Embodied Carbon Benchmarking for Low-Carbon Smart Buildings in Saudi Arabia Waqar Hussnain

تترك كل بناية بصمة كربونية حتى قبل أن تفتح أبوابها للجمهور. وبينما ركز الكثير من الاهتمام على الطاقة التي يستهلكها المبنى لتدفئة وتبريد وإنارة غرفه خلال فترة عمره، فإن جزءاً كبيراً من إجمالي انبعاثاته يحدث حتى قبل بدء عملية البناء. هذه التكلفة الخفية، المعروفة باسم الكربون المجسد، تأتي من استخراج المواد الخام، وتصنيعها، ونقلها إلى موقع البناء، والعملية الفعلية لتجميعها. ومع زيادة كفاءة استهلاك الطاقة في المباني وانخفاض انبعاثاتها التشغيلية، تصبح هذه العبء الكربوني المسبق جزءاً أكبر من الأثر البيئي الإجمالي. وبالنسبة للمملكة العربية السعودية، حيث ترتفع مدن جديدة ضخمة ومراكز سياحية بسرعة تحت مظلة مبادرة رؤية 2030، فإن فهم وقياس هذه التكلفة المسبقة أمر بالغ الأهمية؛ فبدون وسيلة واضحة لقياسها، لن يتمكن المصممون والبناؤون من تقليلها بفعالية.

في دراسة جديدة، اتخذ الباحث وقار حسنين الخطوة الأولى نحو حل هذه المشكلة للمملكة من خلال إنشاء إطار عمل عملي لقياس ومقارنة الكربون المجسد للمباني التجارية واسعة النطاق. ويعالج هذا العمل فجوة محددة: فبينما توجد بيانات دولية للمباني في أوروبا أو أمريكا الشمالية، لا يوجد شيء مصمم خصيصاً للمواد والمناخ وممارسات البناء الفريدة في المملكة العربية السعودية. تركز الدراسة على "المشاريع الكبرى" (Giga-projects) التي تعيد تشكيل المشهد، مثل الفنادق الضخمة، والأبراج متعددة الاستخدامات، والمجمعات السياحية. ومن خلال تحليل بيانات مشاريع حقيقية، تضع الدراسة مجموعة من النقاط المرجعية التي تسمح للمعماريين والمطورين برؤية مدى توافق تصميماتهم مع المعايير الحالية، وأفضل الممارسات، والأهداف المستقبلية.

لقد تناول الباحث المشكلة من خلال النظر في دورة حياة المبنى منذ البداية. وحدد نطاق عمله ليغطي الفترة من استخراج المواد الخام وصولاً إلى اللحظة التي يكتمل فيها المبنى عملياً ويصبح جاهزاً للاستخدام. وتشمل هذه الفترة إمداد المواد الخام، ونقلها إلى المصانع، وعملية التصنيع، ونقلها إلى موقع البناء، والتركيب النهائي. وقد اختار الباحث هذا الإطار الزمني تحديداً لأن هذه المرحلة هي التي يكون فيها لقرارات التصميم التأثير الأكثر مباشرة على الانبعاثات، وهي الجزء من حياة المبنى الذي يتم قياسه باستمرار في الدراسات الدولية. كما استبعد الانبعاثات الناتجة عن التشغيل اليومي للمبنى وهدمه في نهاية عمره، مركزاً بدلاً من ذلك على التكلفة المسبقة لإنشاء الهيكل نفسه.

ولجعل القياسات مفيدة، استخدمت الدراسة وحدة مقارنة معيارية: وهي كمية مكافئ ثاني أكسيد الكربون المنبعثة لكل متر مربع من إجمالي مساحة أرضية المبنى. ويسمح هذا النهج بإجراء مقارنة عادلة بين المباني ذات الأحجام المختلفة. وجاءت البيانات مباشرة من قوائم المواد التفصيلية، المعروفة باسم جداول الكميات، لمشاريع تجارية ومتعددة الاستخدامات قيد التطوير حالياً في المملكة العربية السعودية. وقد فصلت هذه القوائم الكميات الهائلة من الخرسانة والصلب المستخدمة في هذه الهياكل. وقام الباحث بمطابقة هذه الكميات مع قواعد البيانات الموجودة حول الكثافة الكربونية للمواد، وبالتحديد بالنظر في المكونات الرئيسية: الإسمنت البورتلاندي، والمواد التكميلية مثل الرماد المتطاير والسيليكا فيوم، وحديد التسليح.

وجدت الدراسة أنه بينما لا يوجد حتى الآن قاعدة بيانات محلية مثالية للبيانات البيئية لكل مادة في المملكة، يمكن مع ذلك بناء إطار عمل قابل للتطبيق. واقترح الباحث نظاماً من أربعة مستويات لتصنيف أداء المباني. يحدد المستوى الأول حداً أدنى مقبولاً، يتوافق مع أكواد البناء الحالية. ويمثل المستوى الثاني الأداء النموذجي للمشاريع الحالية، ليكون بمثابة خط أساس لما يحدث الآن. ويعكس المستوى الثالث أفضل الممارسات، موضحاً ما هو ممكن عندما يستخدم البناؤون مواد متقدمة مثل المنتجات الإسمنتية التكميلية لتقليل البصمة الكربونية للخرسانة. أما المستوى الأخير، فيضع هدفاً طموحاً، يدفع نحو أقصى حد ممكن من الخفض بما يتماشى مع طموحات التخلص من الكربون طويلة المدى في المملكة.

ومن النتائج الرئيسية أن مزيج المواد المحدد المستخدم في المملكة العربية السعودية، والذي يعتمد بشكل كبير على الإسمنت، يتطلب معايير فريدة خاصة به بدلاً من مجرد نسخ القيم من أجزاء أخرى من العالم. وتسلط الدراسة الضوء على أن الاستخدام الواسع للمواد التكميلية، التي يمكن أن تخفض التكلفة الكربونية للخرسانة، هو عامل موجود بالفعل في بعض المشاريع ويجب الاعتراف به كمسار نحو أداء أفضل. ومع ذلك، تشير الدراسة أيضاً إلى عقبة كبيرة: وهي نقص البيانات البيئية التفصيلية للمواد المنتجة محلياً. فقد اضطر معظم التحليل الحالي إلى الاعتماد على بيانات عامة من قواعد بيانات دولية لأن الإعلانات البيئية للمنتجات الإقليمية لا تزال نادرة. وهذا يؤدي إلى درجة من عدم اليقين، مما يعني أن المعايير الحالية هي نقطة انطلاق قوية ولكنها ستحتاج إلى صقل مع توفر المزيد من البيانات المحلية.

الهدف النهائي من هذا العمل هو دمج هذه المعايير في نظام تقييم المباني الخضراء الوطني، المعروف باسم "مستدام". ومن خلال دمج هذه المستويات الأربعة في عملية الاعتماد، تقترح الدراسة أن المملكة العربية السعودية يمكنها إنشاء مسار واضح وعملي لقطاع البناء من أجل خفض الانبعاثات الكربونية. ومن شأن ذلك أن ينقل الصناعة من مرحلة التخمين بشأن الأداء إلى امتلاك طريقة منظمة وشفافة لقياس التقدم. ويوفر إطار العمل وسيلة للمطورين لوضع أهداف ملموسة خلال مرحلة التصميم، مما يضمن بناء الكتلة العمرانية الضخمة الناتجة عن مشاريع رؤية 2030 الكبرى ببصمة كربونية أقل منذ اليوم الأول.

ورغم أن الدراسة لا تدعي أنها حلت جميع تحديات البيانات، إلا أنها توفر أساساً حيوياً. فهي تثبت أنه مع وجود حدود نظام صحيحة والتركيز على المواد الأكثر أهمية، فمن الممكن إنشاء معيار محلي لبيئة البناء الفريدة في المملكة. إن هذا العمل يسد فجوة حرجة في الأدبيات العالمية، التي ركزت تاريخياً بشكل أكبر على المباني السكنية والمناخات المختلفة. ومن خلال توفير هيكل مصمم خصيصاً للنماذج التجارية ومتعددة الاستخدامات التي تهيمن على خطة المشاريع الكبرى في السعودية، يضيف هذا البحث قطعة قيمة إلى اللغز العالمي المتعلق بخفض انبعاثات المباني. وسيتعين على الأعمال المستقبلية جمع بيانات أكثر تحديداً من المنطقة لضبط دقة هذه الأرقام، لكن إطار العمل نفسه يقدم مساراً واضحاً وقابلاً للتنفيذ نحو بيئة مبنية أكثر خضرة في المملكة.