بالمعادلات الرياضية ... تصميم جناح يحقق الإستفادة القصوى من الشمس - بــُـنــاة

عمارة عالمية

بالمعادلات الرياضية … تصميم جناح يحقق الإستفادة القصوى من الشمس

بقلم  | 

بناة – خاص – برشلونة:

المسطحات الخارجية لجناح أنديزا ( ENDESA ) تم تصميمها بإستخدام برامج الكمبيوتر لتحقيق الامتصاص الكامل لطاقة لأشعة الشمس. يسمى جناح انديسا، و أيضاً يدعى الإصدار 2.0 من بيت الطاقة الشمسية ( Solar House 2.0 )، يقبع قبالة شاطئ المياه في ميناء أوليمبيك ( Olimpic ) في برشلونة.

تجد واجهته الخشنة تخطف الأبصار في أي مكان أخر يوضع فيه، ولكن هذا الهيكل الإنشائى تحديداً لن يكون منطقيا في أي مكان آخر من الناحية الوظيفية له. هذا لأنه تم تصميم كل قطع من الألواح الشمسية بواسطة برنامج مخصص لتحقيق الاستفادة المثلى من مسار الشمس خلال هذا الموقع تحديداً, فلا يمكنك حتى أن تنقله بضعة أمتار قليلة !!.
هذا المشروع البحثى ، برئاسة رودريغو روبيو ( Rodrigo Rubio ) من معهد الهندسة المعمارية المتقدمة بكاتالونيا ( Institute for Advanced Architecture of Catalonia )، هو مثال لا يصدق عن الطرق التي يمكن أن تسمح لتحقيق الاستدامة المتكاملة عن طريق التصميم، فبدلا من أن تبنى شيئاً ثم تحاول عن طريق بعض الجماليات والأساليب الخضراء تحسين تفاعلها مع البيئة.


 

courtesy of Institute for Advanced Architecture of Catalonia
فى البداية، قام روبيو بتجميع البيانات عن كيفية سفر الشمس عبر السماء فوق ميناء ( Olimpic ) على مدار السنة لتحديد مساراتها طوال العام. ثم بعد ذلك توصل تلك البيانات بقطعة من البرمجيات التي تستخدم لتحديد الحجم الأمثل وشكل كل وحدة على الوجهات الخارجية للجناح. والنتيجة هي هذا المبنى الذى يرتبط ارتباطا وثيقا مع محيطه.

والمبنى حتى أذكى مما يبدو على شكله الخارجى. فلقد تم تجهيزه بوحدات خلايا شمسية على واجهته الجنوبية ولم توضع فقط لجمع الكمية المثلى من أشعة الشمس ولكن أيضا للتحكم كم الضوء الداخل للمبنى، وذلك اعتمادا على الموسم.


 

courtesy of Institute for Advanced Architecture of Catalonia
ففي فصل الشتاء، عندما زاوية الميل القصوى للشمس التى تبلغ حوالي 30 درجة، وفإن القوالب المائلة تسمح لضوء الشمس بالدخول من خلال النوافذ لتدفئة المنزل، وفي الصيف، عندما زاوية الميل القصوى والتى تبلغ حوالي 70 درجة، تجد تلك القوالب تبقى النوافذ مظللة لتبريده المبنى بالداخل.

أما من الداخل، فإن القوالب "الشمسية" البارزة تخدم غرض آخر: كالتخزين. من خلال الاستفادة من الفراغات الداخلية لتخزين الاشياء. وأيضاُ لإيواء مصابيح تضيء الذي الجناح ليلا فى تجويفاتها.


 

courtesy of Institute for Advanced Architecture of Catalonia
والجناح سوف يبقى في مكانه لمدة عام كمحور مركزي لمعرض المدينة الذكية بمدينة برشلونة ( Barcelona’s Smart City Congres ) والمبنى جاء بفاعلية فريدة في سهولة بنائه أيضا. فنجد في فيديو ممتاز على تصميم الجناح بواسطة ( FairCompanies com )، يوضح روبيو أنه يمكن إرسال الملفات مباشرة من برامج الكمبيوتر التي تم إنشاؤها للتصميم الأمثل للطاقة الشمسية، تماما كما يمكنك ببساطة إرسال ملف نصى إلى الطابعة. واضاف "انه توازن بين عمليات الإنتاج مسبقة الصنع ووبين التخصيص الكلي الفريد لمبنى محدد فى مكان محدد"، كما يقول. بمجرد قطع الأخشاب، أستغرق الأمر ثلاثة أسابيع فقط من قبل المعهد وأسبوعين فى موقع لإقامة المبنى.


 

courtesy of Institute for Advanced Architecture of Catalonia
ونجد في هذا الفيديو نفسه، روبيو يظهر أمامه لوحة التحكم بداخل الجناح لتراقب استخدام الطاقة به. وحتى في فصل الصيف ومع إستخدامات مكيفات الهواء، فإنه ينتج عادة أكثر من الكهرباء التى يستخدمها، ولقد أخبرنى أنه يعمل عادة بحوالي 150٪ من الكفاءة، ويولد ما يكفي من الكهرباء لنفسه ولمبنى آخر صغير معه.


 

courtesy of Institute for Advanced Architecture of Catalonia
وفوائد مبنى "الموقع الأمثل" مثل جناح انديسا واضحة … يقول روبيو "يمكن استخدام النموذج نفس الكمبيوتر لإنشاء المباني المثلة لأية منطقة. فهذا النوع من التصميم يبدو مناسب تماما ليحل واحدة من أهم المشاكل الرئيسية التى لا يناقشها الناس فى كثير من الأحيان حول التغير فى المناخ, وهى الزيادة الهائلة في استخدام مكيفات الهواء في بعض من أكثر دول العالم نموا سريعا. فتقول إليزابيث روزنتال في صحيفة نيويورك تايمز في وقت سابق هذا الشهر:


 

courtesy of Institute for Advanced Architecture of Catalonia
يقول مايكل سيفاك، وهو أستاذ باحث في مجال الطاقة في جامعة ميشيغان في عام 2007" "لا يوجد سوى 11 في المائة من الأسر في البرازيل و2 في المئة في الهند التى تستخدم تكييف الهواء، مقارنة مع 87 في المئة من السكان في الولايات المتحدة !!، والتي بالأحرى لديها مناخ أكثر اعتدالا" . ويضيف "هناك طلب كامن ضخم فى هذا الأتجاه". ويضيف السيد سيفاك: "الطلب على الطاقة الحالية لا يعكس بعد ما سيحدث عندما تكون هذه الدول لديها المزيد من المال والمزيد من الناس الذين يمكنهم تحمل تكاليف تكييف الهواء"، وقدر أنه بناء على المناخ وحجم السكان"، فأحتياجات التبريد في مومباي وحدها يمكن أن يكون حوالي ربع تلك في الولايات المتحدة بأكملها، التي وصفها بأنها "واحدة إحصائية مخيفة."


 

courtesy of Institute for Advanced Architecture of Catalonia
جناح انديسا ( Endesa Pavilion ) لديه كفاءة مضاعفة في هذا الصدد … لأنه لا يولد الكهرباء الخاصة به, بدلا من إلتهامها من شبكة الكهرباء، فتصميمه يعني أنه يعمل بالتنسيق مع المناخ الذى يعيش فيه، وبدلا من خلق المناخ المطلوب في الأماكن المغلقة بشكل مستقل، مما يزيد تكاليف وحجم الطاقة المطلوبة.


 

courtesy of Institute for Advanced Architecture of Catalonia
بالطبع التصميم المعماري الذي يدمج العناصر المستدامة أفضل من التصميم الذي لم يفعل ذلك، ولكن أيضاً فأن الجناح هو تذكير مذهل بأنه لا يتم إنشاء جميع التصاميم المستدامة بشكل متساوى فى كفاءتها. في الواقع، فأن قدرا كبيرا من المباني الخضراء التى نراها تبدو أنها تهتم بعلاج قضية الاستدامة في مرحلة لاحقة … فنحن نصمم المنزل، مثلما كنا نفعل دائما، ومن ثم نرى كيف يمكننا أن نحسن منه ليكون لطيفاً مع البيئة. ويقول لنا روبيو "[إن] صناعة البناء والتشييد بطيئة للغاية، مع القصور ذاتي شديد فى هذا المجال"، ويضيف "، ولكن الأسواق [بحاجة] لإعادة اختراع أنفسهم في حالات الأزمات."

ولكن كما أشار روبيو لي، فأن التكنولوجيات الخضراء لاتزال تسير بوتيرة سريعة، والمبانى الجديدة يجب أن تكون ذكيا بما فيه الكفاية ليتاح لها "التحديث" جنبا إلى جنب مع تلك التقنيات. "فوحدات الطاقة الشمسية … تنمو بسرعة، ما نعتبره متقدماً اليوم ربما قد يكون عفا عليها الزمن أو غير فعالة بما فيه الكفاية بعد خمس سنوات"، وأوضح أن هياكل المستقبل "ستكون شيئا أكثر ديناميكية، فالأجهزة قابلة للترقية والتحديث بشكل مستمر، كما تفعل مع هاتفك، تحدّث نظام التشغيل الخاص بك كل عام !!".


شاهد المزيد من صور مشروع جناح أنديزا ( ENDESA ).

شارك في النقاش:

Loading Disqus Comments ...
Loading Facebook Comments ...