كيف جمعية مهندسون هيكليون المناخ التحديات

The Evolving Role of Structural Engineers in a Changing Climate

ويتحمل المهندسون الهيكليون دائما مسؤولية ضمان بقاء المباني والهياكل الأساسية آمنة ووظيفية، ويغير تغير المناخ بشكل أساسي الظروف التي يجب أن تؤدي فيها الهياكل، ويحقق ارتفاع درجات الحرارة العالمية، والعواصف الأكثر تواترا وشدّة، وارتفاع مستوى سطح البحر، ويخلق أنماطا من التهطال، ويؤكد أن هذه الأمور تتجاوز معالم التصميم التاريخي، ويسلم مجتمع المهندسين الهيكليين بضرورة تكييف المنظمة مع معاييرها وتعليمها وممارساتها.

لماذا التصميم الهيكلي المستدام هو الآن امبراطورية مهنية

إن مفهوم الاستدامة في الهندسة الهيكلية قد انتقل من الاهتمام الناقص بالتزام مهني مركزي، حيث إن البصمة الكربونية للبيئة المبنية كبيرة، حيث أن إنتاج مواد مثل الخرسانة والفولاذ يمثل نسبة مئوية كبيرة من انبعاثات غازات الدفيئة العالمية، وتؤكد هذه الاستراتيجية أن التصميم المستدام ليس إضافة اختيارية وإنما مسؤولية أساسية، وأن الحد من الأثر البيئي للهياكل يجب أن يكون متوازنا مع الحاجة الماسة إلى المرونة، وأن الهدفين المصممين هما التكييف.

معالجة الكربون المركب في النظم الهيكلية

التركيز الرئيسي للتصميم الهيكلي المستدام هو تخفيض الكربون المجسد الذي يشير إلى مجموع انبعاثات غازات الدفيئة المرتبطة باستخراج مواد البناء وصنعها ونقلها وبناءها، والمهندسين الهيكليين يؤثرون تأثيرا مباشرا على هذا من خلال اختيار المواد، وتوفر هذه المادة التوجيه بشأن استخدام خلائط من الكربون منخفضة التي تتضمن مواد مسببة للتشنج مثل رماد الذبابة أو السلال، وتحدد الصلب المعاد تدويره، وتستكشف الأخشاب المنتجة كبديل قابل للتطبيق في بعض المباني.

تصميم الكفاءة التشغيلية والقابلية للاعتماد

إن استخدام الطاقة التشغيلية للمباني يظل عاملاً حاسماً، فالنظم الهيكلية يمكن أن تؤثر على أداء الطاقة في المبنى، مثلاً، يمكن استخدام الكتلة الهيكلية المعرضة للتحكم الحراري السلبي، مما يقلل من الحاجة إلى التدفئة والتبريد الآليين، وتشجع المؤسسة المهندسين على التعاون الوثيق مع المهندسين المعماريين والمهندسين الميكانيكيين من أجل تحقيق أفضل أشكال الهدم الهيكلي لكفاءة الطاقة.

Detailed Strategies for Enhancing Climate Resilience

وتشمل القدرة على مواجهة المناخ تصميم هياكل يمكن أن تتحلى بالأخطار المتصلة بالمناخ وتستردها وتكيفها، وقد وضعت هذه الاستراتيجية إطارا شاملا لمرونة التكيف يتجاوز مجرد تلبية المتطلبات الدنيا لمدونة المباني، وكثيرا ما تستند المدونات الحديثة إلى بيانات تاريخية، لم تعد تنبؤا موثوقا بالأوضاع المستقبلية، وتدعو إلى اتباع نهج تطلعي يدمج التوقعات المناخية في عملية التصميم، وهذا يتطلب من المهندسين أن يحسبوا المخاطر المستقبلية.

Wind and Storm Resilience

مع تزايد كثافة الأعاصير والأعاصير والمقالات، تصميم أحداث الرياح المتطرفة هو أولوية، تقدم وزارة الأمن العام توجيهات مفصلة عن التفاصيل الهيكلية للمناطق ذات الوعود العالية، وهذا يتضمن تحديد روابط أقوى بين التجمعات السطحية والجدارية، باستخدام التنظيف المقاوم للأثر، وتصميم ضغوط الرياح الإيجابية والسلبية على المباني المُغلفة.

الحد من الأضرار الناجمة عن الفيضانات والمياه

وتزيد كثافة مياه الأمطار في البحر وتزيد من حدة الفيضانات في مناطق كثيرة، وتعالج هذه الحالة من خلال توجيه بشأن نظم التأسيس المرنة، واستخدام المواد المقاومة للفيضانات، واستراتيجيات رفع مستوى الهياكل في المناطق المعرضة للفيضانات، وتتلقى المهندسين تدريبا على تصميم كل من الحمولات الهيدروكية والهيدرائية الناجمة عن تصميم مياه الفيضانات.

الأداء الحراري والقدرة على التكيف مع الحرارة

الحرارة القصوى تشكل تحدياً كبيراً لبناء الأداء والسلامة الراكبة، وتشجع وزارة الصحة على استخدام مواد السقف عالية الجودة وسقف بارد للحد من تأثيرات الجزر الحرارية الحضرية، ويقوم مهندسو الهياكل بدور في دعم السقف الأخضر، الذي يوفر العزل ويخفض من مياه العواصف، كما يبرز المجتمع الحاجة إلى تصميم التوسع الحراري في المناطق الأطول حدة والضغوط المعرضة للخطر، حيث لا يمكن أن تؤدي تقلب في ظروف الحرارة.

النهوض بالبحث والابتكارات المادية

ومؤسسة " س س " هي أحد الممولين الرئيسيين للبحوث التي تهدف إلى إيجاد مواد وأساليب جديدة للبناء المستدام، ويربط المجتمع الباحثين الأكاديميين بالمهندسين الممارسين بترجمة عمليات الانجاز المختبرية إلى تطبيقات عملية، مما يساعد على سد الفجوة بين التقدم النظري والتنفيذ في العالم الحقيقي، وهو حاجز رئيسي أمام الابتكار في صناعة البناء، وتنشر الدائرة المجلات التقنية والمؤتمرات المضيفة التي تقدم فيها آخر النتائج الهندسية وتناقش فيها، بما يكفل توعية أعضائها.

المواد ذات الأداء العالي والمواد البيولوجية

وتشمل مجالات البحث الحالية التي تدعمها هيئة الأمن الخاصة تطوير خرسانات ذات أداء عال تكون أقوى وأقل في الكربون، ويشمل ذلك خرسانات البوليمر وغيرها من المواد التي تنشط في الكلالات والتي يمكن أن تزيل استخدام الأسمنت في بورتلاند بالكامل، كما أن المجتمع هو أيضاً من المناصرين القويين لبناء الأخشاب الجماعية، بما في ذلك الأخشاب التي تُعدّل عبر الحدود والأخشاب التي تُغلغل فيها الغلورام (glulam).

أدوات رقمية للتصميم المستدام

وتشجع الدائرة على استخدام أدوات رقمية متقدمة لتحقيق التصاميم الهيكلية على الوجه الأمثل من حيث التكلفة والأداء البيئي، ويتيح وضع نماذج للمعلومات عن المباني إمكانية إجراء عمليات تفصيلية للتخلص من المواد وكشف الاصطدام، مما يقلل من النفايات أثناء البناء، ويشجع المجتمع على إدماج برامجيات LCA في إطار سير العمل المتكامل، مما يتيح للمهندسين رؤية أثر الكربون في الوقت الحقيقي لاختياراتهم المادية، كما أن أدوات التصميم الحاسوبي وأشكال المقارنة تسمح بتوفير التدريب

التعليم والدعوة والمشاركة في السياسات

ومن المهام الأساسية لهذه المؤسسة تثقيف أعضائها والتأثير على البيئة الأوسع للسياسات العامة، ويعتقد المجتمع أن التغيير الدائم لا يتطلب المعرفة التقنية فحسب بل يتطلب أيضا إطارا تنظيميا واقتصاديا داعما، وتعمل الأمانة على ضمان استعداد أعضائها للدعوة إلى ممارسات مستدامة مع العملاء والمتعاقدين والموظفين العموميين، وتوفر المنظمة الموارد اللازمة لحساب تكاليف دورة الحياة والفوائد الناجمة عن التصميم الأوفر استدامة، مما يساعد على الاستثمار في تحسين الأداء.

التعليم المستمر والتنمية المهنية

ويقدم برنامج التعليم المستمر برنامجا شاملا للتعليم المستمر يركز على تغير المناخ، ويشمل ذلك دورات وحلقات عمل وحلقات دراسية على الإنترنت تغطي مواضيع مثل الهندسة المتطورة للرياح، وتصميم مقاومة للفيضانات، ومواصفات المواد المنخفضة الكربون، وتصميم الزلازل القائمة على الأداء، وينظم المجتمع برنامجا رسميا لإصدار الشهادات للمهندسين المتخصصين في القدرة على التكيف والاستدامة، ويوفر ابتكارا معترفا به يبرهن على الخبرة لدى أرباب العمل والعملاء، ويجري استعراض وتحديث أحدث عروض البحوث التعليمية بانتظام.

وضع مدونة ومعايير

وتؤدي وزارة الصحة دوراً نشطاً في وضع مدونات البناء ومعايير الصناعة، ويرسل المجتمع ممثلين إلى لجان وضع الرموز ويقدم تعليقات تقنية بشأن التغييرات المقترحة، ويدعو هذا البرنامج إلى وضع مدونات أكثر انعكاساً للظروف المناخية المستقبلية وليس فقط سابقة تاريخية، ويشمل ذلك دفع خرائط سرعة الرياح المستكملة التي تمثل توقعات تغير المناخ، ومتطلبات ارتفاع الفيضانات التي تعتبر ارتفاع مستوى سطح البحر، ومعايير التصميم الحراري التي تصلح لعملية بناء أكثر سخونة.

الوعي العام والمشاركة المجتمعية

وفيما عدا المهنة، تعمل وزارة الصحة العامة على زيادة الوعي العام بأهمية الهياكل الأساسية المرنة، وتصدر المجتمع مذكرات سياساتية للموظفين الحكوميين، وتنشر مقالات للجمهور العام، وتشارك في عمليات التخطيط المجتمعي، وتؤكد وزارة الصحة العامة أن الاستثمارات في التصميم الهيكلي المرن فعالة من حيث التكلفة على المدى الطويل لأنها تقلل من الأضرار، والوقت المتدني، وتكاليف الإنعاش بعد الأحداث البالغة الشدة، وتوفر المجتمع معلومات بسيطة وواضحة لمساعدة كبار الملاك في تصميم المباني، كما يفهم زعماء المجتمعات المحلية.

التعاون الاستراتيجي والشراكات

إن التصدي لتغير المناخ يمثل تحديا يتجاوز أي منظمة أو انضباط واحد، وتتعاون وزارة الصحة بشكل نشط مع مجموعة واسعة من الشركاء لتعظيم أثره، وتتيح هذه الشراكات للمجتمع الاستفادة من الخبرات المكتسبة من مجالات أخرى، وتنسيق جهود الدعوة، والعمل على مبادرات واسعة النطاق لا يمكن لأي مجموعة أن تضطلع بها بمفردها، والتعاون ضروري للتصدي للتحديات المنهجية مثل إزالة الكربون من الصناعة الملموسة أو وضع معايير وطنية للصمود.

:: إقامة شراكات مع الوكالات الحكومية والمنظمات غير الحكومية

وتعمل وزارة الصحة بالتعاون الوثيق مع الوكالات الحكومية مثل الوكالة الاتحادية لإدارة الطوارئ والإدارة الوطنية لدراسة المحيطات والغلاف الجوي من أجل مواءمة توجيهاتها المتعلقة بالقدرة على التكيف مع الأولويات الوطنية، كما أن شركاء المجتمع مع المنظمات البيئية غير الربحية مثل الصندوق العالمي للحياة البرية والعمارة 2030 لتعزيز التصميم المنخفض الكربون، وتساعد هذه الشراكات في زيادة الاعتراف بالمصادر والتوصيات في هذا المجال، كما تتعاون المجتمع المدني مع منظمات مهنية أخرى.

التعاون الأكاديمي والبحثي

وتمول هذه الشراكات زمالات بحثية واتفاقات تعاونية مع الجامعات الرائدة، وتركز على ترجمة البحوث المتطورة إلى أدوات ومعايير تصميم عملية، وييسر المجتمع المشاريع الرائدة التي يتم فيها اختبار المواد الجديدة أو نُهج التصميم في المباني الحقيقية، مع تقاسم النتائج علناً، ومن خلال الحفاظ على صلات وثيقة مع الأوساط الأكاديمية، تكفل الدائرة إمكانية وصول أعضائها في وقت مبكر إلى الابتكارات الأكثر واعدة، وهذا خط الأنابيب من البحوث إلى الممارسة أمر حاسم الأهمية لتحقيق أهداف المناخ الجديدة.

الأهداف المستقبلية والطريق إلى الأمام

وقد حددت جمعية المهندسين الهيكليين أهدافا طموحة للسنوات القادمة، تهدف إلى توسيع نفوذها إلى حد كبير وتأثير عملها، وتعكس هذه الأهداف الحاجة الملحة إلى حدوث أزمة مناخية وضرورة إحداث تغيير منهجي سريع في كيفية تصميم الهياكل وبنائها، وتلتزم وزارة الصحة العامة بقيادة المهنة نحو مستقبل تسهم فيه جميع أعمال البناء الجديدة إسهاما إيجابيا في الصحة البيئية والقدرة على التكيف الاجتماعي.

النهوض بالتصميم الصافي - الزيرو والتجديد

ويتمثل أحد الأهداف الرئيسية لهذه الإدارة في نقل المهنة إلى كربون صافٍ من زيرو الكربون، وفي نهاية المطاف ممارسات التصميم التجديدي، وهذا يعني تصميم هياكل لا تنتج انبعاثات صافية فحسب، بل تستعيد البيئة أيضاً بصورة نشطة، ويضع المجتمع مبادئ توجيهية جديدة تتجاوز المعايير الحالية للاستدامة، ويتحدى المهندسين في التفكير في كيفية عزل الكربون، وإنتاج الطاقة النظيفة، ودعم النظم الإيكولوجية المحلية، ويعتزم المعهد الوطني للإحصاء أن يُطلق بسهولة معايير هندسية يمكن اعتمادها.

تعميم مراعاة المرونة في جميع المشاريع

وتعمل وزارة الصحة على جعل القدرة على مواجهة المناخ من النظر في كل مشروع، ليس فقط في المناطق الشديدة الخطورة أو التي يضطلع بها زبائن يتطلعون إلى المستقبل بشكل خاص، ويقوم المجتمع بوضع قوائم مرجعية وأدوات لفحص المخاطر التي يمكن تطبيقها في وقت مبكر في عملية تصميم أي مشروع، والهدف هو جعله إجراءً روتينياً لتقييم المخاطر المناخية بالنظر إلى الجاذبية أو الحمولات الريحية، وهذا يتطلب تبسيط البيانات المناخية المعقدة في بارامترات البحث القابلة للتنفيذ، وهو تحد يواجهه.

تبادل المعارف العالمية والقيادة

تغير المناخ تحد عالمي، ووكالة الفضاء الأوروبية ملتزمة بتبادل المعارف عبر الحدود، والمجتمع يوسع نطاق شراكاته الدولية، ويعمل مع منظمات هندسية هيكلية في البلدان النامية لبناء القدرات المحلية، ويشمل ذلك ترجمة وثائق الإرشاد الرئيسية إلى لغات متعددة، وتوفير موارد تعليمية مجانية للمهندسين في المناطق التي لا تتوفر فيها سوى فرص محدودة للتدريب، ويهدف هذا المجتمع إلى أن يكون قائدا عالميا في الهندسة الهيكلية للتكيف مع المناخ، ويساعد على رفع مستويات البحث وأفضل الممارسات في جميع أنحاء العالم.