المباني الذكية واستخدامات الطاقة

Smart buildings and energy use

إن البحث في كيفية توفير الطاقة هو من المواضيع الهامة في عصرنا الحديث ، حيث أن مصادر الطاقة التقليدية باتت تشكل خطراً شديداً على البشرية ، هذا بالإضافة إلى إن هذه المصادر محدودة وفي طريقها إلى الزوال ، إن المفهوم البيئي للتصميم يسعى إلى المساهمة في الجهد الإقليمي والدولي للحد من التأثيرات السلبية الناتجة عن استخدام موارد لطاقة التقليدية مثل ارتفاع معدلات انبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون والتي تؤدي إلى تدفئة سطح الأرض ، هذا بالإضافة إلى التغيرات المناخية والتقلبات الجوية السلبية والخروقات في طبقة الأوزون التي يعاني منها كوكب الأرض ، لم تعد هذه القضايا مشكلة محلية أو إقليمية ، بل أصبحت شاناً عالميا ، يحتاج إلى تضافر الجهود لمواجهة الإخطار التي قد يحملها المستقبل .

 الاستخدامات الفعالة لتحسين كفاءة المباني في استخدام الطاقة:

توفر التقنيات المتقدمة التي توصل إليها المعماريون وبمساعدة متخصصين في مجال الالكترونيات والعلوم الرقمية ، فرصة لتلبية الحاجات المستقبلية للعالم بشكل عام والبلدان النامية بشكل خاص ، من الطاقة والحد من الآثار الضارة بالبيئة في الوقت نفسه ، ويستطيع منتجو ومستهلكو الكهرباء الاستفادة من المقتصدات التي توفرها هذه التقنيات .

ومن المشجع إن نجد في الفترة الأخيرة الكثير من المتصدين لهذا التحدي بجهود جدية ، من المؤسسات والحكومات والزبائن ، ومحترفي التصميم وإطراف عديدة أخرى لها مصلحة ، يتمثل جهدها بدمج الابتكارات الفنية والاقتصادية والثقافية والتسويقية والسياسية في جهود متلاحمة لتحقيق الإمكانات الكامنة للكفاءة البيئية والطاقة في المباني .

فلقد وضعت كثير من المقترحات والحلول الفيزيوحرارية الموفرة للطاقة في المباني ومن خلال طريقة العزل الحراري للجدران الخارجية والسقوف ... كما استعملت الطاقة الشمسية للتجارب الناجحة وتمت التوصيات في كثير من البحوث الندوات والمؤتمرات العلمية لاستخدام مواد بناء ذات مصدر طبيعي.. كل ذلك من اجل الحفاظ على الطاقة من ناحية والتقليل من التلوث البيئي من الناحية الأخرى.

الحلول التصميمية العملية التي يمكن تنفيذها في هذا المجال :

بعد إن أفاق العالم في منتصف القرن الماضي على ناقوس خطر يهدد البشرية باتجاهين ، أولهما هو التلوث البيئي الذي بدأ يغزو الكرة الأرضية من داخلها ، وثانيهما هو العجز الذي أحست به الحكومات في تلبية احتياجات العالم من الطاقة المطلوبة والتي أصبحت المباني تهدرها بنسب مرتفعة وظهرت مصطلحات جديدة آنذاك مثل المباني والمدن المريضة . والتي وصفت بأنها تمتلك ثلاث سلبيات هي:-

1- استنزاف في الطاقة والموارد .

2- تلويث البيئة بما يخرج منها من أنبعاثات غازية وأدخنة أو فضلات سائلة وصلبة .

3- التأثير السلبي على صحة مستعملي المباني نتيجة استخدام مواد كيماوية التشطيبات أو ملوثات أخرى مختلفة.

وبناً على هذه السلبيات، واتجاهات المخاطر أنفة الذكر التي تواجه البشرية من خلال التلوث البيئي، وتناقص مصادر الطاقة، فقد سارت البحوث والحلول باتجاهين أحدهما مكمل للأخر.

أ- تصميم المباني بأسلوب يحترم البيئة :

يجب الأخذ في الاعتبار تقليل استهلاك الطاقة والموارد ، مع تقليل تأثيرات الإنشاء والاستعمال على البيئة مع تعظيم الانسجام مع البيئة فنشأ لدينا مصطلح جديد هو العمارة الخضراء والتي نادت إلى ابتكار أساليب جديدة للحصول على الطاقة الجديدة والمتجددة ، إضافة إلى ترشيد استهلاك المياه وإعادة تدوير المخلفات الصلبة والاهتمام بأعمال الزراعة والتشجير مما يقلل من انبعاث الكربون ويحسن من جودة البيئة بشكل عام والبيئة الداخلية والهواء داخل المباني بشكل خاص .

وفي محاولات كثيرة ناجحة ، أصبح التصميم المتميز للمباني له أثر هائل على احتياجات التدفئة ، لان الحرارة في المباني الكبيرة تأتي أساسا من مصادر داخلية - الحرارة التي تتولد من الناس والأجهزة والمعدات الإضاءة وغيرها .

فأنه يمكن التحكم في احتياجات التدفئة باستغلال الحرارة الكامنة للمبنى مثل تخزين الحرارة الزائدة أثناء النهار واستعمالها للتدفئة أثناء الليل. ومن الملاحظ في الحلول التي مارسها المهندسون في العقود الثلاثة الماضية أن إنشاء مبنى ذي كفاءة فعالة لحفظ الطاقة أصبح لا يكلف أكثر من إنشاء مبنى بكفاءة أقل. والسبب انه بتقليص حجم ومعدات التكييف والتخلص من استعمال زجاج النوافذ المفرد والتخلص من وحدات الإضاءة الزائدة فأنة أمكن توفير تكاليف المواد العازلة مثل الزجاج المزدوج واستعمال العزل الجيد للجدران والسقوف. وقد تم احتساب نفقات التدفئة والإنارة على مدى خمسين عام فتم الاستنتاج بان دولة تمتلك مباني أدارية كبيرة قد وفرت 85 محطة لتوليد الكهرباء كلفة الواحدة بليونان أو ثلاث بلايين دولار. وأمكن توفير الوقود بمقدار كبير جداً.

وبهذا تم التفكير بأن يعطى للطبيعة صفة الاستمرارية بكفاءة كمية المصادر للحياة ... وأصبحت العمارة الخضراء كمنظومة عالية الكفاءة متوافق مع محيطها الحيوي بأقل أضرار جانبية .

ب - تصميم المباني باستخدام التقنيات المتقدمة جداً :  
والتي تسمى High-Tech وأنظمة الأتمتة عالية التطور (e-Home Automation «إي هوم أوتوميشن») للحصول على منازل ذكية تحافظ على صحة وسلامة الإنسان .. وبعد إن تم نجاح كثير من المشاريع الإسكانية في دول متقدمة في التقنيات ، بدأت بوادر هذه المشاريع تظهر في دول الخليج العربي عموما ً.

ماهو المنزل الذكي ؟

يختلف الكثير في تحديد ما هو المنزل الذكي وعندما تذكر كلمة "أتوميشن" يأتي الكثير من الناس عدة أمور مختلفة. البعض يعتقد أن نجعل كل ما بالمبنى أو المنزل يعتمد على التقنية الحديثة والبعض يعتقد هو الرفاهية فقط وغيرها من التفسيرات. مهمتنا هي شرح ما هو المنزل الذكي بالطريقة العصرية الحديثة واستناداً على التقنيات الحديثة والتحكم الشامل يأتينا معنى المنزل أو المبنى الذكي.

أتوميشن هو أن نتحكم بما هو أتوماتيك على حسب رغباتنا بكل بساطة وبطريقتنا جعل المنزل متصل بالمالك ودائماً في طاعته بالطريقة المرغوبة والمطلوبة عصرياً كما أنه في نفس الوقت يعمل لحمايته وراحته والتوفير عليه.

كيف يكون المنزل متصل معي دائماً ؟

يكون للمالك أو للساكن الإمكانية بالاتصال بالمنزل الذكي عبر الأجهزة التي نستخدمها دائماً مثل الجوال والكمبيوتر وشبكات الانترنت في حالة وجوده خارج المنزل وفي حالة وجوده داخل المنزل فهناك الكثير من الطرق للتخاطب مع المنزل الذكي لتسهيل وراحة وتوفير الوقت والطاقة على المالك. مع إمكانية برمجة أوضاع ثابتة وغير ثابتة بالوقت أو التاريخ أو أيام محددة أسبوعياً أو أوقات مختلفة يومياً أسبوعياً لعمل ما ، مما يساعد في تطويل عمر الأجهزة المستخدمة وما حولها من أمتعة مهمة وأيضاً يساعد على النظافة وصحة المنزل وساكني المنزل.

أنظمتنا تغطي جميع احتياجاتنا كما أنها تغنينا من شراء أجهزة تحكم وضبط وغيرها من الأجهزة التي تعمل بدون الاتصال يبعضها البعض. فما يميز عملنا هو أن كل شئ في المنزل الذكي يعمل بالاتصال بالأنظمة الأخرى مثل نظام حساسية الحركة وكسر الزجاج وحساسات الدخان تعمل مع بعضها البعض بالاتصال مع أنظمة الإضاءة والتكييف مما يجعلها ذكية. نضيف إلى ذلك بأن عملنا غير قابل للمقارنة لأنه يعتمد على قدرة التحكم والشمول في المبنى فأنظمتنا تعطيك التحكم الشامل بكل شئ في المنزل مع نظام الحماية والمراقبة.

التحكم الشامل يبدأ بما يلي:

نظام الحماية (حساسات: الحركة, الصوت, كسر الزجاج, الدخان, تسرب الغاز والمياه - التحكم بالدخول والخروج على الأبواب الرئيسية والمخارج - كاميرات مراقبة مخفية وغير مخفية - شبكات الآي آر لاختراق الأسوار وأماكن الخزن والمناطق الممنوعة ).

نظام التحكم بالتكييف ودرجات الحرارة (ثيرموستات) "حفظ الطاقة" .

نظام الإنارة ودرجات الإضاءة.

نظام الصوتيات والمرئيات.

ويقوم مهندسون الكهربائيون في إعداد تصاميم وتخطيطات متكاملة للكهرباء . لوضع تصور كامل لشبكة التحكم بالمباني حتى أنة يمكن للمالك التحديث والإضافة كما يشاء دون الحاجة إلى التكسير في الجدران والأرضيات أو السقوف .

المصدر مقالة للدكتور هاشم عبود الموسوي