مكافحة التغيّر المناخي بأساليب البناء الحديثة

باريس: في مواجهة ارتفاع حرارة الأرض وتوسع المدن، هل يجب تصميم مكاتب ومساكن تستهلك الطاقة بفاعلية وتتمتع بتقنيات ذكية، تتكيّف مع التغيّر المناخي وتأخذ بالاعتبار التكييف أو تشجيع الزراعة الطبيعية والعودة الى المواد التقليدية مثل الأرض الخالية من الكربون، أو الاثنان معاً؟

فما هي الخطوات اللازمة للتحول نحو عمليات بناء ومواد تساعد البشر على العيش في كوكب ترتفع حرارته؟

كان الإسمنت والفولاذ أكثر مادتين استُخدمتا في أعمال البناء التي غطت سنة 2020 مساحة 246 مليار متر مربع من كوكب الأرض (بزيادة 1% عن سنة 2019)، فيما تُعتبران أكثر مادتين تتسببان بانبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

فولاذ "صديق للبيئة"

ولجعل عمليات البناء مطابقة للمعايير البيئية، يخطط العاملون في مجال تعدين الحديد وخصوصاً في أوروبا لإنتاج فولاذ "صديق للبيئة" بحلول عام 2050 عن طريق الاستعاضة عن الفحم الذي يؤدي إلى انبعاث ثاني أكسيد الكربون بالهيدروجين لتذويب الحديد الخام. إلا أنّ الاستثمارات المتوقعة ضخمة ومن شأن هذه الخطوة أن تزيد التكاليف بنسبة "30%" أقلّه، على ما يشير المدير العام لكلية تولوز للعلوم الاقتصادية كريستيان غولييه.

يجري صبّ 14 مليار متر مكعب من الخرسانة سنوياً، بحسب الجمعية العالمية للإسمنت والخرسانة التي تتخذ من لندن مقراً.

ويؤكد عالم الجغرافيا البريطاني ديفيد هارفي أنّ ككية الإسمنت التي استهلكتها الصين وحدها بين عامي 2011 و2013 أكثر بـ50% ممّا استهلكت الولايات المتحدة خلال القرن العشرين. وتؤدي الخرسانة بسبب وجود الإسمنت فيها إلى انبعاث كميات من ثاني أكسيد الكربون تفوق تلك الناجمة عن الطائرات، إذ أنّ الكلنكر الإسمنتي الذي يُعدّ منتجاً وسيطاً يجب أن يُسخّن على 1400 درجة لتصنيعه.

محاكاة حيوية للشعب المرجانية

أما بالنسبة إلى تصنيع الإسمنت بطريقة صديقة للبيئة، فلا يزال الأمل ضعيفاً باعتماد طريقة علمية تتمثل في المحاكاة الحيوية للشعب المرجانية، إذ يمكن تصنيع الأسمنت من كربونات الكالسيوم التي تخزّن ثاني أكسيد الكربون!

وبانتظار أن تصبح هذه الطريقة مُستخدمة، يعتمد القطاع في مشاريع البناء الكبيرة على الخرسانة التي تبعث كميات محدودة من الكربون من خلال استبدال المادة الوسيطة للأسمنت بـ"الخبث"، وهي مخلفات من نشاطات تعدين الحديد. إلا أنّ "+الخبث+ بحد ذاته يؤدي إلى انبعاث كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون"، على ما تشير رئيسة مجلس نقابة المهندسين المعماريين في فرنسا كريستين لوكونت التي تفضّل بدلاً من الخبث اللجوء إلى الموارد "المحلية" كالتربة أو الحجارة لتقليل انبعاثات الكربون.

وتشير دراسة أجراها مختبر بالو ألتو الأميركي للطاقة المتجددة ونُشرت في آذار/مارس إلى أنّ تكييف الهواء وحده مسؤول عن 4% من انبعاثات الكربون في العالم، إلّا أنّ الدائرة المفرغة هنا تتمثل في أنّ عدد مكيفات الهواء يزداد كلّما ارتفعت حرارة كوكب الأرض.

وتولّى بعض المهندسين المعماريين من أمثال ميك بيرس من زيمبابوي تصميم أنظمة تكييف تستند إلى المحاكاة الحيوية ومستوحاة من الطبيعة. وعلى نموذج تلال النمل الأبيض التي تنظم درجة حرارتها من خلال ترك ثقوب عدة تسمح بدوران الهواء، صمّم بيرس "إيست غايت" الذي يمثل أكبر مبنى تجاري في العاصمة هراري. ويُبَرَّد المبنى ليلاً من خلال تخزين الهواء البارد فيما يتخلّص من الهواء الساخن خلال النهار.

منطق سرب النحل

وبعض أنظمة التهوية أو التدفئة التي تعمل استناداً إلى مفهوم عمل النحل في الخلية (منطق السرب) إذ تكون الأجهزة في المبنى نفسه متصلة بعضها ببعض، من شأنها أن تعمل على ضبط الطلب في الفترات التي يبلغ فيها ذروته خلال اليوم.

يشكّل هذا المفهوم تحدياً رئيساً لأنّ نوع الطاقة المستخدمة لتدفئة مبنى أو تبريده يحدد كمية الكربون المنبعثة منه. وسنة 2020، شهد الاستثمار العالمي في هذا القطاع قفزة بنسبة غير مسبوقة بلغت 11,4% مسجلاً نحو 184 مليار دولار، وفق تقرير صادر عن التحالف العالمي للمباني والتشييد التابع للأمم المتحدة.

إلا أنّ ما سُجّل لا يقترب من الهدف المُراد تحقيقه من أجل الالتزام بما نص عليه اتفاق باريس للمناخ، وأبرزها ضرورة خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من عمليات تشييد المباني بنسبة 50% بحلول عام 2030 مقارنة بعام 2020 أي 6% كل سنة، وهو ما يعني انخفاضاً بـ45% في استهلاك الطاقة للمتر المربع الواحد في العالم. إلا أنّ هذه الوتيرة التي اشار إليها اتفاق باريس هي أسرع بخمس مرات مما جرى تحقيقه حتى اليوم!

استخدام أنظمة التكييف

يُفضّل من أجل مواجهة موجات الحرّ أو البرد، الاستثمار في مجال عزل الغلاف الخارجي للمباني بدل زيادة استخدام أنظمة التكييف أو التدفئة. ومع أنّ الجدران تخزّن الحرارة أفضل ممّا تحتفظ به النوافذ، إلا أنّ التزجيج العازل أصبح يُستخدم في كل مكان، ويُعتَمَد حتى الزجاج المؤلف من ثلاثة ألواح في بعض المباني "السلبية" شمال أوروبا.

صُممت بهدف تخزين مياه الأمطار التي تتدفق من أسطح المنازل أو الممرات، إذ تحتفظ بالمياه لفترة قصيرة بعد هطول الأمطار. وتتألف هذه الحدائق من صخور ونباتات وشجيرات جرى تكييفها مع الظروف المناخية الجافة، وتشكل إحدى الحلول القائمة على الطبيعة والهادفة إلى التكيّف مع الاحترار.

يساهم الخشب والقنب والفلين والكتان والقش وحشو السليلوز، وهي مواد ترتكز على مواد نباتية متجددة، بصورة كبيرة في تخزين الكربون من الجو والمحافظة على الموارد الطبيعية. ويتمّ التشجيع على استخدام هذه المواد في عمليات التشييد أكثر من الاعتماد عليها في عزل المباني أو تجديدها.

إلا أن المشكلة تتمثل في أن بعض هذه المواد استُخدمت مدى مراحل طويلة في إفريقيا لتشييد المساكن التقليدية، بينما يستند النمو المدني المتسارع بصورة أساسية على الإسمنت أو الفولاذ، بحسب ما يقول متأسفاً عالم الجغرافيا أرميل شوبان الذي ألّف كتاب "المادة الرمادية للمدن، حياة الأسمنت في إفريقيا "(2020).

"تحويل العقبات إلى حلول"

ويقول جايم مايول وإيرين بيريز اللذان أسسا شركة "تيد أركيتكتس" للهندسة المعمارية في بالما دي مايوركا بإسبانيا "نحاول أن نعيد استخدام المواد التي يأتي قسم منها أحياناً من مواقع هدم، فنسعى بذلك إلى تحويل العقبات إلى حلول"، ويضيفان "إنّ تقليل المواد يشكل أفضل وسيلة لخفض البصمة الكربونية للمباني".

ويشجع مايول وبيريز على إعادة استخدام المواد على غرار ما يقوم به مزيد من المهندسين المعماريين.

ويستهلك بناء منزل منفصل مواد تفوق 40 مرة ما تحتاجه عملية تجديده، بينما يستهلك تشييد مبنى سكني كمية مواد أكثر بـ80 مرة مما يتطلّبه تحديثه، بحسب الوكالة الفرنسية للبيئة وإدارة الطاقة.

ويشهد البناء في أراض خام تابعة للشعوب الأصلية تطوراً كبيراً. ويسعى قطاع الصناعة إلى تطوير تقنيات لإكثار استخدام الخرسانة الطينية.

ومن بين التقنيات التي يجري تحديثها حالياً التربة المدكوكة التي تشكل تربة تُضغط وتُغلّف، بالإضافة إلى الوتر والجص، وهي طريقة بناء من مواد يدخل في تركيبها القش أو روث الحيوانات، فضلاً عن نظام بناء يستند إلى طبقات مكدسة من الجص من دون دعامات.

موجات الحر

وتساهم الأرض التي تشكل مادة محلية وغير مكلفة، في تنظيم الرطوبة وضبط درجات الحرارة داخل المساكن خصوصاً في فترة موجات الحر.

وتُستخدم هذه الطرق في كندا (مركز نك ميب الثقافي للصحراء) وفي منطقة فورارلبرغ النمساوية، أو على شكل ألواح جاهزة من الجص في ليون الفرنسية.

وسنة 2021، أنجز استوديو رينزو بيانو إقامة مستشفى للأطفال في عنتيبي بأوغندا لحساب منظمة غير حكومية إيطالية، مصنوع بشكل كامل على طريقة الوتر والجص وثُبتت عليه ألواح كهروضوئية.

واستخدم المهندس المعماري الألماني وأصوله من بوركينا فاسو فرنسيس كيريه، وهو حائز جائزة بريتزكر المرموقة سنة 2022، مواد محلية.

ويوصي الخبراء بإبطاء عمليات تشييد مبان جديدة، وتعزيز تجديد تلك الموجودة في المدن، بالإضافة إلى وقف التمدد المدني العشوائي وحتى "إعادة إعمار المدن".

تتيح هذه الألواح الزجاجية توليد الكهرباء من أشعة الشمس المفلترة. وتشكل هذه التقنية الناشئة لكن باهظة الثمن، صورة مستقبلية عن مباني الغد الذكية، إلا أنها تواجه نقصاً في المواد اللازمة لاعتمادها وخصوصاً السيليكون.