7 حلول معمارية لتبريد «بيئي» للمباني الجديدة

طرق للتعامل مع الحرّ الشديد تستبعد المكيّفات الهوائية

مبنى بسطح اخضر لمقر شركة "فيتيل" في فيتنام
مبنى بسطح اخضر لمقر شركة "فيتيل" في فيتنام
TT

7 حلول معمارية لتبريد «بيئي» للمباني الجديدة

مبنى بسطح اخضر لمقر شركة "فيتيل" في فيتنام
مبنى بسطح اخضر لمقر شركة "فيتيل" في فيتنام

تزداد موجات الحرّ سخونةً وطولاً وتكراراً، ولم يعد التكييف الهوائي كافياً للحصول على الراحة، وقد بات علينا إعادة تصميم المباني بطريقة تساعد في الحفاظ على برودتها، وعلى تجنّب استخدام ملايين المكيّفات الهوائية التي تضغط على الشبكة الكهربائية حتّى انقطاع التيّار.

"سقف مظلة" لتخفيف الحر في مبنى بلوس انجليس

استراتيجيات معمارية

اليوم، تمثّل التصميمات التي أثبتت جدواها في مدن الجنوب الغربي مثل فينيكس، حلاً منطقياً في مناطق الشمال الغربي مثل بورتلاند وأوريغون. نقدّم لكم 7 استراتيجيات يستخدمها المهندسون المعماريون حالياً لهذه الغاية:

1) أسقف «المظلّة». تعتبر الجدران الزجاجية في المباني المكتبية الشائعة غير فعّالة في منع الحرّ حتّى ولو كان الزجاج ثلاثي الألواح، ولكنّ سقفاً كبيراً معلّقاً فوقها قد يلعب دوراً بارزاً في تظليل النوافذ. يساعد هذا السقف، الذي يُعرف أيضاً بـ«سقف المظلّة»، في حماية المارّة الذين يسيرون في الخارج.

يقول أنتوني براور، مدير حركة المناخ العالمي والاستدامة في شركة «جنسلر» للعمارة والتصميم: «يُعدّ الحرّ في فينيكس مشكلة مسيطرة منذ زمنٍ بعيد، ولهذا السبب نرى مزيداً من الأسقف المعلّقة»، مشيراً إلى أنّ هذه الميزة التصميمية باتت تُستخدم في أنحاء أخرى من البلاد بعد أن أصبحت مضطرّة فجأة للتعامل مع الحرّ المتطرّف.

2) إضافة «مساحات شمسية». يعتزم مهندسون معماريون من شركة «ميثون» بالتعاون مع جامعة أوريغون، البدء باختبار تعديلٍ تحديثيّ جديد هذا الخريف: غرفة مقسّمة لابتكار «مساحة شمسية»، أو فناء مغلق في الجانب الجنوبي من الوحدة يؤدّي دور الواجهة الإضافية لتخفيف الحرّ عن المبنى. تضمّ الوحدة أيضاً باباً زجاجياً يمكن إغلاقه عندما تصل درجات الحرارة في الخارج إلى ذروتها، بالإضافة إلى ظلال تساعد في حجب الحرارة، وبلاط من السيراميك يساعد في التقاطها.

سيقود المهندسون دراسة لمقارنة درجات الحرارة واستهلاك الطاقة بين غرفة المشروع التجريبي وأخرى مجاورة، وإذا سارت الأمور على ما يُرام، يمكن استخدام الاستراتيجية نفسها لتحديث المباني السكنية.

"مساحة شمسية" لتخفيف الحر في مبنى بجامعة اوريغون

شكل المبنى

3) تغيير الشكل. يؤثّر الشكل الرئيسي لأي مبنى في قدرته على الحفاظ على برودته. يملك الشكل الكروي مثلاً أصغر مساحة سطح مقارنة بمساحته الداخلية، أي أنّه يتطلّب طاقة أقلّ لتخفيف الحرّ الخارجي. (يحلّ الشكل المثمّن في المرتبة الثانية لناحية الفاعلية في التبريد، يليه المربّع، ثمّ المستطيل). عندما صمّمت شركة «جنسلر» مختبر الدفع النفاث التّابع لـ«ناسا»، كان المخطّط الرئيسي للمبنى على شكل مستطيل بثلاث طبقات.

يقول براور إنّ «الشركة أعادت النظر بالمخطّط»، لافتاً إلى أنّهم وضعوا تصميماً آخر لمبنى مربّع يتألّف من 4 طبقات لأنّه كان «أكثر فاعلية بكثير». وأضاف المهندس أنّ الطابق الداخلي الإضافي يعزّز فاعلية المبنى لأنّه مساحة معزولة أكثر عن الخارج.

4) أسطح خضراء. تقدّم مدنٌ كثيرة حوافز لاعتماد طبقات الطلاء الأبيض على الأسطح للمساعدة على الحفاظ على برودة المباني، وذلك بعكس الحرارة إلى الخارج؛ وفي كاليفورنيا، يُفرض على المباني الجديدة في بعض المناطق استخدام أسطح «باردة» مثل هذه. المفاجئ في هذا الأمر، بحسب براور، هو أنّ «هذه الأسطح جيّدة للمبنى ولكنّها مضرّة للمناخ المجهري».

عندما تنعكس الحرارة بعيداً عن السطح، تجعل المحيط أكثر حرّاً، إلّا أنّ هذا الأمر قد يتغيّر مع طبقات «الأبيض الأكثر بياضاً» الحديثة التي تعكس الحرّ على مسافات أبعد عبر الغلاف الجوّي إلى الفضاء العميق. ولأنّ هذا النوع من الطلاء ليس متوفراً على المستوى التجاري بعد، ينصح براور باعتماد الأسطح الخضراء المليئة بالنباتات للحفاظ على الحرارة الداخلية.

5) تغيير المناخ المستقبلي. قبل بضع سنوات، عندما قرّر مسؤولو جامعة كاليفورنيا، سان دييغو، تحويل مرآب لركن السيارات إلى حرمٍ جديد مع وحدات للسكن الطلابي وصفوف دراسية، استخدم مهندسون من شركة «إتش كي إس» برنامجاً لتعزيز فهمهم لأرجحية تغيّر المناخ المحلّي في المستقبل، وصنعوا نماذج تستعرض تصاميم عدّة أبنية وأدائها.

تبنّى الخيار الأخير زعانف أفقية وعمودية على واجهة المبنى لإضافة الظلّ. ويستفيد المبنى أيضاً من انخفاض الحرارة في المنطقة ليلاً، عبر النوافذ وفتحات التهوية المتحرّكة، وأنظمة التهوية المتعاكسة التي تجذب الهواء

المنعش إلى المكان.

6) تحويل موقع نواة المبنى. في المباني المكتبية الكبيرة، غالباً ما تكون المصاعد، والسلالم، والأنظمة الميكانيكية في الوسط، أي في النواة. ولكن إذا انتقلت هذه النواة إلى الجهة الجنوبية من المبنى، يمكنها أن تساعد في عزل مساحة المكاتب عن الحرارة وتقليل الحاجة إلى التكييف، حسب ما شرح براور. تساعد هذه النقلة أيضاً في تكبير المساحة المفتوحة في الداخل.

7) التفكير الأفقي. تمتصّ الواجهات الزجاجية التي نراها عادةً في المباني الشاهقة، الحرارة، إلّا أنّ تصميم الجدران بشكلٍ أفقي وتزويدها بمجموعة من الشرفات من شأنهما تظلّيل الطوابق تحتها. تستخدم شركة «جنسلر» هذه المقاربة في المباني السكنية، وحتّى المكتبية العالية التي نادراً ما نرى فيها شرفات.

ترتبط الاستراتيجيات المنطقية في تصميم مبنى معيّن بموقعه وغيره من المواصفات. ولكنّ من الممكن جداً تقليل التكييف الهوائي الذي تحتاجه المباني من خلال التصميم الغيابي، أي التبريد الطبيعي. ويشدّد براور على أنّ الحلّ للتعامل مع الحرّ الشديد يبدأ مع خيارات تصميمية قليلة التقنية وليس باعتماد معدّات مطوّرة تقنياً.

* «فاست كومباني»

- خدمات «تريبيون ميديا»


مقالات ذات صلة

«كانفا» تُعزز مكانتها في عالم التصميم بالاستحواذ على «أفينيتي» لمنافسة «أدوبي»

تكنولوجيا «كانفا» تعزز مكانتها في عالم التصميم بالاستحواذ على «أفينيتي» مفتتحةً فصلاً جديداً من الإبداع والابتكار (كانفا)

«كانفا» تُعزز مكانتها في عالم التصميم بالاستحواذ على «أفينيتي» لمنافسة «أدوبي»

قامت «كانفا Canva»، الشركة الرائدة في توفير أدوات التصميم الغرافيكي عبر الإنترنت، بالإعلان عن ضمها «أفينيتي Affinity»، وهي منصة برمجيات إبداعية معروفة.

عبد العزيز الرشيد (الرياض)
يوميات الشرق التصاميم البسيطة برؤية مستقبلية (السفارة الإيطالية)

«يوم التصميم الإيطالي»... وجهات نظر مختلفة في عالم الإبداع

كان اللبنانيون على موعد مع الإبداع في النسخة الجديدة من «يوم التصميم الإيطالي» لعام 2024، الذي اختارت السفارة الإيطالية إقامته بين قلب بيروت وقصر سرسق.

فيفيان حداد (بيروت)
عالم الاعمال فنادق «روكو فورتيه» تعلن عن افتتاح جناح السير بول سميث في فندق «براونز» بمايفير

فنادق «روكو فورتيه» تعلن عن افتتاح جناح السير بول سميث في فندق «براونز» بمايفير

كشف فندق «براونز» عن إطلاق جناح السير بول سميث، الذي صممه بول سميث شخصياً بالتعاون مع أولغا بوليتزي، مديرة التصميم في فنادق «روكو فورتيه».

يوميات الشرق أحد الأعمال التركيبية المعروضة القائمة على لعبة الضوء (أسبوع دبي للتصميم)

«أسبوع دبي للتصميم»... معروضاته تتناغم مع عناصر الطبيعة وحركتها

بمشاركة أكثر من 500 مصمّم ومهندس معماري، يفتتح أسبوع دبي للتصميم، اليوم، حيث يعرض أعمالاً تركيبية مفاهيمية، ومشاريع تصميمية نفذت خصيصاً للمناسبة.

سوسن الأبطح (بيروت)
لمسات الموضة عرائس عبد محفوظ 2024 مطرّزات بالبساطة والزهور (صور المصمّم)

عبد محفوظ... موسم العودة إلى بيروت

يعود مصمم الأزياء اللبناني عبد محفوظ إلى بيروت بعد غياب 3 سنوات، ويطلق منها مجموعة «زهور العروس»... يتحدث لـ«الشرق الأوسط» عن شوقه لوطنه وعودة عنوانها «النهضة».

كريستين حبيب (بيروت)

الجرعات المعززة تدرب خلايا مناعية جديدة ضد الفيروسات المتحورة

الخلايا البائية المناعية
الخلايا البائية المناعية
TT

الجرعات المعززة تدرب خلايا مناعية جديدة ضد الفيروسات المتحورة

الخلايا البائية المناعية
الخلايا البائية المناعية

تشير الأبحاث الحديثة إلى تطور مهم في فهم استجابة (ردة فعل) الجهاز المناعي للعدوى المتكررة، خصوصاً في مواجهة الفيروسات المتحورة مثل الإنفلونزا و«كوفيد - 19».

مراكز ذاكرة جينومية

وتُظهر الأبحاث أن «المراكز الجرثومية للتذكير» - وهي الهياكل التي تتشكل في العقد اللمفاوية والطحال حيث تتعلم الخلايا البائية التعرف على مسببات الأمراض وإنتاج الأجسام المضادة - لا تقوم فقط بتنشيط الخلايا البائية القديمة المدربة على الفيروس الأصلي، ولكنها أيضاً تشغل خلايا بائية جديدة وغير مدربة لتوليد أجسام مضادة مخصصة للتعامل مع المتغيرات الجديدة للفيروس. والخلايا البائية B cell نوع من الخلايا اللمفاوية، وهي من خلايا الدم البيضاء.

وتتطور بعض الأمراض المعدية مثل «كوفيد» أو الإنفلونزا باستمرار وتتغير أشكالها بالقدر الكافي للتغلب على أنظمتنا المناعية وإعادة إصابتنا مراراً وتكراراً. إلا أن حالات إعادة العدوى اللاحقة لا تؤدي غالباً إلى النتائج السيئة الأكثر شدة بسبب وجود تلك «الذاكرة».

ومثلاً وعند التعرض لأول مرة لمسببات الأمراض، تنتج أنظمتنا المناعية خلايا بائية مدربة بشكل خاص، والتي تتعلم التعرف على الفيروس والقضاء عليه في وقت لاحق في المراكز الجرثومية. وتظل هذه الخلايا البائية جاهزة ومستعدة لإنتاج أجسام مضادة قوية.

خط دفاع ثانٍ

وفي السابق اعتقد العلماء أن الجسم يتخلص في النهاية من هذه الأنواع من العدوى بشكل أساسي بتسريع عمل الخلايا المناعية القديمة عن طريق تحسين تلك المدربة منها سابقاً في المراكز الجرثومية. ولكن الأبحاث الحديثة تشير إلى أن «المراكز الجرثومية للتذكير» recall germinal centres تلك التي تتشكل عند إعادة التعرض تعمل في الواقع على توليد خط دفاع ثانٍ مختلف من خلال الاعتماد بشكل كبير على الخلايا البائية غير المدربة. وتركز هذه المراكز المعاد تنشيطها على تطوير أجسام مضادة جديدة تماماً بينما تنطلق الخلايا البائية ذات الخبرة مباشرة إلى العمل.

وفي هذا السياق تبين الدراسة المنشورة في مجلة Immunity في 9 يوليو (تموز) 2024 بقيادة الباحثين أرين ش يبرز وغابرييل فيكتورا من مختبر ديناميكيات الخلايا اللمفاوية بجامعة روكفلر الأميركية في نيويورك، أن الأجسام المضادة القديمة تمنع الخلايا البائية القديمة من دخول المراكز الجرثومية عند التعرض المتكرر للمستضدات، مما يسمح للخلايا البائية غير المدربة بتطوير أجسام مضادة جديدة وأكثر فعالية ضد السلالات المتحورة للفيروس. وهذه الآلية تضمن أن الجهاز المناعي لا يهدر طاقته في الاستجابة لسلالات قديمة، بل يركز على محاربة المستضدات الأحدث والأكثر تهديداً.

تحسين اللقاحات

وتبرز أهمية هذه الاكتشافات في تحسين استراتيجيات اللقاحات. فبالنسبة للفيروسات المتطورة مثل الإنفلونزا أو «كوفيد - 19» قد تكون الجرعات المعززة التي تحتوي على مستضدات متغيرة أكثر فعالية من المعززات التقليدية لأنها تساعد الجهاز المناعي على استهداف أحدث المتغيرات بدلاً من مجرد تعزيز الأجسام المضادة بشكل عام.

وعلى صعيد آخر، فإن تطوير ذاكرة الخلايا البائية يشكل تحدياً علمياً معقداً لا يزال العلماء يستكشفونه لفهم الآليات التي تحكم تكوين هذه الخلايا وأدوارها الوقائية ضد العدوى المتكررة كما يقول كنتشان مو وزملاؤه في بحثهم المنشور في مجلة Cell Death Discovery في 7 مارس (آذار) 2024.

والمناعة الطويلة الأمد التي تمنح الجسم القدرة على مقاومة الأمراض الغازية بعد الإصابة بها لمرة واحدة، ترتبط ارتباطاً وثيقاً بذاكرة الخلايا البائية. أما المكونان الرئيسيان لهذه الذاكرة فهما خلايا الذاكرة البائية والخلايا البلازمية طويلة العمر (PCs) long - lived plasma cells

وتحفظ خلايا الذاكرة البائية «الذاكرة المناعية» للفيروسات أو البكتيريا، مما يسمح للجسم بالاستجابة بشكل أسرع وأكثر فعالية عند إعادة التعرض للعدوى. من جهة أخرى تقوم الخلايا البلازمية طويلة العمر بإنتاج الأجسام المضادة باستمرار لفترات طويلة مما يوفر حماية مستمرة ضد العدوى

وتشكل العمليات الكيميائية والخلوية التي تتحكم في اختيار الخلايا البائية لتصبح خلايا ذاكرة أو خلايا بلازمية طويلة العمر مجالاً نشطاً للبحث العلمي. وحتى الآن تعتمد معظم اللقاحات على تحفيز ذاكرة الخلايا البائية كجزء من استجابة الجهاز المناعي ومع ذلك ورغم التطور الكبير في تصميم اللقاحات لم نتمكن حتى الآن من تطوير لقاحات قادرة على تحفيز هذه الخلايا بكفاءة ضد بعض الأمراض الفتاكة مثل الملاريا والإيدز.

وأخيراً يتمحور البحث المستمر حول الفهم العميق للمسارات الجزيئية والخلوية التي تتحكم في تكوين وتنشيط خلايا الذاكرة البائية. ويعتبر هذا الفهم ضرورياً لتطوير لقاحات أكثر فعالية قادرة على توفير حماية مناعية طويلة الأمد ضد مجموعة واسعة من الأمراض، بما في ذلك الأمراض التي لم نتمكن بعد من السيطرة عليها بشكل كامل.