لم تعد الأجهزة المنزلية مجرد جهاز بسيط يعمل بالشكل نفسه طوال الوقت، بل دخلت التقنيات الحديثة فيها وجعلتها ذكية بشكل غير مسبوق. ومن الأجهزة المهمة التي حصلت على المستشعرات والذكاء الاصطناعي مكيفات الهواء، وذلك بهدف تقديم تجربة أفضل للمستخدمين في جميع فصول السنة، وحمايتهم من تيارات الهواء المباشرة وتوفير الطاقة.
واختبرت «الشرق الأوسط» التقنيات الحديثة في مكيفات سلسلة «سامسونغ ويندفري» Samsung WindFree، ونذكر ملخص التجربة.
منع تدفق الهواء المباشر
بداية يقدم المكيف المنفصل Split AC تقنية التبريد «ويندفري» التي تستهدف حماية الأطفال ومن ينزعجون من تيارات الهواء المباشرة على أجسامهم، وخصوصاً في مرحلة تبدل الفصول التي تؤثر فيها التذبذبات الكبيرة لدرجات الحرارة عليهم، وقد تجعلهم يصابون بنزلات البرد أو الشد العضلي؛ إذ تقدم 23 ألف فتحة مصغرة في هيكل المكيف لتمرير الهواء عبرها دون أن يمر الهواء مباشرة نحو جسم المستخدم.
وتقوم هذه الآلية بتبريد الغرفة بشكل أسرع؛ نظراً لأنها تغطي مساحة أعرض بنحو 11 في المائة وبشكل متساوٍ، إلى جانب قيامها بالتبريد أو التسخين بشكل أكثر هدوءاً. كما توفر هذه التقنية الطاقة؛ نظراً لأن وحدة ضغط الغاز ستعمل بتردد منخفض وتقوم الشفرات الداخلية بالدوران بسرعات أقل، وذلك لتوفير نحو 77 في المائة من الطاقة (291 واط مقارنة بـ1262 واط عبر نمط التبريد السريع).
هذه الأمور مريحة خلال مرحلة النوم أيضاً؛ إذ لن يمر تيار هواء مزعج خلال فترة النوم، مع تبريد أو تسخين درجة حرارة الغرفة بالتدريج. وسيقوم المكيف بتغيير درجة الحرارة بشكل مختلف عبر 3 مراحل: الأولى هي مرحلة الدخول بالنوم التي تمتد لنحو ساعة؛ إذ يتم تغيير درجة الحرارة بشكل مريح وغير مزعج. المرحلة الثانية هي النوم العميق التي تمتد ما بين ساعتين إلى 7 ساعات، والتي يتم خلالها تغيير درجة الحرارة قليلاً مع المحافظة على معدل مقارب للدرجة المرغوبة، وليتم البدء بإعادة درجة الحرارة إلى الطبيعية قبل الدخول بمرحلة الاستيقاظ (يتم ضبط عداد الوقت لتحديد المدة). وتبقى مرحلة الاستيقاظ التي تمتد لنحو ساعة؛ إذ يتم خلالها ضبط الحرارة إلى الدرجة المريحة للاستيقاظ.
تقنيات الذكاء الاصطناعي
ويستخدم المكيف تقنيات الذكاء الاصطناعي للتعرف على درجة حرارة الغرفة والرطوبة لتعديل إعداداته آلياً والحصول على أفضل النتائج، مثل تشغيل التبريد السريع في الأيام الحارة لمدة محددة لتبريد الغرفة قليلاً، ومن ثم تفعيل نمط إزالة الرطوبة لجعل الغرفة مريحة للجلوس خلال الأيام الرطبة، ومن ثم تفعيل نمط التبريد «ويندفري» لراحة أكبر وتبريد مستمر دون إزعاج. ويستطيع النظام تعلم وتحليل نمط تحديد درجات الحرارة التي يستهدفها المستخدم خلال مدة الاستخدام، ومقارنة تلك الحرارة مع درجة الحرارة الخارجية وتعديل الإعدادات بشكل آلي للمحافظة على درجة حرارة الغرفة بشكل آلي وعبر مدة استخدام مطولة. هذا الأمر ينطبق على وظيفتي التبريد والتسخين.
ونذكر كذلك ميزة استشعار الحركة Motion Sensor الإضافية؛ إذ يستطيع المكيف معرفة مكان جلوس المستخدم، وبالتالي إما تحريك الهواء بعيداً عنه إن كان ينزعج من حركة الهواء نحوه، أو نحوه إن كان المستخدم يريد الشعور بتيار الهواء. الجدير ذكره أن هذه التقنية تقوم بتغيير اتجاه حركة الهواء بعيداً عن المستخدم حسب تحركه في الغرفة أو تغيير مكان جلوسه، إلى جانب قدرتها على القيام بالوظيفة المذكورة نفسها لمستخدمين اثنين واختيار أفضل مكان لتحريك الهواء نحوهما أو بعيداً عنهما، وبشكل آلي.
فيديو مقترح للموقع: https://www.youtube.com/watch?v=xdb3N2mtZaQ
وفي حال تعرف المستشعر على غياب المستخدم لفترة مطولة، فسيقوم بتفعيل نمط توفير الطاقة بشكل آلي لتوفير نحو 42 في المائة من استهلاك الكهرباء. ويقدم المكيف 3 فترات للتعرف على غياب المستخدم: الأولى هي نمط «الراحة» Comfort الذي يستشعر غياب المستخدم بعد مرور 60 دقيقة لتفعيل نمط توفير الطاقة الأول، ومن ثم 60 دقيقة أخرى لتعديل درجة الحرارة بدرجتين، ومن ثم 60 دقيقة أخرى لتعديل درجة الحرارة بـ4 درجات. الفترة الثانية اسمها «القياسية» Normal وتغطي 20 و40 و40 دقيقة لفروقات درجات الحرارة المذكورة، في حين تغطي فترة «حماية البيئة» Eco 20 و20 و20 دقيقة لفروقات درجات الحرارة المذكورة.
ويقوم نمط «توفير الطاقة من خلال الذكاء الاصطناعي» AI Energy من خلال تطبيق «SmartThings» على الهواتف الجوالة بنظامي التشغيل «آندرويد» و«آي أو إس»، بتفعيل نمط كفاءة استهلاك الطاقة خلال التبريد أو التسخين بخفض تردد العمل بنحو 27 في المائة واختبار أفضل أنماط العمل حسب درجة حرارة الغرفة والدرجة المرغوبة وسرعة التبريد ونسبة الرطوبة، وذلك بهدف خفض عمل وحدة ضغط الغاز خلال فترات الاستخدام المطولة. وتجدر الإشارة إلى أنه يجب تفعيل نمط «الذكاء الاصطناعي الآلي» AI Auto في أداة التحكم عن بُعد مع تفعيل نمط «توفير الطاقة من خلال الذكاء الاصطناعي» عبر تطبيق «SmartThings» لتعمل هذه التقنية بأفضل شكل.
ويمكن للمستخدم التفاعل مع المكيف أثناء وجوده خارج المنزل من خلال تطبيق «SmartThings»، بحيث يمكن إيقاف المكيف عن العمل عن بُعد بضغط زر في التطبيق، وذلك لإيقاف المكيف عن العمل في حال نسي المستخدم إيقافه قبل خروجه من المنزل، أو تشغيله قبل الوصول إلى المنزل للحصول على درجة الحرارة المرغوبة في جميع فصول السنة.
ويقدم المكيف كذلك مرشحاً Filter لتنقية الهواء من البكتيريا والفيروسات والغبار وشعر الحيوانات المنزلية والعناصر المسببة للحساسية الموجودة في الهواء، وذلك للمحافظة على صحة المستخدم وتنقية الهواء. كما يستطيع المكيف تنظيف نفسه آلياً، بحيث يقوم بتجفيف الهواء على وحدة تبريد الحرارة لمدة تتراوح بين 10 و30 دقيقة لمنع تراكم البكتيريا عليها وخروج الروائح الكريهة.
المكيف متوافر في فئتين وقدرات مختلفة حسب الحاجة: الفئة الأولى هي التبريد فقط بسعتَي 17.000 و20.000 وحدة BTU، في حين تتوافر فئة التبريد والتسخين بسعتَي 17.500 و20.500 وحدة BTU بأسعار تبدأ من 2.899 ريالاً سعودياً (نحو 773 دولاراً أميركياً)، حسب الفئة والسعة المرغوبتين.
عندما وصلت درجة الحرارة في مدينة هيوستن إلى 109 درجات فهرنهايت (42.8 درجة مئوية) في أواخر أغسطس (آب) الماضي، فقد توجت الرقم القياسي لدرجات الحرارة على الإطلاق لمدينة تكساس؛ إذ سجلت الحرارة في 26 يوماً من الأيام الـ27 السابقة أكثر من 100 درجة ف (37.8 م).
جدران ذاتية التبريد
وبما أن المدينة الساخنة تصبح أكثر سخونة بسبب تغير المناخ، فإنها تستمر أيضاً في استخدام المزيد من الطاقة لتكييف الهواء. ولكن في ضاحية كونرو، هناك مبنى جديد رائد في استراتيجية «البقاء أكثر برودة»: جدران خرسانية «ذاتية التبريد» ذات شكل صدفي تساعد على طرد الحرارة. توفر الأخاديد العميقة في النمط المموج مساحة سطحية أكبر لتبديد الحرارة وإبعادها عن الجدار. يقول فو هوانغ، المدير المؤسس لأستوديو الهندسة المعمارية مودو، الذي عمل على التصميم مع شركة هندسية تركز على المناخ تدعى «ترانسسولار»: «بطريقة ما، يعمل الجدار إلى حد ما مثل مشعاع كبير جداً».
وفي الاختبارات، اكتشف هوانغ والمؤسسة المشاركة راشلي روتيم أن المادة المنقوشة يمكن أن تظل أكثر برودة بمقدار 18 درجة ف (8 م) من الجدار المسطح.
المبنى الذي تم الانتهاء منه حديثاً، وهو عبارة عن مساحة تجارية تبلغ 14000 قدم مربع، والتي ستضم قريباً متاجر البيع بالتجزئة والمكاتب الطبية، له أيضاً جدران بيضاء لتعكس ضوء الشمس، وهو خيار تصميم آخر يحافظ على برودة الداخل.
نظراً لأن الطلاء الأبيض قد يبدو أحياناً أكثر اتساخاً، فقد اختار المهندسون المعماريون نوعاً من الطلاء يصد الأوساخ. يقول هوانغ: «إنك تحصل على الأداء البيئي دون الحاجة إلى الصيانة المرتبطة به». تساعد أيضاً عشرون من الزعانف المعمارية في تظليل النوافذ.
أمام كل متجر، توجد حديقة صغيرة بها نباتات يمكن أن توفر المزيد من الظل؛ بعض النباتات، مثل الياسمين، سوف تنمو على الزعانف. يقول روتيم: «نحن نحاول إيجاد حلول للاعتماد الاجتماعي على تكييف الهواء».
المكيفات تزيد سخونة المدن
نظراً لأن مكيفات الهواء تضخ الحرارة إلى الخارج، ومع تزايد استخدام مكيفات الهواء، فإنها تجعل المدن أكثر سخونة. وتساهم الكمية الهائلة من الكهرباء التي تستخدمها مكيفات الهواء في تغير المناخ، مما يؤدي إلى المزيد من الحرارة الشديدة.
مكيفات الهواء مسؤولة عما يقرب من 2 مليار طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون سنوياً، أو أكثر من صناعة الطيران. وبحلول منتصف القرن، من المتوقع أن يتضاعف استخدام مكيفات الهواء على مستوى العالم ثلاث مرات تقريباً. سيساعد التحول إلى الطاقة المتجددة على تقليل البصمة الكربونية لتكييف الهواء، لكنه لا يزال أساسياً لخفض استخدام الطاقة من التبريد؛ لأنها باهظة الثمن بالنسبة للمستهلكين، ولأنها تجهد الشبكة في وقت يتزايد فيه أيضاً الطلب على السيارات الكهربائية ومواقد الحث. وأجزاء أخرى من تحول الطاقة الأوسع.
يمكن أن يساعد التصميم السلبي، ويمكن تكييفه مع أي مكان. يقول هوانغ: «في مشاريع مودو الأخرى، «لدينا دائماً استراتيجيات تصميم الطاقة السلبية التي ندمجها مع الفكرة الشاملة لتقليل استخدام الطاقة».
مجلة «فاست كومباني» - خدمات «تريبيون ميديا».
حقائق
2 مليار طن
مكيفات الهواء مسؤولة عما يقرب من 2 مليار طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون سنوياً، أو أكثر من صناعة الطيران
يبدأ سعر منزل مطبوع بطابعة تجسيمية (بالأبعاد الثلاثة) بمساحة 478 متراً مربعاً في أحد أحياء جورج تاون، بولاية تكساس الأميركية، من 475 ألف دولار.
طباعة تجسيمية رخيصة
لكنّ شركة «سيريندكس» اليابانية الناشئة للمقاولات بنت أخيراً منزلاً مطبوعاً بالأبعاد الثلاثية بعشر هذه التكلفة، أي بنحو 5.5 مليون ين (37600 دولار أميركي)، على أرضٍ متواضعة في واحدة من أصغر مدن اليابان.
وقال كونيهيرو هاندا، الرئيس التنفيذي لشركة «سيريندكس» في رسالة إلكترونية إنّ «تكلفة المنزل في المستقبل ستكون معادلة لتكلفة السيارة».
تبلغ مساحة المنزل الصغير، الذي يحمل اسم «فوجيتسويو Fujitsubo (البرنقيل - اسم محار يعيش في المياه المالحة)»، نحو 164 متراً، بينما يمتدّ المنزل المتوسط في الولايات المتحدة على 5 أضعاف هذه المساحة.
ويتألّف المنزل الياباني الصغير من غرفة نوم، وحمّام، وغرفة معيشة مفتوحة متصلة بالمطبخ، أي إنّه يوفّر مساحة كافية لحياةٍ مريحة لشخصٍ واحد أو زوج وزوجته.
يعدّ حجم المنزل أحد العوامل التي ساعدت في الحفاظ على انخفاض تكلفة المنزل. تفرض قوانين البناء في الولايات المتّحدة حداً أدنى من المساحة للمنازل والمربّعات، فضلاً عن أنّ تكلفة الأراضي هناك تصعّب على المطوّرين بناء منازل صغيرة.
تعدّ تكلفة السكن في اليابان مريحة بالمجمل بفضل القوانين المتساهلة لتقسيم المناطق – المنظّمة على المستوى القومي وليس على مستوى المدينة الواحدة – مما يسهّل على المطوّرين بناء منازل كافية لتلبية الطلب على الإسكان. (يشير أحد التقديرات إلى أنّ كاليفورنيا تعاني من نقص بنحو 1.8 مليون وحدة سكنية).
تخطّط «سيريندكس» للعمل في المدن الصغرى حيث الأراضي الزهيدة، متحجّجةً بأنّ العمل عن بعد سهّل على الناس العيش خارج المدن الكبرى. ولكنّ الشركة الناشئة تراهن أيضاً على التقنيات الجديدة التي من شأنها أن تساعد في تخفيض تكلفة السكن من خلال توفير اليد العاملة والوقت.
منزل في يومين
وكما كثير من الشركات الأخرى التي تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد لبناء المنازل، تطبع «سيريندكس» طبقات من الخرسانة لبناء الجدران. وقد صُمّم منزل «فوجيتسويو» ليُطبع على شكل أقسامٍ تتصل بأساس المنزل بواسطة أعمدة فولاذية، بينما صُنعت الألواح على السطح بواسطة آلةٍ يتحكّم فيها الكومبيوتر. احتاجت عملية البناء كاملةً إلى 44 ساعة و30 دقيقة، وفق الشركة، التي لفتت إلى أنّ السعر (37 ألف دولار) يشمل الغرف الداخلية مكتملة.
في رسالته الإلكترونية، قال هاندا إنّ «صناعة المركبات في اليابان حقّقت الأتمتة الكاملة في عام 1980، أي قبل 40 عاماً. واليوم، تسعى (سيريندكس) إلى أتمتة قطاع الإسكان». تملك الشركة الناشئة حالياً 5 آلات للطباعة ثلاثية الأبعاد قادرة على بناء 50 منزلاً في السنة الواحدة. ولكنّها تخطّط لبدء العمل مع شركاء بحلول العام المقبل لإضافة 12 آلة جديدة ستتيح لها بناء نحو 850 منزلاً سنوياً.
* مجلّة «فاست كومباني»
- خدمات «تريبيون ميديا»
طوّر مهندسون من جامعة جنوب الدنمارك تقنية بارعة، تمكّن طائرة من دون طيار من الطيران عملياً إلى…
ذكر تقرير إخباري أن 125 إعصاراً على الأقل ضربت 22 ولاية أميركية منذ الاثنين الماضي، بينما استمر…