ما المواد التي تبقي المباني باردة ؟

ما المواد التي تبقي المباني باردة ، تكييف الهواء ليس مكلفًا فقط ؛ إنه أمر فظيع أيضًا بالنسبة للبيئة. يمثل 10 ٪ من استهلاك الطاقة العالمي اليومي ، وكان تبريد المكان في عام 2016 وحده مسؤولا عن 1045 طن متري من انبعاثات CO2. من المتوقع أن يرتفع هذا الرقم فقط حيث تقدر وكالة الطاقة الدولية أن التبريد سيصل إلى 37 ٪ من إجمالي الطلب العالمي على الطاقة بحلول عام 2050.

وحدات تكييف الهواء ضارة بشكل خاص لأنها تعتمد على المبردات التي تسمى الهيدروفلوروكربون (HFC). في حين أن مركبات الكربون الهيدروفلورية لا تمثل سوى 1 ٪ من جميع انبعاثات غازات الدفيئة ، فإنها أيضًا أقوى بآلاف المرات من ثاني أكسيد الكربون.

المواد التي تبقي المباني باردة

يمكن أن يساعد التصميم بالمواد التي يتم تبريدها بشكل طبيعي في تخفيف هذه الآثار البيئية عن طريق تقليل الحاجة إلى تكييف الهواء. أدناه ، قام المختصين  بتجميع بعض الحلول المادية والهيكلية للتبريد السلبي التي قد تساعد المصممين على تنظيم درجات حرارة المبنى بكفاءة في استخدام الطاقة.

الكتلة الحرارية والعزل

تحتوي المواد الكثيفة مثل الحجر والخرسانة والأرض على عدد من الخصائص التي تتيح لها العمل كعزل جيد عن الحرارة. وتشمل هذه بالتناوب التوصيل الحراري الجيد (القدرة على إعادة التبريد السلبي) ، التأخر الحراري (انتقال الحرارة البطيء) ، الانعكاسية المنخفضة (إعادة توزيع الحرارة المنخفضة) ، والقدرة الحرارية العالية المقدار (القدرة المرتفعة لتخزين الحرارة). عندما يتم استخدام هذه المواد بكميات كبيرة ، تصبح صفاتها المعزولة قوية بشكل خاص ، كما تجسدها “منازل الكهوف” الفريدة مثل “بيت الكهف” المعماري الصيفي في كابسيماليس في سانتوريني. تعتمد مشاريع أخرى ، مثل A-cero’s Concrete House ، على جدران خرسانية سميكة لتحقيق تأثيرات مماثلة.

قد لا تستخدم المزيد من المنازل التقليدية مثل هذه المواد الضخمة ولكنها تعتمد على العزل الحراري الفعال بدلاً من ذلك. عادة ، يتم قياس المقاومة الحرارية للعزل بما يسمى “عامل R” أو “R- القيمة”. وكلما ارتفعت هذه القيمة ، زادت مقاومة المواد حرارياً ، وأكثر فعالية للعزل . تعتبر المواد مثل البوليسترين ، ورغوة البولي يوريثان ، والرغوة الفينولية أمثلة على العوازل الحرارية ذات القيم R العالية.

المواد الطبيعية تبقي المباني باردة

إلى جانب جدران المبنى الخرسانية السميكة ، يستخدم العديد من التصميمات ذات الوعي بالحرارة المماثلة عناصر طبيعية مثل الأسطح الخضراء أو جدران اللبلاب ( نبات  ظل متسلق )  الأسطح الخضراء ليست فقط من الناحية الجمالية ، ولكنها توفر أيضًا الظل ، وتزيل الحرارة من الهواء ، وتقلل من درجة حرارة الأسطح. ومن الأمثلة البارزة ، أكاديمية كاليفورنيا للعلوم في رينزو بيانو ، ومدرسة سي بي جي نانيانغ للفنون ، وإينريك رويز-جيلي فيلا بيو.

إضافة إلى ذلك من استخدام المواد الطبيعية في التبريد ،  دمج المياه في مبنى يمكن أن يبرد بالمثل في المنزل او مكان العمل من خلال التبخر وتدفق الهواء ، حسب المناخ. تم التعرف على هذه المنهجية في وقت مبكر من الرومان ، الذين صمموا منازلهم في كثير من الأحيان وفيه  بركة في الفناء المركزي  للمنزل .

تصميم النوافذ والتنسيب

قد تبدو الأسطح الخضراء والميزات المائية مفرطة بالنسبة إلى متوسط ​​مالك المنزل أو المصمم ، ولكن يمكن أن يكون التبريد السلبي بنفس سهولة اختيار الزجاج المناسب لنوافذ المبنى. كلما انخفض معامل اكتساب الحرارة الشمسية (SHGC) للزجاج ، قل الحرارة التي ينقلها وبرودة المبنى. يمكن زيادة هذه الفوائد مع الستائر الخارجية ، والتي تمنع أشعة الشمس من ضرب النوافذ على الإطلاق ، وبالتالي تقلل من كمية الحرارة أو الوهج التي تصل إلى الداخل. حتى وضع هذه النوافذ يمكن أن يكون له تأثيرات تبريد سلبية من خلال التهوية المتقاطعة ، أو محاذاة النوافذ لتسهيل دوران الهواء. ومن الأمثلة البارزة على التهوية المتقاطعة منازل مسدسات لويزيانا ، والتي تقلل من الجدران الداخلية التي قد تعوق المسودات الأفقية.

التسقيف

أخيرًا ، يمكن للأسطح العاكسة ذات الألوان الفاتحة ، والتي تعد بديلاً آخر عن الأسطح الخضراء ، أن تبرد المساحات الداخلية بفعالية عن طريق إعادة توجيه أشعة الشمس وتقليل امتصاص الحرارة. ومن الأمثلة على ذلك أسطح ذات أغطية وألواح عاكسة أو ألواح خشبية أو طلاء عاكس. في حين أن الأسطح المعتادة أو المظلمة يمكن أن تصل إلى 150 درجة فهرنهايت في حرارة شديدة ، فإن “الأسطح الباردة” قد تصل إلى 50 فقط في نفس الظروف.

قد تسمح الأسقف العالية والقباب أيضًا بارتفاع الحرارة الحالية والهروب من المناطق المستخدمة. وبالمثل ، يمكن للشرفات والمظلات المغطاة حماية التصميمات الداخلية من أشعة الشمس والوهج. إجمالاً ، تسير اعتبارات المواد والتصميم الهيكلي جنبًا إلى جنب لإنشاء بدائل فعالة لتكييف الهواء والتبريد الميكانيكي ، مما يقلل من استخدام مركبات الكربون الهيدروفلورية وانبعاثات غازات الدفيئة الضارة.

هذه كانت أهم العوامل و المواد التي تبقي المباني باردة نأمل لكم الإفادة.

إقرأ أيضاً: عناصر التصميم الداخلي للمباني والمبادئ الأساسية له