اقرأ في هذا المقال
- ما هو البناء السلبي واستهلاك الطاقة؟
- مبادئ تصميم البناء السلبي
- متطلبات البناء السلبي
- فوائد البناء السلبي
ما هو البناء السلبي واستهلاك الطاقة؟
المنزل السلبي هو مفهوم يستخدم في البناء لبناء مبانٍ موفرة للطاقة ومريحة وبيئية وبأسعار معقولة أيضًا. حيث أنه معيار بناء يتكون من مجموعة من مبادئ التصميم المستخدمة لتحقيق مستوى دقيق من كفاءة الطاقة ضمن مستوى معين من الراحة.
تستفيد المنازل السلبية بشكل فعال من الشمس ومصادر الحرارة الداخلية واستعادة الحرارة، نظرًا لأن أنظمة التدفئة النموذجية غير مطلوبة حتى خلال أبرد أوقات السنة. كما أنها تستفيد من بعض تقنيات التبريد مثل التظليل الاستراتيجي خلال فصل الصيف للحفاظ على درجة الحرارة ضمن حدود مريحة.
المفهوم والفيزياء وراء بناء منزل سلبي هو نفسه في جميع أنحاء العالم، لكن العناصر المحددة تتطلّب التكيف وفقًا لمناخ المنطقة.
مبادئ تصميم البناء السلبي:
المبادئ الخمسة التالية أساسية للتصميم والبناء السلبي:
1. العزل الجيد للبناء:
يساعد العزل في المبنى على تقليل فقد الحرارة خلال أشهر البرد والحفاظ على برودة المنزل في الأشهر الأكثر دفئًا. بينما العزل مطلوب في السقف والجدرانوالأرضيات. والمواد المستخدمة في العزل تخلق حاجزًا بين المساحات الداخلية والخارجية. كما أن العزل أمر حاسم في كل من المناخات الدافئة والباردة.
يؤدي إلى انخفاض كبير في استهلاك الطاقة التي تتطلبها أنظمة التدفئة والتبريد التقليدية ويخلق درجة حرارة مريحة داخل المبنى على مدار العام. وهناك أنواع عديدة من مواد العزل التي يمكن استخدامها في بناء منزل سلبي. كما تشمل هذه السليلوز والقطن وصوف الأغنام والألياف الزجاجية والبولي يوريثين والصوف المعدني.
2. أبواب وشبابيك عالية الجودة:
تلعب الأبواب والنوافذ دورًا مهمًا في تصميمات المنازل السلبية. وَمن الضروري استخدام الأبواب والنوافذ ذات الجودة العالية التي تتميز بتوصيل حراري منخفض وتوفر عزلًا مثاليًا. حيث أنه نظرًا لأن الأبواب والنوافذ توفر الضوء والرؤية، فلا يمكن عزلها بنفس طريقة عزل الجدران وبالتالي تصبح نقاط ضعف من حيث المقاومة الحرارية. لذلك، من الضروري استخدام الأبواب والنوافذ عالية الجودة التي تلبي معايير المنزل السلبية.
3. ضيق الهواء في البناء:
أثناء بناء منزل سلبي، يكون المبنى محكم الإغلاق للتحكم في أي حركة غير مرغوب فيها للهواء، وبالتالي منع أي تسرب للهواء الدافئ أو تسلل للهواء البارد. للحصول على الشهادة كمنزل سلبي، يجب أن يحقق المبنى المعيار المعمول به. وهذا يعني أنه يجب أن يكون هناك أقل من 0.6 متر مكعب من الهواء المتغير في الساعة لكل متر مربع من مساحة الأرضية عند الاختلاف في ضغط الهواء بين الداخل والخارج 50 باسكال.
4. تفصيل الجسر الحراري:
مبدأ آخر يستخدم في بناء المنازل السلبية هو تقليل الجسور الحرارية. وهذه هي نقاط التقاء التفاصيل المعمارية المختلفة في المبنى. على سبيل المثال، كيفية توصيل نافذة بالحائط أو كيفية ربط الجدار بالشرفة، أو كيف تلتقي الجدران عند الزوايا. حيث أن الهدف هو تجنب هذه الجسور الحرارية، والتي يمكن أن تتسبب في هروب الحرارة بالإضافة إلى زيادة مخاطر التكثيف عن طريق إنشاء بقع باردة موضعية.
هناك عدة طرق مختلفة لتجنب التجسير الحراري، مثل إجراء تغييرات في التصميم المعماري النموذجي أو تقليل العلاقات الموصلة المباشرة بين الداخل والخارج. كما تحدد هذه التدابير فعالية العزل المستخدم في منزل سلبي.
5. التهوية واستعادة الحرارة للبناء:
يتطلب المنزل السلبي تهوية كبيرة لأنه محكم الإغلاق ومعزول ويستخدم وحدة تهوية لاستعادة الحرارة لنفسه. حيث يهدف هذا النظام إلى تقليل استهلاك الطاقة وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون وتكاليف التدفئة الإجمالية. كما تحمل تهوية استعادة الحرارة الهواء البارد النقي إلى المنزل وتستخدم مبادل حراري لأخذ الحرارة من الهواء الدافئ داخل الغرفة وتحويله إلى هواء بارد.
يضمن ذلك تدوير الهواء النقي داخل الغرفة مع الحفاظ على درجة حرارة مثالية. ومن المهم ملاحظة أن الهواء النقي والقديم لا يمتزجان معًا حتى يظل الهواء الداخل إلى المنزل دافئًا ومنعشًا. كما تبلغ نسبة نجاح هذه الأنظمة حوالي 90% ويمكن لبعضها أن تعمل بأقل من 15 واط في الساعة.
متطلبات البناء السلبي:
لكي يتم اعتمادها كمنزل سلبي، يجب أن يفي المبنى بمعايير معينة وهم:
1. يجب ألّا يتجاوز الطلب على تدفئة المساحات 15 كيلو وات لكل ساعة لكل متر مربع سنويًا أو 10 وات لكل م² لحمل التدفئة. وفي المناخات التي تتطلّب التبريد، يجب أن يتوافق الطلب على طاقة تبريد المساحات مع متطلبات الطلب على الحرارة المذكورة أعلاه، مع اعتبار إضافي لإزالة الرطوبة.
2. يجب توفير الراحة الحرارية لجميع مناطق المعيشة خلال الصيف وكذلك في الشتاء، بما لا يزيد عن 10% من الساعات في السنة التي تزيد عن 25 درجة مئوية.
3. يجب أن يكون إجمالي استهلاك الطاقة الأولية للمياه الساخنة والتدفئة والكهرباء ≤ 120 كيلو وات لكل م².
فوائد البناء السلبي:
على الرغم من أن مفهوم المنزل السلبي كان موجودًا منذ عقود، إلّا أنه حصل مؤخرًا على اعتراف كبير في المشاريع المعمارية بسبب الفوائد المرتبطة به. حيث أن بعض فوائد بناء منزل سلبي هي:
1. كفاءة الطاقة:
تم تصميم المنزل السلبي بشكل أساسي لتوفير الطاقة. كما أنه يستخدم طاقة أقل بشكل ملحوظ، حتى طاقة أقل بنسبة تصل إلى 90% من الاستهلاك المعتاد للمبنى التقليدي، مع أداء نفس الوظائف أو حتى وظائف أفضل.
2. الصداقة البيئية:
في المنزل السلبي، لم تعد هناك حاجة لأنظمة التدفئة والتبريد التقليدية، حتى في المناخات الأكثر تطلبًا. حيث يستفيد من الطاقة الطبيعية من الشمس والرياح دون التسبب في أي ضرر للبيئة أو استنفاد أي مصدر طاقة ذي قيمة.
3. جودة الهواء الداخلي جيدة:
تحتوي المنازل السلبية على أنظمة تهوية متخصصة تسحب الهواء من المطابخ والحمامات والغرف الأخرى التي تنتج الرطوبة أو الروائح وتوجه الهواء النقي إلى غرف النوم وأماكن المعيشة الأخرى. كما يساعد هذا أيضًا في التحكم في الغبار والحفاظ على الهواء داخل المنزل منعشًا ونظيفًا وذات نوعية جيدة.
4. القدرة على تحمل التكاليف:
في حين أن تكلفة بناء منزل سلبي عادة ما تكون 10% أكثر من المنزل التقليدي، فإنّ تكاليف العمل والصيانة أقل بكثير. وبدون استخدام أنظمة التدفئة والتبريد النموذجية، ومع وجود مصادر طاقة نظيفة وموفرة للطاقة، تكون فواتير الكهرباء في منزل سلبي منخفضة بشكل ملحوظ.
5. الراحة:
يتيح تصميم المنزل السلبي راحة لا مثيل لها داخل المنزل.حيث يوفر البناء السلبي جودة صوت جيدة داخل المنزل، كما يزيل العزل أي زوايا باردة وفقدان مفرط للحرارة، ممّا يحافظ على درجة الحرارة حتى في جميع أنحاء المنزل. وهكذا يظل الجو داخل المنزل السلبي لطيفًا وهادئًا.
