العمارة المستدامة

الهندسة المعمارية المستدامة هي الهندسة المعمارية التي تسعى إلى تقليل الأثر البيئي السلبي للمباني من خلال الكفاءة والاعتدال في استخدام المواد والطاقة ومساحة التنمية والنظام البيئي بشكل عام. تستخدم الهندسة المستدامة أسلوبًا واعًا للطاقة والحفاظ على البيئة في تصميم البيئة المبنية.

إن فكرة الاستدامة أو التصميم الإيكولوجي هي التأكد من أن أعمالنا وقراراتنا اليوم لا تمنع فرص الأجيال القادمة.

استخدام الطاقة المستدامة
تعتبر كفاءة الطاقة طوال دورة حياة المبنى هي أهم هدف للهندسة المعمارية المستدامة. يستخدم المهندسون المعماريون العديد من الأساليب السلبية والنشطة المختلفة لتقليل احتياجات الطاقة في المباني وزيادة قدرتها على التقاط أو توليد الطاقة الخاصة بهم. يعتبر استخدام تحليل الموقع أحد مفاتيح استغلال الموارد البيئية المحلية والتأثير على العوامل المتعلقة بالطاقة مثل ضوء النهار ومكاسب الحرارة الشمسية والتهوية.

كفاءة التدفئة والتهوية والتبريد
وقد تم تطوير العديد من الاستراتيجيات المعمارية السلبية مع مرور الوقت. وتشمل أمثلة هذه الاستراتيجيات ترتيب الغرف أو تحديد حجم وتوجيه النوافذ في المبنى ، وتوجيه الواجهات والشوارع أو النسبة بين ارتفاع المباني وعرض الشوارع للتخطيط الحضري.

عنصر مهم وفعال من حيث التكلفة لنظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء الفعال (HVAC) هو مبنى معزول بشكل جيد. يتطلب بناء أكثر كفاءة طاقة أقل لتوليد الطاقة أو تبديدها ، ولكنها قد تتطلب قدرًا أكبر من التهوية لطرد الهواء الداخلي الملوث.

يتم طرد كميات كبيرة من الطاقة خارج المباني في المياه والهواء وتيارات الكومبوست. على الرف ، تستطيع تقنيات إعادة تدوير الطاقة في الموقع أن تستعيد الطاقة بفاعلية من مخلفات المياه الساخنة والهواء القديم ونقل تلك الطاقة إلى المياه الباردة الطازجة أو الهواء النقي. يتطلب استرداد الطاقة لاستخدامات أخرى غير البستنة من ترك الكومبوست المباني مباني مركزية للهضم اللاهوائي.

يتم تشغيل أنظمة HVAC بواسطة المحركات. يساعد النحاس ، مقابل الموصلات المعدنية الأخرى ، على تحسين كفاءة الطاقة الكهربائية للمحركات ، وبالتالي تعزيز استدامة مكونات المباني الكهربائية.

يؤثر توجيه الموقع والبناء على بعض التأثيرات الرئيسية على كفاءة HVAC للمبنى.

يسمح تصميم المبنى الشمسي السلبي للمباني بتسخير طاقة الشمس بكفاءة دون استخدام أي آليات شمسية نشطة مثل الخلايا الضوئية أو الألواح الشمسية الساخنة. تتضمن تصاميم المباني الشمسية السلبية عادةً المواد ذات الكتلة الحرارية العالية التي تحتفظ بالحرارة بفاعلية وعزل قوي يعمل على منع تسرب الحرارة. تتطلب تصاميم الطاقة المنخفضة أيضًا استخدام التظليل الشمسي ، عن طريق المظلات ، الستائر أو الستائر ، للتخفيف من كسب الحرارة الشمسية في الصيف ولتقليل الحاجة إلى التبريد الاصطناعي. بالإضافة إلى ذلك ، عادةً ما تحتوي المباني منخفضة الطاقة على مساحة منخفضة جدًا على نسبة الحجم لتقليل فقدان الحرارة. وهذا يعني أن تصميمات المباني متعددة الأجنحة المترامية الأطراف (التي يُعتقد في كثير من الأحيان أنها تبدو أكثر “عضوية”) غالباً ما يتم تجنبها لصالح هياكل أكثر مركزية. توفر المباني التقليدية المناخ الباردة مثل التصاميم الاستعمارية الأمريكية للملح نموذجًا تاريخيًا جيدًا لكفاءة الحرارة المركزية في مبنى صغير الحجم.

يتم وضع Windows لزيادة دخل الضوء الذي يولد الحرارة إلى أقصى حد مع تقليل فقدان الحرارة من خلال الزجاج ، عازل ضعيف. في النصف الشمالي من الكرة الأرضية ، ينطوي ذلك عادة على تركيب عدد كبير من النوافذ التي تواجه الجنوب لجمع أشعة الشمس المباشرة والحد بشدة من عدد النوافذ التي تواجه الشمال. توفر أنواع معينة من النوافذ ، مثل النوافذ المعزولة المزدوجة أو الثلاثية المزودة بمساحات مليئة بالغاز وطبقات انبعاث منخفضة (E منخفضة) ، عزلًا أفضل بكثير من النوافذ الزجاجية ذات الزجاج المفرد. إن منع زيادة الطاقة الشمسية عن طريق أجهزة التظليل الشمسي في أشهر الصيف أمر مهم لتقليل احتياجات التبريد. غالبًا ما تزرع الأشجار المتساقطة أمام النوافذ لحجب الشمس الزائدة في فصل الصيف بأوراقها ، ولكنها تسمح بمرور الضوء في الشتاء عندما تسقط أوراقها. يتم تركيب اللوفرات أو الأرفف الخفيفة للسماح لأشعة الشمس خلال فصل الشتاء (عندما تكون الشمس أقل في السماء) وإبقائها في فصل الصيف (عندما تكون الشمس مرتفعة في السماء). غالبًا ما تزرع النباتات الصنوبرية أو الخضرة في شمال المباني للحماية من الرياح الشمالية الباردة.

في المناخات الباردة ، تعتبر أنظمة التدفئة مركزًا أساسيًا للهندسة المعمارية المستدامة نظرًا لأنها عادة ما تكون واحدة من أكبر مصارف الطاقة الفردية في المباني.

في المناخات الأكثر دفئًا حيث يكون التبريد مصدر قلق رئيسي ، يمكن أيضًا أن تكون التصاميم الشمسية السلبية فعالة جدًا. تعتبر مواد البناء الحجرية ذات الكتلة الحرارية العالية ذات قيمة كبيرة للحفاظ على درجات الحرارة المنخفضة طوال الليل. وبالإضافة إلى ذلك ، يختار القائمون على البنايات في كثير من الأحيان إنشاء تراكيب مترامية الأطراف من أجل زيادة مساحة السطح وفقدان الحرارة. غالباً ما يتم تصميم المباني لالتقاط وتوجيه الريح الموجودة ، وخاصة الرياح الباردة الخاصة القادمة من أجسام المياه القريبة. ويستخدم كثير من هذه الاستراتيجيات القيمة بطريقة أو بأخرى في الهندسة المعمارية التقليدية للمناطق الدافئة ، مثل مباني البعثة الجنوبية الغربية.

في المناخات ذات الأربعة مواسم ، سيزيد نظام الطاقة المتكامل من الكفاءة: عندما يكون المبنى معزولًا بشكل جيد ، عندما يتم استخدامه للعمل مع قوى الطبيعة ، عند استعادة الحرارة (لاستخدامها على الفور أو تخزينها) ، عندما تكون الحرارة يكون الاعتماد على الوقود الأحفوري أو الكهرباء أكثر كفاءة بنسبة 100٪ ، وعند استخدام الطاقة المتجددة.

توليد الطاقة المتجددة

الألواح الشمسية
تساعد الأجهزة الشمسية النشطة مثل الألواح الشمسية الكهروضوئية على توفير الكهرباء المستدامة لأي استخدام. يعتمد المخرج الكهربائي لألواح شمسية على التوجيه والكفاءة وخط العرض والمناخ – يختلف الكسب الشمسي حتى على نفس خط العرض. تتراوح الكفاءة النموذجية للألواح الكهروضوئية المتاحة تجاريًا من 4٪ إلى 28٪. يمكن أن تؤثر الكفاءة المنخفضة لبعض الألواح الضوئية بشكل كبير على فترة الاسترداد من تركيبها. هذه الكفاءة المنخفضة لا تعني أن الألواح الشمسية ليست بديلاً للطاقة قابلة للحياة. في ألمانيا على سبيل المثال ، يتم تثبيت الألواح الشمسية عادة في بناء المنازل السكنية.

غالباً ما تكون الأسقف مائلة نحو الشمس للسماح للألواح الكهروضوئية بجمعها بأقصى كفاءة. في النصف الشمالي من الكرة الأرضية ، يزيد الاتجاه المواجه للجنوب الحقيقي من العائد للألواح الشمسية. إذا كان الجنوب الحقيقي غير ممكن ، يمكن للألواح الشمسية أن تنتج طاقة كافية إذا كانت محاذاة في حدود 30 درجة جنوبًا. ومع ذلك ، عند خطوط العرض الأعلى ، سيتم تخفيض إنتاجية الطاقة الشتوية بدرجة كبيرة بالنسبة للتوجه غير الجنوبي.

لزيادة الكفاءة في فصل الشتاء ، يمكن تجميع التجميع فوق خط العرض الأفقي + 15 درجة. لزيادة الكفاءة في الصيف ، يجب أن تكون الزاوية Latitude -15 °. ومع ذلك ، بالنسبة إلى الحد الأقصى من الإنتاج السنوي ، يجب أن تكون زاوية اللوحة فوق الأفقي مساوية لخط العرض.

توربينات الرياح
يتطلب استخدام التوربينات الريحية الصغيرة في إنتاج الطاقة في الهياكل المستدامة النظر في العديد من العوامل. عند النظر في التكاليف ، تكون أنظمة الرياح الصغيرة عادة أكثر تكلفة من توربينات الرياح الأكبر نسبة إلى كمية الطاقة التي تنتجها. بالنسبة لتوربينات الرياح الصغيرة ، يمكن أن تكون تكاليف الصيانة عاملاً حاسماً في المواقع ذات القدرات الهامشية لتسخير الرياح. في المواقع المنخفضة الرياح ، يمكن للصيانة تستهلك الكثير من عائدات توربينات الرياح الصغيرة. تبدأ توربينات الرياح في العمل عندما تصل سرعة الرياح إلى 8 ميل في الساعة ، وتحقق قدرة إنتاج الطاقة بسرعة 32-37 ميل في الساعة ، ويتم إيقافها لتجنب حدوث تلف بسرعات تفوق 55 ميل في الساعة. تتناسب الطاقة الكامنة لتوربينات الرياح مع مربع طول شفراتها ومكعب السرعة التي تدور بها ريشها. على الرغم من توافر توربينات الرياح التي يمكن أن تكمل الطاقة لمبنى واحد ، بسبب هذه العوامل ، فإن كفاءة توربين الرياح تعتمد إلى حد كبير على ظروف الرياح في موقع المبنى. لهذه الأسباب ، حتى تكون توربينات الرياح فعالة ، يجب تركيبها في مواقع معروفة بأنها تتلقى كمية ثابتة من الرياح (مع سرعة رياح تزيد عن 15 ميلاً في الساعة) ، بدلاً من المواقع التي تستقبل الرياح بشكل متقطع. يمكن تركيب توربين رياح صغير على سطح. ثم تتضمن مشكلات التثبيت قوة السقف والاهتزاز والاضطراب الناتج عن حافة السقف. من المعروف أن التوربينات الهوائية الصغيرة على السطح قادرة على توليد الطاقة من 10٪ إلى 25٪ من الكهرباء المطلوبة من مسكن منزلي منتظم. عادة ما تكون التوربينات المستخدمة في المقياس السكني بين 7 أقدام (2 م) إلى 25 قدم (8 م) ، وتنتج الكهرباء بمعدل 900 واط إلى 10.000 واط عند سرعة الرياح التي تم اختبارها. يمكن تعزيز الأداء المتكامل لتوربينات الرياح بإضافة جناح ايروفويل فوق التوربين المثبت على السطح.

تسخين المياه بالطاقة الشمسية
يمكن أن تكون سخانات المياه الشمسية ، والتي تُعرف أيضًا باسم أنظمة المياه الساخنة الشمسية المنزلية ، وسيلة فعالة من حيث التكلفة لتوليد الماء الساخن للمنزل. يمكن استخدامها في أي مناخ ، والوقود الذي يستخدمونه – أشعة الشمس – مجاني.

هناك نوعان من أنظمة المياه الشمسية – النشطة والسلبية. يمكن لنظام تجميع الطاقة الشمسية النشط أن ينتج حوالي 80 إلى 100 جالون من الماء الساخن في اليوم. سيكون للنظام السلبي سعة أقل.

كما يوجد نوعان من الدورة الدموية وأنظمة الدوران المباشر وأنظمة الدوران غير المباشرة. تقوم أنظمة الدوران المباشر بتكرار المياه الداخلية من خلال الألواح. لا ينبغي أن تستخدم في المناخ مع درجات حرارة أقل من درجة التجمد. حلقات غير مباشرة تدور الجليكول أو بعض السوائل الأخرى من خلال الألواح الشمسية وتستخدم مبادل حراري لتسخين المياه المنزلية.

النوعان الأكثر شيوعًا من ألواح التجميع هما اللوح المسطح والأنبوب المفرغ. يعمل الاثنان بالمثل فيما عدا أن الأنابيب المفرغة لا تفقد الحرارة بشكل حرفي ، مما يحسن من كفاءتها إلى حد كبير (5٪ -25٪ أكثر كفاءة). وبفضل هذه الكفاءة العالية ، يمكن أيضًا لمجمعات الطاقة الشمسية ذات الأنبوب المفرغ أن تنتج تسخينًا في درجة حرارة أعلى ، وحتى درجات حرارة أعلى لأنظمة التبريد بالامتصاص.

إن سخانات المياه الكهربائية المقاومة للعوامل الشائعة في المنازل اليوم لها طلب كهربائي يبلغ حوالي 4500 كيلو وات ساعة في السنة. مع استخدام مجمعات الطاقة الشمسية ، يتم خفض استخدام الطاقة إلى النصف. التكلفة العالية لتركيب أجهزة تجميع الطاقة الشمسية عالية ، ولكن مع توفير الطاقة السنوي ، تكون فترات الاسترداد قصيرة نسبياً.

مضخات حرارية
يمكن اعتبار مضخات الحرارة من مصدر الهواء (ASHP) كمكيفات الهواء عكسها. يمكن لمركب ASHP ، مثل مكيف الهواء ، أن يأخذ الحرارة من مكان بارد نسبياً (على سبيل المثال ، منزلاً عند 70 درجة فهرنهايت) ويخرجه إلى مكان ساخن (على سبيل المثال خارج 85 درجة فهرنهايت). ومع ذلك ، على عكس مكيف الهواء ، فإن المكثف والمبخر لـ ASHP يمكنه تبديل الأدوار وامتصاص الحرارة من الهواء الخارجي البارد وإلقاءها في منزل دافئ.

مضخات الحرارة مصدر الهواء غير مكلفة بالنسبة لأنظمة المضخات الحرارية الأخرى. ومع ذلك ، فإن كفاءة مضخات الحرارة مصدر الهواء تنخفض عندما تكون درجة الحرارة في الهواء الطلق باردة جدا أو حار جدا. لذلك ، فهي قابلة للتطبيق فقط في المناخ المعتدل.

بالنسبة للمناطق غير الموجودة في المناخ المعتدل ، توفر المضخات الحرارية الأرضية (أو الحرارة الأرضية) بديلاً فعالاً. الفرق بين المضختين الحراريتين هو أن مصدر الأرض لديه أحد مبادلاته الحرارية الموضوعة تحت الأرض – عادة في ترتيب أفقي أو رأسي. يستفيد المصدر الأرضي من درجة الحرارة المعتدلة نسبياً ، ودرجات الحرارة المعتدلة تحت الأرض ، مما يعني أن كفائتها يمكن أن تكون أكبر بكثير من مضخة حرارية مصدر الهواء. يحتاج المبادل الحراري الموجود في الأرض بشكل عام إلى مساحة كبيرة من المساحة. وضعهم المصممون في منطقة مفتوحة بجوار المبنى أو تحت موقف للسيارات.

يمكن أن تكون المضخات الحرارية ذات المصدر الأرضي من Energy Star من 40٪ إلى 60٪ أكثر كفاءة من نظيراتها من مصادر الهواء. كما أنها أكثر هدوءًا ويمكن أيضًا تطبيقها على وظائف أخرى مثل تسخين المياه الساخنة في المنازل.

من حيث التكلفة الأولية ، يكلف نظام المضخات الحرارية من مصدر الأرض حوالي ضعف ما يتم تركيبه من مضخة حرارية ذات مصدر هواء. ومع ذلك ، يمكن تعويض التكاليف الأولية عن طريق انخفاض تكاليف الطاقة. يظهر انخفاض تكاليف الطاقة بشكل خاص في المناطق ذات الصيف الحار عادة والشتاء البارد.

الأنواع الأخرى من المضخات الحرارية هي مصدر المياه والهواء الأرضي. إذا كان المبنى يقع بالقرب من جسم مائي ، يمكن استخدام البركة أو البحيرة كمصدر حراري أو حوض. تقوم مضخات الحرارة الأرضية الجوية بتدوير هواء المبنى عبر مجاري تحت الأرض. مع متطلبات الطاقة العالية للمروحة ونقل الحرارة غير الفعال ، فإن مضخات الحرارة الأرضية الجوية ليست عملية بشكل عام للبناء الرئيسي.

مواد البناء المستدامة
بعض الأمثلة على مواد البناء المستدامة تشمل الدنيم المعاد تدويره أو العزل الزجاجي المنفوخ ، والخشب المقطوع بشكل مستدام ، Trass ، Linoleum ، صوف الأغنام ، الخرسانة (الخرسانة العالية الشاقة ذات الأداء العالي) ، الألواح المصنوعة من رقائق الورق ، الأرض المخبوزة ، صخر أرضي ، طين ، فيرميكوليت ، كتان الكتان ، السيزال ، الحشيش ، حبيبات طينية موسعة ، جوز الهند ، ألواح من ألياف الخشب ، حجر رمل الكالسيوم ، حجر وصخور محضرة محليًا ، وبامبو ، والتي تعد واحدة من أقوى النباتات الخشبية وأسرعها نمواً ، والأصباغ والدهانات المنخفضة غير العضوية السامة. الغطاء النباتي أو الدرع على مغلفات البناء يساعد أيضا في نفس الوقت. من المفترض أن الورق الذي يتم تصنيعه أو تصنيعه من خشب الغابة قابل لإعادة التدوير بنسبة مائة في المائة ، ومن ثم فإنه يعيد توليد جميع أنواع الأخشاب الحرجية التي تستغرقها أثناء عملية التصنيع.

المواد المعاد تدويرها
غالباً ما تتضمن العمارة المستدامة استخدام المواد المعاد تدويرها أو المستعملة ، مثل الأخشاب المستصلحة والنحاس المعاد تدويره. يؤدي انخفاض استخدام المواد الجديدة إلى انخفاض مماثل في الطاقة المتضمنة (الطاقة المستخدمة في إنتاج المواد). غالباً ما يحاول المهندسون المعماريون المستدامون تجديد الهياكل القديمة لخدمة الاحتياجات الجديدة لتجنب التطور غير الضروري. يتم استخدام الإنقاذ المعماري والمواد المستصلحة عند الاقتضاء. عندما يتم هدم المباني القديمة ، يتم دائمًا استصلاح أي خشب جيد وتجديده وبيعه كأرضية. أي حجر البعد جيدة هو بالمثل استصلاحها. يتم أيضًا إعادة استخدام العديد من الأجزاء الأخرى ، مثل الأبواب والنوافذ والأرفف والأجهزة ، وبالتالي تقليل استهلاك السلع الجديدة. عند استخدام مواد جديدة ، يبحث المصممون الأخضر عن المواد التي يتم تجديدها بسرعة ، مثل الخيزران ، والتي يمكن حصادها للاستخدام التجاري بعد 6 سنوات فقط من النمو ، أو الذرة الرفيعة أو قش القمح ، وكلاهما من النفايات التي يمكن الضغط عليها الألواح ، أو البلوط الفلين ، حيث يتم إزالة اللحاء الخارجي فقط للاستخدام ، وبالتالي الحفاظ على الشجرة. عندما يكون ذلك ممكنا ، يمكن استخلاص مواد البناء من الموقع نفسه ؛ على سبيل المثال ، إذا تم بناء هيكل جديد في منطقة حرجية ، فسيتم إعادة استخدام الخشب من الأشجار التي تم قطعها لإفساح المجال للمبنى كجزء من المبنى نفسه.

انخفاض المركبات العضوية المتطايرة
يتم استخدام مواد البناء ذات التأثير المنخفض حيثما أمكن: على سبيل المثال ، يمكن أن يتم العزل من المركبات العضوية المتطايرة (المركبات العضوية المتطايرة) المنخفضة مثل عزل الدنيم أو عزل السليلوز ، بدلاً من المواد العازلة للبناء التي قد تحتوي على مواد مسرطنة أو سامة مثل والفورمالديهايد. لتثبيط ضرر الحشرات ، يمكن معالجة مواد العزل البديلة هذه باستخدام حمض البوريك. يمكن استخدام دهانات عضوية أو حليب. ومع ذلك ، فإن مغالطة مشتركة هي أن المواد “الخضراء” هي دائما أفضل لصحة المقيمين أو البيئة. العديد من المواد الضارة (بما في ذلك الفورمالديهايد والزرنيخ والأسبست) تحدث بشكل طبيعي ولا تخلو من تاريخ استخدامها مع أفضل النوايا. وقد أظهرت دراسة للانبعاثات من المواد من قبل ولاية كاليفورنيا أن هناك بعض المواد الخضراء التي لديها انبعاثات كبيرة في حين أن بعض المواد “التقليدية” أكثر في الواقع كانت أقل بواعث. وبالتالي ، يجب دراسة موضوع الانبعاثات بعناية قبل أن نخلص إلى أن المواد الطبيعية هي دائمًا البدائل الأكثر صحة للركاب وللأرض.

يمكن العثور على المركبات العضوية المتطايرة (VOC) في أي بيئة داخلية قادمة من مجموعة متنوعة من المصادر المختلفة. للمركبات العضوية المتطايرة ضغط بخار عالي وقابلية ذوبان منخفضة للمياه ، ويشتبه في أنها تسبب أعراض مرضية في متلازمة المبنى. ويرجع ذلك إلى أن العديد من المركبات العضوية المتطايرة عرف أنها تسبب تهيجًا حسيًا وأن أعراض الجهاز العصبي المركزي مميزة لمتلازمة المبنى المرضي ، وأن التركيزات داخل المركبات العضوية المتطايرة أعلى منها في الغلاف الجوي الخارجي ، وعندما توجد العديد من المركبات العضوية المتطايرة ، يمكن أن تسبب آثارًا مضافة وتكاثريًا. .

عادة ما تعتبر المنتجات الخضراء تحتوي على عدد أقل من المركبات العضوية المتطايرة وتكون أفضل للصحة البشرية والبيئية. دراسة حالة أجرتها إدارة الهندسة المدنية والمعمارية والبيئية في جامعة ميامي ، والتي قارنت بين ثلاثة منتجات خضراء ونظرائهم غير الأخضرين ، توصلت إلى أنه على الرغم من أن كل من المنتجات الخضراء والنظراء غير الأخضرين كلاهما ينبعث من مستويات VOCs كانت كمية وكثافة المركبات العضوية المتطايرة المنبعثة من المنتجات الخضراء أكثر أمانًا وراحة للتعرض البشري.

معايير استدامة المواد
على الرغم من أهمية المواد لبناء الاستدامة بشكل عام ، فقد ثبت أن قياس واستدامة استمرارية مواد البناء أمر صعب. هناك قدر ضئيل من التماسك في قياس وتقييم سمات استدامة المواد ، مما يؤدي إلى وجود منظر اليوم يتخللها مئات العلامات البيئية والمعايير والشهادات المتنافسة وغير المتسقة وغير الدقيقة في كثير من الأحيان. وقد أدى هذا الخلاف إلى الخلط بين المستهلكين والمشترين التجاريين وإلى دمج معايير الاستدامة غير المتسقة في برامج إصدار الشهادات الأكبر مثل LEED. تم تقديم العديد من المقترحات بشأن ترشيد المشهد التوحيدى لمواد البناء المستدامة.

إدارة المخلفات
تأخذ النفايات شكل المواد المستهلكة أو غير المفيدة التي يتم توليدها من المنازل والشركات ، وعمليات البناء والهدم ، والصناعات التحويلية والزراعية. يتم تصنيف هذه المواد بشكل فضفاض على أنها النفايات الصلبة البلدية ، والبناء والهدم (C & D) ، والمنتجات الثانوية الصناعية أو الزراعية. ويركز التصميم المعماري المستدام على استخدام إدارة النفايات في الموقع ، بما في ذلك أشياء مثل أنظمة المياه الرمادية لاستخدامها في أحواض الحدائق ، والمراحيض المجمدة للحد من مياه الصرف الصحي. يمكن أن تقلل هذه الطرق ، عند دمجها مع تحويل مخلفات الطعام في الموقع وإعادة التدوير خارج الموقع ، من نفايات المنزل إلى كمية صغيرة من نفايات التغليف.

بناء التنسيب
أحد الجوانب المركزية التي يتم تجاهلها في كثير من الأحيان من الهندسة المعمارية المستدامة هو بناء التنسيب. على الرغم من أن المنزل المثالي أو هيكل المكتب البيئي غالباً ما يتم تصوره كمكان معزول ، إلا أن هذا النوع من التنسيب عادة ما يكون ضاراً بالبيئة. أولاً ، غالباً ما تعمل مثل هذه الهياكل كخطوط أمامية غير معروفة في الامتداد الضواحي. ثانيًا ، عادةً ما تزيد من استهلاك الطاقة المطلوب للنقل وتؤدي إلى انبعاثات غير ضرورية للسيارات. من الناحية المثالية ، يجب على معظم المباني تجنب الامتداد في الضواحي لصالح هذا النوع من التطور العمراني الخفيف الذي وضعته الحركة الحضرية الجديدة. يمكن تقسيم المناطق المختلطة بعناية إلى جعل المناطق التجارية والسكنية والصناعية الخفيفة أكثر سهولة للذين يسافرون بالقدم أو بالدراجة أو النقل العام ، كما هو مقترح في مبادئ التمدن الذكي. كما يمكن لدراسة الزراعة المستديمة ، في تطبيقها الشامل ، أن تساعد بشكل كبير في وضع البناء السليم الذي يقلل من استهلاك الطاقة ويعمل مع البيئة المحيطة بدلاً من مناهضتها ، خاصة في المناطق الريفية والغابات.

استشارات البناء المستدامة
يمكن الاستعانة بمستشار بناء مستدام في مرحلة مبكرة من عملية التصميم ، للتنبؤ بآثار استدامة مواد البناء ، والتوجيه ، والزجاج وغيرها من العوامل المادية ، وذلك لتحديد نهج مستدام يلبي المتطلبات المحددة للمشروع.

وقد تم إضفاء الطابع الرسمي على القواعد والمعايير من خلال أنظمة التصنيف القائمة على الأداء ، مثل LEED و Energy Star للمنازل. إنها تحدد المعايير التي يجب الوفاء بها وتوفر المقاييس والاختبارات لتحقيق تلك المعايير. والأمر متروك للأطراف المشاركة في المشروع لتحديد أفضل نهج للوفاء بهذه المعايير.

تغيير المعلمين
غالبًا ما لاحظ نقاد اختزالية الحداثة التخلي عن تدريس التاريخ المعماري كعامل سببي. حقيقة أن عدداً من اللاعبين الرئيسيين في التحول بعيداً عن الحداثة تم تدريبهم في كلية الهندسة المعمارية في جامعة برينستون ، حيث كان اللجوء إلى التاريخ جزءًا من التدريب على التصميم في الأربعينيات والخمسينيات ، كان كبيراً. كان للزيادة المتزايدة في الاهتمام بالتاريخ تأثير عميق على التعليم المعماري. أصبحت دورات التاريخ نموذجية ومنتظمة. مع الطلب على الأساتذة ذوي المعرفة في تاريخ العمارة ، ظهرت العديد من برامج الدكتوراه في مدارس العمارة من أجل تمييز أنفسهم عن برامج الدكتوراه في تاريخ الفن ، حيث كان مؤرخو الهندسة قد سبق لهم التدريب. في الولايات المتحدة ، كان معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ومؤسسة كورنيل الأولى ، التي تم إنشاؤها في منتصف السبعينيات ، تليها كولومبيا ، بيركلي ، وبرينستون. من بين مؤسسي برامج التاريخ المعماري الجديد كان برونو زيفي في معهد تاريخ العمارة في البندقية ، ستانفورد أندرسون وهنري ميلون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، ألكسندر تزونيس في جمعية الهندسة المعمارية ، أنتوني فيدلر في برينستون ، مانفريدو تافوري في جامعة فينيسيا ، كينيث فرامبتون في جامعة كولومبيا ، وويرنر أوشسلن وكورت فورستر في ETH Zürich.

تم النظر إلى مصطلح “الاستدامة” فيما يتعلق بالهندسة المعمارية حتى الآن من خلال عدسة تكنولوجيا البناء وتحولاتها. تجاوزنا المجال التقني للتصميم “الأخضر” والاختراع والخبرة ، بدأ بعض العلماء بوضع الهندسة المعمارية ضمن إطار ثقافي أوسع بكثير من الترابط البشري مع الطبيعة. يسمح تبني هذا الإطار بتتبع تاريخ ثري للمناقشات الثقافية حول علاقتنا بالطبيعة والبيئة ، من وجهة نظر السياقات التاريخية والجغرافية المختلفة.

الحضارة المستدامة والعمارة
وفي الوقت نفسه ، تعزز الحركات الحديثة للتمدين الجديد والعمارة الكلاسيكية الجديدة منهجًا مستدامًا نحو البناء ، والذي يقدّر ويطور النمو الذكي والتقاليد المعمارية والتصميم الكلاسيكي. هذا على النقيض من الحداثة والعمارة الموحدة عالميا ، فضلا عن الاتكاء على العقارات السكنية الانفرادية والامتداد الضواحي. كلا الاتجاهين بدأت في 1980s. جائزة دريهاوس للعمارة هي جائزة تعترف بالجهود المبذولة في New Urbanism والعمارة الكلاسيكية الجديدة ، وقد منحت جائزة مالية تبلغ ضعف الجائزة التي تمنحها جائزة Pritzker الحداثية.

سهولة الوصول والتصميم والفن
إمكانية الوصول
من منطلق دمج الأشخاص ذوي الإعاقة في العمل والحياة اليومية ، تم تصميم مبنى مستدام بحيث يمكن للأشخاص المعاقين استخدام المبنى بدون مساعدة خارجية. وهذا يعني ، على سبيل المثال ، بناء مناطق دخول خالية من العوائق والتحولات في الغرف الخالية من العتبة. ويشمل معيار الجودة هذا أيضا توفير أماكن العمل التي يمكن الوصول إليها عن طريق المعاقين وأماكن وقوف السيارات ومناطق الحركة الكافية ، مثل ممرات عريضة بما فيه الكفاية وتوافر كافية للمراحيض المعوقة.

إمكانية الوصول
يتم تعزيز القبول الاجتماعي العام للمباني داخل حي المدينة والمدينة من خلال معيار الوصول. تماشياً مع هذا المفهوم ، لا يعتبر المبنى مبنى مختوماً بإحكام ، ولكن أجزاء من المبنى مفتوحة لأقصى عدد ممكن من المستخدمين ، مثل المرافق الخارجية أو مناطق البناء مثل المقاصف أو المكتبات. كما يضمن التخطيط المستدام للبناء من حيث الاستدامة الاجتماعية-الثقافية الاستخدام العام للمقاهي أو المطاعم أو الاستوديوهات. يسعى البناء المستدام إلى الاستخدام المختلط لهذه المساحة العامة ، والتي يمكن تكييفها بسهولة مع تغيير التحويل.

إمكانية التنقل
من أجل زيادة الحراك الإيكولوجي الموفر للطاقة في المباني المستدامة ، يمكن الوصول إلى المبنى بسهولة عن طريق وسائل النقل العام (وسائل النقل العام) والدراجات. تم تصميم البنية التحتية للدراجات لتوفير عدد كاف من أماكن وقوف الدراجات. يتم ترتيبها على النحو الأمثل من خلال كونها قريبة من منطقة المدخل. هناك أيضا دش وتغيير المرافق لمستخدمي الدراجات. هذا يزيد من جاذبية المبنى مع تلبية المتطلبات البيئية.

التصميم والعوامل الحضرية
في البناء المستدام ، يلعب الجانب الجمالي للمبنى دورًا رئيسيًا أيضًا. وهذا يعني دمج المبنى في مفاهيم التخطيط الحضري وفي نفس الوقت التنوع الهيكلي. يتم ضمان جودة التصميم والتخطيط العمراني من خلال تنفيذ مسابقات التخطيط. تكمن مزايا مسابقات التخطيط في خبرة هيئة المحلفين ، التي تضمن الجودة المعمارية العالية لمشروع البناء. كما يضمن أن السلطة المتعاقدة لمشروع البناء يمكن أن تجد مقاولًا مناسبًا في إجراء منافسة شفاف.

الفن على المبنى
يلعب فن البناء أيضًا دورًا مهمًا في زيادة الجودة الهيكلية للمبنى. مهمة الأعمال الفنية هي إنشاء رابط مباشر بين الموقع وبين كائن المبنى ، وبالتالي تعزيز قبول وتعرف المستخدمين على المبنى. وبالمثل ، تعتبر بمثابة واجهة بين المبنى والجمهور. وفقا لذلك ، فإن جوانب مثل وظيفتها مع الجمهور ، على سبيل المثال B. في الأحداث أو الجولات المصحوبة بمرشدين.

نقد
هناك توجهات أخلاقية وهندسية وسياسية متضاربة تعتمد على وجهات النظر.

لا شك في أن التكنولوجيا الخضراء قد حققت تقدمًا في المجتمع المعماري ، غير أن تطبيق التقنيات المعينة غيَّر طرق رؤيتنا وفهمنا للهندسة المعمارية الحديثة. في حين أن الهندسة الخضراء أثبتت أنها أظهرت تحسينات كبيرة في سبل العيش على حد سواء سواء بيئيًا أو تكنولوجيًا ، يبقى السؤال مستدامًا؟ تم استبعاد العديد من قوانين البناء وفقًا للمعايير الدولية. وقد تم انتقاد “LEED” (الريادة في مجال الطاقة والتصميم البيئي) بسبب ممارسة قوانين مرنة للبناء للمتابعة. يقوم المقاولون بذلك لتوفير أكبر قدر ممكن من المال. على سبيل المثال ، قد يحتوي المبنى على الألواح الشمسية ولكن إذا كانت البنية الأساسية للمبنى لا تدعم ذلك على مدى فترة طويلة من الوقت ، يجب إجراء تحسينات على أساس دائم وسيكون المبنى نفسه عرضة للكوارث أو التحسينات. فمع قيام الشركات بقطع طرق صنع اختصارات مع هندسة معمارية مستدامة عند بناء هياكلها ، فإنها تغذي المفارقة التي مفادها أن العمارة “المستدامة” ليست مستدامة على الإطلاق. الاستدامة تأتي في إشارة إلى طول العمر والفعالية.

كما تلعب الأخلاقيات والسياسة في العمارة المستدامة وقدرتها على النمو في البيئة الحضرية. لا تزال وجهات النظر المتضاربة بين التقنيات الهندسية والآثار البيئية من القضايا الشائعة التي يتردد صداها في المجتمع المعماري. مع كل تكنولوجيا ثورية أو ابتكار تأتي انتقادات للشرعية والفعالية متى وكيف يتم استخدامها. لا تعكس العديد من انتقادات العمارة المستدامة كل جانب من جوانبها ، بل إنها تمثل نطاقًا أوسع في المجتمع الدولي.