يمكن تمييز الإشارة المعمارية لتاج محل فور دخولك إلى مكتب Microsoft في نويدا ، شمال الهند.
يغمر المكتب باللون الأبيض العاجي وتتخلله أقواس جميلة و "جالي" - شاشات شبكية مثقبة - يعد بمثابة قصيدة بصرية لعظمة تاج محل ومكان عمل على أحدث طراز.
تخترق تيارات الضوء شاشات الجالي المعقدة ، مما يخلق تأثيرًا رائعًا للإضاءة والعمق. جنبًا إلى جنب مع المصابيح الموفرة للطاقة ، تساعد هذه الميزة المعمارية في الحفاظ على انخفاض البصمة الكربونية للمبنى ، وهي أحد أسباب حصول المكتب على تصنيف Leed (الريادة في تصميم الطاقة والبيئة) ، وهو أعلى شهادة استدامة من مجلس المباني الخضراء الأمريكي.
مصطلح جالي ، يعني صافي ، يستخدم في وسط وجنوب آسيا. تم قطع الجالي من الرخام أو الحجر الرملي الأحمر في أنماط زخرفية ، وكان سمة معمارية مميزة في الهند بين القرنين السادس عشر والثامن عشر. تخلق الجاليس المنحوتة بشكل رائع في تاج محل ، والتي تم بناؤها في مدينة أجرا الهندية في منتصف القرن السابع عشر ، مزيجًا متناغمًا من المواد الصلبة والفراغات والمقعرة والمحدبة والخطوط والمنحنيات والضوء والظلال. يحتوي Hawa Mahal ، أو "Wind Palace" ، الذي بناه حكام راجبوت في جايبور في عام 1799 ، على 953 نافذة مع شاشات شبكية مصممة للسماح بدخول نسيم لطيف.
بالإضافة إلى إضافة الذوق الفني للمباني ، فإن هذه الشاشات الشبكية "تسمح للهواء بالدوران ، وتحمي [المباني] من أشعة الشمس وتوفر ستارة للخصوصية" ، كما يقول ياتين بانديا ، المهندس المعماري المتخصص في الحفاظ على التراث ومؤلف العديد من الكتب حول تصميم مستدام.
الآن ، في بحثهم عن حلول تبريد مستدامة ، يقوم المهندسون المعماريون بإحياء هذا التصميم القديم لبناء مباني مريحة منخفضة الكربون.
يعاني قطاع البناء من مشكلة مناخية كبيرة. بلغت الانبعاثات من المباني أعلى مستوى لها على الإطلاق في عام 2019 ، وهو ما يمثل 38٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية. يمكن أن تكون مباني التبريد كثيفة الاستهلاك للطاقة بشكل خاص - ومن المتوقع أن يتضاعف عدد وحدات تكييف الهواء أكثر من ثلاثة أضعاف في جميع أنحاء العالم بحلول عام 2050 ، مما يستهلك قدرًا من الكهرباء مثل كل الهند والصين اليوم.
في الوقت نفسه ، أصبحت موجات الحر أطول وأكثر حدة حول العالم. شهدت الهند على وجه الخصوص سلسلة من موجات الحر الشديدة هذا العام ، حيث وصلت درجات الحرارة إلى 49 درجة مئوية (120 فهرنهايت) في دلهي في مايو.
في مواجهة التحضر السريع والحرارة المرتفعة ، تبحث الهند الآن عن حلول تبريد مستدامة ونظيفة وموفرة للطاقة. في عام 2019 ، أطلقت الحكومة الهندية خطة عمل التبريد في الهند ، والتي تحدد الإجراءات اللازمة لتوفير الوصول إلى التبريد المستدام والموفر للطاقة. تؤكد الخطة على أهمية تدخلات التبريد السلبي - التلاعب بالعناصر المعمارية للتبريد - لتعزيز مرونة المناخ وتقليل تأثير الجزر الحرارية الحضرية ، حيث تمتص المباني والطرق الحرارة وتحتفظ بها.
يقول جي سرينيفاسان ، العالم المتميز في المعهد الهندي: "إن خطر الإجهاد الحراري المرتفع موجود بالفعل في الهند ، والذي من المتوقع أن يتفاقم في السنوات المقبلة. سيؤدي ذلك إلى زيادة الطلب على مكيفات الهواء ، التي تنتج حرارة هائلة". العلوم في بنغالور ، الهند. ويضيف أن هناك حاجة إلى طرق بديلة لتبريد المبنى ، بما في ذلك تصميم المبنى لتقليل متطلبات تكييف الهواء في البداية.
في مواجهة هذا التحدي ، يستلهم بعض المهندسين المعماريين الحلول السابقة ، بما في ذلك الجالي التقليدي. يقول Sachin Rastogi ، المهندس المعماري والمدير المؤسس لـ ZED Lab في دلهي ، والمتخصص في المباني الخالية من الصفر: "[إنها] بمثابة استجابة صديقة للبيئة لقضايا التبريد والتهوية المستدامين".
توفر تقنيات التبريد السلبي وأغلفة المبنى (التي تساعد على فصل الجزء الداخلي للمبنى عن البيئة الخارجية) راحة حرارية كبيرة عن طريق تقليل درجة الحرارة الداخلية ، مما يقلل الحاجة إلى تكييف الهواء مما قد يؤدي إلى توفير الطاقة بنسبة تصل إلى 70٪.
يقطع جالي الحرارة المباشرة التي تدخل إلى مبنى عن طريق تحطيم الأمتار المربعة الإجمالية لنافذة نموذجية إلى عدد من الثقوب الصغيرة. في الجالي التقليدي ، تكون الثقوب تقريبًا بنفس حجم سمك الرخام أو الحجر الرملي ، كما يقول بانديا. يقول: "تعمل هذه السماكة على تقليل الوهج المباشر لأشعة الشمس مع السماح بالإضاءة المنتشرة".
تعتمد ميزة تبريد Jaali على تأثير Venturi بطريقة مشابهة لوحدة تكييف الهواء. يقول بانديا: "عندما يمر الهواء عبر الثقوب ، فإنه يلتقط السرعة ويخترق من مسافة بعيدة. وبسبب الفتحات الصغيرة ، يتم ضغط الهواء وعندما يتم إطلاقه يصبح أكثر برودة".
أدى ظهور تقنيات التبريد الحديثة إلى تقييد استخدام الجالي ، لكن "مخاوف الاحترار العالمي تحول التركيز نحو إحياءه" ، كما يقول بانديا. "لقد أثبتت الأشكال المعمارية التقليدية أدائها في مكافحة الظروف البيئية."
من مجمع Times I-City في فوشان ، الصين ، إلى فندق Nakâra في Cap d'Agde ، فرنسا ، إلى مستشفى قرطبة في إسبانيا ، تم نشر واجهات شبكية في المباني الحديثة لتعديل الضوء الطبيعي ، وتحسين استهلاك الطاقة وتوفير الراحة.
تقول عائشة باتول ، الباحثة في تصميم المباني المستدامة من جامعة نوتنغهام في المملكة المتحدة: "أصبحت الواجهات المثقبة شائعة عالميًا بين المهندسين المعماريين مع التركيز على المظاريف المستدامة". وجد تقييم 2018 من قبل Batool لأنظمة التظليل ثلاثية الشاشات أن جالي تفوق على كل من الواجهات الزجاجية بالكامل والواجهات التي تحرف ضوء الشمس.
يقول بتول: "تعمل شاشات Jaali على تعزيز الراحة الحرارية والبصرية لشاغلي المبنى". "من المهم التعلم من الأساليب المعمارية التقليدية دون الإفراط في التعميم والرومانسية في أدائها."
يدمج المقر الرئيسي لصحيفة Punjab Kesari في نيودلهي الهندسة المعمارية الهندية التقليدية مع ميزات التصميم المعاصرة. تم تصميم المبنى بواسطة Studio Symbiosis ، وهو ملفوف بواجهة خرسانية بيضاء مثقبة ومدعومة بالزجاج تستحضر شاشة الجالي التقليدية. كل هذا يهدف إلى تحسين الإضاءة الطبيعية وتقليل الحرارة وزيادة التهوية المتقاطعة ، كما تقول بريتا نوبل جوبتا ، المؤسس المشارك لـ Studio Symbiosis ، التي فازت بالعديد من الجوائز لتصميمها.
يقول كنوبل جوبتا: "تعمل شاشة الجالي المزدوجة على تقليل درجة حرارة الهواء الخارجي أمام الزجاج بحيث يتم سحب الهواء البارد إلى الداخل ، ليكون بمثابة مدخنة". "هذا يقلل من الحمل على مكيف الهواء."
استخدم المشروع المحاكاة الرقمية لإنشاء أنماط مسامية مختلفة لكل جدار ، اعتمادًا على كمية ضوء الشمس التي يتلقاها. الواجهة التي تواجه الشمال ، على سبيل المثال ، لديها عتامة بنسبة 81٪ ، مقارنة بـ 27٪ عتامة على الجانب الجنوبي. وتضيف أن الجالي يساعد المبنى أيضًا على تلبية مستوى الإضاءة المطلوب بشكل طبيعي ، مما يضمن عدم الحاجة إلى مصابيح صناعية خلال النهار.
جعلت التطورات التكنولوجية الجالي أكثر ديناميكية من أي وقت مضى. بالاعتماد على المحاكاة الحيوية ، علم تطوير الأنظمة غير البيولوجية المستوحاة من الطبيعة ، تهدف واجهات الجالي الديناميكية إلى محاكاة طرق التكيف الحراري الموجودة في الطبيعة. مستوحاة من نسيج جلد الإنسان ، تساعد هذه الواجهات المباني على التنفس من خلال آلاف المسام.
تتمتع أبراج البحر ، التي تقع تحت أشعة الشمس الصحراوية الشديدة في أبو ظبي ، بواجهة حركية. تم تصميم الأبراج من قبل Aedas Architects ومقرها المملكة المتحدة ، وتتميز الأبراج بواجهة "ذكية" سريعة الاستجابة تفتح وتغلق حسب درجة الحرارة. يأخذ التصميم إشارات من الجالي والمشربية ، وهو نظير من العالم العربي ، والذي عادة ما يستخدم الخشب.
يقول جون لايل ، المدير السابق لشركة الاستشارات الهندسية Arup ، والذي قدم المشورة بشأن آلية الفتح: "المشربية نظام جديد يقلل من كمية ضوء الشمس المباشر على المبنى بنحو 20٪". "المشربية الآلية تفتح وتغلق استجابة لحركة الشمس للسماح بدخول الضوء الطبيعي غير المباشر إلى المبنى".
تم وضع الشاشة الديناميكية على بعد مترين (6.6 قدم) من المبنى ومبرمجة للاستجابة لحركة الشمس لتقليل الوهج وتحسين اختراق ضوء النهار. مع تحرك الشمس ، تتحرك المشربية بأكملها معها لتوفير التظليل. أدى التصميم إلى توفير 40٪ في انبعاثات الكربون ، وفقًا لأروب.
على الرغم من أن الجعلي يشهد انتعاشًا ، إلا أن هناك بعض المحاذير التي يجب التغلب عليها. هناك مخاوف بشأن ما إذا كانت الثقوب الموجودة في الواجهات تحمي الركاب بدرجة كافية من الآفات والحشرات. لتجنب ذلك ، يمكن وضع شاشة زجاجية أو شاشة ضد الآفات أمام الجالي.
وفي الوقت نفسه ، غالبًا ما تتضمن الواجهات المتحركة أو الحركية عمليات تصميم وتصنيع تستغرق وقتًا طويلاً وتكون باهظة الثمن لأنها تنطوي على استثمار تكنولوجي. ومع ذلك ، فإن الفوائد تفتح بوابة لمزيد من الاستكشافات من أجل تحسين كفاءة الطاقة.
قد لا يكون استخدام مواد البناء التقليدية ، مثل الرخام ، للبناء الحديث مجديًا أو فعالًا من حيث التكلفة ، وقد لا تناسب مادة واحدة جميع المناخات. معظم الجاليس اليوم مصنوعة من الألواح الليفية متوسطة الكثافة أو الخرسانة أو الطوب أو الخشب أو الحجر أو PVC أو الجص.
في المناطق الجافة ، تتم إضافة مواد مثل الألياف الخشبية لتحسين الترطيب. في عملية مماثلة للتبخر بالنباتات ، تترك الرياح التي تمر عبر فتحات الجالي المبردة في الليل الرطوبة التي يتم امتصاصها وإطلاقها في الهواء أثناء النهار عندما يكون الجو أكثر سخونة.
تختلف Jaalis أيضًا في أدائها في مختلف المناخات ، مما يعني أن تصميم الشاشة والهندسة والتثقيب والشكل والمواد يجب أن يعتمد على الظروف المناخية: لا يوجد حل واحد يناسب الجميع. مصافي Jaali حيث 30٪ مكونة من ثقوب بعمق 10 سم (4 بوصة) تحقق راحة حرارية أفضل في المناخ الحار الجاف ، على سبيل المثال. في المناخات الحارة الرطبة ، قد تحتاج إلى زيادة نسبة الانثقاب.
على الرغم من هذه القيود ، يساعد الجالي في إنشاء مباني موفرة للطاقة من خلال توفير الإضاءة والتهوية الطبيعية ، كما يقول راستوجي.
يقول: "تقنية الجالي التقليدية هي مفتاح إنشاء هندسة معمارية قابلة للحياة بيئيًا واقتصاديًا". "الاستدامة ليست بناءًا إضافيًا ؛ يجب أن تكون طريقة للعيش."