التصميم المستدام

التصميم المستدام (يسمى أيضًا التصميم المستدام بيئيًا والتصميم الواعي بيئيًا ، وما إلى ذلك) هو فلسفة تصميم الأجسام المادية والبيئة المبنية والخدمات للامتثال لمبادئ الاستدامة الاجتماعية والاقتصادية والبيئية.

نظرية
الهدف من التصميم المستدام هو “القضاء على التأثير البيئي السلبي تمامًا من خلال التصميم الماهر والحساس”. تتطلب مظاهر التصميم المستدام موارد متجددة ، تؤثر على البيئة إلى الحد الأدنى ، وتربط الأشخاص بالبيئة الطبيعية.

التصميم الرائع هو التصميم المستدام: بدلاً من النظر إلى تصميم المباني الخضراء كعامل خارجي ، يجب على المهندسين المعماريين التفكير فيه كمجموعة من المبادئ لتصميم رائع. وهذا يشمل تجربة مستخدم أفضل وراحة ، مع بذل المزيد من الجهد بأقل جهد ممكن لتمكين المبنى من تحقيق أعلى أداء بسهولة ، وتحقيق أقصى قدر من التأثيرات للمواد المتينة والجودة. فبدلاً من استخدام “الشكل التالي” للمرسوم المعروف ، فقد حان الوقت للتفكير في “الشكل التالي للبيئة”.

بعيداً عن “القضاء على الأثر البيئي السلبي” ، يجب أن يخلق التصميم المستدام مشاريع ذات ابتكارات ذات معنى يمكنها أن تحول السلوك. توازن ديناميكي بين الاقتصاد والمجتمع ، يهدف إلى توليد علاقات طويلة الأمد بين المستخدم والهدف / الخدمة وأخيرًا أن يكون محترمًا ومراعيًا للاختلافات البيئية والاجتماعية.

مبادئ التصميم المستدام
على الرغم من أن تصميم التصميم المستدام يختلف باختلاف مجال التطبيق والمجال ، إلا أن هناك عددًا من المبادئ الشائعة:

استخدام المواد: اختر المواد غير السامة ، والمواد المنتجة بطريقة مستدامة أو المعاد تدويرها والتي تتطلب القليل من الطاقة أثناء المعالجة. تساعد قواعد البيانات المادية في العثور على المواد الصحيحة. مع المدفوعة (مثل www.materialmatters.nl) وقواعد البيانات المجانية (مثل www.idemat.nl) يمكن الاطلاع على المواد ومقارنتها ويمكن اكتشاف جوانبها البيئية.
كفاءة الطاقة: تستخدم عمليات الإنتاج وتصنع منتجات تتطلب طاقة أقل. ومن الأمثلة على ذلك الحبر المائي الذي يتم إنتاجه محليًا وتسويقه عبر التجارة العادلة في هولندا.
الجودة وطول العمر: تحتاج الحياة الأطول ومنتجات الأداء الأفضل إلى استبدالها في كثير من الأحيان.
إعادة الاستخدام وإعادة التدوير: “يجب تصميم المنتجات والعمليات والأنظمة للأداء في الحياة التجارية بعد الموت”.
البصمة الإيكولوجية: بالنسبة لكل مورد مستخدم ، يجب أن تكون البصمة البيئية الإجمالية وتقدير العمر بأكمله متاحين. هذه عملية معقدة ، ولكنها توفر صورة جيدة للعواقب المحتملة على البيئة.
المعايير القياسية: يجري على نحو متزايد تطوير معايير قياسية للتصميم المستدام ، بما في ذلك البناء المستدام. تطورات سريعة تحدث داخل الصناعة ، الحكومة ، التعليم والمؤسسات الحكومية.
تقليد الطبيعة: في إطار مختلف العلوم ، يبحث المرء عن حلول للمشاكل الإنسانية / الاجتماعية عن طريق محاكاة الحلول من الطبيعة.
الاستخدام / الاستبدال البديل: تحويل طريقة استهلاك الملكية الشخصية للمنتجات إلى توفير الخدمات للاستخدام المشترك. على سبيل المثال ، بدلاً من شراء سيارة خاصة ، وذلك باستخدام خدمة سيارات مشتركة. يعزز هذا النظام الحد الأدنى من استخدام الموارد لكل وحدة استهلاك (على سبيل المثال في كل رحلة مدفوعة).
التجديد والمنطقة: يجب أن تأتي المواد من المنطقة. عندما لا تكون قابلة للاستخدام ، يجب أن تتم معالجتها في منتجات أخرى.

مشاكل مفاهيمية

تناقص العوائد
يتجلى المبدأ القائل بأن جميع اتجاهات التقدم التي تنتهي ، والتي تنتهي بعودة متناقصة ، واضحة في منحنى “S” النموذجي لدورة حياة التكنولوجيا وفي الحياة المفيدة لأي نظام كما تمت مناقشته في علم البيئة الصناعي وتقييم دورة الحياة. انخفاض العوائد هي نتيجة للوصول إلى حدود طبيعية. وتتمثل الممارسة الشائعة لإدارة الأعمال في قراءة العوائد المتناقصة في أي اتجاه للجهد كمؤشر على تناقص الفرص ، وإمكانية حدوث انخفاض متسارع وإشارة للبحث عن فرص جديدة في أماكن أخرى. (انظر أيضا: قانون تناقص الغلة ، المنفعة الحدية ومفارقة جيفونز.)

استثمار غير مستدام
تنشأ مشكلة عندما يكون من الصعب رؤية حدود المورد ، لذلك قد يبدو الاستثمار المتزايد استجابة لعائدات متناقصة مربحا كما هو الحال في مأساة مجلس العموم ، ولكن قد يؤدي إلى الانهيار. كما تمت دراسة مشكلة زيادة الاستثمار في تناقص الموارد فيما يتعلق بأسباب انهيار حضارة جوزيف تاينتر من بين آخرين. هذا الخطأ الطبيعي في سياسة الاستثمار ساهم في انهيار كل من الرومان والمايا ، من بين آخرين. يتطلب التخفيف من حدة الموارد المفرطة تقليل الضغط عليهم ، وعدم زيادة ذلك بشكل مستمر سواء أكان أكثر كفاءة أم لا.

منع النفايات

الآثار السلبية للنفاية

يتم توليد حوالي 80 مليون طن من النفايات في المملكة المتحدة وحدها ، على سبيل المثال ، كل عام. وبالإشارة إلى النفايات المنزلية فقط ، بين عامي 1991 و 1992 و 2007/08 ، فإن كل شخص في إنجلترا ولدت في المتوسط ​​1.35 رطل من النفايات يوميا.

أثبتت التجربة الآن أنه لا توجد طريقة آمنة تمامًا للتخلص من النفايات. كل أشكال التصرف لها آثار سلبية على البيئة والصحة العامة والاقتصادات المحلية. طمرت مدافن النفايات مياه الشرب. تسببت النفايات المحترقة في المرمدات في تسمم الهواء والتربة والماء. غالبية أنظمة معالجة المياه تغير البيئة المحلية. فشلت محاولات السيطرة على أو إدارة النفايات بعد إنتاجها في إزالة التأثيرات البيئية.

مكونات السموم من المنتجات المنزلية تشكل مخاطر صحية خطيرة وتفاقم مشكلة القمامة. في الولايات المتحدة ، حوالي ثمانية أرطال في كل طن من النفايات المنزلية تحتوي على مواد سامة ، مثل المعادن الثقيلة مثل النيكل والرصاص والكادميوم والزئبق من البطاريات ، والمركبات العضوية الموجودة في المبيدات والمنتجات الاستهلاكية ، مثل بخاخات الهواء المعطر ، الأظافر البولندية ، عمال النظافة ، وغيرها من المنتجات. عند حرقها أو دفنها ، تشكل المواد السامة أيضًا تهديدًا خطيرًا للصحة العامة والبيئة.

الطريقة الوحيدة لتجنب الضرر البيئي الناجم عن النفايات هو منع توليده. منع التلوث يعني تغيير طريقة تنفيذ الأنشطة والقضاء على مصدر المشكلة. هذا لا يعني الاستغناء عن ذلك ، بل القيام بشكل مختلف. على سبيل المثال ، لا يعني منع تلوث النفايات من القمامة الناجم عن حاويات المشروبات التي تستخدم لمرة واحدة ، عدم تناول المشروبات ؛ يعني فقط استخدام زجاجات قابلة لإعادة التعبئة.

استراتيجيات الوقاية من النفايات في التخطيط للمرافق ، هناك حاجة إلى استراتيجية تصميم شاملة لمنع توليد النفايات الصلبة. تتطلب إستراتيجية منع النفايات الجيدة أن يتم إعادة تدوير كل ما يتم إدخاله إلى منشأة لإعادة استخدامها أو إعادة تدويرها مرة أخرى في البيئة من خلال التحلل البيولوجي. وهذا يعني زيادة الاعتماد على المواد الطبيعية أو المنتجات التي تتوافق مع البيئة.

وسوف يكون لأي تنمية ذات صلة بالموارد مصدرين أساسيين للنفايات الصلبة – المواد التي يتم شراؤها واستخدامها من قبل المنشأة وتلك التي يتم إحضارها إلى المرفق من قبل الزوار. تنطبق استراتيجيات منع النفايات التالية على كليهما ، على الرغم من الحاجة إلى أساليب مختلفة للتنفيذ:

استخدام المنتجات التي تقلل من النفايات وهي غير سامة
السماد أو الهضم الحيوي للنفايات القابلة للتحلل
إعادة استخدام المواد في الموقع أو جمع المواد المناسبة لإعادة التدوير خارج الموقع
استهلاك موارد أقل يعني خلق نفايات أقل ، وبالتالي تقلل من التأثير على البيئة.

مبادئ التصميم المستدام
في حين أن التطبيق العملي يختلف بين التخصصات ، فإن بعض المبادئ المشتركة هي كما يلي:

المواد منخفضة التأثير: اختر المواد غير السامة ، والمواد التي يتم إنتاجها على نحو مستدام أو المعاد تدويرها والتي تتطلب القليل من الطاقة حتى تتم معالجتها
كفاءة الطاقة: استخدام عمليات التصنيع وإنتاج المنتجات التي تتطلب طاقة أقل
تصميم متين عاطفياً: تقليل الاستهلاك وإهدار الموارد عن طريق زيادة متانة العلاقات بين الناس والمنتجات ، من خلال التصميم
تصميم لإعادة الاستخدام وإعادة التدوير: “يجب تصميم المنتجات والعمليات والأنظمة لتحقيق الأداء في” الحياة الآخرة “التجارية.”
ﺗﺗطﻟب ﺗداﺑﯾر ﺗﺻﻣﯾم اﻟﺗﺻﻣﯾم ﻟﻟﺑﺻﻣﺔ اﻟﮐﻟﯾﺔ ﻟﻟﮐرﺑون وﺗﻘﯾﯾم دورة اﻟﺣﯾﺎة ﻷي ﻣورد ﻣطﻟوب ﺑﺷﮐل ﻣﺗزاﯾد وﻣﺗوﻓرة. يقيس أحد المقاييس أي إنفاق يستهلك حصة اقتصادية متوسطة من استخدام الطاقة العالمية تبلغ 8000 وحدة حرارية بريطانية (8،400 كيلوجول) لكل دولار وينتج ثاني أكسيد الكربون بمعدل متوسط ​​قدره 0.57 كجم من ثاني أكسيد الكربون لكل دولار (1995 دولار أمريكي) من أرقام وزارة الطاقة.
كما تتوافر بشكل متزايد معايير التصميم المستدام وأدلة تصميم المشاريع ويجري تطويرها بقوة من قبل مجموعة واسعة من المنظمات الخاصة والأفراد. هناك أيضا مجموعة كبيرة من الأساليب الجديدة الناشئة عن التطور السريع لما أصبح يعرف باسم “علم الاستدامة” الذي تروج له مجموعة واسعة من المؤسسات التعليمية والحكومية.
تقليد الطبيعة: “إعادة تصميم النظم الصناعية على الخطوط البيولوجية … مما يسمح بإعادة الاستخدام المستمر للمواد في الدورات المغلقة المستمرة …”
استبدال الخدمة: تحويل نمط الاستهلاك من الملكية الشخصية للمنتجات إلى توفير الخدمات التي توفر وظائف مماثلة ، على سبيل المثال ، من سيارة خاصة إلى خدمة مشاركة السيارات. يعزز هذا النظام الحد الأدنى من استخدام الموارد لكل وحدة استهلاك (على سبيل المثال ، لكل رحلة مدفوعة).
الموارد المتجددة: ينبغي أن تأتي المواد من مصادر مجاورة (محلية أو بيولوجية) ، أو مصادر متجددة تتم إدارتها بصورة مستدامة يمكن تحويلها إلى سماد عند استنفاد فائدتها.
تصميم إيكولوجي قوي: يتم تطبيق مبادئ التصميم القوية على تصميم مصادر التلوث.

ميثاق حقوق الكوكب
ومن الأمثلة على مبادئ التصميم الجديدة الضرورية للاستدامة مثال “وثيقة حقوق الأرض” أو “مبادئ هانوفر” – التي وضعها وليام ماكدونو المعماري لمعرض EXPO 2000 الذي عقد في هانوفر ، ألمانيا.

وثيقة الحقوق:
الإصرار على حق الإنسانية والطبيعة في التعايش في ظروف صحية وداعمة ومتنوعة ومستدامة.
الاعتراف بالاعتماد المتبادل. تتفاعل عناصر التصميم البشري مع العالم الطبيعي وتعتمد عليه ، مع وجود آثار واسعة ومتنوعة على كل نطاق. توسيع اعتبارات التصميم للتعرف على التأثيرات البعيدة.
احترام العلاقات بين الروح والمادة. النظر في جميع جوانب المستوطنات البشرية بما في ذلك المجتمع ، والمسكن ، والصناعة ، والتجارة من حيث العلاقات القائمة والمتطورة بين الوعي الروحي والمادي.
تحمل المسؤولية عن عواقب قرارات التصميم على رفاه الإنسان ، وقابلية النظم الطبيعية ، وحقها في التعايش.
إنشاء كائنات آمنة ذات قيمة طويلة الأجل. لا تثقل على الأجيال المستقبلية متطلبات الصيانة أو الحذر من المخاطر المحتملة بسبب إبداعات المنتجات أو العمليات أو المعايير الإهمال.
القضاء على مفهوم النفايات. تقييم وتحسين دورة الحياة الكاملة للمنتجات والعمليات ، للتعامل مع حالة النظم الطبيعية التي لا يوجد فيها نفايات.
تعتمد على تدفقات الطاقة الطبيعية. يجب أن تستمد التصاميم البشرية ، مثل العالم الحي ، قواها الإبداعية من الدخل الشمسي الدائم. دمج هذه الطاقة بكفاءة وأمان لاستخدام مسؤول.
فهم قيود التصميم. لا يستمر أي إنسان للبقاء إلى الأبد ، والتصميم لا يحل جميع المشاكل. يجب على أولئك الذين ينشئون ويخططون أن يمارسوا التواضع في وجه الطبيعة. تعامل مع الطبيعة كنموذج ومرشد ، وليس إزعاجًا للتهرب أو السيطرة.
السعي إلى التحسين المستمر من خلال تبادل المعرفة. تشجيع الاتصال المباشر والمفتوح بين الزملاء والرواد والمصنعين والمستخدمين للربط بين الاعتبارات المستدامة طويلة الأجل وبين المسؤولية الأخلاقية ، وإعادة تأسيس العلاقة المتكاملة بين العمليات الطبيعية والنشاط البشري.

تم اعتماد هذه المبادئ من قبل المؤتمر العالمي للاتحاد الدولي للمهندسين المعماريين (UIA) في يونيو 1993 في المعهد الأمريكي للمهندسين المعماريين (AIA) Expo 93 في شيكاغو. وعلاوة على ذلك ، وقعت AIA و UIA “إعلان الاعتماد المتبادل من أجل مستقبل مستدام”. باختصار ، ينص الإعلان على أن مجتمع اليوم يتسبب في تدهور بيئته وأن AIA و UIA وأعضائها ملتزمون بما يلي:

وضع الاستدامة البيئية والاجتماعية في صميم الممارسات والمسؤوليات المهنية
تطوير وتحسين الممارسات والإجراءات والمنتجات والخدمات والمعايير للتصميم المستدام باستمرار
تثقيف صناعة البناء ، والعملاء ، وعامة الناس حول أهمية التصميم المستدام
العمل على تغيير السياسات واللوائح والمعايير في الحكومة والأعمال بحيث يصبح التصميم المستدام هو الممارسة القياسية المدعومة بالكامل
جلب البيئة المبنية القائمة حتى معايير التصميم المستدامة.
بالإضافة إلى ذلك ، قام مجلس Interprofessional الخاص بالتصميم البيئي (ICED) ، وهو عبارة عن ائتلاف من المؤسسات المعمارية والهندسية للمناظر الطبيعية والهندسة ، بتطوير بيان الرؤية في محاولة لتعزيز نهج الفريق للتصميم المستدام. تنص ICED: سيتم توجيه الأخلاقيات والتعليم وممارسات مهنتنا لتشكيل مستقبل مستدام. . . . لتحقيق هذه الرؤية سننضم. . . كشراكة متعددة التخصصات “.

تعتبر هذه الأنشطة مؤشراً على أن مفهوم التصميم المستدام يتم دعمه على نطاق عالمي وواسع النطاق وأن الهدف النهائي هو أن تصبح أكثر استجابة للبيئة. يحتاج العالم إلى مرافق أكثر كفاءة في استخدام الطاقة وتشجع الحفاظ على الموارد الطبيعية والاقتصادية وإعادة تدويرها.

تطبيقات
تتراوح تطبيقات هذه الفلسفة من الصورة المصغرة – الأشياء الصغيرة للاستخدام اليومي ، وصولًا إلى المباني الكبيرة ، والمدن ، والسطح المادي للأرض. إنها فلسفة يمكن تطبيقها في مجالات الهندسة المعمارية ، هندسة المناظر الطبيعية ، التصميم الحضري ، التخطيط الحضري ، الهندسة ، التصميم الجرافيكي ، التصميم الصناعي ، التصميم الداخلي ، تصميم الأزياء والتفاعل بين الإنسان والحاسوب.

إن التصميم المستدام هو في الغالب رد فعل عام للأزمات البيئية العالمية ، والنمو السريع للنشاط الاقتصادي والسكان ، ونضوب الموارد الطبيعية ، وإلحاق الضرر بالنظم الإيكولوجية وفقدان التنوع البيولوجي. في عام 2013 ، قامت بريجيت مينهولد ، الكاتبة المعمارية للبيئة ، بمسح مشاريع الإسكان المستدامة والطويلة الأجل التي تم تطويرها استجابة لهذه الأزمات في كتابها “العمارة العاجلة: 40 حلول إسكان مستدام لعالم متغير”. تركز المشاريع المميزة على المباني الخضراء ، التصميم المستدام ، والمواد الصديقة للبيئة ، والقدرة على تحمل التكاليف ، وإعادة استخدام المواد ، والإغاثة الإنسانية. تشمل طرق ومواد البناء حاويات الشحن المعاد توجيهها ، وبناء حش الزغب ، ومنازل الرمل ، والمنازل العائمة.

حدود التصميم المستدام تقلل. وبدأت دراسة التأثيرات الأرضية الكاملة لأن نمو السلع والخدمات يفوق باستمرار المكاسب في الكفاءة. ونتيجة لذلك ، كان الأثر الصافي للتصميم المستدام حتى الآن هو ببساطة تحسين كفاءة الآثار المتزايدة بسرعة. النهج الحالي ، الذي يركز على كفاءة تقديم السلع والخدمات الفردية ، لا يحل هذه المشكلة. وتشمل المعضلات الأساسية ما يلي: تزايد تعقيد تحسينات الكفاءة ؛ صعوبة تنفيذ التكنولوجيات الجديدة في المجتمعات المبنية حول التقنيات القديمة ؛ أن الآثار المادية لتسليم السلع والخدمات ليست محلية ، ولكنها موزعة في جميع أنحاء الاقتصادات ؛ وأن حجم استخدام الموارد ينمو ولا يستقر.

أمثلة

الجمال والتصميم المستدام
لأن معايير التصميم المستدام يبدو أنها تؤكد على الأخلاق على الجماليات ، فقد اشتكى بعض المصممين والنقاد من أنها تفتقر إلى الإلهام. ووصف فرانك جيري الفائز بجائزة بريتزكر للهندسة المعمارية المبنى الاخضر بأنه “زائف”. ورفض بيتر ايزنمان الفائز بجائزة التصميم الوطنية البريطانية ذلك بأنه “لا علاقة له بالهندسة المعمارية.” في عام 2009 ، سأل The American Prospect عما إذا كانت “الهندسة المعمارية الخضراء المصممة جيدًا” هي “تناقض متناقض”.

يدعي آخرون أن مثل هذا الانتقاد للتصميم المستدام مضلل. ومن أبرز المدافعين عن وجهة النظر البديلة هذه ، المهندس المعماري لانس هوسي ، الذي كان كتابه “الشكل الأخضر: الجمال والايكولوجيا والتصميم” (2012) هو أول كتاب مكرس للعلاقات بين الاستدامة والجمال. يجادل هوسي ليس فقط أن التصميم المستدام يحتاج إلى أن يكون جذاباً من الناحية الجمالية لكي يكون ناجحاً ، ولكن أيضاً أن اتباع مبادئ الاستدامة إلى خاتمة منطقية يتطلب إعادة تصور شكل كل شيء مصمم ، مما يخلق أشياء أكثر جمالاً. اقترح المراجعون أن الأفكار في “الشكل الأخضر” يمكن أن “تحدث ثورة في معنى أن تكون مستدامة.” بدأت المباني الصغيرة والكبيرة في دمج مبادئ الاستدامة بنجاح في التصاميم الحائزة على جوائز. ومن الأمثلة على ذلك One Central Park ومبنى كلية العلوم UTS.

تصميم دائم عاطفيا
وفقًا لجوناثان شابمان من جامعة كارنيجي ميلون في الولايات المتحدة الأمريكية ، فإن التصميم المتين عاطفياً يقلل من استهلاك الموارد الطبيعية وهدرها من خلال زيادة مرونة العلاقات القائمة بين المستهلكين والمنتجات. “في الأساس ، تأخر استبدال المنتج من خلال الروابط العاطفية القوية. في كتابه ، التصميم العاطفي الدائم: الأشياء والخبرات والتعاطف ، يصف تشابمان كيف أن “عملية الاستهلاك كانت ، ودائماً ، تحركها دوافع عاطفية معقدة ، وهي أكثر بكثير من مجرد شراء أشياء جديدة وأكثر لمعانا”. إنها رحلة نحو الذات المثالية أو المرغوبة ، وذلك من خلال الحلقات الدورية من الرغبة والإحباط ، وتصبح عملية لا نهاية لها من التدمير المتسلسل “. لذلك ، فإن المنتج يتطلب سمة ، أو عددًا من السمات ، التي تمتد إلى ما بعد النفعية.

وفقا لكابمان ، يمكن تحقيق “المتانة العاطفية” من خلال النظر في العناصر الخمسة التالية:

السرد: كيفية مشاركة المستخدمين لسجل شخصي فريد مع المنتج.
الوعي: كيف ينظر إلى المنتج على أنه مستقل ولديه إرادته الحرة الخاصة.
المرفقات: هل يمكن جعل المستخدم يشعر باتصال عاطفي قوي بالمنتج؟
الخيال: المنتج يلهم التفاعلات والاتصالات فيما وراء العلاقة الجسدية فقط.
السطح: كيفية عمر المنتج وتطوير الشخصية عبر الوقت والاستخدام.
كنهج استراتيجي ، “يوفر التصميم المتين عاطفياً لغة مفيدة لوصف الأهمية المعاصرة لتصميم منتجات مسؤولة وملموسة بشكل جيد والتي يمكن للمستخدم التعرف عليها وتعيين قيمتها على المدى الطويل”. وفقًا لهيزل كلارك وديفيد برودي من مدرسة بارسونز نيو ديزاين للتصميم في نيويورك ، فإن “التصميم المتين عاطفياً هو دعوة للمحترفين والطلاب على حد سواء لتحديد أولويات العلاقات بين التصميم ومستخدميه ، كطريقة لتطوير مواقف أكثر استدامة تجاه ، وفي تصميم الأشياء “.

العمارة المستدامة
العمارة المستدامة هي تصميم المباني المستدامة. يحاول التصميم المعماري المستدام تقليل التأثيرات البيئية الجماعية أثناء إنتاج مكونات المباني ، أثناء عملية الإنشاء ، وكذلك أثناء دورة حياة المبنى (التدفئة ، استخدام الكهرباء ، تنظيف السجاد ، إلخ). تؤكد ممارسة التصميم هذه على كفاءة التدفئة والتبريد. النظم؛ مصادر الطاقة البديلة مثل الماء الساخن بالطاقة الشمسية ، أو تحديد مواقع البناء المناسبة ، أو إعادة استخدام أو إعادة تدوير مواد البناء ؛ توليد الطاقة في الموقع – تكنولوجيا الطاقة الشمسية ، مضخات الحرارة مصدر الأرض ، طاقة الرياح ؛ تجميع مياه الأمطار لأغراض البستنة والغسيل وإعادة تغذية المياه الجوفية ؛ وإدارة النفايات في الموقع مثل الأسطح الخضراء التي تقوم بفلترة جريان مياه الأمطار والتحكم فيه. ويتطلب ذلك تعاونًا وثيقًا بين فريق التصميم والمهندسين المعماريين والمهندسين والعميل في جميع مراحل المشروع ، بدءًا من اختيار الموقع ، وتشكيل المخطط ، واختيار المواد والمشتريات ، وتنفيذ المشروع.

تصميم المعماريين المستدامين مع العيش المستدام في الاعتبار. التصميم المستدام مقابل البيئة الخضراء هو التحدي الذي لا يعكس التصاميم والعمليات السليمة إلا أنه يعمل بالطاقة بواسطة مصادر الطاقة المتجددة والموارد المحددة للموقع. اختبار للتصميم المستدام هو – يمكن أن وظيفة تصميم للاستخدام المقصود دون الوقود الأحفوري – موصول. ويقترح هذا التحدي تصميم حلول للمهندسين المعماريين والمخططين التي يمكن أن تعمل بدون تلوث بدلاً من مجرد الحد من التلوث. ومع تقدم التكنولوجيا في فن العمارة وتصميم النظريات ، وبناءً على الأمثلة التي تم تصميمها واختبارها ، سوف يتمكن المهندسون المعماريون قريبًا من إنشاء المباني السلبية والعادمة فقط ، ولكنهم قادرون على دمج نظام الطاقة بالكامل في تصميم المبنى. في عام 2004 ، قام المهندس المعماري رولف ديش في فرايبورغ ، ألمانيا ، بإتمام بناء مجتمع الإسكان المنزلي الذي يضم 59 منزلاً ، والتجمع الشمسي ، ومبنى سكني وتجاري وسكني متكامل على مساحة 60000 قدم مربع (5600 م 2). تعد Solar Settlement أول مجتمع سكني على مستوى العالم ينتج فيه كل منزل ، وكله 59 عامًا ، توازنًا إيجابيًا في الطاقة.

يتمثل أحد العناصر الأساسية لتصميم المباني المستدامة في جودة البيئة الداخلية بما في ذلك جودة الهواء والإضاءة والظروف الحرارية والصوتيات. يعد التصميم المتكامل للبيئة الداخلية أمرًا ضروريًا ويجب أن يكون جزءًا من التصميم المتكامل للبنية بالكامل. تتناول إرشادات ASHRAE 10-2011 التفاعلات بين العوامل البيئية الداخلية وتتجاوز المعايير التقليدية.

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.

المناظر الطبيعية المستدامة وتصميم الحديقة
الهندسة المعمارية للمناظر الطبيعية المستدامة هي فئة من التصميم المستدام ومناظر طبيعية تتسم بالكفاءة في استخدام الطاقة وتتعلق بتخطيط وتصميم الفضاء الخارجي. يمكن شراء النباتات والمواد من المزارعين المحليين لتقليل الطاقة المستخدمة في النقل. وتشمل أساليب التصميم زراعة الأشجار لتظليل المباني من الشمس أو حمايتها من الرياح ، باستخدام المواد المحلية ، وتحويلها إلى سماد وتقطيع في الموقع ليس فقط للحد من عمليات إزالة النفايات الخضراء ولكن لزيادة المواد العضوية وبالتالي الكربون في التربة.

بعض المصممين والبستانيين مثل بيت تشاتو يستخدمون نباتات مقاومة للجفاف في المناطق القاحلة (xeriscaping) وفي أماكن أخرى بحيث لا يتم أخذ المياه من المناظر الطبيعية المحلية والموائل للري. يمكن جمع المياه من أسطح المباني في حدائق الأمطار حتى يتم إعادة شحن المياه الجوفية ، بدلاً من هطول الأمطار وتصبح سطحية على السطح وتزيد من مخاطر الفيضانات.

كما يمكن السماح بمناطق الحديقة والمناظر الطبيعية بالنمو البري لتشجيع التنوع البيولوجي. يمكن أيضاً تشجيع الحيوانات الأصلية بطرق عديدة أخرى: عن طريق النباتات التي توفر الغذاء مثل الرحيق وحبوب اللقاح للحشرات ، أو موائل التجشؤ أو التعشيش مثل الأشجار ، أو الموائل مثل برك البرمائيات والحشرات المائية. يجب تجنب المبيدات الحشرية ، وخاصة المبيدات الحشرية الدائمة ، لتجنب قتل الحيوانات البرية.

يمكن إدارة خصوبة التربة على نحو مستدام من خلال استخدام العديد من طبقات الغطاء النباتي من الأشجار إلى النباتات المغطاة بغطاء الأرض والغطاء لزيادة المواد العضوية ، وبالتالي ديدان الأرض والميكوريزا. محطات تثبيت النيتروجين بدلاً من الأسمدة النيتروجينية الاصطناعية ؛ وحصاد الأعشاب البحرية المحصودة بشكل مستدام لتحل محل المغذيات الدقيقة.

يمكن للمناظر الطبيعية والحدائق المستدامة أن تكون منتجة بالإضافة إلى مواد الزينة والأغذية المتنامية والحطب والحرف من الأماكن الجميلة.

تشمل مناهج وعلامات المناظر الطبيعية المستدامة الزراعة العضوية والنمو ، والزراعة المستدامة ، والحراجة الزراعية ، وحدائق الغابات ، والإيكولوجيا الزراعية ، والبستنة العضوية النباتية ، والبستنة الإيكولوجية ، والبستنة الصديقة للمناخ.

الزراعة المستدامة
تلتزم الزراعة المستدامة بثلاثة أهداف رئيسية:

الصحة البيئية،
الربحية الاقتصادية
المساواة الاجتماعية والاقتصادية.
ساهمت مجموعة متنوعة من الفلسفات والسياسات والممارسات في تحقيق هذه الأهداف. وقد شارك الناس في هذه الرؤية وأسهموا في ذلك بقدرات مختلفة كثيرة ، من المزارعين إلى المستهلكين. على الرغم من تنوع الناس والمنظورات ، فإن المواضيع التالية تنسج عادة من خلال تعريفات الزراعة المستدامة.

هناك مناقشات مضنية – من بين أمور أخرى من قبل القطاع الزراعي والسلطات – إذا كانت بروتوكولات مبيدات الآفات الحالية وطرق المحافظة على التربة تحمي بشكل كاف التربة السطحية والحياة البرية. وقد ارتفع الشك إذا كانت هذه الاستدامة مستدامة ، وإذا سمحت الإصلاحات الزراعية بزراعة تتسم بالكفاءة مع وجود عدد أقل من مبيدات الآفات ، فإن ذلك سيقلل بالتالي من الأضرار التي تلحق بالنظام الإيكولوجي.

لمزيد من المعلومات حول موضوع الزراعة المستدامة: “جامعة كاليفورنيا ديفيس: برنامج البحوث الزراعية المستدامة والتعليم”.

الآلات المنزلية والأثاث
يمكن تصميم السيارات والأجهزة المنزلية والأثاث للإصلاح والتفكيك (لإعادة التدوير) ، والمبنية من مواد قابلة لإعادة التدوير مثل الصلب والألمنيوم والزجاج ، والمواد المتجددة ، مثل Zelfo والخشب والبلاستيك من المواد الأولية الطبيعية. يمكن أن يؤدي الاختيار الدقيق للمواد وعمليات التصنيع إلى إنشاء منتجات قابلة للمقارنة في السعر والأداء مع المنتجات غير المستدامة. حتى جهود التصميم المعتدلة يمكن أن تزيد بشكل كبير المحتوى المستدام للمواد المصنّعة.

تحسينات على التدفئة والتبريد والتهوية وتسخين المياه
ثلاجة امتصاص
الطاقة الحرارية الأرضية السنوية
أنابيب تبريد الأرض
مضخة حرارية تعمل بالطاقة الحرارية الأرضية
تهوية استرداد الحرارة
إعادة تدوير الماء الساخن
التبريد السلبي
حرارة متجددة
تخزين الطاقة الحرارية الموسمية (STES)
تكييف الهواء بالطاقة الشمسية
الماء الساخن بالطاقة الشمسية

قطاع الطاقة
تعتمد التكنولوجيا المستدامة في قطاع الطاقة على استخدام مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة المائية والطاقة الحيوية والطاقة الحرارية الأرضية والهيدروجين. طاقة الرياح هي مصدر الطاقة الأسرع نمواً في العالم. تم استخدامه لعدة قرون في أوروبا ومؤخرا في الولايات المتحدة ودول أخرى. يتم التقاط طاقة الرياح من خلال استخدام توربينات الرياح التي تولد الكهرباء وتحولها إلى المرافق ، وأصحاب المنازل والقرى النائية. يمكن تسخير الطاقة الشمسية من خلال الخلايا الكهروضوئية ، أو الطاقة الشمسية المركزة ، أو المياه الساخنة الشمسية ، كما أنها مصدر للطاقة يتزايد بسرعة. تقدم التطورات في التكنولوجيا والتعديلات على خلايا الخلايا الكهروضوئية طريقة أكثر عمقاً لم يمسها من قبل في صنع وإنتاج الطاقة الشمسية. وجد الباحثون طريقة محتملة لاستخدام التأثير photogalvanic لتحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية.

يجب تحليل توافر إمكانات موارد الطاقة المتجددة الأولية وإمكانيتها وجدواها في مرحلة مبكرة من عملية التخطيط كجزء من خطة شاملة للطاقة. يجب أن تقوم الخطة بتبرير الطلب على الطاقة والعرض وتقييم التكاليف والفوائد الفعلية للبيئات المحلية والإقليمية والعالمية. الاستخدام المسؤول للطاقة هو أمر أساسي للتنمية المستدامة والمستقبل المستدام. يجب أن توازن إدارة الطاقة بين الطلب على الطاقة المبرر وبين إمدادات الطاقة المناسبة. وتجمع هذه العملية بين الوعي بالطاقة والحفاظ على الطاقة وكفاءة الطاقة باستخدام موارد الطاقة المتجددة الأولية.

تصميم للتصنيع المستدام
يمكن تعريف التصنيع المستدام على أنه خلق منتج مصنّع من خلال تحسين متزامن في التأثير الناتج على استدامة المصنع والمنتج. يتطلب مفهوم التصنيع المستدام تصميمًا متجددًا لأنظمة الإنتاج من أجل تكييف الاستدامة ذات الصلة على دورة حياة المنتج وعمليات المصنع.

إن تصميم أنظمة الإنتاج المستدام يعني ، من ناحية ، تحليل وتحسين الجوانب الداخلية للمصنع المرتبطة بمصانع التصنيع. يمكن أن تراعي مثل هذه الجوانب استهالك إستهالك الموارد ، وكفاءة العملية ، وبيئة العمل لعمال المصنع ، والقضاء على المواد الخطرة ، والتقليل من انبعاثات ومصانع النفايات إلى جانب تقليل الانبعاثات الداخلية ، واإلدارة المتكاملة للمعلومات في مرافق اإلنتاج ، و التحديث التكنولوجي للآلات والنباتات.
وتتعلق جوانب أخرى بين المصانع بالتصميم المستدام للمنتجات المصنعة ، وسلسلة المنتجات غير المادية ، وإدارة الخلفية وسلاسل التوريد الأمامية ، ودعم نموذج الاقتصاد الدائري ، ووضع العلامات على الاستدامة.

قطاع المياه
لقد أصبحت تقنيات المياه المستدامة قطاعًا صناعيًا هامًا حيث تقدم العديد من الشركات حاليًا حلولًا هامة وقابلة للتطوير لتوفير المياه بطريقة مستدامة.

بالإضافة إلى استخدام تقنيات معينة ، يتألف التصميم المستدام لإدارة المياه من أهمية بالغة في التنفيذ الصحيح للمفاهيم. من بين أحد هذه المفاهيم الرئيسية هي الحقيقة في البلدان المتقدمة عادة 100 ٪ من المياه الموجهة للاستهلاك ، والتي ليست بالضرورة لأغراض الشرب ، هي من نوعية مياه الشرب. هذا المفهوم الخاص بتمييز صفات المياه لأغراض مختلفة يسمى “تناسب الغرض”. ويحقق هذا الاستخدام الأكثر عقلانية للمياه العديد من الاقتصادات ، التي لا ترتبط بالمياه فقط ، ولكن أيضا استهلاك الطاقة ، لأن تحقيق جودة مياه الشرب يمكن أن يكون شديد الطاقة لعدة أسباب.

المصطلح
في بعض البلدان ، يُعرف مصطلح “التصميم المستدام” بالتصميم الإيكولوجي أو التصميم الأخضر أو ​​التصميم البيئي. فيكتور بابانيك ، يتبنى التصميم الاجتماعي والجودة الاجتماعية والجودة البيئية ، لكنه لم يدمج بشكل صريح هذه المجالات ذات الاهتمام بالتصميم في فترة واحدة. يعد التصميم والتصميم المستدامان للاستدامة من المصطلحات الأكثر شيوعًا ، بما في ذلك خط القاع الثلاثي (الأشخاص والكوكب والربح).

في الاتحاد الأوروبي ، يشار إلى مفهوم التصميم المستدام باسم التصميم الإيكولوجي. ومع ذلك ، فقد جرت مناقشات طفيفة حول أهمية هذا المفهوم في الفترة التي سبقت حزمة الاقتصاد الدائري ، والتي ستقوم المفوضية الأوروبية بتدوينها بحلول نهاية عام 2015. ولهذا الغرض ، تم إطلاق حملة Ecothis.EU للتوعية. حول العواقب الاقتصادية والبيئية لعدم تضمين التصميم البيئي كجزء من حزمة الاقتصاد الدائري.

تقنيات مستدامة
تستخدم التكنولوجيات المستدامة طاقة أقل ، وموارد محدودة أقل ، ولا تستنزف الموارد الطبيعية ، ولا تلوث البيئة بشكل مباشر أو غير مباشر ، ويمكن إعادة استخدامها أو إعادة تدويرها في نهاية عمرها الإنتاجي. هناك تداخل كبير مع التكنولوجيا المناسبة ، التي تؤكد على ملاءمة التكنولوجيا للسياق ، ولا سيما بالنظر إلى احتياجات الناس في البلدان النامية. ومع ذلك ، قد لا تكون أنسب التكنولوجيا هي الأكثر استدامة ؛ وقد تكون للتكنولوجيا المستدامة متطلبات تكلفة أو صيانة عالية تجعلها غير مناسبة باعتبارها “تقنية مناسبة” ، حيث أن هذا المصطلح شائع الاستخدام.