يتمتع مركز البحرين التجاري العالمي بمكانة ريادية في مجال الهندسة المعمارية المستدامة نظراً لتصميمه الفريد الذي حصد على إثره العديد من الجوائز، ويحتل الصدارة في كونه أول بناء ذكي في البحرين، وأول ناطحة سحاب في العالم يدخل في تصميمها التوربينات الهوائية التي تساهم في توفير إجمالي استهلاك الطاقة الكهربائية للبرجين.

مركز البحرين التجاري العالمي ويسمى أيضاً مركز التجارة العالمي بالبحرين هو برجان توأمان يبلغ ارتفاعهما 240 متراً ويتكونان من 50 طابق ويقع في المنامة عاصمة البحرين.  بُني البرجان التوأمان في عام 2008 من قبل شركة الهندسة المعمارية متعددة الجنسيات “أتكنز” وهو أول ناطحة سحاب في العالم يتم تركيب توربينات هوائية في تصميمها.

تم بناء وتركيب توربينات الرياح من قبل الشركة الدنماركية “نوروين” بلغت تكلفته 150 مليون دولار أمريكي (56.7 مليون دينار بحريني).

تصميم البرج :
يتموضع البرجين على قاعدة مكونة من ثلاث أدوار والتي تحتوي على منتجع ترفيهي ومطاعم ومراكز تسوق راقية ومواقف للسيارات كما يتكون من 34 دور مكاتب ويوجد برج مراقبة بالدور 42 وبه فندق شيراتون المصنف في فئة الخمسة نجوم واجمالي عدد الطوابق للبرجين هو 50 طابق.

يأتي تميز تصميم هذا المبنى العملاق من كونه يستخدم التقنية الخضراء أو الأبنية المُستدامة كأول ناطحة سحاب في العالم، تُزوَّد جزئيًا بطاقة الرياح التي تنتجها ذاتيًا. صمَّمه المهندس المعماري SHAUN KILLA وذلك عن طريق تو بينات تقوم بتوليد ما يتراوح بين 11 – 15% من الطاقة الكهربائية التي يحتاج إليها مركز البحرين التجاري العالمي، وبذلك تقضي على نحو 000, 55 كيلو جرام مكعب من الانبعاثات الكربونية الضارة حيث ان كلا البرجين موصلين بثلاثة جسور معلقة، في كل جسر منهم عنفة ريحية عملاقة وظيفتها أن تغطي جزء كبير من استهلاك البرجين من الطاقة الكهربائية عن طريق سرعة الرياح التي تدير المروحة وبدورها تولد الكهرباء، وتعتبر هذه الحركة الأولى من نوعها على مستوى العالم. ويعتبر البرجان التوأمان من أطول المباني في وسط المنامة. تتمثل فكرة المبنى العامة في وضع توربينات الرِّيح على جسور بين البرجين الواحدة فوق الأخرى. وبالتالي فإن شفرات التوربينات تلتقط طاقة الهواء وترحلها إلى مولد يحولها إلى كهرباء.

الخواص الإنشائية للمبنى:

عنفات البرجين:

طول الشَّفرة الواحدة (13م)، تدور (38) دورةً في الدَّقيقة، ويبلغ قطر الشَّفرات ( 29.20cm )  والمسافة بين طرف الشَّفرة وجدار البرج تبلغ (3.80cm ) تتألف كل شفرةٍ من خمسين طبقةً من الفايبر جلاس، يلتصق بعضها ببعض حول تعزيزاتٍ بخشبٍ متين ومصنوعٌ بشكلٍ يُتيح التقاط الرِّيح.

تم تركيب التوربينات الثلاث البالغ استطاعة كل منها 225 كيلو واط والتي تشكل إجمالي استطاعة 675 كيلو واط. حيث تم تركيبها بإتجاه الشمال “الجهة التي تهب منها الريح القادمة من الخليج الفارسي” ووضعت في وضع التشغيل التلقائي مما يعني أنها قد بدأت بتزويد برجي المركز بالطاقة الكهربائية.

من التَّحديات التي واجهها المبنى أنَّ سرعة الرياح تتزايد مع الإرتفاع فإنَّ التُّوربينة الأعلى تدور بسرعة أكبر وتولِّد طاقة أكثر ويُشترط أن تدور التوربينات بنفس السُّرعة، وإلا فإن التُّوربينة العليا سوف تتلف بسرعة. كذلك من المعروف أن الشَّفرات تحتاج كي تدور، إلى رياح تأتيها مباشرةً دون أن يعترضها شيء لذا تركب على محاور عمودية لتستدير وتواجه رياحًا من مختلف الإتجاهات. ولكن توربينات المبنى على محور أفقي ثابتة في مكانها ولا تستدير نحو الرِّياح المتغيَّرة. الحل يكمن في شكل المبنى، صُمِّم البرجين على شكل قمع ليستقبل الرِّيح ويُسرِّعها، فالبرج يشبه شراعين طويلين، يُشبها جناح الطَّائرة. شكل البرجين المُستدِّق الطَّرف يوجه الرِّياح نحو الشَّفرات، ممَّا سيتيح مرور كميَّة أكبر من الرِّيح إلى التُّوربينة الأسفل وريح أقل في التُّوربينة الأعلى، لذا ستدور التُّوربينات بنفس السُّرعة ويكون النَّاتج نفس الطَّاقة.

‍

من التَّحديات التي واجهها المبنى أنَّ سرعة الرياح تتزايد مع الارتفاع فإنَّ التُّوربينة الأعلى تدور بسرعة أكبر وتولِّد طاقة أكثر ويُشترط أن تدور التوربينات بنفس السُّرعة، وإلا فإن التُّوربينة العليا ستتلف بسرعة. كذلك من المعروف أن الشَّفرات تحتاج كي تدور، إلى رياح تأتيها مباشرةً دون أن يعترضها شيء لذا تركب على محاور عمودية لتستدير وتواجه رياحًا من مختلف الاتجاهات. ولكن توربينات المبنى على محور أفقي ثابتة في مكانها ولا تستدير نحو الرِّياح المتغيَّرة. الحل يكمن في شكل المبنى، صُمِّم البرجين على شكل قمع ليستقبل الرِّيح ويُسرِّعها، فالبرج يشبه شراعين طويلين، يُشبها جناح الطَّائرة. شكل البرجين المُستدِّق الطَّرف يوجه الرِّياح نحو الشَّفرات، ممَّا سيتيح مرور كميَّة أكبر من الرِّيح إلى التُّوربينة الأسفل وريح أقل في التُّوربينة الأعلى، لذا ستدور التُّوربينات بنفس السُّرعة ويكون النَّاتج نفس الطَّاقة.

الجسور :

تم تصميم الجسور التي تمتد على مسافة 31.7m لحمل التوربينات التي تزن (11طنًّا) وعلى هذه الجسور الصمود وامتصاص الاهتزازات الناجمة عن الرياح والاهتزازات الناجمة عن التشغيل على حد سواء، وكذلك تحمل وزن التوربينات. في حالة الجمود وقد جرى تحليلها من قبل المصمم لتقدير التردد الطبيعي للجسر، وضمان أنها لا تتعارض مع تواتر اهتزازات مثيرة في حد ذاتها حيث أن دمج التوربينة بالجسر يُمكن أن يولِّد كارثة وهي ظاهرة تُعرف (بالرَّنين)، فالرِّياح ستحرِّك الشَّفرات لكنَّها أيضًا ستسبب ارتجاج الجسر ومع الوقت وتساوي قوة ارتجاج الجسر والتوربينة فإنَّ الجسر قد يُصبح عاجزًا عن تحمِّل القوَّة. والحل أن يُبنى الجسر بشكلٍ أكثر صلابة ممَّا يجعلهُ يرتج أسرع من التُّوربينة فيزول خطر الرَّنين. من المشاكل الأخرى هو أنَّهُ في حالة غيَّرت الرِّياح اتجاهها أو عصفت فجأةً، فاحتمال انحراف الشَّفرات وضربها للجسر كبيرة. فكان الحل هو شد جانبا الطرفين الأماميين للجسر نحو الخلف لصنع ما يشبه الرَّقم(7)، فأصبحت المسافة (1.70cm )  بين الشَّفرات والجسر. يزن كلُّ جسرٍ (38طنًّا) ، ارتفاع الجسر الثَّالث (133مترًا). كلُّ جسرٍ مُثبَّت من أحد طرفيه بالبراغي، أمَّا الطَّرف الآخر فموضوعٌ على بكرات من الفولاذ الصُّلب تسمح بتحرك البرجين مسافة نصف متر. وجميع الجسور مصنوعة على شكل هوائي دينامي كجناحي الطَّائرة.

تطبيق مبادئ الاستدامة في المبنى :

لا يمكن بعد الآن تصنيف المباني الخضراء في خانة اللاضروريات، بل تعد عنصراً أساسياً لابد من إدراجه في جميع التصميمات المستقبلية. وعليه فإن مركز البحرين التجاري العالمي يمثل في إنجازه سابقة تقنية من شأنها أن تخلق معاييراً جديدة في مجال الهندسة المعمارية المستدامة.
ولطالما ارتبط مفهوم الاستدامة بالمركز منذ تبلور فكرة إنشاءه، فكان أول مبنى تجاري يدرج تماماً في تصميمه توربينات هوائية ضخمة، حيث تسخر هذه التوربينات نسيم البحر مستفيدة من موقع المركز الفريد المطل على الواجهة البحرية، وبالتالي تولد طاقة كهربائية تغطي ما نسبته 15% كحد أقصى من احتياجات المكاتب بالبرجين وعلاوة على ما سبق، فإن المركز يطبق تدابير مبتكرة للحد من استهلاك الطاقة، منها التظليل الرامي إلى تقليل الاكتساب الشمسي، وعزل الأسطح حرارياً برصفها بطبقة عميقة من الحصى، والإضاءة الموفرة للطاقة. وتبين جميع هذه الإجراءات دور المركز الريادي المتمثل بالتزامه في تقليص الطلب على احتياطات الوقود الأحفوري.

كما تم تصميم هذا المبنى ليكون منسجما مع البيئة التي تحيطه ومقلل من نسب الإنبعاث الكربوني في الجو وذلك من خلال عدد من الحلول المختلفة التي تم استخدامها في تصميم البرجين :

1- لمحاربة شمس الجزيرة العربية الحارقة، يخفف زجاج مزدوج وملوَن (85%) من الحرارة التي يمتصها المركز.
2- أنظمة التكييف الفعالة ستخفف من كلفة تبريد المبنى العالية في الحر الشديد.
3- الإنارة الفلورية، في كل طابق، ستحد أكثر من استهلاك الطاقة. إذًا، يُفترضُ بهذا المبنى أن يستهلك نصف الطاقة المستهلكة في ناطحات سحاب أخرى.
4- المسافات الفاصلة بين البيئة الخارجية والمساحات مكيفة الهواء كبيرة وذلك  للحد  من تسرب درجات الحرارة والاشعة الشمسية الى داخل المبنى.
5- تم عزل الأسطح بطبقات عميقة من الحصى لتوفير قدر أكبر من العزل الحراري لسطوح المبنى.
6- عمل مسطحات كبيرة من كاسرات الشمس لتوفير مساحات تظليل أكبر على المسطح الخارجي للبرجين.
7- نظم الصرف المزدوج الذي يفصل المياه الملوثة والنفايات، ويسمح  بإعادة تدوير المياه المستخلصة  في وقت لاحق.
8- استخدام التشجير بصورة  واسعة النطاق للحد من انبعاث CO2 وتوفير التظليل على مواقف السيارات.
9- استخدام الشرفات لتوفير مساحات تظليل على الاسطح الزجاجية.
10- تم استخدام الطاقة الشمسية في تشغيل الطرق وإضاءة الطرق المحيطة بالبرجين لتوفير الطاقة الكهربائية.

‍

‍

وأخيراً، إن كنت مهتماً بالتعرف على المزيد من المشاريع، لا تنسى الإطلاع على بقية المشاريع الموجودة في الموقع.