يساهم استخدام الطاقة الشمسية الحرارية بشكل صديق للبيئة في بناء الحياد الكربوني

يساهم استخدام الطاقة الشمسية الحرارية في تحقيق الحياد الكربوني من خلال توفير مساهمة خضراء

الممارسات الشائعة في المباني ذات صافي الصفر

مع توجه العالم نحو الحياد الكربوني، يتبنى قطاع البناء - أحد أكبر مصادر استخدام الطاقة وانبعاثات الكربون - مجموعة من ممارسات تحقيق صافي انبعاثات صفري. ووفقًا للدليل الفني للمباني ذات صافي انبعاثات صفري، غالبًا ما يحتاج المهندسون المعماريون إلى التعاون الوثيق مع المهندسين وموردي المعدات لوضع استراتيجيات فعّالة. فيما يلي بعض أكثر الأساليب شيوعًا وفعالية.

1. غرف التشمس والتصميم الشمسي السلبي

في نصف الكرة الشمالي، تُعدّ النوافذ المواجهة للجنوب مثاليةً لأشعة الشمس والتدفئة، بينما ينبغي إبقاء النوافذ المواجهة للشمال صغيرةً لتقليل فقدان الحرارة. في المنازل المتدرجة والمباني المماثلة، تُمكّن النوافذ الكبيرة المواجهة للجنوب من التقاط أشعة الشمس الشتوية المنخفضة الزاوية، مما يُوفّر تدفئةً سلبية. لا يستهلك هذا النهج طاقةً إضافيةً، ويُعزّز الراحة ببساطة من خلال تصميم ذكي.

2. سخانات المياه الشمسية

يحوّل سخان المياه الشمسي ضوء الشمس مباشرةً إلى حرارة باستخدام أنابيب زجاجية مفرغة. يسخن الجانب المواجه للشمس من الأنبوب، بينما يبقى الجانب المظلل أبرد، مما يُحدث فرقًا في درجة الحرارة يُحفّز الدورة الطبيعية للمياه.

توفر هذه العملية ماءً ساخنًا للاستخدام اليومي، ويمكنها أيضًا توفير الحرارة اللازمة لإزالة الرطوبة. وباعتبارها بديلًا مباشرًا لسخانات المياه الكهربائية أو الغازية، تُسهم سخانات المياه الشمسية مساهمة واضحة في خفض انبعاثات الكربون.

3. الطاقة الشمسية الكهروضوئية

تُحوّل الألواح الشمسية ضوء الشمس إلى كهرباء من خلال التأثير الكهروضوئي. في المباني ذات صافي الطاقة الصفري، تُستخدم هذه الكهرباء غالبًا ضمن شبكة محلية صغيرة، بدلًا من إرسالها إلى الشبكة الوطنية.

يتم تخزين الطاقة المولدة في بطاريات وتحويلها من خلال محولات، مما يوفر الكهرباء للإضاءة والأجهزة والاستخدامات الأخرى. يعد هذا النظام اللامركزي المكتفي ذاتيًا خطوة أساسية نحو حياة خالية من الكربون.

4. مضخات الحرارة المعتمدة على مصدر المياه

تستخدم مضخات الحرارة المائية كمية صغيرة من الطاقة الحرارية عالية الجودة لنقل الحرارة. في الصيف، تنقل الحرارة من المباني إلى المسطحات المائية المجاورة، مما يوفر التبريد. وفي الشتاء، تستخرج الحرارة من الماء لتدفئة المبنى.

يتميز هذا النظام بكفاءة عالية وموثوقية عالية، خاصةً في المناطق التي تضم أنهارًا وبحيرات ومياهًا جوفية. ويمكنه استبدال الغلايات ومكيفات الهواء التقليدية، مما يجعله خيارًا مثاليًا للتدفئة والتبريد الصديق للبيئة.

5. أجهزة التظليل

في المناخات الدافئة، تُنظّم ألواح التظليل على الجانب الجنوبي من المباني الإشعاع الشمسي. في الصيف، تحجب هذه الألواح أشعة الشمس المرتفعة، مما يُحافظ على برودة المناطق الداخلية. أما في الشتاء، فتمرّ أشعة الشمس المنخفضة أسفل الألواح لتوفير الدفء الطبيعي. ويمكن دمج بعض أنظمة التظليل مع وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، لتوليد الكهرباء أثناء تظليل المبنى.

6. أرضيات منخفضة الكربون

مواد البناء المستدامة جزءٌ آخر من ممارسات تحقيق صافي انبعاثات صفري. على سبيل المثال، تضمن الأرضيات الخشبية المعتمدة من مجلس رعاية الغابات (FSC) ممارسات غابات مسؤولة وإنتاجًا خاليًا من الكربون. لا تقتصر هذه الأرضيات على تقليل الأثر البيئي فحسب، بل تُحسّن أيضًا جودة الهواء الداخلي بإطلاقها أيونات سالبة.

7. الأسطح الخضراء

تجمع الأسطح الخضراء بين الحفاظ على البيئة وتوفير الطاقة. بزراعة الخضراوات والأعشاب أو الحشائش على أسطح المباني، يمكن تقليل اكتساب الحرارة صيفًا وتحسين عزلها. تُبرّد النباتات المبنى من خلال النتح، مما يُخفّض الطلب على تكييف الهواء، ويُساهم في الوقت نفسه في خلق مساحات خضراء حضرية وتوفير إمدادات غذائية.

8. أنظمة مراقبة الطاقة

تُعدّ إدارة الطاقة الذكية أمرًا بالغ الأهمية للمباني الخالية من الكربون. تُراقب أنظمة المراقبة استهلاك الكهرباء والمياه والغاز آنيًا، باستخدام عدادات وأجهزة استشعار تدفق متصلة بشبكات سلكية أو لاسلكية. تجمع هذه الأنظمة بيانات دقيقة وتتيح التحكم المركزي عن بُعد، مما يُمكّن المباني من اتخاذ قرارات ذكية وتقليل النفايات.

خاتمة

يتطلب تحقيق صافي انبعاثات صفري في المباني مزيجًا من التصميم والتكنولوجيا والإدارة. بدءًا من استراتيجيات الطاقة الشمسية السلبية وسخانات المياه الشمسية، وصولًا إلى أنظمة الطاقة الكهروضوئية، والأسطح الخضراء، والمراقبة الذكية، يُسهم كل إجراء في تحقيق الحياد الكربوني.

مع تقدم التكنولوجيا واستمرار السياسات الداعمة للتنمية الخضراء، ستنتشر هذه الممارسات بشكل متزايد. ستتحول المباني ذات الانبعاثات الصفرية من مجرد مشاريع تجريبية إلى حلول شاملة، مما يساهم في تحقيق أهداف المناخ العالمي وبناء مستقبل مستدام.