ويعد هذا السطح الاخضر المتموج واحدا من التصميمات والتقنيات المعماريه التي تساعد علي تهويه المباني بطريقه طبيعيه. وقد اضحي مبني اكاديميه كاليفورنيا للعلوم واحدا من اكبر المباني في الولايات المتحده التي تكاد تعتمد كليا علي حيل طبيعيه للتبريد حتي في اوج فصل الصيف. اذ يسعي المهندسون المعماريون والمصممون لاستخدام اساليب وتقنيات جديده في تصميم المباني لتهويتها بطرق طبيعيه دون استخدام مكيفات الهواء. وقد زادت اهميه ذلك في الاونه الاخيره في ظل الارتفاع الشديد في درجات الحراره المسجله عالميا. ومن المتوقع ان يزداد عدد اجهزه التكييف في العالم بمقدار ثلاثه اضعاف بحلول عام 2050، للتعامل مع موجات الحر التي اصبحت اكثر تواترا جراء تغير المناخ. لكن المشكله ان اجهزه التكييف لا تستهلك كميات هائله من الكهرباء فحسب، بل ايضا تحتوي علي مواد مبرده تعد من الغازات التي تسبب الاحتباس الحراري، وقد غدت هذه المواد اسرع مصادر انبعاثات الغازات الدفيئه انتشارا في العالم. صممت اكاديميه كاليفورنيا للعلوم كي يتم تلطيف الجو داخل المبني بصوره طبيعيه لكن ثمه بدائل عديده لاجهزه التكييف، بدءا من تصميمات المباني التي اثبتت كفاءتها منذ اكثر من 7000 سنه، الي احدث التقنيات المتطوره في اكاديميه كاليفورنيا للعلوم. فمن الممكن استخدام تقنيات معماريه للحفاظ علي بروده المباني دون استهلاك الطاقه. وتساهم القباب الخضراء علي سطح الاكاديميه في التدفق الطبيعي للهواء داخل المبني. اذ صممت هذه التلال بحيث يعمل الضغط المنخفض في احد جوانبها علي سحب الهواء، عند هبوب الرياح، الي داخل المبني عبر نوافذ السطح التي يتحكم فيها اليا. وتساعد النباتات التي تغطي سطح المبني في تخفيض درجات الحراره داخل المبني. ويقول اليسدير ماكغريغور، رئيس قسم الهندسه الميكانيكيه بشركه "اراب" للهندسه الذي شارك في تصميم المبني: "لقد عزمنا منذ البدايه علي الاستغناء الي اقصي حد عن اجهزه التكييف". ويضيف ان هذه الطريقه علي الرغم من انها لا تصلح لجميع المباني، لتعذر فتح النوافذ، علي سبيل المثال، او لوجود الكثير من المعدات الساخنه في الداخل، كما في المستشفيات، الا انها نجحت في تقليل الاعتماد علي اجهزه التكييف الي الحد الادني. غير ان مشروع اعاده تصميم اكاديميه كاليفورنيا للعلوم ناهزت كلفته نصف مليار دولار وشارك فيه نخبه من افضل المهندسين المعماريين والمهندسين المتخصصين في التنميه المستدامه في العالم. فهل هناك حلول اخري للتبريد الطبيعي التي تجعل المباني العاديه التي نقضي فيها جل اوقاتنا مقاومه للموجات الحاره؟ تطلق اجهزه التكييف التقليديه الغازات المسببه للاحتباس الحراري الماء تساعد عمليه تبخر الماء في تغيير درجات الحراره، وتسمي هذه الطريقه بالتبريد التبخيري التي تعد من ابسط طرق التبريد السلبي. اذ يستمد الماء الطاقه اللازمه للتحول من سائل الي بخار من الهواء في صوره حراره. وثمه امثله عديده علي ظاهره التبريد التبخيري، اذ يساعد تبخر الماء في تبريد الاسطح، مثل الجلد عند التعرق. وفي بعض اقاليم اسبانيا يختزن الماء او الخمر في اوان فخاريه تعتمد علي اساليب التبريد الطبيعي بواسطه التبخير. اذ يساعد تبخر كميات ضئيله من المشروب المختزن في هذه الاواني عبر جدرانها المساميه في الحفاظ علي بروده السائل داخلها حتي في الجو الحار. وقد استخدمت تقنيات التبريد بواسطه التبخير في المباني في عهد الفراعنه والرومان. لكن اوضح مثال علي تقنيات التبريد بالتبخير في المباني هو المشربيه التي شاعت في العماره العربيه. اذ لم تكن المشربيه تظلل الغرف فحسب، بل كانت الجرار الفخاريه المملوءه بالمياه توضع بجوارها، وعندما يتدفق الهواء عبر المشربيه وفوق الجرار الفخاريه يساعد في تلطيف الجو داخل الغرفه. وثمه طرق اخري للاستفاده من ظاهره التبريد التبخيري دون عناء سواء في المبني او خارجه، مثل وجود بركه مياه او نافوره او حتي وضع انيه فخاريه مملوءه بالمياه بجوار النافذه. جوف الارض اذا استمرت درجات الحراره العالميه في الارتفاع، قد يجدر بسكان المناطق الشماليه من العالم التعلم من تصاميم المباني القديمه والحديثه في الجنوب للتعامل مع درجات الحراره فائقه الارتفاع. ويقول مانيت راستوغي، الذي شارك في تاسيس شركه "مورفوجنيسيس" للتصميم المعماري في الهند: "ان الجزء الجنوبي من العالم كان دوما حارا"، وداب سكانه علي استخدام تقنيات التبريد الطبيعي منذ الاف السنين. وفي مدينه جايبور بولايه راجاستان شمالي الهند علي سبيل المثال، تتجاوز درجات الحراره نهارا في المعتاد 40 درجه مئويه في اشهر الصيف. لكن درجه الحراره علي عمق بضعه امتار من سطح الارض في المنطقه لا تتعدي 25 درجه مئويه، حتي في حر الصيف القائظ. في مدينه جايبور بالهند، تتجاوز درجات الحراره في فصل الصيف 40 درجه مئويه ويقول راستوغي، ان الحل في هذه الحاله هو الحفر. وقد استوحي راستوغي، الذي صمم اكاديميه "بيرل"للازياء في جايبور، تصميم بركه المياه في صحن الاكاديميه المظلل من الابار المدرجه التقليديه في الهند. اذ شيدت درجات حجريه رماديه ضخمه تؤدي الي بركه من مياه الامطار ومياه الصرف المعالجه من المبني. وتمتص بركه المياه التي تستمتد برودتها من درجات الحراره المنخفضه في جوف الارض، كميه كبيره من الحراره من الفناء لتسهم في تلطيف الجو. وتستغل ايضا انظمه التبريد والتدفئه الارضيه درجات الحراره الجوفيه الثابته علي مدار العام. اذ يضخ السائل عبر انابيب مدفونه تحت الارض، بحيث تعمل درجه الحراره المنخفضه تحت الارض علي تبريد السائل، وبعدها يضخ مره اخري عبر انانبيب تحت البلاط داخل المبني لتلطيف الجو في المنازل. وتستخدم ايضا هذه الانظمه في التدفئه في الشتاء، لكنها اكثر شيوعا في التبريد ولا سيما في المدن الشماليه في الصين في فصل الصيف. واستخدمت في مبني اكاديميه بيرل حيل اخري لتخفيض درجات الحراره. اذ صمم المبني علي شكل مستطيل من الخارج لزياده المساحه الداخليه علي حساب مساحه السطح الخارجيه، لان كل متر مربع معرض للشمس يمتص الحراره. واحيط المبني باكمله بغلاف من الحجاره المثقوبه علي بعد اربعه اقدام من الجدران الخارجيه ليساعد في تظليل المبني وحجب الحراره. وقد نجحت هذه الحيل المعماريه في الحفاظ علي درجه حراره المبني من الداخل عند 29 درجه مئويه حتي في الاشهر الاشد حراره التي تفوق فيها درجات الحراره 40 درجه مئويه. الرياح اشتهرت مدينه يزد الايرانيه بابراج الرياح التي تعرف باسم ملاقف الهواء، وهي ابراج عاليه بفتحات مقوسه فوق المباني ذات الاسطح المستويه، بحيث تواجه اتجاهات الرياح. وتلتقط هذه الابراج الرياح منذ قرون وتوجهها الي اسفل داخل المنازل. ويساعد السطح المقوس لابراج الرياح في زياده دوران الهواء حتي لو لم تهب رياح قويه في الخارج. كما يساعد تدفق الهواء فوق بركه من المياه والصهاريج العميقه ذات الاسطح المقببه في تبريد الهواء. تستفيد انظمه التبريد والتدفئه الارضيه من درجات الحراره الثابته في جوف الارض واشار بحث اجراه مهناز محمودي زاراندي، وهو استاذ مساعد في مجال الهندسه المعماريه بجامعه ازاد الاسلاميه في طهران، الي ان ابراج الرياح تعد من اكثر اساليب التبريد ابتكارا وتنوعا في الشرق الاوسط. وذكر ان اكثر نماذج ابراج الرياح كفاءه اسهمت في تخفيض درجات الحراره في الداخل من 40 درجه مئويه الي 29.3 درجه مئويه. ويقول ماك غريغور، ان ثمه اساليب اخري مشابهه لتلطيف الجو، فقد يسهم فتح النوافذ في الجهات المختلفه من المبني علي ارتفاعات مختلفه في سحب الهواء داخل المبني، وقد يساعد في توليد تيار هواء شديد. غابه خرسانيه قد يسهم ايضا فهم العلاقه بين المبني وبين سائر المباني في المناطق السكنيه في تخفيض درجات الحراره. وثمه مثال بسيط يكشف عن مدي تاثير تصميمات المباني علي درجات الحراره في المناطق السكنيه. اذ صممت ناطحه سحاب "ووكي توكي" في لندن بواجهه مقعره عملاقه. وقبل اكتمال المبني اكتشف ان السطح المقعر الساطع يركز اشعه الشمس ويعكسها علي منطقه صغيره، فيما يشبه اثر الزجاج المكبر. وقد ادت حراره الشمس الشديده التي كان يعكسها المبني علي الجهه المقابله من الشارع الي اذابه الطلاء في بعض المتاجر وانصهار اجزاء من السيارات وتشقق البلاط. تساعد الخضره الكثيفه علي تخفيض درجات الحراره في المدن، مثل مدينه تشنغدو الصينيه، في فصل الصيف وقد حلت المشكله بوضع مظله عملاقه من قضبان الالومنيوم تساعد علي تشتيت اشعه الشمس. لكن الخرسانه الرماديه ايضا في المناطق السكنيه تمتص حراره الشمس وتوجهها الي الشارع فتشتد وطاه الحر علي الماره. وثمه اساليب عديده قد تسهم في تخفيض درجات الحراره في المناطق السكنيه، مثل زراعه الاشجار. فمن المعروف ان ظلال الاشجار، مثلا تساعد في تلطيف الجو. وفي مدينه ميديلين بكولومبيا، طرحت البلديه مبادره لزرع ممرات خضراء في المدينه، وثبت ان هذه الشرائط الخضراء خفضت درجات الحراره بمقدار درجتين مئويتين. وتعتزم مدينه ميلانو الايطاليه زراعه ثلاثه ملايين شجره بحلول عام 2030. ووضعت مدينه ملبورن باستراليا برنامجا لزراعه الاشجار لتخفيف وطاه الحراره في الموجات الحاره. ولا شك ان تصميمات التبريد التي لا تعتمد علي اجهزه التكييف لن تكفي لتلبيه متطلبات بعض المباني، كما هو الحال في المستشفيات المليئه بالمرضي، حيث تقتضي الحاجه لضبط درجات الحراره في الداخل استخدام اجهزه تكييف الهواء. لكن الهدف الاساسي من اساليب وتقنيات التبريد الطبيعي هو تقليل الاعتماد علي مكيفات الهواء، بحيث تصبح الخيار الاخير اذا اقتضت الضروره. ويقول ماكغريغور ان افضل ميزه لاساليب التبريد السلبي هي انها تساعدنا علي الاستغناء تدريجيا عن مكيفات الهواء التي تسهم في رفع درجات حراره الارض. يمكنك قراءه الموضوع الاصلي علي موقع BBC Future
عندما تري سطح اكاديميه كاليفورنيا للعلوم بمدينه سان فرانسيسكو قد يخيل اليك للوهله الاولي انك في قريه الاقزام بتلالها الخضراء وابوابها الصغيره المستديره. لكن الفارق ان هذه الابواب مصنوعه من الزجاج وتدعمها مجموعه من الاذرع الفولاذيه الميكانيكيه الضخمه التي تبقي بعض النوافذ مواربه.