المواد المستدامة والهندسة المدنية, ماهو الجديد؟

مع تزايد الاهتمام بالممارسات المستدامة، لم تبقَ صناعة البناء بمنأى عن هذا التحول. يواجه المهندسون المدنيون اليوم التحدي المزدوج المتمثل في تلبية متطلبات البنية التحتية الحديثة مع تقليل التأثيرات البيئية. واحدة من المجالات الرئيسية التي تقودها الابتكارات في هذا الصدد هي المواد المستدامة للبناء (Green Building Materials). هذه المواد لا تقلل فقط من البصمة الكربونية للمباني، بل توفر أيضًا أداءً محسنًا وطول عمر أطول.

المواد المستدامة المبتكرة:

الخرسانة ذاتية الشفاء (Self-Healing Concrete):

• تحتاج الهياكل الخرسانية التقليدية إلى صيانة دورية للتعامل مع الشقوق والأضرار التي تتطور بمرور الوقت. تم تصميم الخرسانة ذاتية الشفاء لتقوم بإصلاح نفسها، مما يقلل بشكل كبير من الحاجة للإصلاحات المتكررة. هذه الابتكارات لا تطيل عمر الهياكل فقط بل تقلل أيضًا من تكاليف الصيانة واستخدام الموارد.

مواد العزل الحيوية (Bio-Based Insulation Materials):

• يتم الحصول على المواد العازلة الحيوية من مصادر متجددة وتعتبر بديلاً قابلاً للتطبيق للخيارات التقليدية للعزل. تشمل هذه المواد مثل السليلوز والقنب (Hemp), وتوفر كفاءة طاقة فائقة وقابلة للتحلل البيولوجي، مما يجعلها خيارًا مستدامًا لمشاريع البناء الصديقة للبيئة.

المواد المعاد تدويرها (Recycled Construction Materials):

• يساهم استخدام المواد المعاد تدويرها مثل الخشب المستصلح (Reclaimed Wood)، الصلب المعاد تدويره (Recycled Steel)، والزجاج في تقليل الضغط على الموارد الطبيعية ويحول المخلفات إلى موارد قيمة. يتم استخدام هذه المواد بشكل متزايد في البناء السكني والتجاري، مما يساهم في تحقيق اقتصاد دائري (Circular Economy) أكثر استدامة.

الزجاج الفوتوفولطي (Photovoltaic (PV) Glass):

• يُحدث الزجاج الفوتوفولطي ثورة في واجهات المباني من خلال تحويلها إلى أسطح مولدة للطاقة. تتيح هذه الابتكارات للمباني استخدام الطاقة الشمسية (Solar Energy)، مما يقلل الاعتماد على مصادر الطاقة الخارجية ويساهم في تحقيق أهداف كفاءة الطاقة (Energy Efficiency).

تسليط الضوء على الشركات الناشئة المبتكرة:

Respyre – الخرسانة البيوريسبكتيفية (Bioreceptive Concrete):

• تعمل شركة Respyre الهولندية على دمج الطبيعة في البيئات الحضرية. تم تصميم الخرسانة البيوريسبكتيفية لدعم نمو الطحالب (Moss)، مما لا يحسن فقط من جاذبية المباني الجمالية بل يحسن أيضًا من جودة الهواء (Air Quality) ويقلل من الضغط الحضري (Urban Heat). تقوم الخرسانة بامتصاص ثاني أكسيد الكربون (CO2)، وتحويله إلى طباشير، وتوفر حلاً سلبيًا للكربون (CO2-Negative) للبناء المستدام.

Nexii – بديل مستدام للخرسانة (Sustainable Concrete Alternative):

• طورت شركة Nexii الكندية بديلاً مستدامًا للخرسانة يُسمى Nexiite. يتميز هذا المادة بأنها تتصلب بسرعة وتحقق قوة ضغط عالية (High Compression Strength) مع انبعاثات كربونية أقل بكثير مقارنة بالخرسانة التقليدية. يركز نهج Nexii على تصميم لإعادة الاستخدام (Design for Reuse (DfR))، مما يعزز إعادة استخدام لوحات البناء ويعزز الاقتصاد الدائري (Circular Economy) في البناء.

ختاماً:

يعتبر تطوير المواد المستدامة للبناء خطوة حاسمة نحو تحقيق ممارسات البناء المستدامة. الابتكارات مثل الخرسانة ذاتية الشفاء، العزل الحيوي، والزجاج الفوتوفولطي لا تقلل فقط من التأثير البيئي للمباني، بل تعزز أيضًا من أدائها وطول عمرها. مع استمرار المهندسين المدنيين والمهنيين في تبني هذه المواد، يبدو أن مستقبل الهندسة المعمارية المستدامة واعد. سواء من خلال الشركات الناشئة مثل Respyre وNexii أو من خلال التبني الأوسع للممارسات الصديقة للبيئة، فإن صناعة البناء تمهد الطريق لمستقبل أكثر اخضرارًا.