساسياً للهندسة المعمارية المستدامة لأنها عادة ما تكون واحدة من أكبر مصادر استهلاك الطاقة في المباني.

في المناخات الدافئة حيث يُعدّ التبريد من الأولويات، تُعتبر التصاميم الشمسية السلبية فعّالة للغاية. وتُعدّ مواد البناء الحجرية ذات الكتلة الحرارية العالية قيّمة جدًا في الحفاظ على برودة الليل طوال النهار. إضافةً إلى ذلك، غالبًا ما يختار البناؤون هياكل واسعة من طابق واحد لزيادة مساحة السطح وتقليل فقدان الحرارة. كما تُصمّم المباني عادةً لالتقاط وتوجيه الرياح الموجودة، لا سيما الرياح الباردة القادمة من المسطحات المائية القريبة . وتُوظّف العديد من هذه الاستراتيجيات القيّمة بطريقة أو بأخرى في العمارة التقليدية للمناطق الدافئة، مثل مباني البعثات التبشيرية في جنوب غرب الولايات المتحدة.

في المناخات ذات الفصول الأربعة، سيزداد نظام الطاقة المتكامل كفاءة: عندما يكون المبنى معزولاً جيداً، وعندما يتم وضعه للعمل مع قوى الطبيعة، وعندما يتم استعادة الحرارة (لاستخدامها على الفور أو تخزينها)، وعندما تكون كفاءة محطة التدفئة التي تعتمد على الوقود الأحفوري أو الكهرباء أكبر من 100٪، وعندما يتم استخدام الطاقة المتجددة .

توليد الطاقة المتجددة

BedZED (مشروع بيدينغتون لتطوير الطاقة الصفرية)، أكبر وأول مجتمع بيئي محايد للكربون في المملكة المتحدة: تصميم مميز للأسقف مزود بألواح شمسية ومداخن تهوية سلبية.

الألواح الشمسية

تُساهم الأجهزة الشمسية النشطة، مثل الألواح الشمسية الكهروضوئية، في توفير طاقة كهربائية مستدامة لأي استخدام. يعتمد إنتاج الطاقة الكهربائية من الألواح الشمسية على اتجاهها وكفاءتها وخط العرض والمناخ، إذ يختلف اكتساب الطاقة الشمسية حتى عند خط العرض نفسه. تتراوح الكفاءة النموذجية للألواح الكهروضوئية المتوفرة تجاريًا بين 4% و28%. قد يؤثر انخفاض كفاءة بعض الألواح الكهروضوئية بشكل كبير على فترة استرداد تكلفة تركيبها. مع ذلك، لا يعني انخفاض الكفاءة أن الألواح الشمسية ليست بديلاً مجديًا للطاقة. ففي ألمانيا، على سبيل المثال، تُستخدم الألواح الشمسية على نطاق واسع في بناء المنازل السكنية.

تُصمم أسطح المنازل عادةً بزاوية مائلة باتجاه الشمس لتمكين الألواح الكهروضوئية من جمع الطاقة الشمسية بأقصى كفاءة. في نصف الكرة الشمالي، يُحقق توجيه الألواح نحو الجنوب مباشرةً أعلى إنتاجية. وإذا تعذر ذلك، يُمكن للألواح الشمسية إنتاج طاقة كافية إذا وُضعت بزاوية لا تتجاوز 30 درجة من الجنوب. مع ذلك، في خطوط العرض العليا، تنخفض إنتاجية الطاقة الشتوية بشكل ملحوظ في حال عدم توجيه الألواح نحو الجنوب.

لتحقيق أقصى كفاءة في فصل الشتاء، يمكن توجيه الجامع بزاوية +15 درجة فوق خط العرض الأفقي. ولتحقيق أقصى كفاءة في فصل الصيف، يجب أن تكون الزاوية -15 درجة. ومع ذلك، وللحصول على أقصى إنتاج سنوي، يجب أن تكون زاوية اللوحة فوق خط العرض الأفقي مساوية لخط عرضها. [ 14 ]

توربينات الرياح

يتطلب استخدام توربينات الرياح الصغيرة في إنتاج الطاقة ضمن هياكل مستدامة مراعاة العديد من العوامل. عند النظر في التكاليف، تكون أنظمة طاقة الرياح الصغيرة عمومًا أغلى من توربينات الرياح الأكبر حجمًا مقارنةً بكمية الطاقة التي تنتجها. بالنسبة لتوربينات الرياح الصغيرة ، قد تكون تكاليف الصيانة عاملًا حاسمًا في المواقع ذات القدرات المحدودة على استغلال طاقة الرياح. في المواقع ذات الرياح المنخفضة، قد تستنزف الصيانة جزءًا كبيرًا من إيرادات توربينات الرياح الصغيرة. [ 15 ] تبدأ توربينات الرياح بالعمل عندما تصل سرعة الرياح إلى 8  أميال في الساعة، وتصل إلى طاقتها الإنتاجية عند سرعات تتراوح بين 32 و37  ميلًا في الساعة، وتتوقف عن العمل لتجنب التلف عند سرعات تتجاوز 55  ميلًا في الساعة. [ 15 ]

تتناسب الطاقة الكامنة لتوربينات الرياح طرديًا مع مربع طول شفراتها ومكعب سرعة دورانها. ورغم توفر توربينات رياح قادرة على تزويد مبنى واحد بالطاقة، إلا أن كفاءتها تعتمد بشكل كبير على ظروف الرياح في موقع المبنى، وذلك بسبب هذه العوامل. لذا، لكي تكون توربينات الرياح فعالة، يجب تركيبها في مواقع معروفة بتلقيها كمية ثابتة من الرياح (بمتوسط ​​سرعة رياح يزيد عن 24  كم/ساعة)، بدلاً من المواقع التي تتلقى الرياح بشكل متقطع. [ 16 ] يمكن تركيب توربينات رياح صغيرة على أسطح المنازل. وتشمل مشاكل التركيب في هذه الحالة متانة السقف، والاهتزازات، والاضطرابات الناتجة عن حافة السقف. وقد ثبت أن توربينات الرياح الصغيرة المثبتة على أسطح المنازل قادرة على توليد طاقة تتراوح بين 10% و25% من الكهرباء اللازمة لمنزل عادي. [ 17 ] عادةً ما يتراوح قطر التوربينات المستخدمة على نطاق سكني بين 7 أقدام (2  متر) و25 قدمًا (8  أمتار)، وتنتج الكهرباء بمعدل يتراوح بين 900 وات و10000 وات عند سرعة الرياح التي تم اختبارها. [ 18 ]

تُعدّ موثوقية أنظمة توربينات الرياح عاملاً بالغ الأهمية لنجاح أي مشروع طاقة رياح. إذ يُمكن أن تُؤثّر الأعطال غير المتوقعة تأثيراً كبيراً على ربحية المشروع، نظراً للصعوبات اللوجستية والعملية التي تُصاحب استبدال المكونات الحيوية في توربينات الرياح. كما يُؤثّر عدم اليقين بشأن موثوقية المكونات على المدى الطويل تأثيراً مباشراً على مستوى الثقة المُرتبط بتقديرات تكلفة الطاقة. [ 19 ]

تسخين المياه بالطاقة الشمسية

تُعدّ سخانات المياه الشمسية ، والتي تُسمى أيضاً أنظمة تسخين المياه المنزلية بالطاقة الشمسية، وسيلة فعّالة من حيث التكلفة لتوليد المياه الساخنة للمنزل. ويمكن استخدامها في أي مناخ، والوقود الذي تستخدمه - أشعة الشمس - مجاني. [ 20 ]

يوجد نوعان من أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية: النشطة والسلبية. يمكن لنظام التجميع الشمسي النشط إنتاج ما بين 80 و100 جالون من الماء الساخن يوميًا. أما النظام السلبي، فتكون قدرته أقل. [ 21 ] تتراوح كفاءة نظام تسخين المياه بالطاقة الشمسية النشط بين 35% و80%، بينما تتراوح كفاءة النظام السلبي بين 30% و50%، مما يجعل الأنظمة الشمسية النشطة أكثر قوة. [ 22 ]

يوجد نوعان من أنظمة التدوير: أنظمة التدوير المباشر وأنظمة التدوير غير المباشر. في أنظمة التدوير المباشر، يُمرر الماء المنزلي عبر الألواح الشمسية، ولا يُنصح باستخدامها في المناطق ذات درجات الحرارة المنخفضة. أما في أنظمة التدوير غير المباشر، فيُمرر الجليكول أو سائل آخر عبر الألواح الشمسية، ويُستخدم مبادل حراري لتسخين الماء المنزلي.

أكثر أنواع الألواح الشمسية شيوعًا هي الألواح المسطحة والأنابيب المفرغة. يعمل النوعان بطريقة متشابهة، إلا أن الأنابيب المفرغة لا تفقد الحرارة بالحمل الحراري، مما يحسن كفاءتها بشكل كبير (بنسبة تتراوح بين 5% و25%). وبفضل هذه الكفاءة العالية، يمكن للألواح الشمسية ذات الأنابيب المفرغة إنتاج تدفئة للمساحات ذات درجات حرارة أعلى، وحتى درجات حرارة أعلى لأنظمة التبريد بالامتصاص. [ 23 ]

تستهلك سخانات المياه الكهربائية المقاومة، الشائعة في المنازل اليوم، حوالي 4500  كيلوواط ساعة سنويًا. وباستخدام الألواح الشمسية، ينخفض ​​استهلاك الطاقة إلى النصف. صحيح أن التكلفة الأولية لتركيب الألواح الشمسية مرتفعة، إلا أن فترات استرداد التكلفة قصيرة نسبيًا نظرًا للوفورات السنوية في الطاقة. [ 23 ]

مضخات الحرارة

يمكن اعتبار مضخات الحرارة الهوائية  (ASHP) بمثابة مكيفات هواء قابلة للعكس. فمثل مكيف الهواء، تستطيع مضخة الحرارة الهوائية سحب الحرارة من مكان بارد نسبيًا (مثل منزل بدرجة حرارة 21 درجة مئوية) وضخها إلى مكان حار (مثل الخارج بدرجة حرارة 29  درجة مئوية). ولكن على عكس مكيف الهواء، يمكن للمكثف والمبخر في مضخة الحرارة الهوائية تبادل الأدوار، حيث يمتصان الحرارة من الهواء الخارجي البارد ويضخانها إلى منزل دافئ.

تُعدّ مضخات الحرارة الهوائية منخفضة التكلفة مقارنةً بأنظمة مضخات الحرارة الأخرى. ونظرًا لانخفاض كفاءتها في درجات الحرارة الخارجية شديدة البرودة أو شديدة الحرارة، فإنها تُستخدم بكفاءة أكبر في المناطق ذات المناخ المعتدل. [ 23 ] ومع ذلك، وخلافًا للتوقعات السابقة، فقد أثبتت ملاءمتها أيضًا للمناطق ذات درجات الحرارة الخارجية المنخفضة، مثل الدول الاسكندنافية وألاسكا. [ 24 ] [ 25 ] في النرويج وفنلندا والسويد، ازداد استخدام مضخات الحرارة بشكل ملحوظ خلال العقدين الماضيين: ففي عام 2019، بلغ عدد مضخات الحرارة 15-25 مضخة لكل 100 نسمة في هذه الدول، وكانت مضخات الحرارة الهوائية هي التقنية السائدة. [ 25 ] وبالمثل، فقد ثبت خطأ الافتراضات السابقة التي كانت تفترض أن مضخات الحرارة الهوائية تعمل بكفاءة فقط في المباني المعزولة بالكامل، إذ يمكن حتى تحديث المباني القديمة ذات العزل الجزئي بمضخات الحرارة الهوائية، مما يقلل بشكل كبير من استهلاكها للطاقة. [ 26 ]

تمت دراسة تأثيرات مضخات الحرارة التي تعمل بالهواء العادم في المناطق المذكورة سابقًا، وأظهرت نتائج واعدة. تستخدم هذه المضخات الكهرباء لاستخلاص الحرارة من الهواء العادم الخارج من المبنى، وإعادة توجيهها نحو تسخين المياه المنزلية ، وتدفئة المساحات ، وتدفئة الهواء المُزوَّد. في البلدان الباردة، قد تتمكن مضخة الحرارة هذه من استعادة طاقة تفوق ما يستعيده نظام تبادل الهواء بمرتين إلى ثلاث مرات. [ 27 ] استكشفت دراسة أجريت عام 2022 حول الانخفاضات المتوقعة في الانبعاثات في منطقة كيمينلاكسو السويدية إمكانية تحديث المباني السكنية القائمة (ذات الأعمار المختلفة) بأنظمة مضخات الحرارة هذه. تم اختيار مبانٍ محددة في مدينتي كوتكا وكوفولا، حيث من المتوقع أن تنخفض انبعاثات الكربون فيها بنحو 590 طنًا من ثاني أكسيد الكربون و944 طنًا على التوالي، مع فترة استرداد تتراوح بين 7 و13 عامًا. [ 28 ] مع ذلك، من المهم ملاحظة أن أنظمة المضخات الحرارية الكهربائية قد لا تُحقق نتائج مُرضية إذا تم تركيبها في مبنى ذي معدلات انبعاثات عادم أو استهلاك كهرباء غير متوافقة. في هذه الحالة، قد تزيد أنظمة المضخات الحرارية الكهربائية من فواتير الطاقة دون تحقيق خفض معقول لانبعاثات الكربون (انظر المضخات الحرارية الكهربائية ).

تُعدّ المضخات الحرارية الأرضية (أو الجيوحرارية) بديلاً فعالاً. ويكمن الفرق بين المضخات الحرارية الأرضية والهوائية في أن المضخة الأرضية تحتوي على أحد مبادلاتها الحرارية تحت الأرض، وعادةً ما يكون ذلك بشكل أفقي أو رأسي. تستفيد المضخات الأرضية من درجات الحرارة المعتدلة والثابتة نسبيًا تحت الأرض، مما يعني أن كفاءتها قد تكون أعلى بكثير من كفاءة المضخات الحرارية الهوائية. يحتاج المبادل الحراري الأرضي عادةً إلى مساحة كبيرة، ولذلك قام المصممون بوضعه في منطقة مفتوحة بجوار المبنى أو أسفل موقف السيارات.

تتميز مضخات الحرارة الأرضية المعتمدة من برنامج Energy Star بكفاءة أعلى بنسبة تتراوح بين 40% و60% مقارنةً بنظيراتها التي تعمل بالهواء. كما أنها أقل ضجيجًا ويمكن استخدامها لأغراض أخرى مثل تسخين المياه المنزلية. [ 23 ]

من حيث التكلفة الأولية، يكلف نظام المضخة الحرارية الأرضية ضعف تكلفة تركيب نظام المضخة الحرارية الهوائية القياسي تقريبًا. ومع ذلك، يمكن تعويض التكاليف الأولية بالكامل، بل وأكثر، من خلال انخفاض تكاليف الطاقة. ويتضح هذا الانخفاض بشكل خاص في المناطق ذات الصيف الحار والشتاء البارد. [ 23 ]

من أنواع المضخات الحرارية الأخرى المضخات المائية والمضخات الهوائية الأرضية. إذا كان المبنى يقع بالقرب من مسطح مائي، فيمكن استخدام البركة أو البحيرة كمصدر أو مستودع للحرارة. تعمل المضخات الهوائية الأرضية على تدوير هواء المبنى عبر قنوات تحت الأرض. ونظرًا لمتطلبات الطاقة العالية للمراوح وانخفاض كفاءة نقل الحرارة، فإن المضخات الهوائية الأرضية غير عملية عمومًا في مشاريع البناء الكبيرة.

التبريد الإشعاعي السلبي خلال النهار

تستغل أنظمة التبريد الإشعاعي السلبي خلال النهار برودة الفضاء الخارجي الشديدة كمصدر طاقة متجددة لتحقيق التبريد النهاري. [ 29 ] وبفضل انعكاسها العالي لأشعة الشمس لتقليل اكتساب الحرارة الشمسية، وقدرتها العالية على نقل الحرارة بالإشعاع الحراري للأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة (LWIR) ، يمكن لأسطح التبريد الإشعاعي النهاري تحقيق تبريد أقل من درجة حرارة المحيط للمساحات الداخلية والخارجية عند تركيبها على الأسطح، مما يقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة وتكاليف التبريد. [ 30 ] [ 31 ] ويمكن تركيب هذه الأسطح كألواح مواجهة للسماء، على غرار مصادر الطاقة المتجددة الأخرى مثل الألواح الشمسية ، مما يسهل دمجها في التصميم المعماري. [ 32 ]

يمكن لتطبيق التبريد الإشعاعي السلبي على أسطح المباني خلال النهار أن يضاعف توفير الطاقة مقارنةً بالأسطح البيضاء، [ 33 ] وعند تطبيقه كطبقة متعددة على 10% من سطح المبنى، فإنه يُمكن أن يحل محل 35% من أجهزة التكييف المستخدمة خلال ساعات النهار الأكثر حرارة. [ 34 ] تشهد تطبيقات التبريد الإشعاعي خلال النهار لتبريد المساحات الداخلية نموًا متزايدًا، حيث يُقدّر حجم السوق بنحو 27 مليار دولار أمريكي في عام 2025. [ 35 ]

مواد بناء مستدامة

تشمل بعض الأمثلة على مواد البناء المستدامة: الدنيم المعاد تدويره ، أو عزل الألياف الزجاجية المنفوخة، والخشب المحصود بشكل مستدام، والتراس ، والمشمع ، [ 36 ] وصوف الأغنام ، والخرسانة المصنوعة من القنب ، والخرسانة الرومانية ، [ 37 ] والألواح المصنوعة من رقائق الورق، والتربة المحروقة، والتربة المدكوكة، والطين، وعزل الفطريات، [ 38 ] والفيرميكوليت، والكتان، والسيزال، وحشائش البحر، وحبيبات الطين المتمدد، وجوز الهند، وألواح ألياف الخشب، والحجر الرملي الكلسي، والأحجار والصخور المحلية، والخيزران ، الذي يُعد من أقوى وأسرع النباتات الخشبية نموًا، بالإضافة إلى المواد اللاصقة والدهانات غير السامة ذات المركبات العضوية المتطايرة المنخفضة. ويمكن أن تكون أرضيات الخيزران مفيدة في المساحات البيئية لأنها تساعد في تقليل جزيئات التلوث في الهواء. [ 39 ] كما أن الغطاء النباتي أو الحاجز فوق أغلفة المباني يُسهم في ذلك أيضًا. يُفترض أن الورق المصنوع من خشب الغابات قابل لإعادة التدوير بنسبة 100%، مما يُعيد تدوير معظم خشب الغابات الذي يُستخدم في عملية تصنيعه. وهناك إمكانات غير مُستغلة لتخزين الكربون بشكل منهجي في البيئة المبنية. [ 40 ]

منتجات طبيعية

يُعدّ استخدام مواد البناء الطبيعية لما تتمتع به من خصائص مستدامة ممارسة شائعة في العمارة المحلية . تتطور الأنماط المعمارية الإقليمية عبر الأجيال، مستخدمةً المواد المحلية. تُسهم هذه الممارسة في الحدّ من انبعاثات النقل والإنتاج. [ 41 ] تُعتبر المصادر المتجددة، واستخدام النفايات، وإمكانية إعادة الاستخدام من الخصائص المستدامة للأخشاب، والقش ، والحجر، والطين. تُعدّ منتجات الأخشاب الرقائقية، والقش، والحجر مواد بناء منخفضة الكربون ذات إمكانات كبيرة للتوسع. يمكن لمنتجات الأخشاب امتصاص الكربون، بينما يتميز الحجر بانخفاض الطاقة اللازمة لاستخراجه. يمتص القش، بما في ذلك البناء باستخدام بالات القش ، الكربون مع توفير مستوى عالٍ من العزل. يُسهم الأداء الحراري العالي للمواد الطبيعية في تنظيم الظروف الداخلية دون الحاجة إلى استخدام التقنيات الحديثة. [ 41 ]

كانت استخدامات الأخشاب والقش والحجر في العمارة المستدامة موضوع معرض رئيسي في متحف التصميم بالمملكة المتحدة. [ 42 ]

المواد المعاد تدويرها

مشاركة في مسابقة الأحلام المهملة لعام 2008 من تصميم رالف سبنسر ستينبليك وآرون ليجندر، تسلط الضوء على مواد إعادة التدوير لأغراض البناء

غالبًا ما تتضمن العمارة المستدامة استخدام مواد معاد تدويرها أو مستعملة، مثل الأخشاب والنحاس المعاد تدويرهما . ويؤدي تقليل استخدام المواد الجديدة إلى تقليل الطاقة الكامنة (الطاقة المستخدمة في إنتاج المواد). ويسعى المعماريون المتخصصون في العمارة المستدامة عادةً إلى تحديث المباني القديمة لتلبية الاحتياجات الجديدة، تجنبًا للتطوير غير الضروري. ويتم استخدام المواد المعمارية المستصلحة عند الاقتضاء. فعند هدم المباني القديمة، يُعاد تدوير الأخشاب الجيدة وتجديدها وبيعها كأرضيات. كما يُعاد تدوير الأحجار ذات الأبعاد الجيدة . وتُعاد استخدام العديد من الأجزاء الأخرى أيضًا، مثل الأبواب والنوافذ والمدافئ والأدوات، مما يقلل من استهلاك السلع الجديدة.

عند استخدام مواد جديدة، يبحث المصممون المهتمون بالاستدامة عن مواد سريعة التجدد، مثل الخيزران الذي يمكن حصاده للاستخدام التجاري بعد ست سنوات فقط من نموه، وقش الذرة الرفيعة أو القمح، وكلاهما من المواد المهدرة التي يمكن ضغطها لتشكيل ألواح، أو خشب البلوط الفليني الذي تُزال منه القشرة الخارجية فقط للاستخدام، مما يحافظ على الشجرة. وعند الإمكان، يمكن استخلاص مواد البناء من الموقع نفسه؛ فعلى سبيل المثال، إذا كان يجري بناء هيكل جديد في منطقة حرجية، يُعاد استخدام خشب الأشجار التي قُطعت لإفساح المجال للمبنى كجزء من هيكله.

فيما يخص العزل في أغلفة المباني، يجري البحث عن مواد تجريبية أخرى مثل "صوف الأغنام المهدر" إلى جانب ألياف نفايات أخرى ناتجة عن عمليات النسيج والصناعات الزراعية لاستخدامها أيضاً، وتشير الدراسات الحديثة إلى أن العزل المعاد تدويره فعال للأغراض المعمارية. [ 43 ]

المركبات العضوية المتطايرة المنخفضة

تُستخدم مواد البناء منخفضة التأثير كلما أمكن ذلك: على سبيل المثال، قد تُصنع مواد العزل من مواد منخفضة الانبعاثات العضوية المتطايرة ، مثل الدنيم المعاد تدويره أو عزل السليلوز ، بدلاً من مواد عزل المباني التي قد تحتوي على مواد مسرطنة أو سامة مثل الفورمالديهايد. وللحد من أضرار الحشرات، يمكن معالجة مواد العزل البديلة هذه بحمض البوريك . كما يمكن استخدام الدهانات العضوية أو الدهانات القائمة على الحليب. [ 44 ] ومع ذلك، من المغالطات الشائعة الاعتقاد بأن المواد "الخضراء" أفضل دائمًا لصحة السكان أو البيئة. فالعديد من المواد الضارة (بما في ذلك الفورمالديهايد والزرنيخ والأسبستوس) موجودة بشكل طبيعي، ولها تاريخ من الاستخدام بنوايا حسنة. وقد أظهرت دراسة أجرتها ولاية كاليفورنيا حول انبعاثات المواد أن بعض المواد "الخضراء" تُصدر انبعاثات كبيرة، بينما كانت بعض المواد "التقليدية" أقل انبعاثًا. وبالتالي، يجب دراسة موضوع الانبعاثات بعناية قبل استنتاج أن المواد الطبيعية هي دائماً البدائل الأكثر صحة للسكان وللأرض. [ 45 ]

توجد المركبات العضوية المتطايرة في جميع البيئات الداخلية، قادمةً من مصادر متنوعة. تتميز هذه المركبات بضغط بخاري عالٍ وذوبان منخفض في الماء، ويُشتبه في أنها تُسبب أعراضًا مشابهة لمتلازمة المباني المريضة . ويعود ذلك إلى أن العديد من هذه المركبات معروفة بتسببها في تهيج حسي وأعراض في الجهاز العصبي المركزي، وهي أعراض مميزة لهذه المتلازمة. كما أن تركيزاتها داخل المباني أعلى منها في الهواء الطلق، وعند وجود كميات كبيرة منها، فإنها تُسبب تأثيرات تراكمية ومضاعفة.

تُعتبر المنتجات الصديقة للبيئة عادةً أقل احتواءً على المركبات العضوية المتطايرة، وأفضل لصحة الإنسان والبيئة. وقد وجدت دراسة حالة أجرتها كلية الهندسة المدنية والمعمارية والبيئية بجامعة ميامي، قارنت فيها ثلاثة منتجات صديقة للبيئة بنظيراتها غير الصديقة للبيئة، أنه على الرغم من انبعاث مستويات من المركبات العضوية المتطايرة من كلا النوعين، إلا أن كمية وشدة هذه المركبات المنبعثة من المنتجات الصديقة للبيئة كانت أكثر أمانًا وأقل إزعاجًا للتعرض البشري. [ 46 ]

المواد العضوية المزروعة في المختبر

تتطلب مواد البناء الشائعة الاستخدام، كالأخشاب، إزالة الغابات، وهو أمر غير مستدام في غياب الرعاية المناسبة. وفي أكتوبر 2022، حقق باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) تطورات في مجال زراعة خلايا نبات الزينيا الأنيقة (Zinnia elegans) في المختبر ، حيث نمت هذه الخلايا لتكتسب خصائص محددة في ظل ظروف يمكن التحكم بها. تشمل هذه الخصائص "الشكل، والسماكة، والصلابة"، بالإضافة إلى خصائص ميكانيكية تحاكي الخشب. [ 47 ] ويشير ديفيد ن. بنغستون من وزارة الزراعة الأمريكية إلى أن هذا البديل سيكون أكثر كفاءة من حصاد الأخشاب التقليدي، مع إمكانية أن تُسهم التطورات المستقبلية في توفير الطاقة اللازمة للنقل والحفاظ على الغابات. ومع ذلك، يُلاحظ بنغستون أن هذا الإنجاز سيُغير المفاهيم السائدة ويطرح تساؤلات اقتصادية وبيئية جديدة، مثل فرص العمل في المجتمعات التي تعتمد على الأخشاب، أو كيف سيؤثر الحفاظ على البيئة على حرائق الغابات. [ 48 ]

معايير استدامة المواد

على الرغم من أهمية المواد في استدامة المباني بشكل عام، إلا أن قياس وتقييم استدامة مواد البناء أثبت صعوبته. يوجد تباين كبير في قياس وتقييم خصائص استدامة المواد، مما أدى إلى وجود مئات من العلامات البيئية والمعايير والشهادات المتنافسة وغير المتسقة، والتي غالبًا ما تكون غير دقيقة . وقد أدى هذا التباين إلى إرباك المستهلكين والمشترين التجاريين، وإلى دمج معايير استدامة غير متسقة في برامج شهادات المباني الكبرى، مثل نظام LEED . وقد طُرحت مقترحات عديدة لترشيد معايير مواد البناء المستدامة. [ 49 ]

التصميم والتخطيط المستدامان

مبنى

نمذجة معلومات المباني

يُستخدم نمذجة معلومات المباني (BIM) للمساعدة في تمكين التصميم المستدام من خلال السماح للمهندسين المعماريين والمهندسين بدمج وتحليل أداء المباني.[5] توفر خدمات BIM، بما في ذلك النمذجة المفاهيمية والطبوغرافية، قناة جديدة للبناء الأخضر مع توفر معلومات المشروع المتسقة داخليًا والموثوقة بشكل فوري ومتتابع. تُمكّن BIM المصممين من تحديد الآثار البيئية للأنظمة والمواد لدعم القرارات اللازمة لتصميم مبانٍ مستدامة.

الاستشارات

قد يتم الاستعانة بخبير استشاري في مجال البناء المستدام في وقت مبكر من عملية التصميم، للتنبؤ بآثار الاستدامة لمواد البناء ، والاتجاه، والزجاج، والعوامل المادية الأخرى، وذلك لتحديد نهج مستدام يلبي المتطلبات المحددة للمشروع.

تمّ وضع معايير ومقاييس رسمية من خلال أنظمة التقييم القائمة على الأداء، مثل نظام LEED [ 50 ] ونظام Energy Star للمنازل [ 51 ] . تُحدد هذه الأنظمة مؤشرات الأداء التي يجب تحقيقها، وتُوفر مقاييس واختبارات لتحقيق تلك المؤشرات. ويقع على عاتق الأطراف المعنية بالمشروع تحديد أفضل نهج لتحقيق هذه المعايير.

تحديد موقع المبنى

يُعدّ موقع المباني أحد الجوانب المركزية، والتي غالبًا ما يتم تجاهلها، في العمارة المستدامة. [ 52 ] فعلى الرغم من أن المنزل أو المكتب المثالي الصديق للبيئة يُتصوّر عادةً كمكان معزول، إلا أن هذا النوع من الموقع عادةً ما يكون ضارًا بالبيئة. أولًا، غالبًا ما تُشكّل هذه المباني خطوط المواجهة غير المقصودة للتوسع العمراني العشوائي . ثانيًا، عادةً ما تزيد من استهلاك الطاقة اللازمة للنقل وتؤدي إلى انبعاثات غير ضرورية من السيارات. من الناحية المثالية، ينبغي أن تتجنب معظم المباني التوسع العمراني العشوائي لصالح نوع التنمية الحضرية الخفيفة الذي تُروّج له حركة التخطيط الحضري الجديد . [ 53 ] يمكن للتخطيط المدروس للاستخدامات المتعددة أن يجعل المناطق التجارية والسكنية والصناعية الخفيفة أكثر سهولة في الوصول إليها لمن يتنقلون سيرًا على الأقدام أو بالدراجة أو بوسائل النقل العام، كما هو مقترح في مبادئ التخطيط الحضري الذكي . كما يمكن لدراسة الزراعة المستدامة ، بتطبيقها الشامل، أن تُساعد بشكل كبير في تحديد الموقع الأمثل للمباني بما يُقلّل من استهلاك الطاقة ويتناغم مع البيئة المحيطة بدلًا من أن يُعارضها، لا سيما في المناطق الريفية والحرجية.

استخدام المياه

تسعى المباني المستدامة إلى إيجاد طرق لترشيد استهلاك المياه . ومن بين التصاميم الاستراتيجية الموفرة للمياه التي تتبناها هذه المباني ، الأسطح الخضراء . تتميز الأسطح الخضراء بنباتات تغطيها، تعمل على تجميع مياه الأمطار. ولا تقتصر وظيفة هذه الأسطح على تجميع المياه لاستخدامات أخرى فحسب، بل تعمل أيضاً كعازل جيد يساهم في الحد من ظاهرة الجزر الحرارية الحضرية . [ 39 ] ومن التصاميم الاستراتيجية الأخرى الموفرة للمياه، معالجة مياه الصرف الصحي لإعادة استخدامها. [ 54 ]

ومن استراتيجيات التصميم المستدام الأخرى استخدام أنظمة تجميع مياه الأمطار، مثل تجهيزات التدفق المنخفض. وتُعرف هذه الأنظمة على نطاق واسع في مجال العمارة الخضراء بقدرتها على خفض استهلاك المياه بشكل كبير ودعم الحفاظ على الموارد على المدى الطويل. [ 55 ]

التصميم الحضري

يتجاوز مفهوم التخطيط الحضري المستدام مجرد العمارة المستدامة، ويتبنى رؤية أشمل للاستدامة. تشمل الحلول النموذجية المجمعات الصناعية البيئية والزراعة الحضرية . ومن البرامج الدولية المدعومة: شبكة التنمية الحضرية المستدامة [ 56 ] ، المدعومة من برنامج الأمم المتحدة للمستوطنات البشرية (الموئل ) ؛ ومبادرة المدن البيئية [ 57 ] ، المدعومة من البنك الدولي.

في الوقت نفسه، تُشجع الحركات الحديثة للعمارة الحضرية الجديدة ، والعمارة الكلاسيكية الجديدة ، والعمارة التقليدية المعاصرة، على اتباع نهج مستدام في البناء، يُقدّر ويُنمّي النمو الذكي ، والتقاليد المعمارية ، والتصميم الكلاسيكي . [ 58 ] [ 59 ] وهذا على النقيض من العمارة الحداثية الموحدة عالميًا ، كما أنه يُعارض التجمعات السكنية المنعزلة والتوسع العمراني العشوائي . [ 60 ] وقد بدأ كلا الاتجاهين في ثمانينيات القرن الماضي. تُعد جائزة دريهاوس للعمارة جائزة تُمنح تقديرًا للجهود المبذولة في مجال العمارة الحضرية الجديدة والعمارة الكلاسيكية الجديدة، وتبلغ قيمتها ضعف قيمة جائزة بريتزكر الحداثية . [ 61 ]

إدارة النفايات

تتخذ النفايات شكل مواد مستهلكة أو غير قابلة للاستخدام ناتجة عن المنازل والشركات، وعمليات البناء والهدم، والصناعات التحويلية والزراعية. تُصنف هذه المواد بشكل عام إلى نفايات صلبة بلدية، ومخلفات البناء والهدم، ومنتجات ثانوية صناعية أو زراعية. [ 62 ] يركز مفهوم العمارة المستدامة على استخدام إدارة النفايات في الموقع ، بما في ذلك أنظمة إعادة تدوير المياه الرمادية لريّ أحواض الحدائق، ومراحيض التسميد لتقليل مياه الصرف الصحي. هذه الأساليب، عند دمجها مع تسميد نفايات الطعام في الموقع وإعادة التدوير خارجه، يمكن أن تقلل نفايات المنزل إلى كمية ضئيلة من نفايات التغليف .

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "العمارة المستدامة ونمذجة المحاكاة" . معهد دبلن للتكنولوجيا. مؤرشف من الأصل في 6 مايو 2013.
  2. ↑ راغب، أماني؛ الشيمي، هشام؛ راغب، غادة (2016). "العمارة الخضراء: مفهوم الاستدامة" . بروسيديا - العلوم الاجتماعية والسلوكية . 216 : 778-787 . doi : 10.1016/j.sbspro.2015.12.075 .
  3. ↑ "تعريف الاستدامة وتأثيرات المباني" . www.doerr.org .
  4. ↑ ماكغراث، برايان (2013). بيئات التصميم الحضري: مختارات من التصميم الحضري . جون وايلي وأولاده، ص 220-237 . ISBN  978-0-470-97405-6.
  5. ↑ مارك جارزومبيك ، "التحولات التأديبية لتاريخ العمارة"، مجلة جمعية مؤرخي العمارة 58/3 (سبتمبر 1999)، ص 489. انظر أيضًا مقالات أخرى في ذلك العدد بقلم إيف بلاو، وستانفورد أندرسون، وألينا باين، ودانيال بلوستون، وجيون لويس كوهين، وآخرين.
  6. ↑ "كيف يمكننا تقليل البصمة الكربونية لقطاع البناء؟" . www.weforum.org . 13 يوليو 2021.
  7. ↑ "تقليل انبعاثات الكربون المتضمنة في البناء الجديد | ماكينزي" .
  8. ↑ "يجب على المهندسين المعماريين التخلي عن الخرسانة في مكافحة تغير المناخ" . 20 سبتمبر 2019.
  9. 1 2 م. ديكاي وجي زد براون، الشمس والرياح والضوء، استراتيجيات التصميم المعماري، الطبعة الثالثة. وايلي ، 2014
  10. ↑ بيليك، بوريس (2016). "المباني الخضراء - نحو عمارة مستدامة" . الميكانيكا التطبيقية والمواد . 824 : 751-760 . doi : 10.4028/www.scientific.net/AMM.824.751 . S2CID 112027139. تاريخ الاسترجاع: 5 يوليو 2020 . 
  11. ↑ مارشال، أ. ج.؛ هايزلبرغ، ب.؛ بوريل، ج. س.؛ موسال، إ.؛ فوس، ك.؛ سارتوري، إ.؛ نابوليتانو، أ. (2011). "مبنى الطاقة الصفرية - مراجعة للتعريفات ومنهجيات الحساب". الطاقة والمباني . 43 (4): 971-979 . Bibcode : 2011EneBu..43..971M . doi : 10.1016/j.enbuild.2010.12.022 .
  12. ↑ م. مونتافون، تحسين الشكل الحضري من خلال تقييم الإمكانات الشمسية، EPFL ، 2010
  13. ↑ يوكسيانغ تشين وآخرون (2014). "تأثيرات مصاريع النوافذ الثابتة والمتحركة على الإضاءة الطبيعية والأداء الحراري لمباني المكاتب ذات المخطط المفتوح" (ورقة بحثية) . المؤتمر الدولي للمباني عالية الأداء . جامعة بيردو . تاريخ الاطلاع: 22 مايو 2023 . 
  14. ↑ جي زد براون، مارك ديكاي. الشمس والرياح والضوء. 2001
  15. 1 2 براور، مايكل؛ الطاقة الباردة، الحل المتجدد للاحتباس الحراري ؛ اتحاد العلماء المهتمين، 1990
  16. ↑ جيب، بول؛ طاقة الرياح: الطاقة المتجددة للمزارع والأعمال ؛ دار نشر تشيلسي جرين، 2004
  17. ↑ صحيفة صنداي تايمز، "توربينات الرياح المنزلية تتلقى ضربة قاضية"١٦ أبريل ٢٠٠٦
  18. ↑ "توربينات الرياح، استثمار قوي"، صحيفة رابيد سيتي جورنال ، 20 فبراير 2008
  19. ↑ والفرود، كريستوفر أ. (1 مارس 2006). "موثوقية توربينات الرياح: فهم وتقليل تكاليف تشغيل وصيانة توربينات الرياح" (ملف PDF) . doi : 10.2172/882048 . OSTI 882048 . 
  20. ↑ "كفاءة الطاقة والطاقة المتجددة، سخانات المياه الشمسية" . وزارة الطاقة الأمريكية.
  21. ↑ "سخانات المياه الشمسية" . Toolbase.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 نوفمبر 2012 .{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  22. ↑ فيصل أحمد، سمير؛ خالد، محمد؛ فاكا، ماهيش؛ والفكار، راشمي؛ نعمان، أرشد؛ خالق رشيد، عبد؛ مجاور مبارك، نابيساب (1 أكتوبر 2021). "التقدم الحديث في سخانات المياه الشمسية والمجمعات الشمسية: مراجعة شاملة" . التقدم في العلوم والهندسة الحرارية . 25 100981. Bibcode : 2021TSEP...2500981F . doi : 10.1016/j.tsep.2021.100981 . ISSN 2451-9049 . 
  23. 1 2 3 4 5 جون راندولف وجيلبرت إم ماسترز، 2008. "الطاقة من أجل الاستدامة: التكنولوجيا والتخطيط والسياسة"، مطبعة آيلاند، واشنطن العاصمة.
  24. ↑ «حتى في درجات الحرارة المتجمدة، تحافظ مضخات الحرارة الهوائية على دفء المنازل من ساحل ألاسكا إلى السوق الأمريكية» . www.nrel.gov . تاريخ الاطلاع: 16 نوفمبر 2021 .
  25. 1 2 كالسيا، نيكو (16 سبتمبر 2020). "مضخات الحرارة في ازدياد في أوروبا" . مرصد الطاقة . تم الاطلاع عليه في 16 نوفمبر 2021 .
  26. ↑ ميارا، ماريك (10 فبراير 2021). "مضخات الحرارة في المباني القائمة، سلسلة مقالات مدونة من 12 جزءًا" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 نوفمبر 2021 .
  27. ↑ نورد، ناتاشا (2017)، "كفاءة الطاقة في المباني في المناخات الباردة" ، موسوعة التقنيات المستدامة ، إلسيفير، ص 149-157 ، doi : 10.1016/b978-0-12-409548-9.10190-3 ، ISBN  978-0-12-804792-7تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 أبريل 2022
  28. ^ كوربيلا، تويجا؛ كوسا، ماونو؛ سارفيلاينن، هانو؛ تولينيمي، إرجا؛ كيفيرانتا، بولس؛ تالينين، كيرسي؛ كوبونين، حنا كايسا (فبراير 2022). "إمكانية استعادة الحرارة المهدرة في المباني السكنية في منطقة كيمينلاكسو في فنلندا باستخدام تهوية هواء العادم الميكانيكية والمضخات الحرارية" . المجلة الدولية للسوائل الحرارية . 13 100127. بيب كود : 2022IJTf...1300127K . دوى : 10.1016/j.ijft.2021.100127 . S2CID 244739642 . 
  29. ↑ يو، شينشيان؛ ياو، فنغجو؛ هوانغ، وينجي؛ شو، دونغيان؛ تشين، تشون (يوليو 2022). "طلاء تبريد إشعاعي مُحسَّن بفقاعات زجاجية مكسورة" . الطاقة المتجددة . 194 : 129-136 . Bibcode : 2022REne..194..129Y . doi : 10.1016/j.renene.2022.05.094 – عبر Elsevier Science Direct. يُعد التبريد الإشعاعي تقنية متجددة واعدة لتحقيق هذا الهدف. وهو استراتيجية تبريد سلبية تُبدد الحرارة عبر الغلاف الجوي إلى الكون. لا يستهلك التبريد الإشعاعي طاقة خارجية، بل يستمد البرودة من الفضاء الخارجي كمصدر جديد للطاقة المتجددة.
  30. ↑ وانغ، تونغ؛ وو، يي؛ شي، لان؛ هو، شينخوا؛ تشين، مين؛ وو، ليمين (2021). " بوليمر هيكلي للتبريد الإشعاعي السلبي عالي الكفاءة على مدار اليوم" . نيتشر كوميونيكيشنز . 12 (365): 365. doi : 10.1038/s41467-020-20646-7 . PMC 7809060. PMID 33446648. وبناءً على ذلك، يُعد تصميم وتصنيع بوليمرات PDRC فعالة ذات انعكاس شمسي عالٍ بما يكفي (λ ~ 0.3–2.5 ميكرومتر) لتقليل اكتساب الحرارة الشمسية، وفي الوقت نفسه انبعاث حراري قوي في نطاق الأشعة تحت الحمراء الطويلة الموجة (ε) لزيادة فقدان الحرارة الإشعاعية إلى أقصى حد، أمرًا مرغوبًا فيه للغاية. عندما تتوازن الحرارة الإشعاعية الواردة من الشمس مع الحرارة الإشعاعية المنبعثة، يمكن أن تصل درجة حرارة الأرض إلى حالتها المستقرة.  
  31. ↑ فال، سيرجي؛ يوهانس، كيفين؛ ديفيد، داميان؛ كاستيل، ألبرت (يوليو 2022). "نموذج عددي جديد للتبريد الإشعاعي ذي الألواح المسطحة والمجمعات الشمسية: التقييم والنمذجة الفوقية" . الطاقة . 202 117750. doi : 10.1016/j.energy.2020.117750 . hdl : 10459.1/69909 – عبر إلسيفير ساينس دايركت. يُعد التبريد الإشعاعي تقنية متجددة يمكنها أن تُكمّل أو تُستبدل جزئيًا تقنيات التبريد الحالية.
  32. ↑ أحمد، سلمان؛ لي، تشن بنغ؛ جاويد، محمد شهزاد؛ ما، تاو (سبتمبر 2021). "مراجعة حول دمج التبريد الإشعاعي وحصاد الطاقة الشمسية" . مواد اليوم: الطاقة . 21 100776. Bibcode : 2021MTEne..2100776A . doi : 10.1016/j.mtener.2021.100776 – عبر Elsevier Science Direct.
  33. ↑ هيو، سي-يون؛ جو لي، جيل؛ سونغ، يونغ مين (يونيو 2022). "تبديد الحرارة باستخدام الهياكل الفوتونية: التبريد الإشعاعي وإمكاناته" . مجلة كيمياء المواد ج . 10 (27): 9915-9937 . doi : 10.1039/D2TC00318J . S2CID 249695930 – عبر الجمعية الملكية للكيمياء. 
  34. ↑ بيجارنيا، جاي براكاش؛ ساركار، جاهار؛ مايتي، برالاي (نوفمبر 2020). "مراجعة حول التبريد الإشعاعي السلبي خلال النهار: الأساسيات، والأبحاث الحديثة، والتحديات، والفرص" . مجلة مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 133 110263. Bibcode : 2020RSERv.13310263B . doi : 10.1016/j.rser.2020.110263 . S2CID 224874019 – عبر Elsevier Science Direct. 
  35. ↑ يانغ، يوان؛ تشانغ، ييفان (2020). " التبريد الإشعاعي السلبي خلال النهار: المبدأ والتطبيق والتحليل الاقتصادي" . مجلة MRS للطاقة والاستدامة . 7 (18) 18. doi : 10.1557/mre.2020.18 . S2CID 220008145. مؤرشف من الأصل في 27 سبتمبر 2022. تم الاسترجاع في 27 سبتمبر 2022 . 
  36. ^ Duurzaam en Gezond Bouwen en Wonen بقلم هوغو فاندرشتات،
  37. ↑ جونكرز، هينك م. (23 مارس 2018). "الخرسانة ذاتية الترميم: منهج بيولوجي". مواد ذاتية الترميم . سلسلة سبرينغر في علوم المواد. المجلد 100. سبرينغر، دوردريخت. الصفحات 195-204 . doi : 10.1007/978-1-4020-6250-6_9 . ISBN   978-1-4020-6249-0. S2CID 133848154 . 
  38. ↑ "عزل الفطريات: مستقبل البناء المستدام" . ثوري . 24 يوليو 2023. تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 أكتوبر 2025 .
  39. 1 2 مولر، بروك (2018). "آفاق جديدة للعمارة المستدامة". الطبيعة والثقافة . 13 (2): 189-207 . doi : 10.3167/nc.2018.130201 . S2CID 149793746 . 
  40. ↑ كويتينن، ماتي؛ زيرنيكي، كايا؛ سلابيك، سيمون؛ هافنر، أنيت (11 مارس 2021). "كيف يمكن تخزين الكربون في البيئة المبنية؟ مراجعة للخيارات المتاحة". مجلة العلوم المعمارية . 66 (2): 91-107 . doi : 10.1080/00038628.2021.1896471 . ISSN 0003-8628 . S2CID 233617364 .  
  41. 1 2 هاليلوفيتش، مايدا؛ بيركوفيتش، أدنا (2022). "الاستراتيجيات المستدامة في ممارسات الهندسة المعمارية العامية في سراييفو: المجموعة المعمارية لمنزل عليجا جيرزيليز كدراسة حالة" . وفي أديموفيتش، نايدا؛ موجيتش، إدين؛ أكشاميا، زلاتان؛ كيفريتش، ياسمين؛ افداكوفيتش، سمير؛ فوليتش، إسمار (محرران). التقنيات والأنظمة والتطبيقات المتقدمة 6 . ملاحظات محاضرة في الشبكات والأنظمة. المجلد. 316. شام: سبرينغر الدولية للنشر. ص 744 – 762. دوى : 10.1007 / 978-3-030-90055-7_60 . رقم ISBN   978-3-030-90055-7.
  42. ↑ "كيفية بناء منزل منخفض الكربون" .
  43. ↑ سافيو، لورينزو؛ بيناشيو، روبرتو؛ باتروكو، أليسيا؛ ماني، فالنتينو؛ بوسيا، دانييلا (8 يناير 2022). "مواد العزل المصنوعة من الألياف الطبيعية: استخدام نفايات المنسوجات والصناعات الغذائية الزراعية من منظور الاقتصاد الدائري" . مجلة الاقتصاد الدائري للمواد . 4 (1): 6. doi : 10.1007/s42824-021-00043-1 . ISSN 2524-8154 . S2CID 245803736 .  
  44. ↑ يمكن الاطلاع على معلومات حول المواد منخفضة الانبعاثات على الرابط التالي: www.buildingecology.com/iaq_links.php روابط جودة الهواء الداخلي ( مؤرشفة بتاريخ 11 يونيو 2008 في أرشيف الإنترنت)
  45. ↑ دراسة انبعاثات المباني، تم الاطلاع عليها على موقع إدارة النفايات المتكاملة في كاليفورنيا
  46. ↑ جيمس، جي بي، يانغ، إكس. البيئة الداخلية والمبنية، انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة من العديد من مواد البناء الخضراء وغير الخضراء: مقارنة، يناير 2004.تاريخ الاسترجاع: 30-04-2008.
  47. ↑ بيكويث، آشلي ل.؛ بورنشتاين، جيفري ت.؛ فيلاسكيز-غارسيا، لويس ف. (أبريل 2022). "الخصائص الفيزيائية والميكانيكية والبنيوية الدقيقة لمواد نباتية جديدة، مطبوعة ثلاثية الأبعاد، قابلة للتعديل، ومُنمّاة مخبريًا من مزارع خلايا نبات الزينيا الأنيقة" . مجلة المواد اليوم . 54 : 27-41 . doi : 10.1016/j.mattod.2022.02.012 . S2CID 247300299 . 
  48. ↑ بنغستون، ديفيد ن. (2021). "الخشب المزروع مخبرياً: تغيير محتمل لقواعد اللعبة في مجال الغابات ومنتجاتها" . مصدر الغابات . 26 (3): 10-17 .
  49. ↑ كونتريراس، خورخي ل.؛ روث، هانا؛ لويس، ميغان (1 سبتمبر 2011). "نحو إطار عمل عقلاني لمعايير مواد البناء المستدامة" . SSRN 1944523 . 
  50. ↑ "مجلس المباني الخضراء الأمريكي" . مجلس المباني الخضراء الأمريكي .
  51. ↑ "ENERGY STAR - الخيار الأمثل لكفاءة الطاقة" . www.energystar.gov .
  52. ↑ شاه، راجيف؛ جاي، كيسان (شتاء 2007). "مجلة البحوث المعمارية والتخطيطية". كيف تنظم العمارة . 24 (4): 350-359 . JSTOR 43030813 . 
  53. ↑ هربرت، مايكل (2003). "البيئة المبنية". التخطيط العمراني الجديد - الحركة في سياقها . 29 (3): 193-209 . JSTOR 23287649 . 
  54. ↑ كيركسي، ويل (2010). "ميناء بورتلاند يختار بنية مائية لامركزية ومستدامة مع نظام معالجة مياه الصرف الصحي البيئي Living Machine®". مجلة - الجمعية الأمريكية لأعمال المياه . 102 (2): 19-22 . Bibcode : 2010JAWWA.102b..19K . doi : 10.1002/j.1551-8833.2010.tb10038.x . S2CID 116521703 . 
  55. ↑ إيووانيانو، أوبينا؛ جيل-أوزوده، إيفيتشوكو؛ أوكواندو، أزوبويكي تشوكوودي؛ إيكي، تشيدييبيري سومادينا (30 أغسطس 2024). "دور مواد البناء الخضراء في العمارة المستدامة: الابتكارات والتحديات والاتجاهات المستقبلية" . المجلة الدولية للبحوث التطبيقية في العلوم الاجتماعية . 6 (8): 1935-1950 . doi : 10.51594/ijarss.v6i8.1476 (غير نشطة في 3 ديسمبر 2025). ISSN 2706-9184 . {{cite journal}}: صيانة CS1: رقم التعريف الرقمي غير نشط اعتبارًا من ديسمبر 2025 ( رابط )
  56. ↑ "شبكة الأمم المتحدة للمستوطنات البشرية: شبكة التنمية الحضرية المستدامة" .
  57. ↑ "مدن Eco2 - دليل لتطوير مدن مستدامة بيئياً ومجدية اقتصادياً" .
  58. ↑ taotiadmin (20 أبريل 2015). "ميثاق التخطيط العمراني الجديد" .
  59. ↑ "الجمال، والإنسانية، والاستمرارية بين الماضي والمستقبل" . مجموعة العمارة التقليدية. مؤرشف من الأصل في 5 مارس 2018. تم الاطلاع عليه في 23 مارس 2014 .
  60. ↑ موجز العدد: النمو الذكي: بناء مجتمعات صالحة للعيش . المعهد الأمريكي للمهندسين المعماريين. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23-03-2014.
  61. ↑ جائزة "دريهاوس" . تمثل جائزة دريهاوس، وقيمتها 200,000 دولار، وجائزة ريد، وقيمتها 50,000 دولار، معًا، أهم تقدير للطراز الكلاسيكي في البيئة العمرانية المعاصرة . كلية نوتردام للهندسة المعمارية . تاريخ الاطلاع: 23 مارس 2014 .
  62. ↑ جون رينجل، جامعة ميشيغان، العمارة المستدامة، الحد من النفايات