Table of Contents
الطلب المتزايد على السرعة في التوسع الحضري
إن سكان الحضر في العالم يتضخمون بمعدل غير عادي، إذ أن الأمم المتحدة ستعيش بحلول عام ٢٠٥٠ نحو ٧٠ في المائة من سكان العالم في المدن، مما يضيف ٢,٥ بليون من سكان الحضر الجدد، ويفرض هذا التحضر السريع ضغوطا هائلة على نظم الهياكل الأساسية القائمة - المياه والطاقة والنقل والإسكان والمرافق الصحية، كما أن أساليب البناء التقليدية، التي كثيرا ما تكون خطية وكثيفة اليد العاملة، تتحول بصورة متزايدة إلى عناصر أساسية مجهزة مسبقا.
إن الصنع ليس مفهوما جديدا - وقد استخدم منذ عقود في بناء عناصر مثل صمامات السقف، وألواح الجدار، وأحواض الحمام، ولكن موجة الابتكار الحالية تمتد إلى ما وراء المباني، كما أن الجسور المكتملة، ومحطات المترو، ومحطات معالجة المياه، وفرعات الطاقة المتجددة يجري تصميمها الآن على أنها مزايا جاهزة، وتعود هذه النظم بإعادة تشكيل سياقات التحضر الرئيسية، وتسليط الضوء على التحديات التي تواجهها المدن في المستقبل.
مزايا التكاثر في التنمية الحضرية
السرعة والعجلة
وتتمثل الميزة الأكثر قسوة للمكونات السابقة التجهيز في التخفيض الجذري في وقت إنجاز المشاريع، وبينما تتطلب الهياكل الأساسية التقليدية أعمالاً متتالية - أساس، فإن التلقيح في الموقع، والعلاج، والاختتام - الصنع يتيح إنتاجاً موازياً، وتسير عملية الصنع في نفس الوقت مع إعداد الموقع، وعندما تكون المؤسسة جاهزة، يمكن وضع وحدات مجهزة وربطها في جزء من الوقت المقارن.
وفي المناطق التي تتجه بسرعة نحو التحضر مثل جنوب شرق آسيا وأفريقيا جنوب الصحراء الكبرى، حيث كثيرا ما تبنى المستوطنات غير الرسمية هياكل أساسية أسرع من الهياكل الأساسية الرسمية، يتيح التكاثر المسبق جدولا زمنيا تنافسيا دون التضحية بالجودة، ويمكن نشر المساكن الطارئة والمرافق الطبية المؤقتة واستبدال الجسور في أسابيع بدلا من أشهر، وهذه السرعة لا تضر بالدوافع؛ ويضمن إنتاج الصلب المسبب للارتفاع في الأداء، ويضمن المركبين المتقدمين طولا طويلا.
كفاءة التكاليف من خلال جدول النفايات والحد منها
كما أن إنتاجية العمل في بيئة خالية من التأخيرات في الطقس، وازدحام المواقع، والمسائل الأمنية، هي عادة أعلى من البناء في الموقع بنسبة تتراوح بين 20 و30 في المائة، كما أن إجمالي تكاليف المشاريع يمكن أن يكون أقل بنسبة تتراوح بين 10 و20 في المائة، رهناً بالتعقيد والموقع، غير أن الوفورات ليست عالمية؛ ومع ذلك فإن تكاليف النقل بالنسبة للوحدات التي يزيد عددها عن الحد، يمكن أن تعوض المكاسب التي تحققت في المواقع الحضرية.
ويمثل الحد من النفايات عاملاً حاسماً آخر من عوامل التكلفة. تشير البحوث التي أجراها المجلس العالمي للبناء الأخضر ] إلى أن التشييد التقليدي يولد حوالي 30 في المائة من جميع النفايات الصلبة على الصعيد العالمي، وتخفض معدلات الصنع بنسبة 15 إلى 30 في المائة لأن المواد تقاس وتقطع بدقة في مصنع، مع إعادة تدوير الخردة على الفور، وهذا لا يقلل من نفقات التخلص فحسب، بل يتوافق أيضاً مع مبادئ الاقتصاد الدائري التي تتطلبها المدن بصورة متزايدة.
مراقبة الجودة والسلامة
وتتيح ظروف المصانع استمرار التفتيش الجيد، والالتزام الصارم بالتسامح، والاختبار الموحد، وتصنّع المكونات لتكييف دقيق في إطار العمليات التي يتم التصديق عليها من قبل المنظمة الدولية لتوحيد المقاييس، وهذه الموثوقية بالغة الأهمية بالنسبة للبنية التحتية مثل الجسور، حيث يمكن أن يتسبب عيب صغير في إخفاق كارثي، وبالإضافة إلى ذلك، تتحسّن السلامة في الموقع بشكل كبير، وتمثّل مواقع البناء التقليدية نسبة غير متناسبة من الوفيات في أماكن العمل، وغالباً ما تنجم عنها حوادث الكهرباء، وإصابة بالكهرباء، وحوادث العمل المميتة، وحوادث العمل.
الاستدامة والكفاءة في استخدام الموارد
إن التحضر وتغير المناخ متداخلان، فالمدن مسؤولة عن أكثر من 70 في المائة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية، معظمها من البناء والتدفئة والتبريد، ويمكن تصنيع المكونات الجاهزة باستخدام مواد منخفضة الكربون (مثل الصلب المعاد تدويره، ومصنع البوليمرات الأرضية) في النباتات التي تعمل بالطاقة المتجددة، ويعني ختان إنتاج المصنع أن هناك عددا أقل من المواد التي تُستخدم في إعادة تصميم الهياكل الأساسية.
دور التكنولوجيا والابتكار
نمذجة المعلومات المتعلقة بالبناء والتوائم الرقمية
فالأدوات التصميمية الرقمية هي العمود الفقري للتسعير الأولي الحديث، إذ يتيح نموذج المعلومات المتعلقة ببناء القدرات للمهندسين والمهندسين والمصنعين التعاون على نموذج واحد من ثلاثة ديم يتضمن كل تفاصيل المواصفات المادية للمكونات، والشحنات الهيكلية، والوصلات، وحتى بيانات دورة الحياة، ويمنع هذا التنسيق الافتراضي من اكتشاف مواجهات في الموقع، مما يؤدي إلى حدوث تأخيرات في الافتراض.
3D Printing and Additive Manufacturing
وقد بدأ الطباعة بواسطة ثلاثية الأبعاد استكمالاً للتركيب التقليدي للطباعة المسبقة، ويمكن للطابعات الكبيرة أن تنتج رواسب محددة، أو عقداً للوصلات المتشابكة، أو شكلاً للوزن الخفيف من أجل الإسكان النظامي، وفي الصين، تم تركيب جسر للمشاة من الطرازات المتحركة على شكل ثلاثية الأبعاد في شنغهاي في عام 2019، مما يدل على جدوى ذلك، حيث تصبح مستلزمات التكنولوجيا لإنتاج معدات هندسية معقدة تكون باهية باهية باهظة ومكلفة بالنسبة للأجهزة للوصلات كهربائية أكثر قدرة على الاستمرار.
الجمعية الآلية
(ب) أن تكون أجهزة التوليد ذاتياً، وأن تكون أجهزة الاستنشاق بالأجهزة الكهربائية، وأن تكون هذه الأجهزة ذاتية الصنع، وأن تكون مصانعها متجهة نحو تصنيع أجهزة الصمامات، وأن تكون مجهزة بأجهزة قياس ذاتية، وأن تكون مجهزة بأجهزة قياس ذاتية، وأن تكون مجهزة بأجهزة قياس ذاتية، وأن تكون مجهزة بأجهزة قياس ذاتية، وأنماط متحركة.
التحديات التي تواجه التغلب على التحديات
اللوجستيات والنقل
والعقبة المادية الوحيدة التي تواجه العناصر السابقة التجهيز هي " الميل الأخير " . ويمكن أن تتجاوز الطرائق أسلاك الشحن الموحدة، مما يتطلب تصاريح خاصة، وحراسات الشرطة، ودراسات الطرق.
الحواجز التنظيمية والتام
وقد وضعت مدونات للبناء ونظم التفتيش للتشييد التقليدي، إذ يفتقر العديد من الولايات القضائية إلى معايير للعناصر النموذجية، مما يؤدي إلى الموافقة على كل حالة على حدة، مما يخلق عدم يقين، فالأمان الناري والأداء السيزمي والوصلات بين الوحدات يتطلب اختباراً دقيقاً واعتماداً.() وعلى سبيل المثال، فإن المعايير النموذجية لمجلس المدونة الدولية، وكثيراً ما تستمر الاختلافات المحلية، وكثيراً ما تحتاج الحكومات التي تعتمد على البرمجيات السابقة إلى تحديث قواعد الاشتراء، ومتطلبات التدريب.
التمويل والتوظيف
ويعود إلى المتعهدين وشركات التأمين نماذج التمويل التقليدية للمشاريع، ويحول الصنع قبل الصنع المخاطر من موقع البناء إلى المصنع، وإذا ما تم إفلاس المصنع أو واجه خطأ في الإنتاج، فإن المشروع بأكمله يمكن أن يعطل، ومن أجل معالجة ذلك، يستخدم بعض المطورين عقوداً " قائمة على التمويل بالتصميم " ترتبط بمسؤولية التعبئة، ولكن هذه تتطلب نماذج متطورة لتحديد المخاطر.
قاذفات مختبرات مهرة
وفي حين أن التكاثر الجاهز يقلل من العمالة في الموقع، فإنه يغير نوع المهارات اللازمة، ويزداد الطلب على عمال المصنع المدربين في مجال صناعة الاختراع والربط الآلي والاختلاق الرقمي، وعلى العكس من ذلك، فإن تداولات البناء التقليدية - النسيج والنجارة وإعادة ربط الطلب المتناقص، ويجب أن تتكيف برامج إعادة التدريب والمدارس المهنية، وفي البلدان التي ترتفع فيها معدلات بطالة الشباب، مثل الهند ونيجيريا، ينبغي أن تخلق مصانعاً للبناء.
الآفاق والاتجاهات المستقبلية
التوحيد والتصاميم القائمة على أساس منهاج العمل
والمستقبل يكمن في " تكييف الكتلة " - القدرة على إنتاج أطر موحدة ذات تصاميم وانتهاء ووحدات قابلة للتصميم، وتتيح البرامج الرقمية للمصممين الاختيار من محفز للعناصر المتحقق منها، وتجميعها في تشكيلات نهائية، ومن ذلك مثلاً أن منصة المستشفيات النموذجية يمكن أن تُشكل كعيادة ريفية ذات 50 سريراً أو مستشفى إحالة حضرية مجهزة بـ 300 سرير.
التكامل مع النظم الإيكولوجية في مدينة سمارت
فالهياكل الأساسية الجاهزة للنظم الحضرية الذكية هي مناسبة طبيعية، ويمكن أن تشمل أضواء الشوارع الحديثة 5G هوائيات، ومجسات بيئية، وموانئ شحن بالأشعة السينية، ويمكن أن تكون ملاجئ للحافلات جاهزة قد أدمجت الألواح الشمسية، والمعارض الرقمية، وأحواض تقاسم الدراجات، وحيث أن المدن تنشر شبكات الإنترنت للأشياء، فإن الأنفاق التجريبية الصنع توفر نقاط اتصال موحدة.
الاقتصاد العلماني وإعادة الاستخدام
ومع شح المواد وتشديد أنظمة النفايات، سيعيد الاقتصاد الدائري تشكيل المشتريات من الهياكل الأساسية، ويمكن استرجاع العناصر الجاهزة المصممة للتفكك من الطرق السريعة أو المصانع العتيقة المنقطعة عن العمل، وإعادة تجميعها في مواقع جديدة، وقد تقدم بعض الشركات بالفعل " جوازات سفر جوفية " توثق تكوين كل وحدة من الوحدات وحالتها، مما يتيح إعادة بيعها بسهولة.
الاستجابة السريعة والارتقاء
ويزيد تغير المناخ من تواتر الأحداث الجوية القاسية والكوارث الطبيعية، إذ يمكن نقل الجسور المتحركة من الجو إلى مناطق مجهزة بالهياكل الأساسية الجاهزة في سيناريوهات الطوارئ، بحيث يمكن نقلها جواً لاستعادة القدرة على الاتصال بعد الفيضانات؛ ويمكن نشر وحدات تنقية المياه النقالة في آبار ملوثة؛ ويمكن للملاجئ المتنقلة أن تأوي السكان المشردين في غضون أيام، وقد قامت وحدات الجيش الأمريكي من المهندسين والوكالات مثل التحضر بتخزين تدريجياً لأغراض مزدوجة.
العوامل العمودية والتصنيع الحضري
ولا يُستهان في نقل وحدات كبيرة من المسافات الطويلة، وقد يكون التطور التالي " مصانع إلكترونية " مبنية في مرافق إنتاجية في حدود المدن تصنّع مكوناتها وتسلمها محلياً عبر شاحنات كهربائية أو حتى طائرات بدون طيار، ويمكن أن تُدار هذه المصانع الصغيرة باستخدام الطاقة المتجددة واستخدام المواد المصدرة محلياً، مما يخفض بدرجة كبيرة انبعاثات وتكاليف النقل، وقد سبق أن حصلت طوكيو على أمثلة على بناء مبنى ذي فتحات عالية حيث توجد شقق نموذجية في المدن.
الأثر المحتمل على التخطيط الحضري
الزحام المرن والزفاف الحضري المستقر
وتفترض هذه الخطط الرئيسية التقليدية وجود أصول طويلة على امتداد 50 عاماً، وأنبوب المياه 70 عاماً، ولكن أنماط التحضر تتغير بشكل غير متوقع، وتسمح البنية التحتية المسبقة الصنع بالتحضر القابل للعكس: يمكن بناء الأحياء بسرعة وبعد ذلك إعادة تشكيلها أو نقلها كتغييرات في الطلب، ويمكن للمخططين أن يسميوا " مناطق متنقلة " حيث يتم تسارع تصاريح البناء في استخدام مكونات مصدقة.
النشر السريع للمستوطنات غير الرسمية
ويعيش بليون شخص في مستوطنات غير رسمية دون مياه أو مرافق صحية أو كهرباء كافية، إذ إن مشاريع البنية التحتية التقليدية في هذه المناطق بطيئة للغاية وتواجه تعقيدات في حيازة الأراضي، ويمكن أن تؤدي هذه المشاريع الجاهزة، وأكشاك المياه ذاتية الحيازة، ومجمعات المياه النموذجية إلى إقامة مشاريع قانونية على الأراضي العامة، وتجاوز المنازعات المتعلقة بملكية الأراضي، ويمكن إزالتها أو نقلها عند حدوث تحديث رسمي.
التكامل اللامع مع تكنولوجيات الذكاء
وكما سبقت مناقشته، يمكن أن تكون المكونات الجاهزة جاهزة للاستشعارات والاتصالات، مما يؤدي إلى تحول الهياكل الأساسية الثابتة إلى مصادر دينامية للبيانات، ويمكن للمخططين الحضريين رصد تدفقات المشاة، ونوعية الهواء، والشحنات الهيكلية، واستهلاك الطاقة من لوحة بيانات، وعلى مر الزمن، تُبلغ هذه البيانات بقرارات أفضل لاستخدام الأراضي، وتوقيت حركة المرور، والجدول الزمني للتعهد، وتصبح البنية التحتية المادية امتدادا لمنصات البيانات الرقمية مفتوحة.
الخلاصة: نموذج جديد للنمو الحضري
إن مكونات البنية التحتية الجاهزة ليست رصاصة فضية لكل تحد حضري، ولكنها تمثل استجابة عملية ومرتدة لضغوط التحضر السريع، إذ يمكن للمدن، من خلال دمج إنتاج المصانع والتصميم الرقمي والتجمعات النموذجية، أن تبنى أسرع وأرخص وأكثر استدامة من أي وقت مضى، وقد ثبتت التكنولوجيا بالفعل في قطاعات مثل الطاقة والمياه والنقل، والحواجز الرئيسية الآن هي قادة التنظيم والسوقيات وصانعي الالتزام الثقافي.
ومستقبل الصنع المسبق يكمن في التكامل: إدماج الأدوات الرقمية في التصنيع، وإدماج أجهزة الاستشعار الذكية في المكونات، وإدماج النظم النموذجية في الشكل الحضري، فمع اعتماد مزيد من المدن برامج ومعايير وإصلاحات في مجال المشتريات، فإن تكلفة البنية التحتية المهيأة للزراعة ستستمر في الانخفاض بينما تتسع قدراتها، وبالنسبة لمليارات الناس الذين يتدفقون إلى المناطق الحضرية كل عقد، فإن هذا التحول قد يعني الفرق بين التمدد الحادي والزمن.