شاخصه‌ های اصلی ساختمان‌ ها در دهه ‌های آینده

توسط: حسام سید حسینی، کارشناس تأسیسات و ایمنی

در آمریکا، سهم تولید کربن در ساختمان‌ها تقریبا یک سوم است و حدود ۴۰ درصد انرژی نیز در بخش ساختمان مصرف می‌شود. این در حالی است که طبق الزام آژانس بین المللی انرژی، تا سال ۲۰۵۰ تولید گازهای گلخانه ای مربوط به ساختمان باید تا ۷۵ درصد کم شود.

در این راستا لازم است عملکرد ساختمان‌ها در سال‌های آتی به نحوی تغییر کند که علاوه بر تأمین نیازهای فردی و اجتماعی و ایجاد شرایط آسایش، انتشار گازهای گلخانه ای ناشی از عملکرد ساختمان‌ها به حداقل ممکن برسد.

در سال‌های آینده، مباحث مربوط به پایداری از یک طرف و افزایش جمعیت و رشد اقتصادی و شهرنشینی از طرف دیگر منجر به افزایش تقاضا برای انرژی، زمین، آب و منابع دیگر شده و باعث ایجاد تحولات اساسی اقتصادی و اجتماعی خواهد شد. ساختمان‌ها یکی از نمادهای این تحول و رشد ‌است؛ جایی که انسانها به طور مستقیم بیش از ۹۰٪ از وقت خود را در آن می‌گذرانند  و در بسیاری از مسائل مربوط به انرژی و محیط زیست تاثیر گذار هستند؛ ضمن آن که یک ساختمان با طراحی زیبا و شرایط محیطی مناسب، می‌تواند سلامت و بهره وری کارکنان را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد.

شاخصه‌ های کلیدی ساختمان‌ ها در دهه‌ های آینده

شاخصه‌ های اصلی ساختمان‌ ها در دهه‌ های آینده، در ۵ عنوان ذیل دسته بندی می‌گردد. این شاخصه‌ها مرتبط با ویژگی‌‌‌های عملکردی کلیدی ساختمان مانند مصرف آب و انرژی، انتشار گازهای گلخانه‌ای، تولید زباله و ضایعات، مصرف مواد اولیه، انعطاف پذیری با محیط پیرامون و سلامت و بهره وری ساکنین می‌است.

لازم به ذکر است این شاخصه ‌ها به یکدیگر بسیار وابسته اند و هدف نهایی تنها با تمرکز بر یکی از جنبه‌ها محقق نخواهد شد.

۱- محیط زیست: تعامل یکپارچه بین انسان و سیستم‌های طبیعی

ساختمان‌ها جهت تأمین شرایط آسایش ساکنین، منابع محیط زیست را جهت سرمایش، گرمایش و روشنایی مصرف می‌کنند. استفاده از فن آوری‌‌های زیست توده، بازچرخانی آب و اندازه‌گیری مستمر میزان خروجی آب، گرما و جریان هوا از ساختمان و ارزیابی تاثیر این موارد بر پارامترهای محیطی از راهکارهای افزایش تعامل بهتر ساختمان با محیط اطراف است.

۲-شبکه‌‌های زیرساخت شهری: بهینه شدن ارتباط ساختمان با این شبکه‌ها

ساختمان‌های آینده جهت تأمین زیرساخت‌‌های مهم (انرژی، آب و دفع ذباله)، به ترکیبی از شبکه‌‌های متمرکز و غیر متمرکز متکی خواهند بود. ساختمان‌ها به همسایگان مجاور خود متصل خواهند شد تا خدمات و منابع انرژی و آب را با هم به اشتراک بگذارند یا حتی در این خصوص با یکدیگر تجارت کنند.

۳- جامعه: خدمات چند منظوره و متنوع ساختمان‌های آینده برای پشتیبانی از جوامع انسانی

در آینده، انتظارات ساکنین از ساختمان‌ها فراتر از تأمین نیازهای اساسی مانند آسایش حرارتی خواهد بود. ساختمان‌ها خدماتی را برای ایجاد تعادل بین کار و زندگی ارائه می‌دهند. برای مثال فضای بیشتری برای پیاده روی و دوچرخه سواری و فضای سبز ایجاد خواهد شد.

۴-ساکنین: اصلاح سیستم‌ها جهت افزایش سلامت و رفاه

طراحی ساختمان‌های آینده به سمتی خواهد رفت که شرایط آسایش حرارتی از طریق تجهیزات قابل حمل و یا لباس‌های خاص تأمین گردد که این موضوع منجر به کاهش تقاضا برای گرمایش و سرمایش کل فضا خواهد شد. ساختمان‌ها از رفتار و نیازهای واقعی ساکنین خود آموزش می‌بینند تا مصرف انرژی و منابع را به مقدار واقعی برسانند.

۵-سیستم‌های ساختمان: ساخت مدولار و سازگاری بین اجزای ساختمان

سیستم‌های ساختمان به صورتی تغییر خواهد کرد که متناسب با تغییرات عملکرد ساختمان و تغییر شرایط آب و هوایی در طول زمان، قابلیت تنظیم مجدد داشته باشند. جداره‌‌های ساختمان با استفاده از مواد واکنش پذیر و پویا، عملکردهای پیچیده‌تری از قبیل تولید و ذخیره انرژی، جمع‌آوری آب، کنترل نور، تنظیم دمای داخل خانه یا فیلتر هوا را فراهم می‌کنند.

ده پرسش کلیدی در خصوص معیارهای کمی در ساختمان‌های دهه‌های آینده:

برای هریک از شاخصه‌‌های فوق لازم است معیار کمی مرتبط با آن مشخص گردد. یکی از چالش‌‌های تعیین این معیارها برای ساختمان‌های ۱۰۰ سال آینده این است که ما محدود به تکنولوژی‌‌های فعلی هستیم و شاید بعضی از این معیارهای تعریف شده با تکنولوژی فعلی قابل دستیابی نباشد اما با پیشرفت‌های تکنولوژی در سال‌های آینده، می‌توان روش‌‌های متفاوتی برای دستیابی به اهداف تعریف شده انتظار داشت.

در ادامه،  ده پرسش کلیدی و بعضی معیارهای کمی جهت اندازه‌گیری آن‌ها به طور خلاصه بیان شده است:

۱- چگونه می‌توان تاثیرات ساختمان‌‌های آینده بر محیط زیست را اندازه‌گیری نمود؟

ساختمان‌ها در آینده بعضی تمهیدات مرتبط با محیط زیست را در محل ساختمان پیش بینی می‌کنند مانند جمع آوری آب باران و یا تصفیه آب و استفاده مجدد از آن. بنابراین یکی از معیارهای اندازه‌گیری در خصوص تأثیر ساختمان بر محیط زیست می‌تواند «مصرف آب ساختمان در شبانه روز به ازای هر نفر» باشد.

۲-چگونه می‌توان تعامل ساختمان‌های آینده با محیط زیست را اندازه‌گیری نمود؟

تعامل بین انسان‌‌ها و سیستم‌‌های طبیعی در توانایی ساختمان‌‌های آینده بر پایش شرایط محیطی بیرونی و بررسی تاثیر آن بر محیط زیست منعکس می‌گردد. در این راستا یکی از معیارهای مهم، افزایش تعداد ساختمان‌‌هایی است که پایش لحظه‌ای مصرف انرژی، آب و تولید گازهای گلخانه‌ای و نیز کیفیت هوای داخلی و خارجی را انجام می‌دهند.

۳-چگونه می‌توان نتایج بهینه سازی انرژی را در ساختمان‌‌های آینده اندازه‌گیری نمود؟

نتایج بهینه سازی با مصرف انرژی ساختمان ارزیابی می‌شود. این مصرف انرژی ارتباط تنگاتنگی با میزان تولید گازهای گلخانه‌ای دارد. بنابراین میزان تولید گازهای گلخانه‌ای بر مترمربع ساختمان (GHG ton/m2) یکی از معیارهای مهم جهت بررسی میزان بهینه سازی انرژی در ساختمان است.

همچنین ساختمان‌های آینده امکان تأمین بخشی از انرژی ساختمان‌های مجاور در شرایط اوج بار را دارند. بنابراین پتانسیل ساختمان در کاهش بار اوج و امکان تأمین بار مورد نیاز ساختمان‌های مجاور یک معیار مناسب جهت بررسی میزان بهینه سازی انرژی در ساختمان در نظر گرفته می‌می‌شود.

۴- چگونه تاب آوری ساختمان‌های آینده اندازه‌گیری می‌شود؟

ساختمان‌‌های آینده امکان تأمین بخش بیشتری از انرژی مورد نیاز خود را در محل ساختمان دارند (با استفاده از انرژی خورشیدی، باد، زمین گرمایی و …). بنابراین درصدی از انرژی مورد نیاز ساختمان که می‌تواند در محدوده زمانی مشخص بدون استفاده از منابع خارجی تأمین شود، یک معیار مناسب جهت اندازه‌گیری تاب‌آوری ساختمان خواهد بود.

۵- چگونه انعطاف‌پذیری ساختمان‌های آینده اندازه‌گیری می‌شود؟

ساختمان‌‌های آینده به نحوی طراحی می‌شوند که بنابر نیاز ساکنین آن قابل تغییر باشد. این موضوع منجر به استفاده حداکثری از فضاهای ساختمان شده و فضاهای غیر قابل سکونت را کم می‌کند که خود منجر به کاهش هزینه‌‌های انرژی و تعمیرات ساختمان و نیز کاهش نیاز به ساخت ساختمان‌‌های جدید خواهد شد. جهت اندازه‌گیری این شاخصه ساختمان تولید گازهای گلخانه ای به ازای نفرساعت مصرفی در ساختمان معیار مناسبی می‌باشد.

۶-چگونه ارتباط ساختمان‌های آینده با سیستم‌‌های حمل و نقل اندازه‌گیری می‌شود؟

ساختمان‌‌ها با شبکه‌‌های حمل و نقل ارتباط تنگاتنگی دارند و لذا بر مصرف انرژی و تولید گازهای گلخانه‌ای در سیستم‌‌های حمل و نقل تاثیرگذار خواهند بود. در حال حاضر اتصال ساختمان‌ها به سیستم‌های حمل و نقل شهری با قابلیت پیمایش با پای پیاده و نزدیکی و دسترسی به وسایل نقلیه عمومی اندازه‌گیری می‌شود.

جهت اندازه‌گیری این شاخص ساختمان میزان انتشار گازهای گلخانه ای جهت حمل و نقل از ساختمان به ازای هر شخص معیار مناسبی است.

۷-چگونه ارزش ساختمان‌های آینده اندازه‌گیری می‌شود؟

ارزش یک ساختمان شامل هزینه‌ های خرید و نیز هزینه‌های انرژی وآب و نگهداری ساختمان می‌باشد. در حال حاضر در بسیاری از ساختمان‌ها این نوع هزینه‌ها ثبت می‌شود. یکی از معیارها در ساختمان‌های آینده درصد ساختمان‌هایی است که هزینه‌های سلامت، شاخص‌های بهره وری، هزینه‌های بهره برداری و سایر معیارهای عملکردی که تأثیر طولانی مدت ساختمان‌ها بر محیط و ساکنین را مشخص می‌کند، به طور شفاف اظهار می‌کنند.

۸-چگونه آسایش و سلامتی ساختمان‌های آینده اندازه‌گیری می‌شود؟

ساختمان‌های آینده به نحوی طراحی و ساخته خواهتد شد که شرایط آسایش بهتری برای ساکنین فراهم کنند به نحوی که شرایط آسایش افراد مختلف با سلیقه‌ های متفاوت تأمین گردد و در هیچ یک از فضاهای ساختمان شرایط عدم آسایش مشاهده نگردد. این شرایط آسایش شامل تأمین شرایط بهینه از نظر دما، رطوبت، سرعت هوا، روشنایی، صدا و کیفیت هوای داخل می‌باشد.

جهت تأمین این شرایط لازم است در نقاط مختلف ساختمان سنسورها و کنترل‌کننده‌هایی جهت ارزیابی شرایط هوا پیش‌بینی شود. لذا یک معیار مناسب در این خصوص تعداد نقاط کنترل اتوماتیک روشنایی و شرایط هوای داخل به ازای هر نفر می‌باشد.

۹-چگونه بهره وری ساختمان‌های آینده اندازه‌گیری می‌شود؟

انتظار می‌رود ساختمان‌های آینده حداقل یک سوم از افزایش تولید ناخالص داخلی را به خود اختصاص دهند. از آنجا که ساختمان‌ها در فرآیند تولید و بهره برداری، انرژی مصرف می‌کنند. تولید ناخالص داخلی ساختمان به ازای مصرف انرژی در هر مترمربع معیار مناسبی می‌باشد.

۱۰- چگونه سازگاری (وفق پذیری) و قابلیت همکاری (تعامل پذیری) ساختمان‌های آینده اندازه‌گیری می‌شود؟ با توجه به عمر نسبتاً طولانی ساختمان‌‌ها و تغییر سریع تکنولوژی و سبک زندگی، اجزای ساختمان‌های آینده باید به نحوی سازگار باشد که در هنگام خرابی نیاز به جداسازی کامل آن نباشد. استفاده از مصالح ساختمانی با قابلیت بازیافت بیشتر و سازه‌های قابل انعطاف به ساختمان‌ها اجازه می‌دهد بدون افزایش انرژی نهان، تولید زباله اضافی و مصرف منابع طبیعی، زمان لازم برای سرویس ساختمان را کاهش داده و عمر مفید ساختمان را افزایش دهند. در این خصوص معیار مناسب اندازه‌گیری مقدار نهان انتشار گازهای گلخانه ای (Embodied GHG) در واحد سطح در دوره عمر مفید ساختمان می‌باشد.

جمع بندی:

ساختمان‌ها در سال‌های آینده شاخصه‌های کلیدی ذیل را خواهند داشت و در طراحی ساختمان‌ها باید به این جنبه‌ها توجه نمود:

  • با اکوسیستم‌ها و منابع محلی گره خورده و به طور مداوم تأثیر ساختمان بر محیط زیست پایش می‌شود.
  • ساختمان‌ها جهت تأمین منابع مورد نیاز خود به شبکه‌های مرکزی و غیرمرکزی (ساختمان‌های مجاور) متکی خواهند بود تا بتوانند در شرایط کمبود منابع، نیاز خود را از این طریق برطرف کنند.
  • ساختمان‌های آینده با تغییر عملکرد و شرایط، سازگار شده و به یک شبکه حمل و نقل چندوجهی متصل می‌شوند.
  • ساختمان‌های آینده از رفتارهای ساکنین آموزش می‌بینند و محیط مناسب هر فرد را با حداقل مصرف منابع فراهم می‌کنند.
  • ساختمان‌های آینده از اجزای مدولار، تعامل پذیر و جداره‌های دینامیک ساخته می‌شود تا بتوانند عملکردهای پیچیده‌تری را فراهم کنند.

در مقاله‌های بعدی با تفصیل بیشتری درباره هریک از این شاخصه‌ها صحبت خواهد شد.

بر گرفته از:

Ten questions concerning future buildings beyond zero energy and carbon neutrality(Building and Environment)