كتابة – مهندسة معمارية /عزة رضا أبو السعود & مراجعة ونشر -مهندسة معمارية / إيمان مجدي أحمد (ماجستير العمارة و التخطيط العمراني جامعة قناة السويس )
مقدمة:
استدامة المباني في عصرنا الحالي أصبح غاية ملحة ومطلب عالمي لحاجتنا للعودة إلى الطبيعة وخفض نسب التلوث التي تحيط بنا والتي تشكل خطرًا كبير على الطبيعة من حولنا، ومن أهم سبل تحقيق الاستدامة في المباني هي استخدام مواد بناء خضراء (مستدامة) لما لها من تأثير كبير في خفض معدلات التلوث التي تنتج عن المباني التقليدية
ولكن كيف يمكن اختبار مواد البناء المناسبة؟
وما هي المعايير التي يمكن من خلالها إطلاق لقب مواد مستدامة على المواد؟
وما هي الأمثلةعلى مواد البناء المستدامة وما هي مميزاتها وعيوبها؟
كل هذه الأسئلة وأكثر هو مدار مقالنا اليوم الذي سنتمكن من خلاله معرفة المواد المستدامة بشكل مبسط
* ما هو تعريف مواد البناء أو منتجات العمارة الخضراء؟
تحتوي مواد بناء العمارة الخضراء على موارد متجددة أكثر من الموارد الغير متجددة. والمواد الخضراء (الصديقة للبيئة) تحافظ على البيئة لأن تأثيرها يكون محدوداً على مدى حياة المبنى
* مميزات استخدام مواد البناء الخضراء:
– خفض تكاليف الصيانة والإحلال على مدى حياة المبنى.
– ترشيد الطاقة.
– تحسين صحة وإنتاجية القاطنين.
– خفض التكاليف المرتبطة بتغيير أشكال الفراغات.
– مرونة غير محدودة في التصميم
– كما أنه يمكن أن يقلل من التأثيرات البيئية المرتبطة باستخراج، نقل، تحويل، تصنيع، إقامة، إعادة تدوير والتخلص من موارد الخامات المستخدمة في صناعة البناء
* معايير لاختيار مواد البناء المستدامة:
-أولًا كفاءة المصدر: مواد البناء التقليدية تحتوي على العديد من المركبات الكيمائية والعناصر المعقدة ولكن المادة المثالية هي تلك القادمة من مصدر محلي وتتم معالجتها محليا وتكون خالية من الانبعاثات والعناصر السامة بصورة تسمح بإعادة استخدامها أو القابلة للتحلل
فإذا كان استعمال مواد مستدامة مثل الخيزران في البناء تمثل ميزة كبيرة للمبنى فإنها لو تم شحنها من آسيا فإنها لن تحقق نتيجة جيدة في قياس الطاقة الكامنة نظرا لعملية الشحن وإن سقف معدني عالي الجودة يدوم لمدة 40 سنة قد يكون خياراً أفضل من استعمال سقف مصنوع من خشب الأرز يعمر لمدة 10 سنوات وبالرغم من أنه يزرع محلياً في البلدان المعنية ومن مصادر متجددة ولكن الموضوع يشمل عديد من المتغيرات التي من خلالها يمكن إطلاق مواد مستدامة على مواد معينة
ولهذا يجب الاخذ في الاعتبار هذه المعايير:
1- من الضروري اختيار المواد التي تنتج القليل من الانبعاثات الضارة.
2- استخدام المنتجات مع مكونات معاد تدويرها من منتج آخر والحرص على إعادة تدوير مخلفات البناء شريطة أن تكون تلك المواد قابلة للتدوير وتعتبر مادة البناء صديقة للبيئة أيضاً إذا كانت من مصادر متجددة مثل المخلفات الزراعية ، والطوب المصنوع من الطمي ، وأخشاب الغابات الحاصلة على شهادات بالإدارة المستدامة.
3- من الأفضل استعمال مواد مستصلحة من عمليات الهدم.
4- يجب مراعاة مقدار الطاقة المطلوبة في مرحلة تصنيع وشحن مواد البناء بحيث تكون الأولوية بهذا الخصوص للمواد القادمة من مصادر محلية.
5- لا بد من إجراء تقييمات لدورة حياة المنتجات. فهذا النوع من التقييم يقيس الآثار البيئية المتعددة الناجمة من عملية الاستخلاص.
6- عبوات المنتج مصنعة من مواد معاد تدويرها أو قابلة لإعادة التدوير.
7- يتم صيانتها بطريقة صحية وبمواد آمنة ولا ينبعث منها أي مواد ضارة.
– ثانيًا التفكير في الخيارات: إن مواد البناء لها تأثير كبير في جعل المبنى مستدام وموفر للطاقة وقليل الانبعاثات ولكن علينا المفاضلة طبقا للجودة والمتانة وطول عمر المادة المستخدمة وإعادة تدويرها فمثلًا الخشب مادة متجددة ويتوافر محليا في كثير من الأحيان ويمكن حصاده بصورة مستدامة. أما الصلب فيحتاج لطاقة أكبر لتصنيعه لأنه موصل جيد للحرارة، فاستعماله في الجدران الخارجية يزيد من الحاجة لاستعمال مزيد من العزل. لكن من ناحية أخرى فالصلب عنصر متين للغاية ولا يتقلص ولا تتغير مستوى رطوبته كما أنه قادر على التحمل بصورة كبيرة وهو قابل لإعادة التدوير والكثير من الفولاذ المطروح في السوق حالياً يحتوي مكونات معاد تدويرها. تصبح تكاليف الأنظمة الهيكلية من الفولاذ تنافسية أكثر مع الخشب
ومن المهم تنفيذ برامج تعليمية حول منتجات التنظيف الخضراء بالنسبة لموظفي صيانة المبنى والقاطنين به لتحقيق الاستدامة طويلة الأمد لبيئة داخلية صحية. وتكمن كمية كبيرة من الانبعاث في الرغوة والبلاستيك والأقمشة والمواد الاصطناعية في السجاد
ولكن هناك عددًا من المنتجات تتميز بمستويات منخفضة من المركبات العضوية مثل مفروشات الأرضيات المصنوعة من الفلين والمشمعات وهي تتميز بمكونات عالية من زيت الكتان المتجدد وبعث مستويات منخفضة من المركبات الطيارة
ويمكن استعمال الخرسانة المسلحة المجردة من العناصر الإضافية في إقامة الجدران والسقوف والأرضيات في المباني المستدامة حيث يتم استعمال الخرسانة في الهيكل كما أنها تتميز بكتلة حرارية كبيرة، وتمتص الحرارة وتحتفظ بها طوال اليوم وتملك قدرة للتبريد في الليل
– ثالثًا ضمان الجودة: اختيار المواد ولا سيما تلك التي تملك سطوح مكشوفة داخل المبنى هي مهمة جدا فبعض مكونات المواد التي تعتبر مكون أساسي في البيئة الداخلية تشمل مواد سامة ومركبات عضوية متطايرة والمعادن الثقيلة (الزئبق والرصاص والكادميوم) في حين أن هذه المواد تشكل خطرًا على البشر والحيوانات، فهي خطيرة على نحو خاص عندما تحصر في بيئات داخلية على شكل غازات أو جسيمات. وعلى الرغم من أن الصناعات تهتم بالتصاميم النهائية للديكور الداخلي والمفروشات من خلال تقديم بدائل ملائمة أكثر للبيئة بصورة مستمرة، إلا أن عدداً من هذه المركبات وجد في السجاد العادي والموكيت ومنتجات الخشب الصناعي والدهانات والصبغات
– رابعًا مقدر الأثر البيئي: تم تطوير (The environment impact studio) كأداة من قبل معهد أثينا، حيث يتيح لفرق البناء تقييم الآثار البيئية المترتبة على مجموعة متنوعة من أنواع البناء ويقدم هذا البرنامج تقييمات لأكثر من 200 من المنتجات وتحسب معدلات الأداء بحسب الآثار البيئية من الاحتباس الحراري العالمي ونوعية الهواء الداخلي ويقدم كذلك عناصر التكلفة العالمية واستنفاذ الوقود الأحفوري
* أمثلة من مواد البناء المستدامة:
1- الطوب الطفلي:
– مصنوع من الطين ويتم تصنيعه في المواقع من التربة المحلية مع الأخذ في الاعتبار أن هناك محتوى كافي من الطفلة. وتخلط التربة مع الماء مع استخدام مواد تقوية مثل القش والأسمنت أحياناً ثم يضغط المخلوط في قوالب خشبية وتترك قليلاً
– تصل مدة التجفيف أحياناً إلى عدة أسابيع ونظراً لأنه من مواد طبيعية فإنه يتميز بالاستدامة وإعادة التدوير وغير سام وتعتبر المباني المشيدة به من المباني الصحية
– تتماسك مع بعضها البعض بملاط من مخلوط الطين مماثل لمخلوط الطوب الطيني
– بمجرد الانتهاء من رص الطوب وجفاف الملاط يتم تكسية الحوائط بالأسمنت أو التكسيات ذات القاعدة الطينية، كما تترك الحوائط الخارجية أحياناً على شكلها الطبيعي أو تعزل بمادة عازلة ذات قاعدة مائية لتحسين مقاومة المبنى للتغيرات المناخية.
ويتميز برخص التكلفة، وانخفاض محتوى الطاقة في تصنيعه
سهولة الاستخدام ويتميز بالكتلة الحرارية العالية
وتمتاز المباني من الطوب الطيني بمقاومة ممتازة للنار.
وعيوبه سهولة التدمير خاصة نتيجة المطر أو الرياح إذا لم يتم حمايتها، وزيادة وزنها مما يجعل العمل بها مهمة شاقة خاصة عند استخدام طوب ذو أحجام أكبر وهي الشائعة الاستخدام.
والطوب الطيني ليس بالعازل الحراري الجيد إلا أنه يمكن إضافة مواد العزل على حوائط الطوب بالتبطين. وعلى الرغم من ذلك فإن الطوب الطيني عازل ممتاز للصوت
2- الخرسانة :
– تعتبر الخرسانة مادة ممتازة للحصول على الكتلة الحرارية في المنازل المصممة للاستفادة من الطاقة الشمسية الكامنة. ففي المناخ الحار والبارد تساعد الكتلة الحرارية على تنظيم درجة حرارة المنزل وتحتفظ به دافئاً في الشتاء وبارداً في الصيف
– قدرتها على البقاء لوقت طويل إذا صممت واستخدمت بطريقة جيدة، حيث يمكن استخدامها كمانع غير كيميائي للنمل الأبيض، ويمكن تشكيلها بأشكال معقدة وتصميمات من الممكن التحكم فيها، كما أنه يمكن إعادة تدويرها بالكامل بالإضافة إلى مقاومتها للحرائق
وعيوبها عازل ضعيف، كما أن الخرسانة التقليدية لها آثار بيئية سلبية بسبب كميات الطاقة التي تحتاجها في عمليات التصنيع
وعلى الرغم من ذلك فإن بعض المنتجات الخرسانية التي ظهرت في بعض الأسواق لها القدرة على تقليل كميات الكربون التي تنبعث من الخرسانة
وتحتوي بعض أنواع الخرسانة على الرماد المتطاير والخبث
الحوائط الخرسانية العازلة: ICF3-
هي نوع جديد من نظم البناء بدأ في أستراليا من خلال استخدام بلوكات ذات خلايا حرارية. وتتكون هذه النظم من مجموعة من بلوكات الحوائط وبلوكات الأركان التي تجمع مع بعضها البعض على أساس مصمت مثل فرشة الخرسانة أو أساسات اللبشة لصناعة حائط كامل وتصنع البلوكات من البوليستيرين الرغوي وهي مفرغة من الداخل
وتعمل الروابط البلاستيكية الموجودة داخل البلوكات على دعمها وكذلك ربط الأسياخ المعدنية في أماكنها
وتتميز بقصر المدة اللازمة للبناء، وإتمام كافة أعمال البناء في وقت واحد. وهي تحقق مستويات عالية من العزل الحراري والصوتي، بالإضافة إلى وجود كتلة حرارية داخلها. والحوائط الخرسانية العازلة منتجات غير قابلة للاحتراق
عيوبها في نهاية عمرها عند هدمها حيث يكون المكون الرغوي ملوثاً بالدهانات والخرسانة وبالتالي لا يمكن إعادة تدويرها
وتتشابه أسعار الحوائط الخرسانية العازلة مع نظم البناء العادية بل ومن الممكن أن تكون أرخص في بعض الحالات. وفى حالة عمل تجديدات أو عند الرغبة في تركيب أبواب أو نوافذ جديدة في الحوائط فإن ذلك يتطلب معدات خاصة بقطع الخرسانة
4- الألواح الخشبية:
– من أكثر المواد شيوعًا حول العالم وهي قوية ومرنة وجاهزة للاستعمال، كما أنه يتم الحصول عليها من مصادر متجددة
– والخشب ذو متانة عالية بالنسبة لوزنه ويمكن استخدامه لدعم الأحمال الرأسية العالية مثل أعمدة دعم الأسقف الرئيسية
– وهناك أنواع من ألواح الخشب المرنة وأخرى صلبة. ولمعظم أنواع الواح الخشب كتلة حرارية قليلة
– وتعد الأخشاب من مواد البناء التي تساعد في الحد من انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون بل تمنع انبعاثه في الهواء الجوي
ويراعى عند استخدامه الاتي: هناك بعض أنواع الأخشاب تصلح للمباني الخارجية ولكن لا تصلح الواح خشب الصنوبر للمباني الخارجية حيث تتعرض لهجوم الحشرات والتعفن. ويتميز خشب السرو بمقاومة طبيعية ضد الحشرات أو العفن مما يجعله مناسباً للاستخدام في الأسوار والتطبيقات المشابهة. وعلى الرغم من ذلك كله فإنه يجب حماية الخشب المستخدم في البناء من البيئة الطبيعية بالدهان أو الزيوت أو الورنيشات الطبيعية
5- الخرسانة الخشبية: هي عبارة عن تركيبة من مخلفات الخشب (نشارة) من مصادر مختلفة وخرسانة، لذلك فإن وزنها أخف من الخرسانة العادية ولكنها أقوى وذات كفاءة أفضل في العزل وهي موجودة على هيئة طوب، بلوكات، بردورات، وألواح.
وتتميز بإنتاج حوائط بمعامل مقاومة حرارية يصل إلى 3,7 وهي أعلى من معظم مواد البناء.
يمكن تركيب المسامير القلاووظ أو دق المسامير فيها مباشرة دون الحاجة إلى مثبتات خاصة نظرًا لزيادة أليافها
5- الحوائط سريعة التركيب: هو نظام بناء يعتمد على حوائط حاملة للأحمال يستخدم لوحات ضخمة سابقة التصنيع لتجميع الحوائط الداخلية والخارجية في وحدات البناء.
وتصنع اللوحات من الألياف الزجاجية (فيبر جلاس) المقوى بالجبس المقاوم للماء الذي يتم صبه حسب المقاس المطلوب
يبلغ سمك اللوحات 124 مم وبها تجاويف داخلية تسمح بتركيب الوصلات الصحية والكهربائية وتملأ التجاويف بعد ذلك بمواد العزل أو الخرسانة
وتتميز بكفاءة عزل حراري عالية عند ملء الفجوات بالمواد العازلة. ويمكن لهذه الحوائط تحمل النيران لمدة ساعة عندما لا تكون مملؤة بالخرسانة أو أربع ساعات عندما تكون مملؤة به
6- الأرض المكبوسة: عبارة عن مخلوط من قطع صغيرة من الحجارة (زلط أو سن)، طفلة، رمل، أسمنت وأحياناً الجير أو إضافات مقاومة للماء. ويتم تقسيم المكونات بعناية ووفق معايير محددة ثم تخلط، ثم توضع في ماكينة لكبسها تحت ضغط مناسب لنحصل في النهاية على حوائط مشابهة للحجارة مصمتة، ثقيلة الوزن، مقاومة للماء، تتحمل الأحمال، وتعيش لفترات طويلة
وتتميز بأنها لا تستهلك إلا مقدار ضئيل من الطاقة، حيث أن معظم الطاقة المستهلكة تكون في أعمال المحاجر والنقل
إمكانية تحمل الحرائق لمدة أربع ساعات، كما أنها تعيش لفترات زمنية طويلة ومقاومة للرطوبة وغير سامة
وتتميز بقدرتها لتخزين الحرارة ثم تطلقها بعد ذلك بعدة ساعات. وعندما يكون هناك فرق كبير بين درجات الحرارة الخارجية والداخلية
وعيوبها ليست مادة عازلة جيدة لذلك يوصى بإضافة مواد عازلة مناسبة لهذه الحوائط لتحقيق أسباب الراحة خاصة في المناطق الباردة والدافئة.
8- الطوب: ظهرت في السنين الأخيرة أنواع من الطوب صديق للبيئة. وهي تصنع بإعادة تدوير الطوب التقليدي الذي يتم استرجاعه من مواقع هدم المباني ثم تنظف لإعادة الاستخدام أو قد يكون طوب مصنوع من مواد بديلة. ويتنوع في مكوناته ولكنه يحتوي على مواد من المخلفات مثل الرماد المتطاير، أو الطوب المسحوق ولا تحتاج هذه الأنواع من الطوب لأفران لتجفيفها ولكنها تكبس وتترك في الهواء لتجف. كما لا تحتاج هذه الأنواع لاستهلاك كميات كبيرة من الطاقة بخلاف أنواع الطوب الطفلي التقليدية
ختامًا:
البناء المستدام هي خطوة مهمة من أجلنا جميعًا فعلينا البدء في استخدام تقنيات البناء المستدام ومنها مواد البناء المستدامة التي يكمن أن تقلل من استخدام الطاقة وتقليل التلوث وهي تعتبر من أهم خطوات الاستدامة التي ينبغي الاهتمام بها في عصرنا الحالي
المراجع:
1- جريدة البيان ,(15 مايو 2011),7 معايير لاختيار مواد بناء المدن المستدامة,https://www.albayan.ae/.
2-جريدة مكة المكرمة,(11 فبراير 2015),5 معايير لاختيار مواد العمارة الخضراء,https://makkahnewspaper.com/.
3-العمارة الخضراء,(1/10/2012),مواد بناء العمارة الخضراء,https://www.facebook.com/.
