البناء الموفر للطاقة: ماذا يعني وكيف يساعد

على الصعيد العالمي، هناك اعتراف متزايد بأهمية خفض استخدام الطاقة في المباني. هذا بسبب الوقود الحفري مطلوبة للتشغيل الكامل للمبنى بمستوى مماثل لمستوى الشركات الأخرى.

وبالتالي، فإن استخدام ممارسات البناء الموفرة للطاقة أثناء تشييد وصيانة الهياكل سيكون أمرًا ضروريًا لتطوير المدن المستدامة في المستقبل.

ما هو المبنى الموفر للطاقة؟

يُقال إن المبنى الذي يستخدم طاقة أقل للقيام بنفس المهمة مثل المبنى الذي يستهلك الطاقة بشكل غير فعال هو موفر للطاقة. تستخدم مرافق التصنيع الموفرة للطاقة طاقة أقل لصنع الأشياء، وتستخدم المباني الموفرة للطاقة طاقة أقل للتدفئة والتبريد وتشغيل الأجهزة والإلكترونيات.

يعمل الهيكل الموفر للطاقة على زيادة الراحة والكفاءة إلى أقصى حد مع استخدام أقل قدر من الطاقة والموارد.

لا ينبغي إدراج ميزات كفاءة استخدام الطاقة في مرحلة تشغيل المبنى فحسب؛ يجب أن تغطي جميع مبادرات كفاءة الطاقة دورة حياة المبنى بأكملها، بدءًا من التخطيط قبل البناء والتشييد وحتى التشغيل والهدم.

تخدم هذه الهياكل الأشخاص والبيئة بعدة طرق من خلال الحفاظ على الوظائف الكاملة مع توفير الطاقة.

واحدة من أبسط الطرق وأكثرها اقتصادا لإبطاء السرعة الاحترار العالميوخفض فواتير الطاقة الاستهلاكية، وتعزيز القدرة التنافسية للشركات من خلال كفاءة استخدام الطاقة. عنصر أساسي آخر لإزالة الكربون - تحقيق صافي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون صفر - هو كفاءة استخدام الطاقة.

ويجب أخذها في الاعتبار عند تصميم المبنى واختيار مواد البناء وبدء البناء وتشغيل المبنى. تتمثل الخطوة الأولى في إنشاء مبنى موفر للطاقة في دمج أفكار تصميم المنزل الشمسي السلبي طوال مرحلة التصميم.

طوال عملية البناء، يجب استخدام لوازم البناء منخفضة الطاقة وآلات البناء الموفرة للطاقة. من حيث تشغيل المبنى والمرافق العامة الكهرباء الضوئيةوتسخين المياه وغيرها أنظمة الطاقة المتجددة يجب أن يتم دمجها في المبنى.

تصميم نموذجي للمباني الموفرة للطاقة

• تصميم المباني السلبية الخالية من الطاقة تقريبًا
• الاستفادة من مواد البناء منخفضة الطاقة
• الاستفادة من المعدات الموفرة للطاقة
• تكامل تقنيات الطاقة المتجددة في التطبيقات المختلفة

1. تصميم المباني السلبية الخالية من الطاقة تقريبًا

قبل أن يبدأ البناء، يجب دمج جميع حلول الطاقة الشمسية السلبية في تصميم مبنى سلبي منخفض الطاقة تقريبًا. ومن الأمثلة على ذلك تجميع مياه الأمطار، وإضاءة المباني خلال النهار، والتدفئة والتبريد بالطاقة الشمسية السلبية.

على الرغم من أن التصميم المعقد ليس ضروريًا للبناء السلبي، إلا أنه يتطلب فهمًا لهندسة الطاقة الشمسية ودرجة الحرارة المحلية وتكنولوجيا النوافذ. يجب أن يؤخذ المناخ بعين الاعتبار عند اختيار تقنيات التصميم الشمسي السلبي. 

يجب دمج أنظمة التبريد السلبية مثل المبادلات الحرارية للمياه الجوفية، والتبريد الشمسي، وتبريد الجدران والسقف في المبنى عندما يكون الجو حارًا وجافًا بالخارج.

يجب استخدام تصميمات التدفئة السلبية، مثل جدران ترومبي، والمساحات الشمسية، وأنظمة معالجة الهواء، في المناطق الباردة.

2. الاستفادة من مواد البناء ذات الطاقة المنخفضة

لكي تكون المباني موفرة للطاقة وتقلل من استهلاك الطاقة آثار الاحتباس الحراري، يجب استخدام مواد ذات طاقة منخفضة في بنائها. تُعرف الطاقة المنفقة في التعدين والتصنيع والنقل وإدارة مواد البناء بالطاقة المتجسدة.

بين مواد البناء ذات الطاقة المنخفضة هي الخشب، وكتل الطوب اللبن المستقرة، والطوب المقوى بالألياف، وطوب الرماد المتطاير، وبدائل الأسمنت مثل الخبث، والرماد المتطاير، وأبخرة السيليكا، وهي في المقام الأول منتجات ثانوية في المصانع.

تعد منطقة الشرق الأوسط وأوروبا والولايات المتحدة الأمريكية والمملكة المتحدة والهند من بين المناطق التي يوظف فيها المقاولون هذه المواد بشكل متكرر ويكتسبون شعبية فيها.

3. الاستفادة من المعدات الموفرة للطاقة

ويستلزم ذلك استخدام الأجهزة الموفرة للطاقة في المبنى لتقليل استخدام الطاقة، مثل الثلاجات والمراوح ومكيفات الهواء وإضاءة LED. نظرًا لأنها تتطلب صيانة أقل بنسبة 75% من المصابيح التقليدية وأكثر متانة من المصابيح الأخرى، فإن مصابيح الفلورسنت المعتمدة من Energy Star مطلوبة بشدة.

علاوة على ذلك، من خلال إطفاء الأضواء تلقائيًا ومنع هدر الطاقة، تعمل آلية التحكم في الإضاءة على زيادة كفاءة استخدام الطاقة. وأخيرا، التحكم في درجة حرارة الغرفة وتسخين المياه مع بالحرارة.

4. دمج تقنيات الطاقة المتجددة في التطبيقات المختلفة

استراتيجية أخرى لخفض استخدام الطاقة و البصمة الكربونية للمبنى هو دمج أنظمة الطاقة المتجددة.

ومن أمثلة تكنولوجيا الطاقة المتجددة التي يمكن تركيبها في مبنى لتقليل استخدام الطاقة التشغيلية سخانات المياه الشمسية، وتوربينات الرياح الصغيرة لتوليد الكهرباء، وتوليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية.

ومن الممكن أيضًا استخدام مصادر إضافية للطاقة المتجددة، بما في ذلك الكتلة الحيوية, الطاقة الكهرومائيةو الوقود الحيوي. تعتبر الألواح الكهروضوئية والمجمعات الحرارية الشمسية مناسبة للتركيب على واجهات المباني وأسطحها.

تأتي العديد من الفوائد مع الطاقة المتجددة، بما في ذلك عمر النظام الطويل، وفعالية التكلفة، والاستدامة، وأمن إمدادات الطاقة. كما أنه يخلق المزيد من فرص العمل. بالنسبة لبعض الدول، فهو أيضًا بمثابة بديل للأشياء باهظة الثمن والمستوردة الطاقات التقليدية مثل فحم, نفط, الغازو وقود نووي.

الملامح الرئيسية للمبنى الموفر للطاقة

تتميز المباني التجارية ذات الميزات الموفرة للطاقة بتكاليف مرافق أقل وربحية صافية أعلى. بالإضافة إلى زيادة معدلات الإشغال والإيجارات، تساعد الميزات الموفرة للطاقة على إنتاج بيئة داخلية ذات جودة مريحة وصحية (IEQ).

وفيما يلي العناصر الأساسية لتصميم المباني الموفرة للطاقة، إلى جانب الأسباب الكامنة وراء أهميتها:

• سهولة الوصول إلى وسائل النقل العام
• يجب أن تأخذ المباني الجديدة التوجه نحو الطبيعة في الاعتبار
• الاستفادة من المباني القائمة
• التصميم مع وضع التعديل التحديثي في ​​الاعتبار
• اختر أصغر مبنى ممكن
• تلبية معايير كفاءة استخدام الطاقة في المباني
• استخدم العزل المناسب
• حدد النوافذ المناسبة
• استخدام الخرسانة المعزولة
• تثبيت الألواح الشمسية
• اختر نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) عالي الكفاءة
• قم بتغيير مرشحات الهواء بانتظام
• مجاري الهواء النظيفة
• سد تسربات الهواء في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) باستخدام مادة مانعة للتسرب
• تثبيت فتحات التهوية في المواقع الصحيحة
• الاستفادة من منظمات الحرارة القابلة للبرمجة
• ضع إضاءة LED
• اختر أجهزة Energy Star
• قم بشراء سخانات المياه الموفرة للطاقة
• حدد معالجات النوافذ المناسبة
• تركيب مراوح السقف
• إضاءة مهمة
• الأضواء التي يمكن أن تكون خافتة

1. سهولة الوصول إلى وسائل النقل العام

كما ذكر سابقا، انخفاض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري هي إحدى مزايا كفاءة الطاقة. لن يحتاج الموظفون إلى الاعتماد على سياراتهم للحضور إلى العمل إذا كانت منشأتك تقع بالقرب من وسائل النقل العام.

ولتقليل اعتمادهم على السيارات التي تنبعث منها غازات سامة في البيئة، يمكنهم التحول إلى استخدام وسائل النقل العام.

2. يجب أن تأخذ المباني الجديدة التوجه نحو الطبيعة بعين الاعتبار

إذا كان المبنى الخاص بك جديدًا، فيمكنك الاستفادة بشكل أفضل من ضوء الشمس من خلال وضع النوافذ وفقًا لاتجاه المبنى الخاص بك. ستكون قادرًا على توفير المزيد من نفقات المرافق الخاصة بك نتيجة لعدم الاضطرار إلى الاعتماد عليها كثيرًا طوال اليوم.

3. الاستفادة من المباني القائمة

ابحث عن مبنى موجود وقم بتعديله ليناسب احتياجاتك بدلاً من إنشاء مبنى جديد تمامًا من الصفر. وهذا لديه القدرة على توفير مبلغ كبير من المال على كل من الطاقة اللازمة لبناء مبنى جديد تمامًا وتكلفة لوازم البناء.

4. التصميم مع وضع التعديل التحديثي في ​​الاعتبار

وكبديل لذلك، إذا كان من الضروري إنشاء هيكل جديد، فيجب تصميمه مع أخذ التعديلات التحديثية في الاعتبار في المستقبل. بهذه الطريقة، بدلاً من الاضطرار إلى البدء من الصفر بنفسك، إذا قررت البيع، فقد يشتريه شخص آخر ويكون لديه أساس متين للبدء عليه.

5. اختر أصغر مبنى ممكن

تجنب اختيار مبنى كبير إذا لم يكن المرء بحاجة إليه. يمكنك تطوير مبنى أكثر كفاءة في استخدام الطاقة فقط عن طريق اختيار الحجم المناسب. يمكن أن يؤدي تقليل حجم منشأتك إلى توفير كبير في نفقات البناء والتشغيل حيث أنها ستتطلب مواد وطاقة أقل للتشغيل

6. تلبية معايير كفاءة استخدام الطاقة في البناء

تتوفر العديد من المعايير للمساعدة في قياس كفاءة الطاقة في المبنى عندما يتعلق الأمر بالبناء الموفر للطاقة.

يمكنك ضمان أنك ستقوم ببناء هيكل أخضر موفر للطاقة من خلال بذل جهد لتلبية متطلبات Energy Start، والريادة في الطاقة والتصميم البيئي (LEED)، والقانون الدولي للبناء الأخضر (IGCC).

7. استخدم العزل المناسب

أحد أهم مكونات المباني الموفرة للطاقة هو العزل. أولاً، اختر مادة عازلة خضراء مثل السليلوز أو البوليسترين. بعد ذلك، عليك التأكد من أن المبنى الخاص بك معزول بالكامل.

لن يشكل الهواء الساخن أو البارد الخارج من الهيكل مشكلة إذا تم عزله بشكل صحيح بمنتج عالي الجودة. سوف تنخفض فواتير الخدمات الخاصة بك نتيجة لذلك.

8. حدد النوافذ المناسبة

بالإضافة إلى ذلك، فإن نوع النوافذ التي تستخدمها له تأثير كبير. يمكن للنوافذ منخفضة الانبعاثات المكونة من لوحين أو ثلاثة أجزاء أن تحسن عزل المبنى وأمنه.

ومن خلال تنفيذ إجراءات توفير الطاقة هذه، يمكنك زيادة كفاءة استخدام الطاقة بشكل عام في المبنى الخاص بك وتقليل تكاليف الطاقة بشكل أكبر.

9. استخدام الخرسانة المعزولة

إذا كنت تبدأ من الصفر، فإن استخدام مواد البناء الموفرة للطاقة يعد خيارًا ذكيًا. عند دمجها مع الإطارات المعدنية، تساعد مواد البناء الحديثة مثل الأشكال الخرسانية المعزولة على إنتاج هيكل أكثر قوة وكفاءة في استخدام الطاقة. يمكن أن يوفر عزلًا إضافيًا لمقاومة الطقس القاسي بسهولة.

10. تثبيت الألواح الشمسية

يعد استخدام مصدر طاقة مستدام، مثل الألواح الشمسية، خيارًا ممتازًا آخر لتوفير الكهرباء وكفاءة الطاقة. باستخدام الألواح الشمسية، يمكنك خفض نفقات الكهرباء باستخدام عدد أقل من المرافق العامة أو الخاصة. تقدم العديد من المدن والولايات أيضًا حوافز لتركيب واستخدام الألواح الشمسية.

11. حدد نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) عالي الكفاءة

يمكن القول أن العنصر الأكثر أهمية في أي مبنى هو نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC). نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) في المبنى بأكمله مسؤول عن التدفئة والتهوية وتكييف الهواء. للتأكد من أنها فعالة في استخدام الطاقة وتستخدم طاقة أقل للتشغيل، اختر واحدة حاصلة على تصنيف Energy Star.

12. قم بتغيير مرشحات الهواء بانتظام

تأكد من استبدال مرشحات الهواء بانتظام. تتراكم الأوساخ بمرور الوقت في مرشحات الهواء وتصبح مسدودة. ستزداد نفقات المرافق الخاصة بك عندما يتعين على نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) الخاص بك العمل بجهد أكبر لتدفئة أو تبريد المبنى بسبب المرشحات المتسخة.

13. مجاري الهواء النظيفة

يجب عليك أيضًا الحفاظ على نظافة مجاري الهواء. يعد الحفاظ على أفضل حالة ممكنة لنظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) الخاص بك أمرًا ضروريًا، حتى لو كان يجب القيام بذلك عند الضرورة فقط. ومن خلال القيام بذلك، يمكنك إطالة عمره الإنتاجي وتجنب المشكلات الخطيرة أو الأعطال.

14. قم بإغلاق تسرب الهواء في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء باستخدام مادة مانعة للتسرب

يعد سد تسرب الهواء خطوة حاسمة أخرى في الحفاظ على نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) فعالاً. يقوم الخبراء المتخصصون تلقائيًا بتحديد موقع التسريبات وسدها باستخدام معدات مثل Aeroseal.

سيساعد استخدام مادة مانعة للتسرب Aeroseal على منع الهواء الساخن والبارد من الهروب، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة الطاقة في المبنى الخاص بك.

15. قم بتركيب فتحات التهوية في المواقع الصحيحة

لكي يعمل نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء الخاص بك بأكبر قدر ممكن من الكفاءة، يعد موقع فتحة التهوية ضروريًا أيضًا. يجب ترتيب فتحات التهوية بشكل مدروس في الغرف والممرات، بحيث يسهل الوصول إليها من أجل الصيانة والتنظيف، وبعيدة بما يكفي عن الطريق لمنع العرقلة من الورق أو الأثاث أو أغطية النوافذ.

16. الاستفادة من منظمات الحرارة القابلة للبرمجة

أصبحت المباني التجارية الموفرة للطاقة ممكنة بفضل منظمات الحرارة القابلة للبرمجة. ويمكن استخدامها لتحديد درجات حرارة مختلفة خلال النهار.

يمكن برمجة نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) ومنظم الحرارة لخفض الحرارة أو تكييف الهواء بعد العمل. يمكن أن ينتج عن اتخاذ هذا الإجراء الصغير توفير كبير في الطاقة.

17. ضع إضاءة LED

نظرًا لأنها تستخدم كهرباء أقل بنسبة 50% تقريبًا من مصابيح الإضاءة التقليدية، وتدوم لفترة أطول، وتعمل بشكل أفضل في الطقس البارد، وأقل عرضة للكسر، وتعمل على الفور، كما أنها سهلة الدمج مع المخفتات لزيادة كفاءة الطاقة، فقد اكتسبت مصابيح LED شعبية للاستخدام في المباني المكتبية الموفرة للطاقة.

18. اختر أجهزة Energy Star

تعتبر الثلاجات وغسالات الأطباق والغسالات والمجففات وحتى أجهزة إزالة الرطوبة الحاصلة على تصنيف نجوم الطاقة ممتازة لزيادة كفاءة استخدام الطاقة في المباني.

نظرًا لأنها تستهلك طاقة أقل بكثير لتشغيلها، فإن هذه الأجهزة توفر لك المال على الفور. يمكنها توفير ما بين 10 إلى 30 بالمائة من الطاقة التي تستخدمها الأجهزة غير التابعة لـ Energy Star في المتوسط.

19. شراء سخانات المياه الموفرة للطاقة

سبعة بالمائة من الطاقة المستخدمة في المباني التجارية تستخدم في سخانات المياه. ولذلك فإن استخدام سخان المياه بكفاءة كبيرة سيساعدك على توفير المال.

يمكن تقليل استهلاك الطاقة والنفقات التشغيلية بشكل كبير باستخدام خيارات مثل سخانات المياه بالطاقة الشمسية، وسخانات المياه ذات المضخات الحرارية، والأنظمة بدون خزان، والأنظمة التي تحتوي على صهاريج تخزين المياه عالية الكفاءة.

20. حدد معالجات النوافذ المناسبة

يمكن أن يؤدي تنفيذ معالجات النوافذ إلى إحداث تأثير ملحوظ على كفاءة استخدام الطاقة في مباني المكاتب. يمكنك تنظيم مقدار ضوء الشمس الذي يدخل المبنى الخاص بك باستخدام الستائر أو غيرها من علاجات النوافذ الفعالة.

يمكنك تركها مفتوحة في الشتاء لتلقي حرارة إضافية من الشمس. يمكنك إغلاقها في الصيف للحفاظ على بيئة أكثر برودة. ونتيجة لذلك، ستتمكن من استخدام نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) بشكل أقل، مما سيوفر لك المال والطاقة.

21. قم بتركيب مراوح السقف

إن تركيب مراوح السقف في جميع أنحاء المبنى يساعد في التوزيع المتساوي للهواء الساخن والبارد. أنت على علم بما يعنيه ذلك. مزيد من التوفير لشركتك وجهد أقل لنظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC).

22. إضاءة مهمة

استثمر في إضاءة المهام بدلاً من إضاءة المبنى بأكمله، بما في ذلك المساحات الفارغة، لأن ذلك قد يؤدي إلى زيادة نفقات الطاقة والتكلفة.
عندما يتعلق الأمر باستهلاك الطاقة، سيكون هذا أقل بكثير من الإضاءة العلوية. بالإضافة إلى ذلك، فهو يمنح الموظفين المرونة فيما يتعلق بالإضاءة ويقلل من إرهاق أعينهم.

23. الأضواء التي يمكن أن تكون خافتة

تعتبر الأضواء الخافتة خيارًا جيدًا كبديل، خاصة عند دمجها مع مصابيح LED. مع وجود الكثير من الضوء الطبيعي خلال النهار، يمكنك استخدام هذا لإبقاء الأضواء العلوية خافتة وتغييرها عندما تصبح أكثر قتامة أو أكثر غيومًا. 

نظرًا لأنك ستستخدم كمية أقل من الكهرباء، فإن وجود هذا النوع من التحكم يساهم أيضًا في بناء هيكل أكثر كفاءة في استخدام الطاقة.

كيف تساعد المباني الموفرة للطاقة البيئة

تتسبب الغازات الدفيئة في أضرار جسيمة للبيئة. تبحث المناطق الحضرية عن استراتيجيات لتقليل عدد الغازات الدفيئة التي تنبعث منها في الغلاف الجوي.

ولمكافحة تغير المناخ، يجب خفض استهلاك الطاقة. وذلك لأن محطات الطاقة التقليدية تستخدم الوقود الأحفوري، الذي ينتج غازات الدفيئة ويزيد من تلوث الهواء. الحد من كمية النفايات وانبعاثات الكربون و تلوث الهواء إن ما ينتجه المبنى الخاص بك هو إحدى الطرق لتحقيق ذلك.

للحد من الآثار السلبية للبيئة المبنية على البيئة، تعتبر المباني الموفرة للطاقة ضرورية. وتشمل الفوائد البيئية الرئيسية ما يلي:

• بصمة كربونية أقل: تستخدم المباني ذات كفاءة الطاقة الأعلى طاقة أقل، مما يقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، وهو السبب الرئيسي لتغير المناخ.
• الحفاظ على الموارد الطبيعية: إن تقليل استخدام الطاقة يقلل من الاعتماد على الوقود الأحفوري، مما يساهم في الحفاظ على الموارد المحدودة.
• الحفاظ على النظم البيئية: المباني الموفرة للطاقة تساعد على الحفاظ على الموائل الطبيعية, التنوع البيولوجيوالنظم البيئية عن طريق الحد من التلوث.

يتطلب خلق مستقبل مستدام وحماية كوكبنا للأجيال القادمة اعتماد ممارسات البناء الموفرة للطاقة.
كما أن الهياكل الموفرة للطاقة هي أيضا أكثر ملاءمة للتحول إلى مصادر الطاقة المتجددة، التي لا تصدر أي تلوث.

وفي الختام

هناك العديد من المزايا لأصحاب المباني والبيئة عندما يتعلق الأمر بالهياكل الموفرة للطاقة. توفر هذه الهياكل وفورات في التكاليف على المدى الطويل، وتحسين جودة الهواء الداخلي، وانخفاض استخدام الطاقة، مما يجعلها استثمارا حكيما ومربحا.

ومن المتوقع أن يرتفع استخدام تدابير البناء الموفرة للطاقة بشكل أكبر بفضل المساعدة الحكومية ومزيد من التقدم التكنولوجي، مما يمهد الطريق لمستقبل أكثر استدامة وصديق للبيئة للجميع.

توصيات

• أهم 6 مصادر طاقة صديقة للبيئة
  .
• أهم 20 سببًا للتدهور البيئي | طبيعي وبشري
  .
• تسخير الشمس والرياح والأمواج: دور الطاقة المتجددة في معركة تغير المناخ
  .
• الحراجة الزراعية وكيف تؤثر على البيئة
  .
• 10 الآثار البيئية لإعصار هايان