الرئيسية
حين نادت المدرسة العضوية بإعادة تعريف المبنى ككائن في بيئة محيطة يتفاعل معها، يؤثر فيها يتأثر بها، وجد البعض أنها نظرة مثالية تفتقر للواقع التجريبي، وتمر سنون عدة ويعاود منظري العمارة قراءة التاريخ بصورة مختلفة ويصبح التوجه العالمي نحو بيئة مبنية "Built Environment" أكثر استقرارا وأقل استهلاكا للطاقة وأقل تأثيرا على البيئة، وأيا كانت الأسباب سواء إقتصادية أو صحية فإن هذا التوجه يعطي للمعماري مفاهيم جديدة ربما كانت أو لم تكن في حساباته قبلا، وربما تؤدي ليس لظهور مدارس معمارية جديدة بل أيضا لظهور طرز معمارية جديدة تبشيرية لعصر تفاعلي، تتحول فيه القوميات لشفرات ورموز وتقاس فيه قوة الشخصية المعمارية بمدى صحة مبانيها واحترامها لبيئتها المحيط.
والمقصود أن الطرز المستقبلية ستعبر عن بيئات متنوعة بحيث تصير طرز تفاعلية متغيرة وليست ثابتة المحددات حيث محدداتها الثابتة ذاتها تتغير بتغير بيئتها.
وبالعودة لفهوم تفاعل المبنى مع البيئة وتأثره وتأثيره فيها يلزم تحديد سلوكيات المبنى التفاعلية التي تأخذ من البيئة أو الطبيعة ثم تفرغ مرة أخرى، بداية من مواد البناء ووصولا للتشغيل بكامل طاقته، فصناعة البناء تسبب حوالي 65% من إجمالي مسببات الاحتباس الحراري للأرض وتشكل 35% من إجمالي الملوثات في العالم وتستهلك نسبة مخيفة من إجمالي معدلات استهلاك المياه العالمية وأيضا الطاقة.
السلوك الحراري للمبنى
المبنى في إطار بيئته يخضع لبيئة حرارية بسيطة وصارمة القوانين سيأتي ذكرها فيما بعد، ولأن عنوان الباب الأول من الدراسة هو السلوك الحراري فيجب معرفة أولا مفهوم مصطلح السلوك للمبنى، السلوك هو ما يسلكه الشيء عند نعرضه لظروف معينة أو عند تغير عوامل معينة في ظروف قائمة ولأنه سلوك الشيء فهو ما يسلكه دوما في هاتين الحالتين فمثلا سلوك السحاب ان يتحرك بقوة الرياح وعند تصادمه بشحنة مختلفة أو يتعرض لمناطق اختلاف الضغط يحدث التكسف ويسقط أمطاره وسلوك الأمطار هو الهبوط من أعلى لأسفل وفقا للجاذبية الأرضية ما لم تؤثر على حركتها أي قوى أخرى ولأنه سلوك فدوما ودائما وأبدا تسلكه الأمطار في حركتها من أعلى لأسفل.
ويعيدنا ذلك للسلوك الحراري للمبنى وهو يسلكه المحتوى الحراري للمبنى من انتقال من الخارج للداخل أو العكس، ويتم ذلك وفقا لقوانين علم الدينامكية الحرارية أو علة الانتقال الحراري الذي يسير وفقا لقانونين فقط.
القانون الأول :-
الطاقة لا تفنى ولا تستحدث ولكن تتحول من صورة إلى أخرى
بمعنى أن كمية الطاقة أو الحرارة المفقودة تساوي كمية الطاقة أو الحرارة المكتسبة ما لم يتم تخزين أجزاء منها.
القانون الثاني :-
تنتقل الحرار في اتجاه واحد فقط بعفوية "سليقة" من الأعلى في القياس للأقل في القياس حتى تصل للتوازن الحراري.
طرق انتقال الحرارة :-
التوصيل وهو انتقال الحرارة بين جسمين متلاصقين من الأعلى للأقل في القيمة
الحمل وهي حركة الجزيئات الاعلي قيمة لأعلى حركة فعلية للمادة وليس للحرارة وتنتقل الحرارة خلال حركة الجزيئات وصولا للتوازن الحراري
الإشعاع وهو انتقال الطاقة من الجسم المشع إلى الجسم المتلقي
قانونان وثلاثة طرق فقط ما يحكم علم الانتقال الحراري ومع ذلك نجد مبانينا في غاية السوء من حيث سلوكها الحراري "مباني سيئة السمعة الحرارية" وتلك السمعة لم تكن سمعة مبانينا قديما فقديما كانت مبانينا راقية السمعة الحرارية لكن بدأت السمعة تسوء بعد غزو طراز الحداثة المبرر بالطبع والاعتماد على الاساليب الميكانيكة للتحكم في الحرارة داخل المباني فتحول المبنى لمريض مربوط على طاولة ومتصل بالعديد من الأنابيب المسئولة عن تدفئته وتبريده وتنفسه مستهلكة طاقة كبيرة غير متجددة ومتناسية معاملات الانبعاث الحراري لتلك الأجهزة الميكانيكة التي سببت ما يسمى بالإحتباس الحراري وزيادة نسبة الرطوبة مما أدى بالضرورة نظرا لوجود رطوبة وحرارة لانتشار العديد من المكيروبات والفيروسات.
والذي يحدد السلوك الحراري للمبنى هو مواد بناءة وفراغاته أي أن المعماري هو وحده المسئول عن سلوك المبنى فقديما كانت الدارقاعة يتوسطها نافورة مياه وفوقها شخشيخة
فكان الهواء يدخل الفراغ من الملقف باردا فيهبط لأسفل ويحمل الهواء الساخن من الفراغ وتساعده حركة المياه على الصعود متلطفا ليخرج من الشخشيخة وتستمر الدورة ولم تكن تلك المعالجة مرتبطة بفترة تاريخية معينة بل معالجة بسيطة تصلح لأي فراغ تسمح مساحته بذلك.
ومواد البناء لها كبير الأثر في امتصاص الحرارة أو عزلها ومن اهم المصطلحات الخاصة بالسلوك الحراري هي:-
الحرارة النوعية : هي كمية الحرارة المطلوبة لرفع درجة حرارة 1 كيلو جرام من المادة درجة واحدة مئوية وهي قيمة نوعية لكل مادة وحرارة المياه النوعية هي 4176 جول/كيلوجرام. كيلفن
الحرارة الكامنة: هي كمية الحرارة المفقودة أو المكتسبة عند تغير كالة المادة من الصلبة للسائلة للغازية وهي أيضا قيمة نوعية وهي للماء عند درجة حرارة 18 درجة مئوية 2400 كيلوجول/كيلوجرام
--- هذا يفسر كيفة تبريد القلل للماء فتبخر الماء من الجدار الفخاري المسامي للقلل يحتاج لطاقة تساوي قيمة الحرارة الكامنة عند تلك الدرجة وبالتالي تنخفض درجة حرارة الماء بداخل القلة ويمكن اعتبار بحسبة غير دقيقة ولكن تقريبية أن كل لتر ماء يتبخر يخفض درجة حرارة لتر آخر حوالي 6 درجات مئوية لذلك ظهر لفظ "روق الأناني" وترويق الأناني هو رش القلل من الخارج بالماء بحيث لا يؤثر البخر على كمية الماء بالقلة فتنخفض درجة الحرارة داخلها كنتيجة لتبخر الماء المرشوش على جسمها الخارجي.
ونظرا لارتفاع الحرارة النوعية للماء فإن مواد العازلة القابلة لامتصاص الرطوبة تزيد توصيلتها الحرارية عند تشبعها بالرطوبة مما يستلزم توضيح مفهوم التوصيلية الحرارية
التوصيلية الحرارية: هي معدل انتقال الحرارة خلال 1 متر من المادة لإحداث فرق درجات حرارة 1 درجة كلفينية
والمبنى يتعرض يويما لكافة أنواع الانتقال الحراري من توصيل وحمل وإشعاع مما يزيد محتواه الحراري صيفا ويخفض محتواه الحراري شتاء والهدف من الدراسة هو كيفية تقوييم سلوك المبنى بحيث يتلطف صيفا ويصير دافيء شتاء، وتوجد العديد من المعالجات المتعارف عليها كمصايد الحرارة ومصايد الهواء واتعمال الفتحات العلوية والسفلية وتبريد الهواء بتمريره في باطن الأرض لكن يتبقى دوما أن تصير المنتجات المعمارية حسنة السمعة الحرارية أن تكون منتجات جذابة.
إن جاذبية المنتج المعماري لا تكمن فقط في قدرته على أداء دوره ولكن أيضا في مظهره وطريقة ارتداءه لملابسه للإكسسوارات التي يستعملها لأدوات تجميله وهذا هو التحدي الجديد للمعماري أن يعيد النظر في استخدام ارقى ما وصل اليه العلم في علوم المواد واستخدام مواد ذات سلوك حراري ايجابي لخلق فراغات معمارية حسنة السير والسلوك.
والمقصود أن الطرز المستقبلية ستعبر عن بيئات متنوعة بحيث تصير طرز تفاعلية متغيرة وليست ثابتة المحددات حيث محدداتها الثابتة ذاتها تتغير بتغير بيئتها.
وبالعودة لفهوم تفاعل المبنى مع البيئة وتأثره وتأثيره فيها يلزم تحديد سلوكيات المبنى التفاعلية التي تأخذ من البيئة أو الطبيعة ثم تفرغ مرة أخرى، بداية من مواد البناء ووصولا للتشغيل بكامل طاقته، فصناعة البناء تسبب حوالي 65% من إجمالي مسببات الاحتباس الحراري للأرض وتشكل 35% من إجمالي الملوثات في العالم وتستهلك نسبة مخيفة من إجمالي معدلات استهلاك المياه العالمية وأيضا الطاقة.
السلوك الحراري للمبنى
المبنى في إطار بيئته يخضع لبيئة حرارية بسيطة وصارمة القوانين سيأتي ذكرها فيما بعد، ولأن عنوان الباب الأول من الدراسة هو السلوك الحراري فيجب معرفة أولا مفهوم مصطلح السلوك للمبنى، السلوك هو ما يسلكه الشيء عند نعرضه لظروف معينة أو عند تغير عوامل معينة في ظروف قائمة ولأنه سلوك الشيء فهو ما يسلكه دوما في هاتين الحالتين فمثلا سلوك السحاب ان يتحرك بقوة الرياح وعند تصادمه بشحنة مختلفة أو يتعرض لمناطق اختلاف الضغط يحدث التكسف ويسقط أمطاره وسلوك الأمطار هو الهبوط من أعلى لأسفل وفقا للجاذبية الأرضية ما لم تؤثر على حركتها أي قوى أخرى ولأنه سلوك فدوما ودائما وأبدا تسلكه الأمطار في حركتها من أعلى لأسفل.
ويعيدنا ذلك للسلوك الحراري للمبنى وهو يسلكه المحتوى الحراري للمبنى من انتقال من الخارج للداخل أو العكس، ويتم ذلك وفقا لقوانين علم الدينامكية الحرارية أو علة الانتقال الحراري الذي يسير وفقا لقانونين فقط.
القانون الأول :-
الطاقة لا تفنى ولا تستحدث ولكن تتحول من صورة إلى أخرى
بمعنى أن كمية الطاقة أو الحرارة المفقودة تساوي كمية الطاقة أو الحرارة المكتسبة ما لم يتم تخزين أجزاء منها.
القانون الثاني :-
تنتقل الحرار في اتجاه واحد فقط بعفوية "سليقة" من الأعلى في القياس للأقل في القياس حتى تصل للتوازن الحراري.
طرق انتقال الحرارة :-
التوصيل وهو انتقال الحرارة بين جسمين متلاصقين من الأعلى للأقل في القيمة
الحمل وهي حركة الجزيئات الاعلي قيمة لأعلى حركة فعلية للمادة وليس للحرارة وتنتقل الحرارة خلال حركة الجزيئات وصولا للتوازن الحراري
الإشعاع وهو انتقال الطاقة من الجسم المشع إلى الجسم المتلقي
قانونان وثلاثة طرق فقط ما يحكم علم الانتقال الحراري ومع ذلك نجد مبانينا في غاية السوء من حيث سلوكها الحراري "مباني سيئة السمعة الحرارية" وتلك السمعة لم تكن سمعة مبانينا قديما فقديما كانت مبانينا راقية السمعة الحرارية لكن بدأت السمعة تسوء بعد غزو طراز الحداثة المبرر بالطبع والاعتماد على الاساليب الميكانيكة للتحكم في الحرارة داخل المباني فتحول المبنى لمريض مربوط على طاولة ومتصل بالعديد من الأنابيب المسئولة عن تدفئته وتبريده وتنفسه مستهلكة طاقة كبيرة غير متجددة ومتناسية معاملات الانبعاث الحراري لتلك الأجهزة الميكانيكة التي سببت ما يسمى بالإحتباس الحراري وزيادة نسبة الرطوبة مما أدى بالضرورة نظرا لوجود رطوبة وحرارة لانتشار العديد من المكيروبات والفيروسات.
والذي يحدد السلوك الحراري للمبنى هو مواد بناءة وفراغاته أي أن المعماري هو وحده المسئول عن سلوك المبنى فقديما كانت الدارقاعة يتوسطها نافورة مياه وفوقها شخشيخة
فكان الهواء يدخل الفراغ من الملقف باردا فيهبط لأسفل ويحمل الهواء الساخن من الفراغ وتساعده حركة المياه على الصعود متلطفا ليخرج من الشخشيخة وتستمر الدورة ولم تكن تلك المعالجة مرتبطة بفترة تاريخية معينة بل معالجة بسيطة تصلح لأي فراغ تسمح مساحته بذلك.
ومواد البناء لها كبير الأثر في امتصاص الحرارة أو عزلها ومن اهم المصطلحات الخاصة بالسلوك الحراري هي:-
الحرارة النوعية : هي كمية الحرارة المطلوبة لرفع درجة حرارة 1 كيلو جرام من المادة درجة واحدة مئوية وهي قيمة نوعية لكل مادة وحرارة المياه النوعية هي 4176 جول/كيلوجرام. كيلفن
الحرارة الكامنة: هي كمية الحرارة المفقودة أو المكتسبة عند تغير كالة المادة من الصلبة للسائلة للغازية وهي أيضا قيمة نوعية وهي للماء عند درجة حرارة 18 درجة مئوية 2400 كيلوجول/كيلوجرام
--- هذا يفسر كيفة تبريد القلل للماء فتبخر الماء من الجدار الفخاري المسامي للقلل يحتاج لطاقة تساوي قيمة الحرارة الكامنة عند تلك الدرجة وبالتالي تنخفض درجة حرارة الماء بداخل القلة ويمكن اعتبار بحسبة غير دقيقة ولكن تقريبية أن كل لتر ماء يتبخر يخفض درجة حرارة لتر آخر حوالي 6 درجات مئوية لذلك ظهر لفظ "روق الأناني" وترويق الأناني هو رش القلل من الخارج بالماء بحيث لا يؤثر البخر على كمية الماء بالقلة فتنخفض درجة الحرارة داخلها كنتيجة لتبخر الماء المرشوش على جسمها الخارجي.
ونظرا لارتفاع الحرارة النوعية للماء فإن مواد العازلة القابلة لامتصاص الرطوبة تزيد توصيلتها الحرارية عند تشبعها بالرطوبة مما يستلزم توضيح مفهوم التوصيلية الحرارية
التوصيلية الحرارية: هي معدل انتقال الحرارة خلال 1 متر من المادة لإحداث فرق درجات حرارة 1 درجة كلفينية
والمبنى يتعرض يويما لكافة أنواع الانتقال الحراري من توصيل وحمل وإشعاع مما يزيد محتواه الحراري صيفا ويخفض محتواه الحراري شتاء والهدف من الدراسة هو كيفية تقوييم سلوك المبنى بحيث يتلطف صيفا ويصير دافيء شتاء، وتوجد العديد من المعالجات المتعارف عليها كمصايد الحرارة ومصايد الهواء واتعمال الفتحات العلوية والسفلية وتبريد الهواء بتمريره في باطن الأرض لكن يتبقى دوما أن تصير المنتجات المعمارية حسنة السمعة الحرارية أن تكون منتجات جذابة.
إن جاذبية المنتج المعماري لا تكمن فقط في قدرته على أداء دوره ولكن أيضا في مظهره وطريقة ارتداءه لملابسه للإكسسوارات التي يستعملها لأدوات تجميله وهذا هو التحدي الجديد للمعماري أن يعيد النظر في استخدام ارقى ما وصل اليه العلم في علوم المواد واستخدام مواد ذات سلوك حراري ايجابي لخلق فراغات معمارية حسنة السير والسلوك.
