تقليل انبعاث الكربون في المباني الخرسانية

تأثير المباني الخرسانية في انبعاث الكربون:

يُعدّ قطاع تشييد المباني مساهماً هاماً في إجمالي انبعاثات الكربون العالمية. وهذا يشمل الانبعاثات أثناء مرحلة البناء وكذلك طوال العمر التشغيلي للمبنى. حيث تشتمل مرحلة الإنشاء على الانبعاثات الناتجة عن المعدات والآلات الثقيلة والمركبات المستخدمة في نقل مواد البناء. وخلال فترة التشغيل، تعتبر الكهرباء ومتطلبات الطاقة والصيانة جزءًا كبيرًا من انبعاثات الكربون للمبنى.

علاوة على ذلك، تساهم المباني في انبعاثات الكربون، حتى عندما يتم هدمها. حيث ينتج ما يقرب من نصف انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من قطاع البناء الحضري. لذلك، من الأهمية بمكان النظر في تشييد المباني بأقل بصمة كربونية. كما يُعد مبنى البكسل في ملبورن، أستراليا، أحد الأمثلة على البناء المستدام.

ما هو مبنى البكسل الخرساني؟

تم تشييد مبنى البكسل المحايد للكربون في يوليو 2010. وتم تطوير المبنى لدعم ممارسات الأعمال المتغيرة وتوفير بيئة عمل ديناميكية. كما تم تصميم فكرة المشروع لإنشاء هيكل قادر على تقليل انبعاثات الكربون الناتجة أثناء وبعد فترة حياته. حيث سيعوض المبنى كل الكربون المستخدم في بنائه بمرور الوقت ويعيد توليد الطاقة إلى الشبكة.

كيف يحافظ مبنى البكسل على تقليل انبعاثات الكربون؟

تمكن مبنى البكسل من مراقبة انبعاثات الكربون، وهي أقل بكثير من تلك الموجودة في المباني العادية. حيث حصل المبنى على أعلى تقييمات الريادة في الطاقة والتصميم البيئي (LEED) وطريقة التقييم البيئي لمؤسسة أبحاث البناء (BREEAM). حيث أن أنظمة التصنيف هذه منظمة وموثوقة للغاية. يتم تقديم شرح موجز لذلك في قسم الأسئلة الشائعة في أسفل المقالة.

1- الخلايا الكهروضوئية وتوربينات الرياح في مبنى البكسل:

سقف مبنى البكسل مزود بِتوربينات رياح وَألواح شمسية. كما يمكن للألواح المزودة بنظام التتبع الشمسي أن تولد 6.3 كيلو واط من الكهرباء، بينما تبلغ قدرة توربينات الرياح 5 كيلو واط. كما أنه قلل المبنى من الاعتماد على مصادر خارجية أخرى للطاقة وهو مكتفٍ ذاتيًا تمامًا. حيث يلبّي معظم احتياجاته من الطاقة دون التأثير على البيئة.

2- حصاد مياه الأمطار في مبنى البكسل:

يشيع استخدام حصاد مياه الأمطار كمصدر إضافي للمياه في العديد من المباني. كما تم تجهيز مبنى البكسل بخزانات خاصة لتجميع ومعالجة المياه المخزنة لتوزيعها على الحمامات والمناطق الأخرى. بحيث تُستخدم مياه الصرف المتبقية (المعروفة أيضًا باسم مياه الصرف الصحي الرمادية) في ري النباتات.

3- المبردات الصديقة للبيئة في مبنى البكسل:

تشكل المبردات مثل مركبات الكلوروفلوروكربون (مركبات الكربون الكلورية فلورية)، الهيدروفلوروكربون والهالونات جزءًا لا يتجزأ من أنظمة التبريد المختلفة مثل مكيفات الهواء والثلاجات. حيث تشتهر هذه المبردات بتأثيراتها الضارة على طبقة الأوزون في الغلاف الجوي. لمعالجة هذا الأمر، لا يعتمد مبنى البكسل على مكيفات الهواء ويستخدم غاز الأمونيا المبرد. حيث أن مبرد الأمونيا هذا ليس له أي تأثير على البيئة لأنه لا يستنفد طبقة الأوزون وهو بديل موثوق لمركّبات الكربون الكلورية فلورية.

4- خرسانة البكسل المستخدمة لمبنى البكسل – Pixelcrete:

الأسمنت عنصر أساسي في أي مزيج خرساني. بحيث يشمل إنتاجها تصنيع الكلنكر عن طريق التكليس في أفران كبيرة عند درجات حرارة تصل إلى 1450 درجة مئوية. وهذه العملية وحدها تولد كمية كبيرة من انبعاثات الكربون. لذلك، فإنّ الأسمنت مسؤول عن حوالي 8% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في العالم.

لذلك، استخدم مبنى البكسل مزيجًا فريدًا من الخرسانة تسمّى (Pixel crete). ومع وجود ما يقرب من 60% من الأسمنت أقل من خليط الخرسانة التقليدي، فقد ساعد بشكل كبير في تقليل البصمة الكربونية للمبنى. إلى جانب ذلك، يتم إعادة تدوير الركام المستخدم في هذا المزيج.

5- نظام تكييف الهواء الفريد في مبنى البكسل:

مبنى البكسل فريد من نوعه في جانب آخر. على سبيل المثال، لا تحتوي على عدة مراوح في كل طابق وبدلاً من ذلك تحتوي على مروحتين فقط، واحدة لتزويد الهواء النقي والثانية لإخراج الهواء المنبعث بالكامل من المبنى. كما يتم تسخين الهواء الداخل للمبنى من الخارج أو تبريده حسب المتطلبات بواسطة مضخة حرارية تعمل بامتصاص الأمونيا بالغاز.

تُعد مضخات الامتصاص الحرارية مفيدة في المواقف التي تتطلب التدفئة والتبريد. وفي المضخة الحرارية للأمونيا، تعمل الأمونيا كمبرد عند الحاجة إلى هواء بارد، بينما يعمل الماء كوسيط امتصاص من خلال إعطاء حرارة كبيرة عندما يكون الهواء أكثر دفئًا مطلوبًا.

يتميز المبنى بأرضيات نشطة حرارياً مع فتحات تهوية مسؤولة عن تدوير الهواء المُكيف مسبقًا بالتساوي في كل طابق. حيث أن فتحات العادم الفردية الموجودة في الأسقف تحمل الهواء المنبعث إلى مروحة العادم الرئيسية. بهذه الطريقة، يتم توزيع الهواء النقي والمكيف في جميع أنحاء المبنى دون التأثير على البيئة.

6- انخفاض الطلب على الطاقة في مبنى البكسل:

تم إنشاء مبنى البكسل مع التركيز على توازن الكربون بدلاً من الطاقة، وبالتالي فهو إيجابي للطاقة ولكنه محايد كربونيًا. حيث يشتمل تصميمه على مكونات موفرة للطاقة في الواجهة والخدمات لتقليل الكهرباء المطلوبة للإضاءة والتدفئة والتبريد والتهوية. بصرف النظر عن المبنى بأكمله الذي يستخدم مروحتين فقط، فإنّه يستخدم أيضًا مصابيح موفرة للطاقة للمناطق غير المكتبية ونظام تظليل خارجي لتقليل الأحمال الحرارية الشمسية ونظام تعتيم قابل للعنونة بشكل فردي.

أسئلة وأجوبة حول تقليل انبعاث الكربون في المباني الخرسانية:

1- ما هي نفايات المياه الرمادية؟

نفايات المياه الرمادية هي مياه الصرف الناتجة عن ساكني أي مبنى، بخلاف الفضلات البرازية. حيث أن جميع استخدامات المياه الأخرى مثل غسل اليدين وأواني الغسيل والاستحمام وما إلى ذلك تشكل نفايات المياه الرمادية. وهذه المياه العادمة ليست سامة مثل نفايات الصرف الصحي (نفايات المياه السوداء) وتتطلب معالجة كيميائية قليلة أو معدومة.

في بعض الأحيان، يتم استخدام هذه المياه لأغراض أخرى مثل ري الحديقة أو النباتات، وهذا هو الحال أيضًا في مبنى البكسل. كما أن هذا يساعد في تقليل توليد المياه العادمة وكذلك توفير المياه الإضافية التي يمكن استخدامها لري محطات الري.

2- كيف يساهم هدم مبنى في انبعاثات الكربون؟

في كثير من الأحيان عندما تصل المباني إلى نهاية عمرها الخدمي أو عندما تكون هناك انتهاكات معينة للبناء، يتم تنفيذ هدم المباني. حيث تتطلب هذه العملية معدات ثقيلة تعمل بالوقود وتولد كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون. علاوة على ذلك، فإنّ جزءًا كبيرًا من المبنى المهدم غير قابل لإعادة الاستخدام ويتم إلقاؤه بعيدًا في مدافن النفايات أو تتم معالجة بعض النفايات الأخرى، بحيث يؤدي هذا مرة أخرى إلى تفاقم مشكلة انبعاثات الكربون وإنتاج النفايات.