تُغيّر عروض LED المرنة الطريقة التي تبدو بها المباني من الخارج، حيث تحوّل الجدران الباهتة إلى أسطح قابلة للتغيير والتكيف. هذه الشاشات ليست مقيدة بشكل واحد مثل التلفزيونات العادية. بل إنها تنحني وتلتف حول مختلف الأشكال والمنحنيات، مما يجعلها تندمج بسلاسة مع الجدران الزجاجية المتموجة أو المباني ذات الأشكال غير التقليدية التي نراها أحيانًا. وقد بدأ عدد من المهندسين المعماريين المشهورين بالفعل باستخدام هذه التكنولوجيا، ما جعل مبانيهم تبدو مختلفة تمامًا خلال النهار عندما ينعكس ضوء الشمس عليها، مقارنةً بالليل حين تضيء بعروض ملونة. كما أن الأرقام تدعم هذا الواقع أيضًا. فتقرير حديث صادر عن معهد التصميم الحضري يُظهر أن 8 من أصل 10 مخططين حضريين يعتقدون أن هذه الأسطح القابلة للتكيف من لوحة LED ستكون سمة ضرورية في المدن مستقبلًا.
يمكن للأنظمة المرنة لتقنيات الإضاءة الصمامية (LED) اليوم قراءة البيانات البيئية فور حدوثها، وتعديل شدة إضاءتها على مدار اليوم والاستجابة لظروف الطقس المتغيرة. ما يثير الاهتمام حقًا هو أن هذه الألواح نفسها تقلل من اكتساب الحرارة الشمسية بنسبة تقارب 32%، وفي الوقت نفسه تعمل كلوحة عرض للعروض الثقافية بعد غروب الشمس. عندما يُثبت المهندسون المعماريون هذه الألواح المرنة من الإضاءة الصمامية على واجهات المباني، فإنهم في جوهرهم يخلقون أسطحًا ذكية تتواصل مع المدينة المحيطة بها. خلال فترات الذروة الصباحية والمسائية، تعرض هذه الألواح جداول المواصلات وتنبيهات المرور مباشرةً على جدران المباني. وفي الليل، تتحول إلى وضع إضاءة أكثر نعومة تُحدث أجواءً لطيفة دون إثقال كاهل المارّة. يجعل هذا المزيج من الوظائف العملية والجاذبية البصرية من المباني أكثر بكثير من مجرد هياكل ثابتة في المشاهد الحضرية الحديثة.
يُعد مشروع ذا كيرف في دبي مثالاً رائعاً على هذا التغيير، حيث يضم حوالي 18 ألف لوحة ليد مرنة تغطي سطحه المنحني الضخم الذي يبلغ طوله 210 أمتار. ما يجعله أكثر إثارة للاهتمام هو كيفية استجابة واجهة المبنى للأشخاص الذين يمرون بجانبه، حيث تتغير من إشارات اتجاهية بسيطة إلى عروض ترويجية كاملة للعلامات التجارية عندما يكون هناك ازدحام أكبر في حركة المشاة. كما أن أنظمة التحكم الذكية في الإضاءة تقلل من الوهج غير الضروري ليلاً، مع الحفاظ على ظهور معظم العرض بشكل واضح حتى تحت أشعة الشمس القوية. ويُعد هذا النهج خطوة متقدمة في تحديد معايير جديدة للمباني التكنولوجية الخضراء في المناطق التي تشهد درجات حرارة مرتفعة للغاية خلال النهار.
تشهد الهندسة المعمارية اتجاهًا نحو تصاميم أكثر سلاسة وعضوية في الوقت الراهن، وهنا بالتحديد تُبرز الشاشات المرنة LED تميزها الكبير مقارنةً بتلك الألواح التقليدية الجامدة التي لم تعد كافية بعد الآن. فعند ثني الألواح التقليدية بما يتجاوز نصف قطر يبلغ حوالي 3 أمتار، تبدأ بالتشقق أو إظهار تشوهات غريبة. أما الشاشات المرنة المصنوعة من تقنية الأغشية الرقيقة؟ فهي تنثني بسلاسة لتتلاءم مع أي شكل تحتاجه دون أي مشاكل. وقد عمل المهندسون على تطوير هذه التكنولوجيا لسنوات، حيث أنتجوا قواعد لـLED رقيقة تصل إلى 0.25 مم فقط، ويمكن لفها حول الأعمدة أو حتى تتبع هياكل لولبية مثل الواجهة الرائعة ذات الشكل الدائري في جوانجزو سيركل. والأكثر إثارة أن هذه الشاشات ما زالت قادرة على عرض صور حادة بدقة 4K مع مستويات سطوع جيدة تصل إلى حوالي 150 نيت.
عندما يلتقي التصنيع الرقمي بالنمذجة البارامترية، يحصل المهندسون المعماريون على حرية إبداعية لتصميم صفائف من مصابيح LED تُكوّن أنماطًا مربعة رائعة تتبع المنحنيات الجيوديسية. هذه التصاميم تمحو بشكل أساسي الخطوط الشبكية المزعجة التي نراها على الجدران المرئية التقليدية. تشير بعض الدراسات التي تتناول التحليل المتساوي الهندسة إلى أن هذه التقنيات تقلل من الوصلات المرئية بنسبة تصل إلى 75-80٪ في التركيبات ذات الانحناء المزدوج. والنتيجة؟ تظل الهياكل محافظة على قوتها مع الحفاظ في الوقت نفسه على صور بصرية متصلة حتى عند تطبيقها على هندسات سطحية معقدة للغاية.
تعتمد القدرة على الصمود مع مرور الوقت بشكل كبير على كيفية تعاملنا مع الإجهاد في تلك النقاط الحرجة المنحنية. يمكن للدوائر الكهربائية المصنوعة اليوم من مواد البولي إيميد أن تتحمل حوالي 200 ألف ثني قبل أن تبدأ أي وحدات البكسل في التدهور. عندما يُطابق المهندسون مرونة الشاشة (التي يقيسونها بوحدة ميجا باسكال-ثانية) مع حركة المباني نفسها، فإنهم يصلون إلى هذه التصاميم الهجينة. تعمل هذه الأنظمة بشكل جيد نسبيًا في التعامل مع مشكلات التمدد الحراري في الأماكن التي تشهد درجات حرارة متطرفة، كما أنها تتعامل أيضًا مع الحركات الأرضية في المناطق المعرضة للزلازل. وهذا يعني أن المنتجات تظل متينة مع الحفاظ على خصائصها المرنة دون تغيير.
أصبحت المباني لوحات تفاعلية بفضل شاشات LED المرنة التي تستجيب للأشخاص الذين يتحركون حولها. وعندما يلوح شخص ما أو يقوم بإيماءة بالقرب من هذه التركيبات، تُفعّل أجهزة استشعار الحركة رسومات متحركة ملونة عبر الأسطح، مما يحوّل شوارع المدينة إلى أماكن يرغب الناس فعليًا في التفاعل معها. والأرقام تدعم هذا الاستنتاج أيضًا - فبعض الدراسات تُظهر أن حركة المشاة تزداد بنسبة حوالي 35 بالمئة في المناطق التي تحتوي على هذا النوع من التركيبات، كما ذكرت شركة Urban Place Analytics العام الماضي. خذ على سبيل المثال المجمع المكتبي الجديد في دبي الذي يحتوي على ألواح مثلثة تغيّر مواقعها حسب عدد الأشخاص القريبين. ما يبدأ كمبنى عادي يصبح سريعًا شيئًا مميزًا عندما يستجيب البناء نفسه للأشخاص العابرين.
بدأت مدن أكثر في تركيب شاشات العرض المرنة هذه التي تشبه الستائر، وتُظهر معلومات بيئية لحظة حدوثها. يتم تحويل جودة الهواء، وكمية الطاقة التي تستهلكها المباني، وحتى الإشعاع الشمسي إلى أنماط ملونة على الجدران والواجهات، مما يساعد الناس على رؤية ما يحدث حولهم فعليًا. خذ دبي على سبيل المثال خلال موجات الحر القاسية. إن أحد الأبراج هناك يحوّل جداره الضخم المكوَّن من 25,000 قدم مربع من شاشات LED إلى عرض أزرق بارد عندما تنفجر درجات الحرارة. ما هو مثير للاهتمام أن هذا ليس مجرد عرض بصري جميل، بل يقوم المبنى أيضًا بخفض درجات حرارة السطح بنحو 14 درجة فهرنهايت بفضل أنظمة التظليل الذكية المدمجة مباشرة في التصميم. إنه حقًا يجمع بين المظهر الجذاب وتدابير الاستجابة العملية لتغير المناخ.
تُدمج أنظمة الإضاءة الحديثة الآن تعديلات ذكية في السطوع تقلل من إخراج الشاشة بنسبة حوالي 60٪ بعد منتصف الليل، مع الحفاظ على وضوح النصوص. تشير أحدث نتائج مجلس المدن الذكية لعام 2023 إلى هذه الأغشية المبتكرة من مصابيح LED التي تُستخدم مع تقنية الطاقة الشمسية، والتي تُنتج فعليًا حوالي 30٪ من طاقتها الذاتية من خلال الخلايا الشمسية الصغيرة المدمجة. وهناك جانب آخر أيضًا؛ فالباحثون يعملون على تطوير مواد قابلة للتحلل البيولوجي لتلك مشتتات العرض الفاخرة. وهذا أمر مهم لأننا نتحدث عن نحو 2.3 مليون طن تذهب إلى مكبات النفايات كل عام فقط من القطع المستخدمة في بناء الشاشات.
تُغيّر الشاشات المرنة الشفافة طريقة دمج المحتوى الرقمي مع زجاج المباني، حيث تسمح بمرور حوالي 78٪ من ضوء الشمس الطبيعي وفقًا لأحدث أبحاث الزجاج الذكي لعام 2024. تتيح هذه الشاشات للمباني الحفاظ على اتصالها بالضوء الطبيعي مع عرض صور متحركة مباشرة على النوافذ. فعلى سبيل المثال، قام المتجر الكبير في ميلانو بتغليف واجهته الزجاجية بالكامل باستخدام هذه الألواح الصمامية ثلاثية الأبعاد (360 درجة). والنتيجة؟ تطفو مقاطع الفيديو الخاصة بالمنتجات فوق المنتجات الحقيقية داخل نافذة العرض. حيلة رائعة فعلًا. وناجحة أيضًا، فقد ازداد عدد المارة بنسبة تقارب النصف خلال فترات المساء، وكل ذلك مع بقاء الرؤية واضحة لما يحدث داخل المتجر دون أي عوائق بصرية.
يسمح التصميم ذو الطبقتين للشاشات الشفافة المرنة — الذي يجمع بين صفائف الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LED) والزجاج القابل للتغيير من حيث الخصوصية — بالتحول الديناميكي بين الحالات الشفافة، والمملوءة بالضباب، والحالات المعتمة. وتُستخدم هذه الشاشات بشكل متزايد في:
تُمكّن ابتكاك حديث من مزوّد رائد شاشات شفافة منحنية من التكيّف مع الانحناءات المحدبة حتى 90°، مما يحقق دمجًا سلسًا لم يكن ممكنًا من قبل باستخدام الشاشات الصلبة. ويُشير استبيان التكنولوجيا المعمارية العالمي لعام 2023 إلى أن أكثر من 62% من المهندسين المعماريين يحددون حاليًا حلول الصمام الثنائي الباعث للضوء الشفافة للمشاريع التي تتطلب تحسين استغلال ضوء النهار والتفاعل الرقمي.
تُدمج أحدث تقنية للشاشات المرنة طبقات شمسية رفيعة بشكل لا يُصدق مباشرةً في الشاشة نفسها، ما يجعل المباني تعتمد على الطاقة الذاتية بشكل أساسي. يمكن لهذه الأنظمة المدمجة أن تنتج فعليًا حوالي 30 إلى ربما حتى 40 بالمئة من احتياجاتها التشغيلية من الطاقة، مع الحفاظ على سُمك ضئيل جدًا لا يتعدى 0.3 ملليمتر. قام باحثون في أوروبا باختبار نماذج أولية تعمل فيها الخلايا الشمسية العضوية جنبًا إلى جنب مع أضواء LED. وما يثير الإعجاب هو أن هذه الهجينات الجديدة تصل إلى سطوع يبلغ حوالي 8000 نِت، لكنها تستهلك نصف الطاقة بالمقارنة مع الشاشات التقليدية. وهذا يعني أن جدران المباني لم تعد تستهلك الكهرباء فحسب، بل أصبحت في الواقع تُولِّد الطاقة بنفسها، مما يغيّر تمامًا الطريقة التي نفكر بها حيال الأسطح المعمارية واستهلاك الطاقة.
المباني الذكية أصبحت ذكية جداً هذه الأيام بفضل تكنولوجيا التعلم الآلي التي تسمح لمناظرها الخارجية بتغيير ما يعرضونه اعتماداً على الأشياء التي تحدث حولها في ذلك الوقت. فكر في حالة الطقس، كم هو نظيف الهواء في الخارج، حتى عدد الناس الذين يمشون في أي لحظة معينة. ووفقاً لبعض الأبحاث الأخيرة من العام الماضي التي تدرس كيفية دمج المدن للتكنولوجيات الذكية، فإن المباني التي تقوم بجدولة عروضها باستخدام الذكاء الاصطناعي ترى ضعف قدر الاهتمام من المارة مقارنةً بالمنشآت التقليدية. بالإضافة إلى ذلك، كان هناك انخفاض ملحوظ في مشاكل تلوث الضوء غير المرغوب فيه أيضاً - في مكان ما حوالي 40 في المائة أقل من الشكاوى في الواقع. ما الذي يجعل كل هذا ممكناً؟ الحوسبة الحافة تلعب دوراً كبيراً هنا. بدلاً من انتظار إشارات من مراكز البيانات البعيدة، تقوم هذه الأنظمة بمعالجة المعلومات محلياً بحيث تحدث الاستجابات على الفور تقريباً عند الحاجة.
الشعبية المتزايدة للمباني المضيئة تعني أننا بحاجة إلى التفكير أكثر حول مدى استدامة هذه الهياكل في الواقع مع مرور الوقت. بعض طرق إعادة التدوير الجديدة يمكن أن تستعيد حوالي 90% من تلك المواد الأرضية النادرة القيمة من لوحات LED القديمة، ومن المثير للاهتمام، بعض برامج الاختبار تظهر أن هذه المواد المعاد تدويرها تكلف نفس تكلفة المواد الجديدة. أحدث طرق التصميم المكونة من وحدات تسمح باستبدال لوحة واحدة فقط في كل مرة بدلاً من استبدال مقاطع كاملة. هذا التغيير البسيط يزيد من مدة استمرارية أنظمة الإضاءة هذه، في بعض الأحيان يضاعف عمرها المفيد من حوالي 7 سنوات إلى ما يصل إلى 15 عامًا. ما هو أفضل هو أن كل هذه البدائل تحافظ على نفس المظهر في جميع أنحاء المبنى، لذلك لا أحد يلاحظ إذا كانت الأجزاء أحدث من غيرها. ماذا حصل؟ الأنظمة تعمل بشكل جيد لفترات أطول دون خلق الكثير من النفايات في العملية.
EN