إن صناعة البناء مسؤولة عن جزء كبير من استهلاك الموارد العالمية وتوليد النفايات، حيث أن الأنظمة البيئية تشدّد وتطالب أصحاب المصلحة بممارسات أكثر مراعاة للبيئة، فإن اختيار المواد والأساليب لم يكن أكثر أهمية، ومن بين أكثر الاستراتيجيات فعالية وإن كانت كثيرا ما تغفل عن الحد من الأثر الإيكولوجي لمشروع البناء، اعتماد مواد شكلية قابلة لإعادة الاستخدام، وفي حين أن النظم التقليدية لتشكيلات الاستخدام الواحد قد تم التخلص منها بعد استخدام واحد أو استخدامين، فإن البدائل القابلة لإعادة استخدامها يمكن أن تُدردّد 12 مرة

ما هي مواد العمل القابلة للإستعمال؟

فالشكل هو عفن مؤقت أو دائم يستخدم لتشكيل الخرسانة الرطبة في عناصر هيكلية مثل الأعمدة، والحزم، والنظارات، والجدارات، وتشير مواد الشكل القابلة للاستعمال إلى نظم مصممة لدورات متعددة من الاستخدام قبل أن تحتاج إلى استبدال أو إعادة تدوير، وخلافا لأشكال الأخشاب التقليدية التي كثيرا ما تُصرف بعد استخدام واحد، يتم بناء شكل قابل للتداول من مواد دائمة ومصممة للتجمع السريع، والتفكك.

الأنواع المشتركة من الأعمال الاستهلالية القابلة للاستعمال

  • Steel formwork:] Extremely durable, capable of hundreds of reuses. Commonly used for repetitive structures like columns and walls. Steel offers high dimensional accuracy and can be repaired easily.
  • Aluminum formwork:] Lighter than steel yet still durable. Ideal for high-rise residential projects where the same floor layout repeats. Aluminum forms resist corrosion and are easy to handle, reducing labor and equipment energy.
  • Plass formwork:] Made from recycled polypropylene or glass-reinforced plastic. Light weight, modular, and resistant to water and chemicals. Plastic forms are often snapped together and require minimal maintenance, making them suitable for small to medium projects.
  • Engineered wood formwork:] Plywood panels treated with phenolic resin for moisture resistance. While not as durable as metal, high-quality engineered wood can achieve 20 -50 reuses when handled properly. Some systems combine wooden panels with steel frames for added strength.

ولكل نوع دورة حياة خاصة به وصورة بيئية، ولكن الجميع يتقاسم الميزة الأساسية لاستخدامه بصورة متكررة، مما يضاعف الفوائد البيئية على حياته في الخدمة.

النموذج التقليدي لاستخدام واحد: التكلفة البيئية

ومن الضروري، من أجل تقدير المزايا البيئية للشكل الذي يمكن إعادة استخدامه، فهم أثر النظم التقليدية ذات الاستخدام الواحد، فالشكل التقليدي للأخشاب، الذي كثيرا ما يكون مصنوعا من خشب خشب اللينة أو الخشب الشرياني، يستخدم عادة مرة أو مرتين قبل إرساله إلى مدافن القمامة، ووفقا لما ذكرته وكالة حماية البيئة التابعة للولايات المتحدة، فإن التشييد والهدم (C shieldamp; D) يُستخدم في شكل كميات كبيرة من النفايات سنويا في الولايات المتحدة وحدها.

وبالإضافة إلى عبء مدافن القمامة، تؤدي أشكال الخشب المفردة إلى إزالة الغابات وفقدان الموائل، حيث إن الطلب على الأخشاب الجديدة لكل دورة شكلية يغلب الغابات، ولا سيما في المناطق التي يكون فيها الخشب مصدره غير قابل للاستدامة، وتتطلب صناعة لوحات خشب جديدة الطاقة اللازمة لقطع الأخشاب والنقل والطحن والجفاف والعلاج الكيميائي، مما يولد غازات الدفيئة في كل خطوة، بالإضافة إلى أن العديد من أشكال المواد غير المستخدمة في التربة تُسردُب من النفط.

وحتى عندما يعاد استخدام شكل الأخشاب عدة مرات، يظل الأثر البيئي الإجمالي لكل استخدام مرتفعا مقارنة بالنظم المكرّسة القابلة للتداول.() وقد تبين من تقييم دورة الحياة الذي نُشر في Journal of Cleaner Production أن نظم تكوين الصلب تنطوي على إمكانية الاحترار العالمي بنسبة 40 إلى 60 في المائة لكل متر مربع من السطح الخرساني المكوّن مقارنة بتشكيل التقليدي للأخشاب عند النظر في 50 دورة من دورات الاستخدام.

المنافع البيئية الرئيسية لمواد العمل القابلة لإعادة الاستخدام

1 - التخفيض الجذري لنفايات التشييد

أما أكثر المنافع البيئية إلحاحاً فهي الحد من النفايات، ويمكن تفكيك وإعادة تجميع نظم الأشكال القابلة للاستعمال في نفس المشروع أو نقلها إلى مواقع جديدة، وإبقائها خارج مدافن القمامة لسنوات، ويمكن لنظام نموذجي لشكل الصلب أن يحقق إعادة استخدام ما بين 200 و300 قبل أن تحتاج العناصر الرئيسية إلى استبدال، بينما يمكن أن تتجاوز الأشكال البلاستيكية العالية الجودة 100 دورة، وباستبدال مئات أشكال الخشب ذات الاستخدام الواحد بمجموعة واحدة من الألواح القابلة للتداول.

وعلاوة على ذلك، فإن الشكل الذي يمكن إعادة استخدامه يولد قدرا أقل من النفايات أثناء الاستخدام، ولأن المكونات مصممة بدقة، فإن القطع الأقل في الموقع، والتقطيع، والخردة، وكثيرا ما تصبح القطع التي تترك من صحائف الخشب الوحيد ذات الاستخدام المفرد نفايات؛ والنظم القابلة لإعادة الاستخدام تزيل الكثير من ذلك، ويحدث الأثر الصافي انخفاضا كبيرا في حجم المواد المرسلة إلى مدافن القمامة أو إلى محرقات.

2 - حفظ الموارد الطبيعية

فالشكل الذي يمكن استخدامه يقلل من الطلب على المواد الخام - ولا سيما الخشب والمياه والطاقة - فالأخشاب مورد متجدد، ولكن معدل الحصاد في شكل مؤقت غالبا ما يكون غير قابل للاستدامة، فبإعادة استخدام المعادن أو البلاستيك بصورة متكررة، يمكن لصناعة البناء أن تنقذ ملايين الأشجار، وأن تحافظ على الغابات التي تعمل كبواليع للكربون، وثبات التنوع البيولوجي، بل إن استمارات الخشب المصممة ذات معدلات إعادة استخدام عالية تتطلب قدرا أقل بكثير من الأخشاب العذارى على مر الزمن من استخدام الأحجار.

إن حفظ المياه هو منفعة أخرى مغلوطة، فالاحتياج إلى مياه كبيرة من أجل علاجها، ولكن نظم الشكل القابلة لإعادة الاستخدام كثيرا ما تتضمن وضعا أفضل للاختتام والعزل، مما يقلل من التبخر، والحاجة إلى المزيد من المعالجة المبتلة، وترمي بعض نظم الأشكال البلاستيكية المتقدمة إلى الاحتفاظ بالرطوبة، وتخفيض الاستهلاك العام للمياه في الموقع، فضلا عن أن إنتاج أشكال قابلة للاستخدامات الحرارية أقل من استخدام المياه في كل دورة، وإنتاج الأدمغة الواحدة في البداية.

كما أن حفظ الطاقة يعقبه: فقد تكون الطاقة اللازمة لصنع نظام لشكل الصلب ٥-١٠ أضعاف الطاقة التي تستخدم في شكل خشبي واحد، ولكن أكثر من ١٠٠ دورة تخفض الطاقة لكل استخدام حسب الحجم، وقد تبين من دراسة أجراها المعهد الهندي للتكنولوجيا في عام ٢٠١٨ أن نظم صناعة الألومنيوم لديها طلب أقل تراكميا على الطاقة بنسبة ٢٧ في المائة مقارنة بتشكيل الأخشاب التقليدي على أساس ٣٠ مرحلة.

3 - انخفاض مطبعة الكربون لكل استخدام

أما البصمة الكربونية للشكل فهي تحتوي على الكربون المجسد من المواد والصناعات التحويلية، وكذلك نقل الكربون من أشكال الانتقال إلى المواقع وفيما بينها، فالنظم القابلة للتداول، وخاصة تلك التي تُصنع من المعادن، تكون مبدئية عالية المجسدة للكربون - ولكن عندما تستخدم مراراً، فإن الكربون لكل متر مربع من أشكال الشكل ينخفض بشكل حاد، وعلى سبيل المثال، فإن لوحة من شكل فولاذ تنطوي على احتمال الاحترار العالمي قدره 400 كغم من ثاني أكسيد الكربون(2).

ومن المهم أيضاً خفض انبعاثات النقل، حيث أن الشكل القابل للتداول غالباً ما يكون نموذجياً ومتشابكاً، مما يتيح شحن مجموعات متعددة على أقل شاحنات، وفي حين أن أشكال الأخشاب ذات الاستخدام الواحد تكون كبيرة وغالباً ما تكون مصدرها الغابات النائية، فإن النظم القابلة لإعادة الاستخدام التي يتم إنتاجها من معادن مُعاد تدويرها أو مصادرها محلياً يمكن أن تقلل من مسافات النقل، كما أن إعادة التشكيل في الموقع تقلل من عدد الرحلات التي تُستخدم فيها الشاحنات اللازمة لإنتاج مواد جديدة.

وتؤكد عدة دراسات لتقييم دورة الحياة أن التحول إلى الشكل القابل للتداول يمكن أن يقلل من إجمالي الكربون المجسد في المشروع بنسبة تتراوح بين 20 و40 في المائة، وذلك حسب عدد الدورات ونوع المواد.() وقد نشرت Journal of Cleaner Production استعراضا شاملا يسلط الضوء على هذه الوفورات.

4 - خفض الاستخدام والتلوث في المواد الكيميائية

ويقتضي شكل الأخشاب المستعمل الوحيد عادة وجود عوامل إطلاق كيميائية - أو مركبات اصطناعية - لمنع الخرسانة من اللصق، ويمكن لهذه العوامل أن تتدفق إلى التربة والمياه، وتلوث الموقع، وتكشف العمال عن المواد الخطرة المتطايرة، وكثيرا ما يتطلب ذلك استخدام أشكال قابلة للاستعمال، لا سيما تلك التي تحتوي على أسطح بلاستيكية أو معدنية سلسة، ولا يمكن معالجة أشكال الصلب بمواد كيميائية دائمة تحتاج إلى قطع النفايات.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن مواد الشكل الدائم أقل عرضة للدوار والبيع والحرق الحشري، مما يعني أن هناك حاجة إلى عدد أقل من المواد الأحيائية أثناء التخزين وإعادة الاستخدام، وعلى النقيض من ذلك، يمكن معالجة أشكال الأخشاب كيميائياً لتوسيع حياتها وإدخال سموم إضافية في البيئة.

5 - تعزيز مبادئ الاقتصاد العلماني

فالشكل الذي يمكن استخدامه هو مثال على الاقتصاد الدائري في البناء، وبدلا من نموذج " المتناول - المقطع " الخطي، فإن هذه المواد مصممة لحياة طويلة من الخدمة، وإصلاحها وإعادة تدويرها في نهاية عمرها القابل للاستخدام، يمكن أن تذوب الأشكال المعدنية وتعاد تدويرها إلى حد أدنى من الفولاذ أو الألومنيوم، مع الحد الأدنى من الاختلالات البلاستيكية باستخدام مواد جديدة.

ويغلق هذا التعميم حلقة تدفق الموارد، ويقلل الاعتماد على استخراج المواد الخام وقطع إنتاج النفايات، ويعمل العديد من الصانعين اليوم على برامج إعادة التشغيل التي تكفل جمع عناصر الشكل، وتجديدها، وإعادة إدخالها إلى السوق، وهذا لا يعود بالفائدة على البيئة فحسب، بل يخلق أيضا نماذج تجارية تتوافق مع أهداف الاستدامة العالمية مثل الهدف 12 من الأهداف الإنمائية المستدامة للأمم المتحدة (الهدف 1: 1).

ألف - الجوانب البيئية والتشغيلية الإضافية

الكفاءة في الموقع والحد من استهلاك الطاقة

وتُعد نظم الشكل القابلة للاستعمال أسرع عموماً من تركيبها وقطعها من أشكال الأخشاب التقليدية، كما أن الأفرقة المُعدية التي لديها آليات ربط سريعة تقطع ساعات العمل وتخفض الحاجة إلى معدات ثقيلة مثل الرافعات الصغيرة، مما يؤدي إلى انخفاض استخدام الوقود وانبعاثات المواقع، كما أن ساعات الإضاءة والحام وأدوات الطاقة الكهربائية تسهم أيضاً في إحداث بصمة أقل للطاقة، وفي بعض الدراسات، أفادت المشاريع التي تستخدم شكلاً أقل من أشكال الألمنيوم عن طريق التوليد عن 30 في كل دورة مربعة، عن طريق زيادة سرعة سرعة

تحسين نوعية الحياة العملية وطولها

وتنتج أشكال قابلة لإعادة الاستخدام تكون أكثر سلاسة واتساقاً، وأسطحاً ملموسة ذات عيوب أقل، مما يقلل من الحاجة إلى التصحيح أو الرعي أو الإكمال الإضافي، مما يولد الغبار والضوضاء والنفايات، كما أن ارتفاع النوعية يمتد أيضاً إلى فترة عمر الهيكل، ويستفيد بصورة غير مباشرة من البيئة بتأخير الهدم وإعادة البناء.() وتؤكد المعهد الأمريكي المعاصر ()

المساهمة في شهادات البناء الخضراء

ويمكن للمشاريع التي تسعى إلى الحصول على شهادات بناء خضراء أو غيرها من شهادات البناء الأخضر أن تحصل على قروض باستخدام شكل قابل للتداول. كما يمكن أن تسهم نقاط منح لإدارة نفايات التشييد وإعادة استخدام المواد. كما أن اعتماد نماذج قابلة لإعادة الاستخدام يساعد على استيفاء معايير الائتمانات (المتعلقة بالنقل والموارد) مثل " إدارة النفايات بطريقة الاستهلاكية والإبطال " و " مصادر الإنتاج البديلة " .

التحديات والنظر في المسألة

وعلى الرغم من الفوائد البيئية الواضحة، فإن الشكل الذي يمكن إعادة استخدامه ليس حلاً مناسباً لجميع الأغراض، فالتكاليف الأولية أعلى من الأخشاب ذات الاستخدام الواحد، التي يمكن أن تثبط المتعاقدين الأصغر حجماً، غير أن التكلفة الإجمالية لكل استخدام غالباً ما تثبت انخفاضها عن سلسلة من المشاريع، لا سيما عندما تؤخذ تكاليف التخزين والمناولة والتصريف في الحسبان، والعامل الرئيسي هو تحقيق عدد كبير من دورات إعادة الاستخدام - 50 دورة إيجابية أو أكثر من أجل تحقيق أقصى قدر من العائدات الاقتصادية والبيئية.

ويمكن أن تكون المرونة المحددة شاغلاً أيضاً، إذ إن الهياكل ذات المنحنىات الفريد أو الأشكال غير النظامية قد لا تلائم النظم القابلة لإعادة الاستخدام في الوحدات، وفي هذه الحالات، يمكن الجمع بين الأفرقة القابلة لإعادة الاستخدام ذات القطع ذات الاستخدام الوحيد أن يُحقق توازناً، فالتقدم في شكل ثلاثي الأبعاد ونظم قابلة للتعديل يوسع تدريجياً نطاق الأشكال الممكنة مع المواد القابلة لإعادة الاستخدام.

فالالصيانة السليمة ضرورية لتحقيق الفوائد البيئية الكاملة، ويجب تنظيف وتجميع استمارات الصلب لمنع الصدأ؛ وتحتاج الاستمارات البلاستيكية إلى تخزين دقيق لتجنب تدهور الأشعة فوق البنفسجية.

النظر إلى الرأس: مستقبل الأعمال المستدامة

وتتجه صناعة البناء بشكل حاسم نحو نماذج الاقتصاد الدائري، وتشكل الأشكال القابلة لإعادة الاستخدام حجر الزاوية في تلك المرحلة الانتقالية، وتشمل الابتكارات الشكليات التي يتم إعدادها من البلاستيك المعاد تدويره، والنظم الهجينة المتعددة الفلزات، وتتبع المخزون الرقمي من أجل زيادة الاستخدام إلى أقصى حد ممكن في مواقع متعددة، وتقدِّم بعض الشركات الآن خدمات شكلية، حيث يستأجر البنون نظماً لمشاريع محددة، ويزيلون أعباء الملكية ويكفلون أعلى معدلات إعادة الاستخدام الممكنة.

كما أن التغييرات السياساتية تتسارع في عملية التبني، حيث استحدثت عدة بلدان أوروبية ضرائب على مدافن القمامة تجعل التخلص من خشب الخشخاش الواحد مكلفا، بينما تتطلب قواعد المشتريات العامة الخضراء استراتيجيات إعادة الاستخدام في آسيا، وقد أدى التوسع الحضري السريع وازدهار الإسكان إلى زيادة كبيرة في استخدام نظم صناعة الألومنيوم، مما أدى إلى خفض النفايات ووقت البناء في آن واحد.

خاتمة

وتوفر مواد الشكل القابلة للتداول مسارا عمليا ومرتدا للحد من الأثر البيئي للبناء، إذ إن سد النفايات وحفظ الموارد الطبيعية وتخفيض انبعاثات الكربون ودعم التعميم، إنما يتوافق تماما مع الحاجة الملحة إلى ممارسات البناء المستدامة، وفي حين أن التكاليف الأولية والقيود على التصميم تتطلب تخطيطا دقيقا، فإن العائدات البيئية والاقتصادية الطويلة الأجل تكون ملحة، وبما أن الصناعة لا تزال تبتكر، وأن الأنظمة تضيق، فإن خيار البناء القابل للاستمرار ليس إلا.