خمس طرق علمية للحفاظ على برودة المباني بدون تكييف الهواء

كما هو معروف، كلما ارتفعت درجة الحرارة في منطقة ما، زاد عدد الأشخاص الذين يستخدمون تكييف الهواء. في الحقيقة، تقنية تكييف الهواء موجودة في جميع أنحاء العالم، ومن المتوقع أن يكون لدى حوالي ثلثي الأسر في العالم مكيف هواء بحلول 2050، ناهيك عن أن الطلب على الطاقة لتبريد المباني سوف يتضاعف ثلاث مرات، لكن ما لم تأتي الطاقة من مصادر متجددة فإن هذا الطلب الإضافي سيولد المزيد من انبعاثات الغازات الدفيئة التي تساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري. منطقيًا إنها أشبه بالحلقة المفرغة، لكن يمكن للتصميم الذكي المباني الحفاظ على برودة المباني بدون تكييف الهواء والمساهمة في تغير المناخ.

1. النوافذ والتظليل

فتح النوافذ هو طريقة شائعة يحاول الناس من خلالها تبريد المبنى، لكن المشكلة هو أن الهواء الداخل سيكون بنفس درجة حرارة الجو الخارجي. في الواقع، أبسط طريقة للحفاظ على الحرارة خارجًا هي عزل جيد ونوافذ في وضع جيد، ونظرًا لأن الحرارة مرتفعة في فصل الصيف، فإن التظليل الأفقي الخارجي مثل التدرجات والفتحات في النوافذ يكون فعالًا حقًا. النوافذ التي تواجه الشرق والغرب أكثر صعوبة في التظليل.

الستائر لا تلعب أي دور إطلاقًا لمنع الحرارة من الدخول، بل تمنع فقط ضوء الشمس من الدخول وتحجب عنك الرؤية؛ ولهذا السبب بالذات فإن المصاريع الخارجية مثل تلك التي نجدها دائمًا في المباني القديمة في فرنسا وإيطاليا هي أفضل طريقة لمنع دخول الحرارة.

2. الدهانات والزجاج

من الشائع الآن أن يتم طلاء الأسطح بأصباغ خاصة مصممة لتعكس الإشعاع الشمسي، ليس فقط في المدى المرئي للضوء، لكن أيضًا في طيف الأشعة ما تحت الحمراء، ويمكن لهذه الأصباغ أن تقلل من درجات حرارة السطح بأكثر من 10 درجات مئوية، مقارنة بالطلاء التقليدي.

دون أن ننسى التزجيج الشمسي عالي الأداء على النوافذ الذي يساعد أيضًا. مع طلاء انتقائي طيفي، فإن هذا من شأنه أن يمنع حرارة الشمس من الدخول، كما يسمح لضوء النهار بالدخول.

هناك أيضًا الزجاج اللوني الذي يعمل على تغيير الشفافية اعتمادًا على شدة الضوء (مثل بعض النظارات الشمسية)، يوجد كذلك الزجاج الحراري الذي يصبح أكثر قتامة عندما يكون الجو حارًا. تُطور حتى الدهانات الحرارية التي تمتص الضوء والحرارة عندما يكون الجو باردًا وتعكسه عندما يكون الجو حارًا.

3. مواد البناء

المباني المصنوعة من الحجر، والطوب أو الخرسانة، أو إن كانت جزءًا لا يتجزأ من الأرض؛ يمكن أن تشعرك بالبرودة بفضل الكتلة الحرارية لهذه المواد التي لديها القدرة على امتصاص الحرارة وإطلاقها ببطء وبالتالي الحفاظ على برودة المباني بدون تكييف ، ما يجعل الطقس داخل المبنى أكثر برودة خلال النهار، وأكثر دفئًا بالليل.

بالمناسبة، إذا سبق لك أن زرت كنيسة حجرية في منتصف الصيف في إيطاليا، فمن المحتمل أن تكون قد شعرت بتأثير التبريد هذا. لسوء الحظ، غالبًا ما تحتوي المباني الحديثة على كتلة حرارية قليلة، أو أن المواد ذات الكتلة الحرارية العالية مغطاة بلوح جبس أو سجاد.

تُستخدم الأخشاب أيضًا بشكل متزايد في البناء، وعلى الرغم من أن بناء المباني من الأخشاب له تأثيرات بيئية أقل فإن كتلتها الحرارية تكون مروعة.

4. مواد متغيرة الطور

كما ذكرنا سابقًا، فإن الخرسانة لديها كتلة حرارية عالية، إلا أنها تستهلك طاقة أكثر، فنحو ما يقارب 8-10٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في العالم تأتي من الأسمنت. لهذا فإن الفكرة الأفضل هي استخدام بدائل مثل الأنظمة الهجينة المكونة من الأخشاب والخرسانة معًا، التي يمكن أن تساعد في تقليل الآثار البيئية، مع توفير الكتلة الحرارية المطلوبة أيضًا.

حل آخر أكثر إثارة هو مواد تغيير الطور، هذه المواد الرائعة قادرة على تخزين أو إطلاق الطاقة على شكل حرارة كامنة، مع تغير حالة المواد، فعندما يكون الجو باردًا تتحول المادة إلى الطور الصلب وتطلق الحرارة، وعندما تصبح سائلة مرة أخرى؛ تمتص المادة الحرارة، مما يوفر تأثير التبريد. وقد وجدت بعض الأبحاث أن هذه المواد يمكن أن تقلل من درجات الحرارة الداخلية بنسبة تصل إلى 5 درجات مئوية إذا أُضيفت إلى مبنى به تكييف.

رُحِّب بأجهزة PCM باعتبارها تقنية واعدة جدًا من قِبل الباحثين، وهي متوفرة تجاريًا. لكن للأسف، فإن تصنيع PCM لا يزال مستهلكًا للطاقة.

5. تبخر الماء

المعروف حول هذه العملية هو أن الماء يمتص الحرارة ويتبخر، ومع ارتفاعه، يدفع الهواء البارد إلى الأسفل، وقد أدت هذه الظاهرة البسيطة إلى تطوير أنظمة التبريد التي تستخدم الماء والتهوية الطبيعية لخفض درجة الحرارة داخل المباني.

تشمل التقنيات المستخدمة في تبخر الماء استخدام الرشاشات، وفوهات التفتيت (لإنشاء ضباب)، والوسادات الرطبة أو المواد المسامية، مثل المبخرات الخزفية المملوءة بالماء.

يمكن تبخير الماء في الأبراج، ولاقطات/ صادات الرياح أو الجدران المزدوجة، وأي ميزة تنشئ قناة يمكن أن يرتفع فيها الهواء الساخن وبخار الماء. يمكن لهذه الأنظمة أن تكون فعالة حقًا، طالما أن الطقس جاف نسبيًا وطالما يُتحكم في النظام بعناية، ومن المتوقع أن تنخفض درجة الحرارة من 14 درجة مئوية إلى 16 درجة مئوية.

لكن قبل أن نكون متحمسين جدًا حول هذه التقنيات الجديدة، دعونا نعود إلى الأساسيات، هناك طريقة بسيطة لضمان عدم مساهمة التيار المتردد بظاهرة الاحتباس الحراري، وهي من خلال تزويده بطاقة متجددة. في الطقس الحار يبدو أن الطاقة الشمسية هي الخيار الواضح، لكنها تحتاج إلى المال والمساحة.

تبقى الحقيقة الوحيدة حاليًا هو أنه لم يعد من الممكن تصميم المباني دون التفكير في كيفية الاستجابة للحرارة، ناطحات السحاب الزجاجية على سبيل المثال، يجب أن تصبح فكرة مهجورة وأن يتخلى عنها البشر، بدلًا من ذلك، تعد الأسطح والجدران المعزولة جيدًا ضرورية في الطقس الحار جدًا.

الشيء المهم المعروف هو يجب أن يكون كل ما يستخدم الكهرباء في المباني أكثر كفاءة في استخدام الطاقة. فعلى سبيل المثيل، الإضاءة وأجهزة الكمبيوتر وغسالات الصحون والتلفزيونات تستخدم الكهرباء، ما ينتج حتمًا بعض الحرارة، لهذا يجب إيقاف تشغيلها عند عدم استخدامها، وبهذه الطريقة يمكن على الأقل أن نقوم بتقليل بعض من الحرارة خلال الصيف. كل هذه الطرق تساعد في الحفاظ على برودة المباني بدون تكييف الهواء.

المصدر: مواقع إلكترونية

شاهد أيضاً

ما هو التبريد العميق

الكرايوجينيكس أو التبريد العميق Cryogenics ، هو عبارة عن دراسة علمية للمواد وسلوكها في درجات …

arArabic
arArabic