التقنية المعمارية

التقنية المعمارية أو تقنية البناء هي تطبيق التكنولوجيا لتصميم المباني. وهي عبارة عن دمج بين الهندسة المعمارية وهندسة البناء، وينظر إليها أحيانا على أنها مجال متميز أو فئة فرعية. وقد أحدثت المواد والتقنيات الجديدة تحديات جديدة في التصميم وأساليب البناء في جميع مراحل تطور المبنى، وخاصة منذ ظهور التصنيع في القرن التاسع عشر. وترتبط التكنولوجيا المعمارية بالعناصر المختلفة للمبنى وتفاعلاته، وهي تتماشى بشكل وثيق مع التقدم المحرز في علوم البناء.

ويمكن تلخيص التكنولوجيا المعمارية على أنها «التصميم التقني والخبرة المستخدمة في تطبيق وتكامل تكنولوجيات البناء في عملية تصميم المباني». أو «القدرة على تحليل وتوليف وتقييم عوامل تصميم المباني من أجل إنتاج حلول تقنية للتصميم ذات كفاءة وفعالية والتي تفي بمعايير الأداء والإنتاج والشراء».

التاريخ
يعتبر العديد من المتخصصين والمهنيين نظريات فيتروفيوس أساس للتكنولوجيا المعمارية. وقد أثرت محاولة فيتروفيوس لتصنيف أنواع البناء والأساليب والمواد وأساليب البناء على إنشاء العديد من التخصصات مثل الهندسة المدنية والهندسة الإنشائية والتكنولوجيا المعمارية وغيرها من الممارسات التي تشكل الآن ومنذ القرن التاسع عشر إطارا مفاهيميا للتصميم المعماري.

يوضح ستيفن إميت في أبحاثه المنشورة أنه في مجتمعنا الحديث، «يمكن أن تعزى العلاقة بين تكنولوجيا البناء والتصميم إلى عصر التنوير والثورة الصناعية، وهي الفترة التي كان ينظر فيها إلى التقدم في التكنولوجيا والعلوم باعتباره الطريق إلى الأمام، وعصور الإيمان الراسخ في التقدم... مع تكاثر التقنيات من حيث العدد والتعقيد بدأت مهنة البناء في التجزئة».

ممارسة التقنيات المعمارية
التقنية المعمارية هي المجال الذي يشمل الهندسة المعمارية، وعلوم البناء والهندسة. يتم ممارستها من قبل المهندسين الإنشائيين، والمهندسين المعماريين والمهندسين الهيكليين وغيرهم الذين يطورون التصميم / المفهوم إلى واقع يمكن بناؤه. كما أن الشركات المصنعة المتخصصة التي تقوم بتطوير المنتجات المستخدمة في تشييد المباني، تشارك أيضا في هذا المجال.

بول نوتال (مدير في أروب "ARUP") يقارن دور المهندس الإنشائي بدور المهندس المعماري وتقني العمارة. ولا يمكن أن تقتصر ممارسة التكنولوجيا المعمارية على التكنولوجيا نفسها؛ فإنها ترتبط أيضا بالفراغ، والمبنى، والإضاءة، والبيئة التي يخلقها التصميم والتي تخدم التصميم. والمهني المسؤول عن التصميم التقني يقود المهندسين المتخصصين لتقديم أفضل الحلول التقنية والهندسية للمشروع.

في الممارسة العملية، يتم تطوير التكنولوجيا المعمارية وفهمها ودمجها في المبنى من خلال إنتاج الرسومات المعمارية والجداول الزمنية. وتستخدم تكنولوجيا الحاسوب الآن على جميع أنواع البناء ما عدا البسيط منها: ففي القرن العشرين أصبح استخدام التصميم بمساعدة الحاسوب سائدا، مما يسمح برسومات دقيقة للغاية يمكن مشاركتها إلكترونيا، بحيث يمكن مثلا استخدام الخطط المعمارية كأساس لتصميم خدمات مناولة الهواء والكهرباء. ومع تطور التصميم، يمكن مشاركة هذه المعلومات مع فريق التصميم بأكمله. وهذه العملية تؤخذ حاليا إلى نتيجة منطقية مع الاستخدام الواسع النطاق لنمذجة معلومات المباني (BIM) الذي يستخدم نموذجا ثلاثي الأبعاد للمبنى، تم إنشاؤه بواسطة المدخلات الآتية من جميع التخصصات لبناء تصميم متكامل.

تُستمد التكنولوجيا المعمارية من القيود العملية وقواعد البناء، فضلا عن المعايير المتعلقة بالسلامة والأداء البيئي ومقاومة الحرائق، وما إلى ذلك.

مواد البناء
حتى القرن العشرين، كانت المواد المستخدمة في البناء تقتصر على الطوب والحجر والأخشاب والصلب لتشكيل الهياكل والألواح والبلاط لتغطية السطح والرصاص وأحيانا النحاس لتفاصيل العزل المائي وتأثيرات التسقيف الزخرفية. كان الرومان يستخدمون الخرسانة، لكنها لم تعرف تقريبا كمادة بناء حتى اختراع الخرسانة المسلحة في عام 1849. البناء الحديث هو أكثر تعقيدا بكثير، مع الجدران والأرضيات والأسقف المبنية كلها من العديد من العناصر لتشمل الهيكل والعزل ومقاومة تسرب المياه والتي في كثير من الأحيان تشمل استخدام طبقات منفصلة أو عناصر ويقوم سباك صحي الكويت باستخدام افضل المواد البناء وافضل الادوات الصحية
مواد البناء هي المواد المستخدمة في البناء. استخدم البشر مختلف أنواع المواد خلال العصور المختلفة لبناء الأبنية والشوارع والمنشئات المختلفة. في العصر الحالي يعتبر البناء صناعة ويعتبر تصنيع وتجارة مواد البناء أحد أكثر الصناعات ربحا.

التكلفة الإجمالية لمواد البناء
في التاريخ، هناك اتجاهات في مواد البناء من حيث كونها طبيعية إلى أن أصبحت من صنع الإنسان ومركبة أكثر؛ قابلة للتحلل الحيوي إلى دائمة؛ أصلية (محلية) إلى منقولة عالميًا؛ قابلة للإصلاح إلى مادة تُستعمل مرة واحدة فقط وتُختار مادة البناء لزيادة مستويات السلامة من الحرائق وتحسين مقاومة الزلازل... تميل هذه الاتجاهات إلى زيادة التكاليف الاقتصادية والبيئية والاجتماعية وتكاليف الطاقة الأولية وطويلة الأمد لمواد البناء.

التكاليف الاقتصادية
التكلفة الاقتصادية الأولية لمواد البناء هي سعر الشراء. غالبًا ما يكون هذا هو ما يحكم صنع القرار بشأن المواد التي يجب استخدامها. يأخذ الناس أحيانًا في الاعتبار توفير الطاقة أو متانة المواد وينظرون في قيمة دفع تكلفة أولية أعلى مقابل تكلفة عمر افتراضي أقل. على سبيل المثال، يكلف التلبيس بالأسفلت أقل من سقف معدني لتثبيته، ولكن سيستمر السقف المعدني لفترة أطول بحيث تكون تكلفة العمر الافتراضي أقل في السنة. قد تتطلب بعض المواد عناية أكثر من غيرها، وقد تؤثر تكاليف الصيانة الخاصة ببعض المواد على القرار النهائي أيضًا. تتمثل المخاطر عند أخذ تكلفة العمر الافتراضي للمادة في الاعتبار في حالة تلف المبنى، مثل: تعرضه للحريق أو الرياح  أو إذا كانت المادة ليست متينة كما هو مُعلن. يجب أخذ تكلفة المواد بعين الاعتبار لتحمل مخاطر شراء مواد احتراق لزيادة العمر الافتراضي. يُقال، »ما يتطلب عمله، يجب القيام به على أكمل وجه«.

التكاليف البيئية
يمكن أن تكون تكاليف التلوث كلية وجزئية. يعتمد التلوث البيئي الكلي لمواد البناء في الصناعات الاستخراجية، مثل: التعدين والبترول وقطع الأشجار على إحداث أضرار بيئية في مصدرها وفي نقل المواد الخام والتصنيع ونقل المنتجات وتجارة التجزئة والتركيب. مثال على جانب جزئي للتلوث هو عدم تصاعد الغاز من مواد البناء في المبنى أو تلوث الهواء الداخلي. مواد بناء القائمة الحمراء هي مواد ثبت أنها ضارة. أيضًا البصمة الكربونية، هي مجموع انبعاثات الغازات الدفيئة المُنتجة في حياة المواد. يتضمن تحليل دورة الحياة أيضًا إعادة الاستخدام وإعادة التدوير أو التخلص من نفايات التشييد. هناك مفهومان في البناء يراعيان الاقتصاد البيئي لمواد البناء وهما البناء الأخضر والتنمية المستدامة.

تكاليف الطاقة
تشمل تكاليف الطاقة الأولية كمية الطاقة المستهلكة لإنتاج وتوصيل وتركيب المواد. تكلفة الطاقة طويلة الأمد هي التكاليف الاقتصادية والبيئية والاجتماعية لمواصلة إنتاج وتوصيل الطاقة إلى المبنى لاستخدامه وصيانته وإزالته في نهاية المطاف. الطاقة المجسدة الأولية للمنشأ هي الطاقة المستهلكة لاستخراج المواد وتصنيعها وتوصيلها وتركيبها. تستمر الطاقة المجسدة في النمو مدى الحياة عند استخدام وصيانة وإعادة استخدام/ إعادة تدوير/ التخلص من مواد البناء نفسها وكيف تساعد المواد والتصميم في تقليل استهلاك الطاقة طوال فترة العمر الافتراضي للمنشأ.

التكاليف الاجتماعية
التكاليف الاجتماعية هي الضرر الحادث في صحة الأشخاص الذين ينتجون وينقلون المواد والمشكلات الصحية المحتملة لشاغلي المبنى إذا كانت هناك مشاكل في بيولوجيا المبنى. للعولمة تأثيرات خطيرة على الأشخاص من ناحية الوظائف والمهارات والاكتفاء الذاتي إذ عندما تُغلق مرافق التصنيع، تُفتح جوانب ثقافية لمرافق جديدة. جوانب التجارة العادلة وحقوق العمل هي تكاليف اجتماعية لتصنيع مواد البناء العالمية.

أنواع مواد البناء
مواد البناء الطبيعية: التي تستخدم كما هي دون معالجة كالحجر والطين والقصب وأنواع النباتات، تجمع ويبنى بها مباشرة وهي أقدم الأنواع.
مواد البناء الطبيعية المعالجة: كالطوب والخشب، قبل البدء بالبناء يجب معالجتها قليلا كصنع القوالب وقطع الأشجار.
الثلج: يستخدم في مناطق محدودة كالقطب الشمالي.
مواد البناء المصنعة: كالطابوق والخرسانة والصلب، تمر المواد الطبيعية بمرحلة تصنيع قبل استخدامها للبناء
مواد البناء الصناعية: كالزجاج واللدائن