عندما يصبح المناخ قاسياً ، كيف تتعامل مع الواجهات؟

عند الحديث عن كفاءة الطاقة في المباني ، لا مفر من ذكر العزل الحراري. نادرًا ما نراه في مبنى مكتمل ، وحتى في الرسومات الفنية ، تظهر الطبقة العازلة على شكل فتحة رقيقة. لكن هذا عنصر ذو أهمية حيوية ، حيث يعمل كحاجز أمام تدفق الحرارة ، مما يعيق تبادل الطاقة بين الداخل والخارج ، ويقلل من كمية الحرارة التي تتسرب في الشتاء والطاقة الحرارية التي تدخل في الصيف. في مبنى به عزل حراري جيد ، هناك حاجة أقل للوسائل الميكانيكية ونفايات الطاقة للحفاظ على المنزل في درجة حرارة مناسبة ، وكذلك تقليل انبعاثات الكربون. حاليًا ، هناك العديد من البلدان التي تتطلب حدًا أدنى من العزل الحراري للمباني ، مع معايير صارمة بشكل متزايد. ولكن كيف يجب التعامل مع هذه القضية في المستقبل القريب ، مع التوقعات المقلقة لأزمة المناخ؟

بحسب ال وكالة حماية البيئة (وكالة حماية البيئة الأمريكية) ، يرتبط ارتفاع متوسط ​​درجات الحرارة العالمية بتغيرات واسعة النطاق في أنماط الطقس. تشير الدراسات العلمية إلى أن الظواهر الجوية المتطرفة مثل موجات الحرارة والعواصف الكبرى من المرجح أن تصبح أكثر تواترا أو أكثر حدة مع تغير المناخ الذي يسببه الإنسان. لكن ما علاقة هذا بالعمارة؟ تمثل صناعة البناء ما يقرب من 40 ٪ من انبعاثات CO2. وجزء كبير من هذا ، 28٪ على وجه الدقة ، في تشغيل المباني ، والتي تستخدم أيضًا 36٪ من إجمالي الطلب على الطاقة على هذا الكوكب ، وفقًا لبيانات 2020 من تقرير الحالة العالمية للمباني والتشييد. هذا هو المكان الذي يصبح فيه العزل الحراري مهمًا.

تحدث خسائر أو مكاسب الحرارة عن طريق الحمل الحراري والتوصيل والإشعاع. ستحدث حتمًا ، ولكن من واجب المصمم إدارة مدى سرعة فقد الحرارة أو اكتسابها – يمكن التحكم في ذلك من خلال استخدام مواد وتقنيات البناء المناسبة لإنشاء وصيانة مظروف مبنى محكم الإغلاق يشتمل على مستويات عالية من العزل. بشكل عام ، يتم نقل 40٪ من الحرارة في المبنى من خلال السقف ، وما يصل إلى 25٪ من خلال الجدران وما يصل إلى 15٪ عبر الأرضية.

تعمل قدر الإمكان مع استراتيجيات سلبية للراحةاعتمادًا على مكان المشروع ، سيكون دائمًا أفضل نقطة انطلاق لمبنى أكثر صداقة للبيئة. تعتمد المباني في المناخات الحارة بشكل عام على التهوية الطبيعية والمواد ذات القصور الذاتي الحراري العالي (مثل الطوب أو الحجارة) ، والتي تحتفظ بالحرارة من الخارج لفترة أطول ، مما يحافظ على برودة الداخل. في المناخات الباردة ، تضمن المواد ذات القصور الذاتي الحراري المنخفض (مثل الخشب) تسخين المساحات بسرعة أكبر عند الضرورة. في كلتا الحالتين ، يعد العزل أمرًا بالغ الأهمية لإدارة تدفقات الحرارة وحماية الركاب من الطقس الخارجي ، سواء كان باردًا أو ساخنًا.

لقياس القيم المطلوبة لكل موقف ، هناك بعض المفاهيم التي يجب تعلمها. تشير قيمة R إلى كفاءة المادة العازلة ، والتي تتراوح بين 1 و 60. وكلما زادت مقاومة انتقال الحرارة بين المواد ، زادت قيمة R. ال قيمة U، بدوره ، هو معامل انتقال الحرارة العالمي ويمكن إيجاده بأخذ معكوس قيمة R. إنها خاصية تصف مدى جودة توصيل عناصر البناء للحرارة لكل وحدة مساحة عبر تدرج درجة الحرارة.

منتجات العزل الرئيسية حاليا فى السوق هي الصوف الزجاجي والصوف الصخري ورغوة السليلوز والبولي يوريثان. كل خيار من هذه الخيارات له صفات وسمات مختلفة يمكن أن تحدد اختيارك للمواد لموقع معين. ولكن هناك أيضًا مواد أخرى ، مثل البوليسترين الموسع ، والهوائي ، الفلينو قشو فطيرة و عيدان. من الخصائص المشتركة لما سبق ذكره أنها خفيفة وقادرة على حبس كمية كبيرة من الهواء.

تشير التقديرات إلى أن العزل الحراري الكافي يقلل من تكاليف التدفئة والتبريد بنسبة تصل إلى 30٪ ، وأن تكلفة الاستثمار في المواد العازلة يتم تعويضها في فترة تصل إلى 5 سنوات ، من خلال فواتير مخفضة وحتى في القدرات المنخفضة لأنظمة التدفئة والتبريد. إذا أخذنا في الاعتبار مخزون المباني القائمة والمباني الجديدة التي سيتم بناؤها ، فيمكننا قياس توفير الطاقة لبلد ما أو للعالم. أ تقرير EURIMA، على سبيل المثال ، خلص إلى أنه يمكن تجنب 310 مليون طن من الانبعاثات المرتبطة بالتدفئة في أوروبا كل عام من خلال تطبيق أحدث تدابير العزل الحراري على المباني الجديدة والقائمة – حوالي 50 ٪ من إجمالي الانبعاثات المتعلقة بالتدفئة والآبار أكثر من 10٪ من إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. تذهب الآثار البيئية لتوفير الطاقة للعزل مباشرة إلى قلب تغير المناخ العالمي ، وذلك ببساطة لأن استهلاك أقل للطاقة يعني انبعاثات أقل لغازات الاحتباس الحراري.

في الواقع ، سيلعب تغير المناخ دورًا متزايد الأهمية في تصميم البيئة المبنية. هل من المهم بالفعل التفكير في الملاجئ بشكل لا رجوع فيه سيناريو ما بعد تغير المناخ؟ هناك جانب آخر له وزن أكبر في هذا الموضوع ، وهو أن التعامل مع التبريد أصعب بالفطرة من التعامل مع التدفئة. في حين أن أي شكل من أشكال الطاقة يمكن أن يتحول إلى حرارة ، وتولد أجسامنا وآلاتنا الحرارة بشكل طبيعي ، حتى في حالة عدم وجود أنظمة تدفئة نشطة ، فإن التبريد لا يستفيد بالتساوي من التوليد التلقائي ، الذي يصبح أكثر تكلفة وتعقيدًا في التنفيذ. يؤدي الاحتباس الحراري وتأثيراته الملموسة للغاية إلى تفاقم هذا الواقع ، مما يؤدي إلى زيادة الطلب المتسارع بالفعل على أنظمة التبريد الاصطناعية.

هل التبريد الداخلي هو التحدي الأكبر في المستقبل حيث لم تكن البشرية قادرة على تغيير أنماط استهلاكها ونهمها الشره للموارد غير المتجددة؟ هل سيتعين علينا بناء أغلفة أكثر سمكًا للتعامل مع ارتفاع درجة حرارة الأرض؟ ماذا سيكون الحد لذلك؟ كتاب سان جوبان “البيئة الداخلية والرفاهية“يلخص هذا السيناريو جيدًا:” سيتطلب كل من تغير المناخ والنهج المتغير لاستهلاك الطاقة أن تكون المباني قادرة على التطور بمرور الوقت. وستصبح تكاليف الطاقة المتزايدة ومسائل القدرة على تحمل تكاليفها بالنسبة لغالبية سكان العالم قضايا ملحة بشكل متزايد. أ سيكون العامل الرئيسي في هذا التطور أيضًا هو زيادة التفكير النقدي حول مستويات الراحة الحرارية التي تعتبر مقبولة ، على سبيل المثال ، هل يجب علينا فقط ارتداء سترة بدلاً من رفع درجة حرارة النظام؟ يُعرف باسم “التدقيق المستقبلي” وسيصبح موضوعًا مهيمنًا بشكل متزايد في طليعة مناقشات تصميم المباني. “