في السنوات الأخيرة، وبسبب النمو السريع في مجالات الرياضة والفعاليات والمعارض والتخزين الصناعي وغيرها من القطاعات، نشأت منافسة شديدة على الموارد في السوق، مما أدى إلى اشتداد حدة المنافسة. ومنذ بدء مشروع البناء وحتى اكتماله، يتعين علينا أن نأخذ في الاعتبار ليس فقط السلامة والتكلفة، بل أيضًا التكلفة الزمنية ونسبة الإنتاجية. وفيما يتعلق بتشييد المباني وتطبيقاتها على نطاق واسع، تشهد صناعة الهياكل المدعومة بالهواء نمواً سريعاً، وتتمتع بمزايا واضحة مقارنة بالمباني التقليدية.
1. مادة خفيفة الوزن
يستخدم الهيكل المدعوم بالهواء بشكل أساسي مواد خفيفة الوزن، مثل غشاء البولي فينيل كلوريد (PVC) الذي يتراوح وزنه بين 1000 و1500 جرامًا لكل متر مربع مع سطح من مادة PVDF. ويتميز هذا الغشاء بمقاومة العوامل الجوية، وخصائص مقاومة التلوث، وسهولة المعالجة، ومقاومة الماء، ونفاذية الضوء، وغيرها من المزايا. يتميز الهيكل بخفة وزنه، مما يقلل من الوزن الإجمالي للمبنى ومن سعة الأساس المطلوبة. وهذا يبسط عملية تصميم وبناء الأساس.
2. سرعة البناء ومرونة الحركة
تتميز الهياكل المدعومة بالهواء بمزايا عديدة، منها قصر مدة البناء وإمكانية تفكيكها وإعادة استخدامها. وبخلاف النموذج التقليدي للمباني، فإن تركيب الهياكل المدعومة بالهواء عملية بسيطة وسريعة، مما يقلل بشكل كبير من مدة البناء مقارنة بالمباني التقليدية. وبشكل عام، يمكن الانتهاء من بناء الهيكل الرئيسي في غضون شهر واحد تقريبًا. الـ القباب المدعومة بالهواء يسهل تفكيكها وتجميعها ونقلها، كما أنها تتمتع بقدرة عالية على التكيف. ويمكن إعادة ترتيبها أو تغيير الغرض منها حسب الحاجة لتحقيق إعادة استخدام فعالة للموارد.
3. توفير الطاقة وصديقة للبيئة
تتميز مواد الأغشية بخصائص عزل حراري جيدة، فهي تعزل بفعالية الفرق في درجة الحرارة بين الداخل والخارج، وتقلل من استهلاك الطاقة في الهواء أنظمة التكييف والتدفئة. كما أن نفاذية الضوء في الغشاء جيدة جدًّا، مما يتيح الاستفادة الكاملة من الإضاءة الطبيعية خلال النهار ويقلل من الحاجة إلى الإضاءة الاصطناعية. وتتميز عملية إنتاج وتركيب مادة الغشاء بانخفاض مستوى الضوضاء، وعدم التسبب في تلوث بيئي، وعدم إنتاج نفايات بناء. ومادة الغشاء نفسها غير ضارة وقابلة لإعادة التدوير، وهو ما يتماشى مع مفهوم البناء الأخضر للتنمية المستدامة. علاوة على ذلك، يقلل الهيكل المدعوم بالهواء بشكل كبير من استهلاك مواد البناء بفضل هيكله الخالي من العوارض والأعمدة والذي يتم دعمه بضغط الهواء. وفي الوقت نفسه، تعمل درجة الحرارة الثابتة الذكية الداخلية على تقليل استهلاك الطاقة في أجهزة تكييف الهواء بشكل فعال.
4. الأمن والاستقرار
• السلامة الهيكلية: لا تفرض البنية المدعومة بالهواء متطلبات عالية فيما يتعلق بالقدرة على تحمل الأحمال وتضاريس الموقع. ويتم دعم الجزء الداخلي منها بشكل أساسي بواسطة ضغط الهواء الداخلي. ولا توجد فيها عوارض أو أعمدة، مما يتيح بسهولة تحقيق امتداد هيكلي يصل إلى 120 مترًا. ويعتمد نظام تحكم ذكي للحفاظ على الفرق بين ضغط الهواء الداخلي والخارجي، والذي يتراوح عادةً بين 100 و500 باسكال، مما يضمن استقرار هيكل المبنى، ويقاوم بشكل فعال أحمال الرياح والثلوج، ويمكنه تحمل أعاصير تصل قوتها إلى المستوى 16. وداخل النطاق الآمن، كلما زاد ضغط الهواء، زادت قدرة المبنى على تحمل الرياح والثلوج.
• مقاومة اللهب ومقاومة الحريق: تتمتع مادة الغشاء PVDF بدرجة مقاومة الحريق B1، وتلتزم بالمعايير الوطنية للحماية من الحرائق الخاصة بمواد البناء لضمان السلامة من الحرائق في المباني.
• تصميم المداخل والمخارج: يتبنى المدخل الرئيسي تصميمًا معياريًا، لا يلبي احتياجات دخول وخروج الأشخاص والمركبات فحسب، بل يضمن أيضًا إحكام الإغلاق والسلامة العامة للهيكل.
5. التكلفة الاقتصادية
تتميز تكلفة إنشاء الهياكل المدعومة بالهواء بانخفاضها. وتتألف هذه الهياكل بشكل أساسي من النظام الأساسي، ونظام الأغشية، ونظام التكامل الميكانيكي، ونظام تكييف الهواء، ونظام الإضاءة، ونظام التحكم في الدخول، وما إلى ذلك. بالمقارنة مع المنشآت الثابتة التقليدية مثل الصالات الرياضية وقاعات المعارض، فإن تكلفة إنشاء الهياكل المدعومة بالهواء عادةً ما تتراوح بين 30% و70% فقط من تكلفة المباني التقليدية، مما يقلل بشكل كبير من تكلفة الاستثمار الأولية. كما تتميز هذه الهياكل بتكاليف صيانة منخفضة، واستهلاك يومي منخفض للطاقة، وتكاليف تشغيل طويلة الأجل منخفضة.
باختصار، تُعد الهياكل المدعومة بالهواء مناسبة لمجموعة متنوعة من سيناريوهات الاستخدام، مثل الملاعب وقاعات المعارض ومرافق التخزين والورش الصناعية، وما إلى ذلك، لا سيما في المشاريع التي تتطلب سرعة في البناء أو توفيرًا في التكاليف أو متطلبات عالية لحماية البيئة.