لخّصلي

الفراغ العمراني كأداة للحفاظ على الطاقة يحتاج الإنسان الى الطاقة في كل الأوقات ، فهو يستخدمها بشكل مستمر في جميع نواحي حياته ، ثم حرق أغصان الأشجار للحصول على الضوء وكذلك الدفء وطهي الطعام ، وبمرور الزمن إحتاج الإنسان بشكل أكبر إلى الطاقة فاستخدم طاقة الرياح في دفع السفن ثم في طواحين الهواء كما استفاد من الفرق من منسوب المياه في أجزاء بعض الأنهار في إدارة بعض السواقي وبعض الآلات وقد عرف الإنسان الفحم منذ أن إكتشف النار واستعمله بعد ذلك كمصدر من مصادر الطاقة . واصبح البترول هو أهم مصدر من مصادر إنتاج الطاقة هذه الأيام . ومع إزدياد عدد السكان في العالم وإستخدام التكنولوجيا فقد إزدادت الحاجة إلى الطاقة بشكل متزايد ، وقد أدى ذلك الى زيادة الطلب بشكل كبير مما شكل ضغطاً هائلاً على هذه المصادر الغير متجددة . وهنا توجهت كل الإهتمامات في عصرنا الحديث الى الطاقات المتجددة التي لا تنضب من شمس ورياح ومحيطات وبحار ومد وجزر ونباتات حرارية ومساقط المياه وهيدروجين وحرارة باطن الأرض وأعماق المحيطات . فالموقع الجغرافي للوطن العربي يتمتع بنسب مرتفعة من إشعاعات الطاقة الشمسية الساقطة على سطح الأرض وكذلك ساعات سطوع طويلة ، مما شجع على إستغلال هذه الطاقة عن طريق التحويل الحراري المباشر وغير المباشر للطاقة الشمسية لإستعمالها في المباني وتوليد الكهرباء وتعتبر، الطاقة الشمسية من أهم مصادر الطاقة المتجددة في الوقت الحاضر . ويقدم هذا الكتاب تقييم واقع ومستقبل مصادر الطاقة الجديدة والمتجددة ، ونجد أيضاً بحثاً مفصلاً عن المباني الخضراء ، فالتحدي الأساسي الذي يواجه القطاعات العمرانية في هذا الوقت أينما يتمثل في مقدرتها على الإيفاء بإلتزماتها وأداء دورها التنموي تجاه تحقيق مفاهيم التنمية المستدامة الشاملة ، يتناول الكتاب أيضاً شرحاً مفصلاً عن الطرق و الوسائل اللازمة من أجل الترشيد في إستهلاك الطاقة . بعد الطلب المتزايد على الطاقة التقليدية التي تكلف الكثير من المبالغ لقاء،
فإن القرن الحادي والعشرين قد يتسم بالبعد التام عن هذا الوقود وعن المخاطر البيئية التي حملها معه وتحل مكانه الطاقة المتجددة بجميع أشكالها . هي كيان مجرد لا يعرف إلا من خلال تحولاته، وهي كل ما يمدنا بالنور ويعطينا الدفء وينقلنا من مكان إلى آخر ، وتتيح إستخراج طعامنا من الأرض وتحضيره وتضع الماء بين أيدينا ويدير عجلة الألات التي تخدمنا. - وهي عبارة عن كمية فيزيائية تظهر على شكل حركة ميكانيكية أو كطاقة ربط في أنوية الذرة بين البروتون والنيترون . منذ القدم احتاج الإنسان الى الطاقة التي تأتي عن طريق الغذاء ، بعد ذلك اكتشف الإنسان النار التي تعتبر مصدر طاقة لطهي الطعام والتدفئة بإستعمال الخشب لإدامتها . وأخذ الإنسان يفكر في إيجاد مصادر طاقة لتأمين إحتياجاته الضرورية نتيجة لتطور طرق المعيشة والسكن وزيادة الإدراك التقني . وعند ذلك الوقت لم يعرف أحد أن الشمس هي مصدر كل الطاقات المتواجدة على كوكب الأرض . وفتحت آفاقاً جديدة لطموحات مستقبلية واسعة . وتعتبر هذه المرحلة الأولى لإستعمال الإنسان لمصدر طاقة جديدة من إكتشافه . حيث استعملت المكائن البخارية السريعة في دفع عجلات رفع الماء وإدارة مطاحن الحبوب في الحقول السهلة والمرتفعات وتشغيل وسائل النقل المختلفة . وبعدها بقليل تم إختراع مكائن الإحتراق الداخلي في عام 1870 وجاء بعدها أيضاً إكتشاف مصادر الطاقة الاحفورية مثل النفط والغاز الطبيعي اللذان استعملا بكثافة شديدة لاحقاً . وعند إكتشاف مصادر الطاقة الاحفورية وجدت أنها مصادر غير متجددة قابلة للنضوب . وتعتبر مصادر طاقة مركزة متوفرة بسهولة الإستعمال ويمكن أن نحصل مقابلها على جهد ميكانيكي جيد يعتمد على كفاءة الماكنة المستعملة . وعند إختراع المكائن الحرارية وإستعمال مصادر الوقود الأحفوري بسهولة تامة إستطاع عند ذلك تذليل الصعاب . وإستغلال الطاقة المتولدة من المكائن في المكان المعين لإنتاج الشغل المطلوب في الوقت المحدد . وازداد إستغلال مصادر الطاقة عندما تم إكتشاف توليد الكهرباء وتطور بناء محطات مركزية لتوليد الكهرباء بإستخدام الوقود الأحفوري أو إستخدام المساقط المائية وتوزيع الكهرباء بواسطة شبكات التوزيع المنتشرة في جميع المناطق لتوصيل الكهرباء الى المستهلك مباشرة .
بدأ كل بلد في العالم يحسب إحتياجه للطاقة الحالية والمستقبلية ويخطط بالطرق المتاحة لتوفيرها من مصادر جديدة سواء كانت متوفرة محلياً أو مستوردة . والمصادر التجارية تكون عادة من مصادر الطاقة الأحفورية ( الفحم ، النفط ، الغاز الطبيعي ) وتوليد الكهرباء بواسطة المساقط المائية والطاقة الذرية . حيث أن الطاقة الناتجة من هذه المصادر يسهل تسويقها من مكان إلى آخر . فإن أغلب مصادر الطاقة التي تستعمل في البلاد الصناعية مثل الولايات المتحدة الأمريكية تكون من الأنواع التجارية . بينما الدول الفقيرة تعاني من نقص شديد في توفر الطاقة وتستعمل مصادر طاقة غير تجارية في سد جزء من متطلباتها . وخلال الأعوام الماضية إزداد الطلب على النفط نتيجة التطور التقني والزيادة الحاصلة في عدد السكان في العالم ، وهنا لابد من الإشارة إلى أن الإنسان يرغب في التطور لعيش حياة أكثر سعادة وراحة مما يجعله حريصاً على تأمين هذه المتطلبات عن طريق توفير الطاقة الضرورية المستعملة في جميع مجالات الحياة . ومن التوسع في إستهلاك الطاقة بالصورة الجارية في الوقت الحاضر هي مشاكل تلوث البيئة التي شملت الهواء والماء والأرض .

الفراغ العمراني كأداة للحفاظ على الطاقة

يحتاج الإنسان الى الطاقة في كل الأوقات ، فهو يستخدمها بشكل مستمر في جميع نواحي حياته ، فقد حصل الإنسان في العصور الأولى على الطاقة الحرارية من الشمس ، ثم حرق أغصان الأشجار للحصول على الضوء وكذلك الدفء وطهي الطعام ، وبمرور الزمن إحتاج الإنسان بشكل أكبر إلى الطاقة فاستخدم طاقة الرياح في دفع السفن ثم في طواحين الهواء كما استفاد من الفرق من منسوب المياه في أجزاء بعض الأنهار في إدارة بعض السواقي وبعض الآلات وقد عرف الإنسان الفحم منذ أن إكتشف النار واستعمله بعد ذلك كمصدر من مصادر الطاقة .
وفي نهاية القرن السابع عشر ومع ظهور الثورة الصناعية في أوروبا تم التوسع في المجال الصناعي و تم إختراع المحرك البخاري مما أدى إلى إرتفاع إستهلاك الفحم النباتي والخشب كوقود ، ثم بدأ بعد ذلك في إستخدام ضغط البخار في تشغيل الآلات .
وفي النصف الثاني من القرن التاسع عشر بدأت الولايات المتحدة بإستخدام البترول ، وتلاه الغاز الطبيعي وحل مكانه الفحم الحجري في كثير من الصناعات ، واصبح البترول هو أهم مصدر من مصادر إنتاج الطاقة هذه الأيام .
ومع إزدياد عدد السكان في العالم وإستخدام التكنولوجيا فقد إزدادت الحاجة إلى الطاقة بشكل متزايد ، وقد أدى ذلك الى زيادة الطلب بشكل كبير مما شكل ضغطاً هائلاً على هذه المصادر الغير متجددة .
وهنا توجهت كل الإهتمامات في عصرنا الحديث الى الطاقات المتجددة التي لا تنضب من شمس ورياح ومحيطات وبحار ومد وجزر ونباتات حرارية ومساقط المياه وهيدروجين وحرارة باطن الأرض وأعماق المحيطات .
وفي هذا الكتاب نحاول أن نعرف بأهمية هذه الطاقات بإسلوب مبسط ، فالموقع الجغرافي للوطن العربي يتمتع بنسب مرتفعة من إشعاعات الطاقة الشمسية الساقطة على سطح الأرض وكذلك ساعات سطوع طويلة ، مما شجع على إستغلال هذه الطاقة عن طريق التحويل الحراري المباشر وغير المباشر للطاقة الشمسية لإستعمالها في المباني وتوليد الكهرباء وتعتبر، الطاقة الشمسية من أهم مصادر الطاقة المتجددة في الوقت الحاضر .
ويقدم هذا الكتاب تقييم واقع ومستقبل مصادر الطاقة الجديدة والمتجددة ، وأيضاً يتطرق إلى إحتياجات الطاقة في المباني وطرق إنتقالها ومصادرها .
ونجد أيضاً بحثاً مفصلاً عن المباني الخضراء ، فالتحدي الأساسي الذي يواجه القطاعات العمرانية في هذا الوقت أينما يتمثل في مقدرتها على الإيفاء بإلتزماتها وأداء دورها التنموي تجاه تحقيق مفاهيم التنمية المستدامة الشاملة ، من هنا نشأت مفاهيم وأساليب جديدة لم تكن مألوفة من قبل في تصميم وتنفيذ المشاريع ومن هذه المفاهيم " التصميم المستدام " و " العمارة الخضراء " و " المباني المستدامة " . فالمباني الجديدة يتم تصميمها وتنفيذها وتشغيلها بأساليب وتقنيات متطورة تسهم في تقليل الأثر البيئي وخفض التكاليف كما أنها تسهم في توفير بيئة عمرانية آمنة ومريحة .
يتناول الكتاب أيضاً شرحاً مفصلاً عن الطرق و الوسائل اللازمة من أجل الترشيد في إستهلاك الطاقة . بعد الطلب المتزايد على الطاقة التقليدية التي تكلف الكثير من المبالغ لقاء، إستعمالها فقد أصبح ترشيد إستهلاك الطاقة والمحافظة على سلامة البيئة من سمات المجتمعات المتحضرة التي تحاول دائماً التقليل من التلوث البيئي .

فمن الممكن أن نعمل على ترشيد إستهلاك الطاقة دون أن يتأثر الفرد من الإنتاجية وذلك بإستخدامها إستخداماً عقلانياً مدروساً دون المساس براحة مستخدميها أو المساس بكفاءة الأجهزة المستخدمة .
في خلال السنوات القليلة الماضية بدأت مجموعة من التكنولوجيات الجديدة في الإنتقال بهدوء ولكن بثبات من نطاق الإهتمام التجريبي الى نطاق الواقع التجاري ، مما أتاح تقدماً سريعاً في كفاءة إستخدام الطاقة والإستفادة الإقتصادية من أشعة الشمس و الرياح والعناصر النباتية وغيرها من الطاقات المتجددة ، لقد فتحت هذه التطورات الباب أمام إحتمالات مذهلة فكما أن المعجزات الإقتصادية للقرن العشرين قد وقعت بفعل الوقود الأحفوري ، فإن القرن الحادي والعشرين قد يتسم بالبعد التام عن هذا الوقود وعن المخاطر البيئية التي حملها معه وتحل مكانه الطاقة المتجددة بجميع أشكالها .

تعريف الطاقة :
هي كيان مجرد لا يعرف إلا من خلال تحولاته، وهي كل ما يمدنا بالنور ويعطينا الدفء وينقلنا من مكان إلى آخر ، وتتيح إستخراج طعامنا من الأرض وتحضيره وتضع الماء بين أيدينا ويدير عجلة الألات التي تخدمنا.

• وهي قدرة المادة على إعطاء قوى قادرة على إنجاز عمل معين.


• وهي مقدرة نظام ما على إنتاج فاعلية أو نشاط خارجي.


• وهي عبارة عن كمية فيزيائية تظهر على شكل حركة ميكانيكية أو كطاقة ربط في أنوية الذرة بين البروتون والنيترون .

مراحل تطور الطاقة :
منذ القدم احتاج الإنسان الى الطاقة التي تأتي عن طريق الغذاء ، واستطاع تأمينها من النباتات المتوفرة ومن صيد الحيوانات . بعد ذلك اكتشف الإنسان النار التي تعتبر مصدر طاقة لطهي الطعام والتدفئة بإستعمال الخشب لإدامتها . وعندما بدأ الإنسان يتطور في طرق العيش وجد في الزراعة مصدراً مهماً في تأمين الغذاء للأكل والطاقة للتدفئة وتلبية الإحتياجات الأخرى. ولغرض تطور الزراعة إستطاع الإنسان إستغلال قوة الحيوانات في مساعدته على إنجاز أعمال الزراعة والأعمال التي تتطلب قوة لا يمتلكها . وأخذ الإنسان يفكر في إيجاد مصادر طاقة لتأمين إحتياجاته الضرورية نتيجة لتطور طرق المعيشة والسكن وزيادة الإدراك التقني . فاستطاع إستعمال قوة الرياح في إبحار السفن الشراعية وإدارة الطواحين الهوائية وإستغلال المساقط المائية في إدارة آلته الميكانيكية . وظل الإنسان حبيس الطاقة لايستطيع إستغلالها في الزمان والمكان الذي يرغب فيهما . وعند ذلك الوقت لم يعرف أحد أن الشمس هي مصدر كل الطاقات المتواجدة على كوكب الأرض . وقد إستغل الإنسان بعض مصادر الطاقات المتجددة في خدمته .
وفي القرن الثامن عشر ميلادي وبالتحديد خلال الثورة الصناعية التي شهدتها القارة الأوروبية ، اكتشفت المكائن البخارية التي أحدثت منعطفاً في تغيير حياة الإنسان وحققت تطوراً في أغلب المجالات . وفتحت آفاقاً جديدة لطموحات مستقبلية واسعة . وتعتبر هذه المرحلة الأولى لإستعمال الإنسان لمصدر طاقة جديدة من إكتشافه . حيث استعملت المكائن البخارية السريعة في دفع عجلات رفع الماء وإدارة مطاحن الحبوب في الحقول السهلة والمرتفعات وتشغيل وسائل النقل المختلفة . وبعدها بقليل تم إختراع مكائن الإحتراق الداخلي في عام 1870 وجاء بعدها أيضاً إكتشاف مصادر الطاقة الاحفورية مثل النفط والغاز الطبيعي اللذان استعملا بكثافة شديدة لاحقاً . وعند إكتشاف مصادر الطاقة الاحفورية وجدت أنها مصادر غير متجددة قابلة للنضوب . وتعتبر مصادر طاقة مركزة متوفرة بسهولة الإستعمال ويمكن أن نحصل مقابلها على جهد ميكانيكي جيد يعتمد على كفاءة الماكنة المستعملة . وعند إختراع المكائن الحرارية وإستعمال مصادر الوقود الأحفوري بسهولة تامة إستطاع عند ذلك تذليل الصعاب . وأصبحت الطاقة قابلة للإنتقال وأعطت حرية التصرف ووسعت حركة الطاقة في المكان والزمان والمجالات المطلوبة التي يرغب فيها ، وإستغلال الطاقة المتولدة من المكائن في المكان المعين لإنتاج الشغل المطلوب في الوقت المحدد . وازداد إستغلال مصادر الطاقة عندما تم إكتشاف توليد الكهرباء وتطور بناء محطات مركزية لتوليد الكهرباء بإستخدام الوقود الأحفوري أو إستخدام المساقط المائية وتوزيع الكهرباء بواسطة شبكات التوزيع المنتشرة في جميع المناطق لتوصيل الكهرباء الى المستهلك مباشرة .

وبعد الحرب العالمية الثانية أعتبرت الطاقة الذرية مصدراً جديداً من مصادر الطاقة حيث بعدها بسنوات بدأت عملية بناء محطات توليد الكهرباء بواسطة الطاقة الذرية لسد إحتياج الكهرباء في مناطق عديدة من العالم .
وفي الوقت الحاضر ، بدأ كل بلد في العالم يحسب إحتياجه للطاقة الحالية والمستقبلية ويخطط بالطرق المتاحة لتوفيرها من مصادر جديدة سواء كانت متوفرة محلياً أو مستوردة . ويمكن بسهولة تقسيم مصادر الطاقة على أساس تجاري أو غير تجاري . والمصادر التجارية تكون عادة من مصادر الطاقة الأحفورية ( الفحم ، النفط ، الغاز الطبيعي ) وتوليد الكهرباء بواسطة المساقط المائية والطاقة الذرية . حيث أن الطاقة الناتجة من هذه المصادر يسهل تسويقها من مكان إلى آخر . أما المصادر غير التجارية وتشمل الخشب وفضلات الحيوانات . فإن أغلب مصادر الطاقة التي تستعمل في البلاد الصناعية مثل الولايات المتحدة الأمريكية تكون من الأنواع التجارية . أما في البلاد النامية مثل الهند فإنها تستعمل مصادر الطاقة التجارية وغير التجارية ويعتبر هذان المصدران متكافئين في سد الحاجة من الطاقة . بينما الدول الفقيرة تعاني من نقص شديد في توفر الطاقة وتستعمل مصادر طاقة غير تجارية في سد جزء من متطلباتها . وخلال الأعوام الماضية إزداد الطلب على النفط نتيجة التطور التقني والزيادة الحاصلة في عدد السكان في العالم ، مما سيؤدي إلى نضوب النفط خلال القرن القادم . ولهذا بدأت البحوث لدراسة ماهو متوفر من مصادر الطاقة الأحفورية وكيفية إيجاد وسائل ترشيد إستهلاك الطاقة وإيجاد مصادر طاقة بديلة نظيفة . ومن الأرقام المتحصلة من حصر كميات النفط المتوفرة يمكن التكهن بعمر الإحتياطي النفطي المتوفر ضمن التوقعات المستقبلية لإستهلاك الطاقة . وعند ذلك يمكن التعرف على مدى الحاجة الى مصادر طاقة بديلة وكيفية توفرها.
وهنا لابد من الإشارة إلى أن الإنسان يرغب في التطور لعيش حياة أكثر سعادة وراحة مما يجعله حريصاً على تأمين هذه المتطلبات عن طريق توفير الطاقة الضرورية المستعملة في جميع مجالات الحياة . وأصبحت معدلات إستهلاك الفرد من الطاقة أحد المؤشرات المهمة التي تدل على مدى تطور المجتمع . ومن التوسع في إستهلاك الطاقة بالصورة الجارية في الوقت الحاضر هي مشاكل تلوث البيئة التي شملت الهواء والماء والأرض . وبدأ تأثير إنتاج الغازات المختلفة من اشغال النفط والغاز والفحم في محطات التوليد والمعامل والمركبات ... الخ الى تأثر الغلاف الغازي المحيط بالكرة الأرضية وكذلك التأثيرات السلبية المباشرة على حياة الإنسان والحيوان والنبات . بالإضافة الى مساهمة الانسان من خلال المخلفات المنزلية والصناعية والزراعية المختلفة التي لها تأثيرات آنية أومستديمة شديدة على الكائنات الحية . والخطر المهم الاخر هو الفضلات النووية الناتجة من استعمال الوقود النووي في تشغيل المحطات النووية لتوليد الكهرباء وتحلية المياه . ولحد الان لم يكتشف الإنسان تأثير الملوثات على المدى البعيد سوى التحسس بالمضار الآنية والتأثيرات المحسوسة والملموسة التي تظهر جلياً ويمكن تشخيصها وتحديد مسبباتها . ولغرض تلافي مثل هذه المشاكل الآن ومستقبلاً ، فقد بات من الضروري إيجاد مصادر طاقة بديلة نظيفة تؤمن متطلبات العيش براحة تامة في ظل جو طبيعي .