يشير التصميم الحيوي للمبنى إلى التصميم الذي يحاكي أو يستلهم الأشكال الطبيعية، مثل الأشكال العضوية والأنماط والهياكل الموجودة في البيئة. يتضمن دمج توليد الطاقة المتجددة في مثل هذا التصميم دمج العديد من التقنيات والأنظمة المستدامة التي تسخر وتستخدم مصادر الطاقة المتجددة. فيما يلي بعض التفاصيل حول كيفية دمج التصميم الحيوي للمبنى في توليد الطاقة المتجددة:
1. الطاقة الشمسية: يمكن للتصميم الحيوي للمبنى دمج الألواح الكهروضوئية (PV) أو الأنظمة الحرارية الشمسية بطرق مختلفة:
- الألواح الشمسية على السطح: يمكن لسقف المبنى، المصمم بعناصر حيوية، أن يشتمل على ألواح شمسية لالتقاط ضوء الشمس وتحويله إلى كهرباء.
- الواجهات الشمسية: يمكن تطبيق مبادئ المحاكاة الحيوية على السطح الخارجي للمبنى لإنشاء أنماط أو عناصر تظليل لا تعزز الجماليات فحسب، بل تحتوي أيضًا على الألواح الشمسية.
- النوافذ الشمسية: يمكن أن يشتمل التصميم البيومورفي على تصميمات نوافذ مبتكرة تستخدم الألواح الشمسية الشفافة، مما يسمح للضوء الطبيعي بدخول المبنى أثناء توليد الكهرباء.
2. طاقة الرياح: يمكن للتصميم الحيوي أن يستلهم الأشكال والهياكل الطبيعية التي تعزز الاستفادة من طاقة الرياح:
- توربينات الرياح: يمكن للمبنى أن يشتمل على توربينات رياح صغيرة الحجم، موضوعة في موقع استراتيجي لالتقاط طاقة الرياح وتحويلها إلى كهرباء. يمكن أن يشتمل التصميم على عناصر حيوية تعمل على تحسين أنماط تدفق الرياح لتحسين أداء التوربينات.
3. طاقة الكتلة الحيوية: يمكن أن تلهم المحاكاة الحيوية تصميم الأنظمة التي تستخدم مواد النفايات العضوية لتوليد طاقة الكتلة الحيوية:
- أنظمة الغاز الحيوي: يمكن أن يشتمل المبنى على أجهزة هضم لاهوائية تحاكي عمليات التحلل الطبيعي، وتحويل النفايات العضوية (مثل مخلفات الطعام أو المخلفات الزراعية) إلى غاز حيوي، والذي يمكن استخدامه كمصدر للطاقة المتجددة للتدفئة أو الطبخ أو توليد الكهرباء.
4. الطاقة الحرارية الأرضية: يمكن للتصميم الحيوي أن يدمج أنظمة التدفئة والتبريد الحرارية الأرضية التي تستفيد من الحرارة الطبيعية للأرض:
- المضخات الحرارية الأرضية: يمكن أن يشتمل التصميم على عناصر مثل الانحناءات واللوالب، مما يعكس التكوينات الطبيعية، لإيواء المضخات الحرارية الأرضية تحت الأرض. يمكن لهذه الأنظمة نقل الحرارة من الأرض خلال فصل الشتاء وتوفير التبريد خلال فصل الصيف، مما يقلل من استهلاك الطاقة الإجمالي للمبنى.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن للتصميم الحيوي للمبنى أن يأخذ في الاعتبار العديد من جوانب تكامل الطاقة المتجددة الأخرى:
- التهوية المحاكاة الحيوية: مستوحى من أنظمة التهوية الطبيعية، يمكن أن يتضمن التصميم تقنيات التبريد السلبية، مثل أنماط تدفق الهواء الطبيعي، أو تأثير المكدس، أو أنظمة التهوية المحاكاة الحيوية التي تقلل من الحاجة إلى التبريد الميكانيكي.
- احتجاز المياه ومعالجتها: يمكن لمبادئ التصميم المحاكاة الحيوية أن توجه تطوير أنظمة تجميع مياه الأمطار، حيث يحاكي شكل المبنى وميزاته هياكل تجميع وتخزين المياه الطبيعية. ويمكن استخدام هذه المياه المجمعة لأغراض غير صالحة للشرب مثل الري أو تنظيف المراحيض.
- مواد موفرة للطاقة: يمكن للتصميم الحيوي أن يعطي الأولوية لاستخدام المواد المستدامة والموفرة للطاقة، مثل المواد المعاد تدويرها أو ذات الأساس الحيوي، مما يؤدي إلى تحسين استخدام الطاقة طوال دورة حياة المبنى.
باختصار، يعتمد دمج توليد الطاقة المتجددة في التصميم الحيوي للمبنى على خلق علاقة تكافلية بين الجماليات والوظيفة والاستدامة. من خلال استخلاص الإلهام من الطبيعة وتطبيق مبادئ المحاكاة الحيوية،
تاريخ النشر: