تاثیر دیوارهای سبز شهری برکاهش دمای خرداقلیم‌ها و اثر جزیره گرمایی شهری

نوع مقاله: مقاله مروری

نویسندگان

1 استادیار گروه معماری، دانشگاه رجا، قزوین، ایران.

2 دانشیار گروه معماری، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

10.22034/jest.2017.11398

چکیده

زمینه و هدف: روند سریع توسعه شهرها بسیاری از فضاهای سبز را از بین برده و موجب بروز مشکلاتی از جمله جزیره گرمایی شهری شده است. برای بازگشت طبیعت به فضای شهری و برقراری دوباره چرخه متعادلی از پارامترهای اقلیمی، سطوح سبز می‌توانند نقش موثری را ایفا کنند. سطوح سبز با استفاده از اثر سایه اندازی، تبخیر و خنک‌کنندگی گیاهان ، می‌توانند موجب تعدیل شرایط دمایی شوند.
روش بررسی: مطالعه میدانی روش اصلی این پژوهش است که در آن از دستگاه دیتا لوگر استفاده شد که به صورت اتوماتیک اطلاعات مربوط به دمای هوا و رطوبت نسبی را ضبط می‌کرد. روش بررسی بدین ترتیب بود که در آن دو دیوار سبز شهری انتخاب شده و فواصل مشخصی از آن( به ترتیب فواصل 0، 5/0، 1، 2 متر) توسط دستگاه مذکور اندازه‌گیری شد.
یافته‌ها: طبق اندازه‌گیری‌های به دست آمده جداره‌های سبز مورد بررسی در فصل گرم دمای فضای اطراف خود را  به اندازه 63/0 و 1 درجه کاهش می‌دهند. در فصل سرد نیز دما به ترتیب میزان 43/2 و 76/1 درجه در نقاط چسبیده به دیوار بالاتر است.
بحث و نتیجه‌گیری: نتایج حاصل از این بررسی‌ها نشان داد که در فصول گرم، دمای اطراف دیوارهای سبز تا 1 درجه سانتیگراد خنک‌تر و در فصول سرد تا 3 درجه گرم‌تر است بنابراین فضاهایی با گیاه‌کاری های عمودی شرایط مناسبی را با کاهش دما در فصل گرم و افزایش دما در فصل سرد به‌وجود می‌آورند که می‌تواند محیط مطلوب‌تری را برای انسان‌ها در مقیاس خرد اطراف خود ایجاد نماید.

کلیدواژه‌ها


 

 

 

 

 

علوم و تکنولوژی محیط زیست، دوره نوزدهم،ویژه نامه شماره 5 ، تابستان1396

 

تاثیر دیوارهای سبز شهری برکاهش دمای خرداقلیم‌ها و اثر جزیره گرمایی شهری

 

مریم آزموده[1]*

m.azmudeh@gmail.com

شاهین حیدری[2]

تاریخ دریافت: 23/05/1394

تاریخ پذیرش:07/08/1394

 

چکیده

زمینه و هدف: روند سریع توسعه شهرها بسیاری از فضاهای سبز را از بین برده و موجب بروز مشکلاتی از جمله جزیره گرمایی شهری شده است. برای بازگشت طبیعت به فضای شهری و برقراری دوباره چرخه متعادلی از پارامترهای اقلیمی، سطوح سبز می‌توانند نقش موثری را ایفا کنند. سطوح سبز با استفاده از اثر سایه اندازی، تبخیر و خنک‌کنندگی گیاهان ، می‌توانند موجب تعدیل شرایط دمایی شوند.

روش بررسی: مطالعه میدانی روش اصلی این پژوهش است که در آن از دستگاه دیتا لوگر استفاده شد که به صورت اتوماتیک اطلاعات مربوط به دمای هوا و رطوبت نسبی را ضبط می‌کرد. روش بررسی بدین ترتیب بود که در آن دو دیوار سبز شهری انتخاب شده و فواصل مشخصی از آن( به ترتیب فواصل 0، 5/0، 1، 2 متر) توسط دستگاه مذکور اندازه‌گیری شد.

یافته‌ها: طبق اندازه‌گیری‌های به دست آمده جداره‌های سبز مورد بررسی در فصل گرم دمای فضای اطراف خود را  به اندازه 63/0 و 1 درجه کاهش می‌دهند. در فصل سرد نیز دما به ترتیب میزان 43/2 و 76/1 درجه در نقاط چسبیده به دیوار بالاتر است.

بحث و نتیجه‌گیری: نتایج حاصل از این بررسی‌ها نشان داد که در فصول گرم، دمای اطراف دیوارهای سبز تا 1 درجه سانتیگراد خنک‌تر و در فصول سرد تا 3 درجه گرم‌تر است بنابراین فضاهایی با گیاه‌کاری های عمودی شرایط مناسبی را با کاهش دما در فصل گرم و افزایش دما در فصل سرد به‌وجود می‌آورند که می‌تواند محیط مطلوب‌تری را برای انسان‌ها در مقیاس خرد اطراف خود ایجاد نماید.

واژه­های کلیدی: دیوار سبز، دمای شهر، جزیره گرمایی،  دیتالوگر.

 

 

 

 

 

 

J.Env. Sci. Tech., Vol 19, No.5, Summer 2017

 

 

 

 

 


Effect of Urban Green Walls on Reduction of Temperature in Microclimates and Urban Heat Island

 

Maryam Azmoodeh[3]*

m.azmudeh@gmail.com

Shahin Heidari[4]

 

Abstract

Background and Objective: The speedy process of urbanization is destroying urban green spaces and causing a lot of problems including urban heat island. To restore back the nature into the urban landscape and to set up a balanced cycle among the climate factors, green surfaces can be the key element to this transformation. For this purpose, vegetation can be very helpful through its cooling effect, evapotranspiration and shading.

Method: The main method used in this research is field study, in which, by a data logger, air temperature and relative humidity were recorded in certain points with definite distances from two green walls.

Findings: According to the measurements, green surfaces reduce the temperature of their surrounding area by 0.63 to 1.0 ˚C during warm seasons. Furthermore, during cold seasons, temperature of the areas where are covered with vegetation is higher by 2.43 to 1.76 ˚C.

Conclusion: The obtained results indicate that during warm seasons, temperature of green-wall surrounding area is cooler up to 1.0 ˚C and during cold seasons it is warmer up to 3.0 ˚C. Therefore, building vertical green structures creates an appropriate environment by reducing the temperature during warm seasons and increasing the temperature during cold seasons, and makes a proper microclimate at their surrounding area.

Keywords: Green walls, Temperature of city, Urban heat island, Data logger.

 

مقدمه

 

در ﻋﺼﺮ ﺣﺎﺿﺮ، ﺷﻬﺮﻧﺸﻴﻨﻲ روﻧﻖ زﻳﺎدی ﭘﻴﺪا ﻛـﺮده و ﻫﻤﻴﻦ اﻣﺮ ﺳﺒﺐ ﮔﺮدﻳﺪه اﺳﺖ ﺗﺎ ﻛـﺮه زﻣـﻴﻦ ﺗﺤـﺖ ﺗـﺄﺛﻴﺮ ﻣﺴﺎئل ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ، وﺿﻌﻴﺖ ﻃﺒﻴﻌﻲ ﺧﻮد را ﺗﺎ ﺣﺪ زﻳﺎدی از دﺳﺖ ﺑﺪﻫﺪ ﻛﻪ ﻳﻜـﻲ از ﭘﻴﺎﻣـﺪﻫﺎی آن اﻓـﺰاﻳﺶ دﻣﺎﺳﺖ. ﺑﺎ ﮔﺴﺘﺮش ﺷﻬﺮ و ﺷﻬﺮ ﺳﺎزی ﺑﻌﺪ از دﻫﻪ 1930 ﺑﻪ وﻳﮋه ﭘﺲ از ﺟﻨﮓ ﺟﻬﺎﻧﻲ دوم ﺗﻐﻴﻴـﺮات آب و ﻫـﻮاﻳﻲ ﻣﺤﻠﻲ در ﺷﻬﺮﻧﺸﻴﻨﻲ ﻇﺎﻫﺮ ﮔﺮدﻳﺪ(1) . با رشد مراکز شهری اکوسیستم‌های موجود در آن‌ها دچار تغییر و دگرگونی شده‌است. ﺗﻮﺳﻌﻪ ﺷﻬﺮﻧﺸﻴﻨﻲ و ﻓﻌﺎﻟﻴﺖﻫﺎی ﺻﻨﻌﺘﻲ در ﺷﻬﺮﻫﺎی ﺑﺰرگ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﺗﻐﻴﻴﺮات وﺳﻴﻌﻲ در ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ ﺳﻄﺢ زﻣﻴﻦ، اﻧﺮژیﮔﺮﻣﺎﻳﻲ آزاد ﺷﺪه، آﻟﻮدﮔﻲ ﻫﻮا، ﺗﻐﻴﻴﺮات دﻣﺎ و ﺳﺎﻳﺮ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی ﻫﻮاﺷﻨﺎﺧﺘﻲ شده و ﺟﺰﻳﺮه ﮔﺮﻣﺎﻳﻲ ﺷﻬﺮی را اﻳﺠﺎد ﻣﻲﻛﻨﺪ(2).

در طی فصل تابستان، در کنار فرآیند جذب پرتو فرابنفش و گسیل فروسرخ، در هر منطقه، سقف ساختمان‌ها، خیابان‌ها و سطوح تیره رنگ، گرما را دریافت و آن را به هوا گسیل می‌کنند. این پدیده باعث افزایش دمای مناطق مسکونی از ۲ تا ۱۵ درجه سانتیگراد شده و به‌نام پدیده جزیره گرمایی شناخته می‌شود. از آن‌جایی که انسان مشخصات طبیعی شهرها را در روند شهرسازی و گسترش آن تغییر می‌دهد، مستقیم و غیر مستقیم بر انرژی گرمایی که به لایه مرزی شهر وارد می‌شود اثر می‌گذارد. تاثیر نهایی این تغییرات بر اقلیم در مقیاس خرد یا محلی، مقیاس میانی و حتی مقیاس بزرگ چشمگیر و مشخص است. این تغییرات موجب می‌شوند که مناطق شهری از فضاهای حومه گرم‌تر شده و به اصطلاح شکل‌دهنده جزیره ای با دمای بالاتر در بستر محیطی خود باشد. این گرما نه تنها باعث افزایش مصرف انرژی برای خنک کردن ساختمان‌ها می‌شود، بلکه باعث ایجاد آلودگی در جو از جمله تولید گاز اوزن و افزایش ترکیبات زیان‌بار گوگردی و دیگر آلاینده‌های آسیب‌رسان در سطح زمین می‌شود(3).  به‌علاوه، این روند سریع توسعه شهرها بسیاری از فضاهای سبز را از بین برده و آنها را به بستری برای ساختمان‌های بتنی و سطوحی با ضریب بازتاب[5] پایین تبدیل کرده‌است(4). سطوحی که دارای ضریب بازتاب بالا هستند در مقایسه با سطوحی با ضریب بازتاب پایین، بخش بیشتری از تابش دریافتی خود را بازتاب و بخش اندکی از آن را جذب می‌کنند و در نتیجه محیط خنک‌تر با دمای پایین‌تری را به‌وجود می‌آورند(5). بنابراین محیط شهری تشکیل شده از سطوح با آلبدوی پایین، دمای بالاتری را متحمل می‌شود و  همین مساله باعث شده تا محیط شهری در مقایسه با روستاها با دمای بالاتری در طول تابستان مواجه شود(6).

ﺟﺰﺍﻳﺮ ﮔﺮﻣﺎﻳﻲ ﺩﺭ ﺗﻬﺮﺍﻥ

براساس گفته‌های رییس ستاد محیط زیست تهران «ﺍﺯ ﺳــﺎﻝ 1303 ﺗﺎ ﺳــﺎﻝ ﮔﺬﺷﺘــﻪ ﺣﺪﺍﻗﻞ ﺩﻣﺎﻯ ﺗﻬﺮﺍﻥ ﻣﻨﻔﻰ 15 ﺩﺭﺟﻪ ﺑﻮﺩﻩ ﺍﺳﺖ ﻛﻪ ﺑﻪ ﺩﻧﺒﺎﻝ ﺗﻐﻴﻴﺮﺍﺕ ﺁﺏ ﻭﻫﻮﺍﻳﻰ ﺍﻛﻨــﻮﻥ ﺑﻪ ﻣﻨﻔﻰ 5 ﺩﺭﺟــﻪ ﺭﺳﻴﺪﻩ ﺍﺳﺖ ﻭ ﺍﻳﻦ ﺑﻪ ﻣﻌﻨﺎﻯ ﺍﻓﺰﺍﻳﺶ ﺩﺭﺟﻪ ﺣﺮﺍﺭﺕ ﺷﻬﺮ ﺗﻬﺮﺍﻥ ﺍﺳﺖ ﻛﻪ ﻣﻮﺟﺐ ﻛﺎﻫﺶ ﻧﺰﻭﻻﺕ ﺷﺪﻩ ﻭ ﺩﻣــﺎ 2  ﺍﻟﻲ 3 ﺩﺭﺟﻪ ﺍﻓﺰﺍﻳﺶ ﻳﺎﻓﺘﻪ ﺍﺳﺖ.» . او هم‌چنین بیان کرده که «ﻣﻴﺪﺍﻥ ﻫﻔﺖ ﺗﻴﺮ، ﺍﻧﻘــﻼﺏ، ﺷﻮﺵ، ﺍﻃﺮﺍﻑ ﻗﻴﻄﺮﻳــﻪ ﻭ ﻣﻴﺪﺍﻥ ﺁﺯﺍﺩﻱ، ﻧﻘﺎﻁ ﺍﺣﺘﻤﺎﻟﻲ ﺍﻱ ﻫﺴﺘﻨﺪ ﻛﻪ ﺩﺭﺟﻪ ﺣﺮﺍﺭﺕ ﺩﺭ ﺁﻧﻬﺎ ﺍﺯ ﻧﻘﺎﻁ ﻫﻤﺠﻮﺍﺭﺷﺎﻥ ﺑﻴﺸﺘﺮ ﻣﻲ ﺷﻮﺩ.» ﺍﻭ ﺩﻟﻴﻞ ﺍﻳﻦ ﺍﺗﻔﺎﻕ ﺭﺍ ﺗﺮﺩﺩ ﺑﻴﺶ ﺍﺯ ﺣــﺪ ﺧﻮﺩﺭﻭﻫﺎ ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﻣﻨﺎﻃﻖ ﻣﻲ ﺩﺍﻧﺪ: «ﺗﺮﺍﻛﻢ ﻣﻨﺎﺑﻊ ﻣﺘﺤﺮﻙ ﻭ ﺛﺎﺑﺖ ﺷﻬﺮﻱ ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﻧﻘﺎﻁ ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺍﺯ ﺟﺎﻫﺎﻱ ﺩﻳﮕﺮ ﺷﻬﺮ ﺍﺳﺖ. ﺩﺭ ﺍﺛﺮ ﺍﻳﻦ ﺗﺮﺍﻛﻢ، ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﻣﻨﺎﺑﻊ ﺳﻮﺧﺘﻲ ﻓﺴﻴﻠﻲ ﻭ ﺩﺭ ﻧﻬﺎﻳﺖ ﺍﻧﺘﺸﺎﺭ ﻭﺳﻴﻊ ﮔﺎﺯﻫﺎﻱ ﮔﻠﺨﺎﻧﻪ ﺍﻱ ﻛﻪ ﻣﺎﻧﻊ ﺍﺯ ﺧﺮﻭﺝ ﺍﻣﻮﺍﺝ ﺧﻮﺭﺷﻴﺪﻱ ﺍﺯ ﺯﻣﻴﻦ ﻣﻲ ﺷﻮند، ﺍﻓﺰﺍﻳﺶ ﺩﺭﺟﻪ ﺣﺮﺍﺭﺕ ﺯﻣﻴﻦ ﺭﺍ ﺑﻪ ﺩﻧﺒﺎﻝ ﺩﺍﺭﻧﺪ.»(7).

در این‌جا گیاهان و سطوح سبز می‌توانند نقش موثری در کاهش اثرات این پدیده داشته باشند. درختان و گیاهان با ایجاد سایه و تبخیر موجب کاهش دمای هوا و سطوح ساختمان می‌شوند. سطوح دارای سایه می توانند 11 تا 25 درجه سانتیگراد خنک‌تر از سطوح بی‌سایه باشند. علاوه بر این، جذب آب از طریق ریشه گیاهان و انتشار آن از طریق برگ‌ها و نیز تبخیر آب از خاک اطراف گیاهان موجب کاهش گرما می‌شود. این پدیده به همراه سایه‌اندازی موجب پایین آمدن دمای حداکثر در تابستان به میزان 1 تا 5 درجه سانتیگراد می‌شود. اما لازم به ذکر است که اگرچه درختان می‌توانند برای کاهش موارد فوق  بسیار موثر باشند اما کاشت درختان در شهرهای پرجمعیت و متراکم همیشه به‌سادگی امکان‌پذیر نیستبنابراین راه‌حل دیگری برای تامین فضای سبز یاد‌شده می‌تواند پاسخ‌گوی نیازهای موردبحث باشد(8). لازم به‌ذکر است که اگرچه پارک ها دمای حومه خود را کم می کنند، ولی قادر به ایجاد تاثیرات حرارتی در فضاهایی با ساختمان های متمرکز – که مردم در آنجا زندگی و کار کرده و اغلب اوقات زندگی شهری خود را می گذرانند – نمی باشند. برای این منظور بهتر است که گیاه در فضای ساخته شده بافت شهری قرار گیرد.

سطوح سبز شامل نمای سبز و بام سبز در طول دو دهه گذشته به یکی از اجزای مهم در طراحی معماری تبدیل شده که به‌وجود آورنده جنبه‌های مثبت فیزیکی و بصری متعددی است. این سیستم‌ها با استفاده از پوشش‌های گیاهی روی سطح خود، علاوه بر کاهش آلودگی هوا، به‌دلیل بهبود عملکرد حرارتی جداره موجب کاهش میزان مصرف انرژی در داخل ساختمان نیز می‌شود. زیبایی، ایجاد زیست‌بومی برای گونه‌های مختلف جانداران، بهبود عملکرد آکوستیکی و بسیاری موارد دیگر از فواید این جداره‌هاست. جداره‌های سبز می‌تواند تامین‌کننده فضای سبز ذکر شده برای دست‌یابی به پایداری در فضاهای شهری باشند. در حقیقت سطوح سبز یکی از گزینه‌هایی است که با بهسازی وضع موجود سعی در پایدارسازی فضای شهری دارد.

هرچند دیوارهای سبز از قرن‌ها قبل در معماری وجود داشته اند اما نگاه به آن‌ها به‌عنوان یک راه حل تکنیکی برای کاهش مخاطرات زیست محیطی در عرصه شهری موضوعی تازه است که نیازمند انجام پژوهش‌های گسترده و عمیق در اقلیم‌های متفاوت است. مبحث تاثیر دیوارهای سبز بر آسایش شهری موضوعی جدید در مقیاس جهان است که به‌تازگی برخی تحقیقات درباره آن درحال انجام است. در مقیاس ایران این موضوع از اصالت بیشتری برخوردار است و به آن بسیار کم و سطحی پرداخته شده است. لازم به ذکر است که حتی در مقیاس جهانی نیز بیشتر تحقیقات انجام شده بر روی تاثیر این نوع از سطوح بر فضاهای داخل است و تاثیرات آن بر فضای شهری در مقیاس میکرواقلیم ها و ماکرواقلیم ها نیازمند مطالعات عمیق‌تر و انجام آزمایشات تجربی و بهره‌گیری از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری است.

دیوارهای سبز شهری و کاهش دمای شهری

سیستم سبز عمودی چیست؟

سیستم عمودی سبز که با نام باغ‌های عمودی نیز شناخته می‌شود یک لغت توصیفی است که به تمامی انواع دیوارهای گیاه‌کاری شده اشاره دارد(9). می‌توان این‌گونه بیان کرد که این نام  به سیستم‌هایی اطلاق می‌شود که گیاهان را به سازه‌های مهندسی و دیوارهای ساختمان الحاق می‌کنند یا به‌عبارتی نماهای سبز عمودی، دیوارهایی هستند که به طور کامل یا بخشی ازآن‌ها گیاه‌کاری شده است(10). این نماها عموما دارای گیاهان بالارونده‌ای هستند که برای پوشاندن سطح ساختمان در خاک زمین یا جعبه‌های مخصوص کاشته می‌شوند.گاهی اوقات برای رویش این گیاهان تیاز به اجرای سازه‌های نگهدارنده وجود دارد. نگهداری و مراقبت از این گیاهان برای بقا و رشد گیاه بایستی به طور دوره‌ای انجام شود(11).  اصطلاح دیوار زنده[6] شامل جعبه های مخصوص کاشت یا سازه‌های دیگر برای مهار کردن گیاهان هستند که بتواند در یک سیستم مدولار به دیوار الحاق شده و امکان رشد گیاهان بدون داشتن ریشه در سطح زمین را فراهم نماید(9).

دیوارهای سبز خارجی میزان بازتابش خورشید را در سطح کاهش می‌دهند و به همین دلیل بر جزیره گرمایی تاثیرگذاشته و کمک می‌کنند تا دمای شهر متعادل شود. سیستم امتیازدهی لید نیز تعویض سطوح ساختمانی مثل سقف‌ها، دیوارها و غیره با سطوح گیاهکاری شده مانند دیوارهای سبز با مصالحی با آلبدوی بالا برای کاهش انرژی تابش جذب شده را یک راه‌حل موثر در کاهش دما قلمداد می‌کند(12). درختان و گیاهان با ایجاد سایه و تبخیر موجب کاهش دمای هوا و سطوح ساختمان می شوند.

گیاهان می توانند جزیره گرمایی را مستقیما از طریق سایه اندازی روی سطوح جاذب گرما و همچنین خنک کنندگی تبخیری کاهش دهند.گیاهان با این قابلیت، توانایی کاهش دمای حداکثری ساختمان را با ایجاد سایه تا بیشتر از 50 درصد دارا  می‌باشند(13). علاوه بر این از طریق تبخیر، حجم وسیعی از تشعشعات خورشیدی به گرمای نهان تبدیل میشوند که دما را افزایش نمی‌دهد. نمایی که کاملا با گیاهان پوشیده شده باشد از تشعشعات متراکم خورشیدی در تابستان محافظت می‌شود و با پوشش برگ‌های خود می‌تواند 40 تا 80 درصد تابش دریافتی را بازتاب یا جذب نماید[7]. تحقیقات انجام شده در هنگ کونک نشان می‌دهد که اقلیم مرطوب این شهر، با استفاده از سیستم‌های عمودی سبز در حاشیه بزرگراه‌ها از کاهش 4/8 درجه ای دمای حداکثر خود بهره می‌برد(14). در ژاپن نیز آزمایش‌ها نشان داد که گیاه مو می‌تواند دمای یک تراس را در جبهه جنوب‌غربی ساختمان به‌میزان قابل‌توجهی کاهش دهد(15). در آفریقا هم دمای پشت پانل‌های گیاه‌کاری شده تا 6/2 درجه کم‌تر گزارش شد(16).  طی آزمایشی که در سنگاپور برای بررسی تاثیر دیوار سبز در تقلیل اثر جزیره گرمایی که با نرم افزار شبیه سازی STEVEمدل شده است مشخص شد در صورت وجود پوشش سبز در نما، افت ویژه ای در دمای حداقل منطقه دیده می شود، به طوری که در صورت پوشش100 % نما با دیوار سبز  دما 1 درجه سانتیگراد کاهش خواهد یافت(17). همه این نتایج نشان می‌دهد که فضاهایی با گیاه‌کاری های عمودی فراهم آورنده‌ی دمایی پایین‌تر از سطوح با مصالح بنایی که عمده دیوارهای شهری را تشکیل می‌دهند، هستند.

این پژوهش براساس این سوال کلی شکل گرفته است که "آیا نماهای سبز در تهران می توانند بهبود دهنده میزان پایداری در فضاهای شهری از طریق کاهش دما و در نتیجه کاهش اثر جزیره گرمایی باشند" و اگر پاسخ این سوال آری است این امر چگونه و به چه میزانی رخ می دهد. با توجه به پرسش یاد شده، فرضیه اصلی این پژوهش در قالب جمله زیر قابل بیان است: دیوارهای سبز در فضای شهری در بهبود پایداری شهری از طریق کاهش دمای محیط نقش قابل‌توجهی دارند. بر اساس فرضیه مطرح شده،  این پژوهش برآن‌است تا میزان کاهش دمای خرداقلیم‌ها در سطح شهر توسط دیوارهای سبز را با اندازه‌گیری دما در فواصل مشخصی از نمونه‌هایی از جداره‌های سبز عمودی به انجام رساند. بدین ترتیب با انجام آزمایشات پیش رو، مشخص می‏شود که آیا می‏توان دیوارهای سبز را یه‏عنوان راه‏حلی برای کاهش دمای خرداقلیم‌ها و درنتیجه کاهش جزیره گرمایی شهری به‏شمار آورد یا خیر.

روش بررسی

مطالعه میدانی و بررسی نمونه موردی روش اصلی این پژوهش است که در آن از دستگاه دیتا لوگر (هوگ-550) استفاده شد که به صورت اتوماتیک اطلاعات مربوط به دمای هوا و رطوبت نسبی را منظم و با فاصله 30 ثانیه ضبط می‌کرد. روش بررسی بدین ترتیب بود که در آن دو دیوار سبز شهری انتخاب شده و فواصل مشخصی از آن( به ترتیب فواصل 0، 5/0، 1، 2 متر) توسط دستگاه مذکور اندازه‌گیری شد. لازم به ذکر است که دیوارهای انتخاب شده در مناطق مرکزی تهران که احتمال بروز جزیره گرمایی در آن بیش‌تر است انتخاب شدند. یکی از دیوارها در محدوده خیابان انقلاب، حوالی میدان فردوسی و دیگری در خیابان سی تیر مقابل ساختمان موزه ایران باستان واقع شده است. اندازه‌گیری‌ها در هر دو فصل گرم و سرد انجام شد تا اطلاعات جامع‌تری را در اختیار قرار دهد.

لازم به ذکر است که در انتخاب این دو دیوار دقت شده تا فضای پشت دیوار سبز خالی باشد تا پارامترهای موردنظر با دقت بیشتری و بدون تاثیر پارامترهای دیگر از جمله تاثیر دمای داخل بر دیوار ، مورد بررسی قرار گیرند.

 

 

شکل 1- دستگاه دیتالوگر مورد استفاده ماخد: نگارندگان

Figure 1-Data Logger Device

 


یافته‌ها

 

همان‌‌گونه که پیش‌ترذکر شد در این پژوهش دو نمونه موردی برای انجام مطالعات میدانی انتخاب و بررسی‌ها و اندازه‌گیری‌ها بر روی آن‌ها انجام گرفته‌است. یافته‌های حاصل از بررسی‌ها به شرح زیر است:

نمونه موردی اول : خیابان سی تیر

در حاشیه خیابان سی تیر بعد از تقاطع این خیابان با خیابان امام خمینی، دیوار سبزی نصب شده که با طول زیاد، بخش وسیعی از این خیابان را منظری متفاوت بخشیده است. سیستم استفاده شده در این دیوار، دیوار سبز به روش دیوار زنده است و گیاه به کار رفته در آن ناز ژاپنی است که گیاهی گوشتی است با با برگ‌های سبز براق به‌طول 2/5 سانتیمتر که روی ساقه‌های سست به‌طول حدود 60 سانتیمتر رشد می‌کند و گل‌های قرمز ارغوانی در بهار و تابستان ظاهر می‌شود.

 

 

 

شکل2 - موقعیت مکانی نمونه اول

Figure 2-The Location of First Case Study

 

شکل 3- دیوار سبز خیابان سی ام تیر ماخد:نگارندگان

Figure 3-The Green Wall of 30-e-Tir Street

 

همان‌گونه که پیش‌تر ذکر شد برای اندازه‌گیری دما از از دستگاه دیتا لوگر (هوگ-550) استفاده شد که به صورت اتوماتیک اطلاعات مربوط به دمای هوا و رطوبت نسبی را منظم و با فاصله 30 ثانیه ضبط می‌کرد. روش بررسی بدین ترتیب بود که فواصل مشخصی از دیوار به ترتیب فواصل 0، 5/0، 1 و 2 متر توسط دستگاه مذکور اندازه گیری شد. نتایج به دست آمده بر طبق نمودار زیر قابل بیان است:

 

شکل4-فواصل مشخص شده از دیوار سبز

Figure 4-Certain Points from Green Wall

 

 


نمودار1- تغییرات دما در نمونه اول در فصل تابستانماخد:نگارندگان

Chart 1-Temperature Variation in summer

 

 

نمودار2-تغییرات دما در نمونه اول در فصل زمستان ماخد:نگارندگان

Chart 2-Temperature Variation in winter

 

 

نمونه موردی دوم: خیابان شهید موسوی

دومین نمونه مورد بررسی دیوار سبزی در خیابان شهید موسوی، حد فاصل خیابان انقلاب و خیابان سمیه است. این دیوار از نوع سنتی بوده و گیاه مورد استفاده در  آن پاپیتال است.

 

 

شکل5- موقعیت مکانی نمونه دوم

Figure 5-The Location of Second Case Study

 

 

در اینجا نیز مانند نمونه‌ی پیشین نقاط مشخصی با فواصل معین از دیوار تعیین گردید و دمای نقاط فوق با استفاده از دستگاه دیتا لوگر (هوگ-550) اندازه‌گیری شد. روش بررسی بدین ترتیب بود که فواصل مشخصی از دیوار به ترتیب فواصل 0، 5/0، 1 و 2 متر توسط دستگاه مذکور اندازه گیری شد. نتایج به دست آمده بر طبق نمودار زیر قابل بیان است:

 

 

 

 

نمودار 1-تغییرات دما در نمونه دوم در فصل تابستان ماخد:نگارندگان

Chart 3-Temperature Variation in summer

 

نمودار 4-تغییرات دما در نمونه دوم در فصل زمستان ماخد:نگارندگان

Chart 4-Temperature Variation in winter


بحث و نتیجه گیری

 

نتایج به‌دست آمده از بررسی مطالعات میدانی نشان می‌دهد که جداره‌های سبز تاثیرات قابل ملاحظه‌ای را در کاهش دمای محیط اطراف خود ایجاد می‌کنند. همان‌گونه که در اندازه‌گیری‌ها به دست آمده است هر دو جداره سبز مورد بررسی در فصل گرم دمای فضای اطراف خود را  به اندازه 63/0 تا 1 درجه کاهش می‌دهند. این کاهش دما در فاصله‌ی نیم متری از دیوار حداکثر مقدار خود را داشته است. به‌طوری که در نمونه اول دمای نقطه چسبیده به دیوار 63/0 درجه کمتر از دمای نقطه ای در فاصله 2 متری از دیوار است و در نمونه دوم این میزان به 1 درجه می‌رسد. همان‌گونه که از نمودارها برمی‌آید با فاصله گرفتن از دیوار دمای هوا نیز افزایش می‌یابد.

در ادامه و در بررسی جداره‌ها در فصول سرد نیز دیوارهای سبز نقش مثبتی در بهبود شرایط اقلیمی در مقیاس خرد ایجاد می‌کنند و با ایجاد یک لایه از هوا بین فضای برگها، دمای بالاتری را نسبت به اطراف خود یه‌وجود می‌آورند. در نمونه اول دما به میزان 43/2 درجه و در نمونه دوم به میزان 76/1 درجه در نقاط چسبیده به دیوار بالاتر است و این اعداد موید تاثیر مثبت دیوارهای سبز در فراهم کردن شرایط آسایش حرارتی در فصول سرد است. همان‌گونه که در نمودارهای 2 و 4 نیز دیده می‌شود با فاصله گرفتن از دیوار سبز در فصل سرد، دما با شیب ملایمی کاهش یافته و به دمای میانگین شهر، نزدیک می‌شود.

این نتایج نشان می‌دهد که فضاهایی با گیاه‌کاری های عمودی شرایط مناسبی را با کاهش دما در فصل گرم و افزایش دما در فصل سرد به‌وجود می‌آورند که می‌تواند محیط مطلوب‌تری را برای انسان‌ها در مقیاس خرد اطراف خود ایجاد نماید . زمانی که طراحی فضای شهری در مقیاس میکرواقلیم ها منطبق بر انگاره‌های پایداری باشد، آسایش افراد پیاده ارتقا می‌یابد و ساکنان تمایل بیشتری به حضور در سطح شهر و فعالیت‌های بیرون از خانه پیدا می‌کنند. این مساله علاوه بر اَبعاد اجتماعی‌اش از جمله ایجاد سرزندگی، امنیت و رونق اقتصادی، از دیدگاه انرژی نیز موجب کاهش ساعات حضور افراد در خانه‌ها و به تبعِ آن، کاهش مصرف انرژی و همچنین کاهش استفاده از وسایل نقلیه‌ی شخصی می‌شود. کیفیت زندگی میلیون‌ها انسانی که هم‌اکنون در شهرها زندگی می‌کنند با شناخت عوامل موثر بر میکرواقلیم های شهری و طراحی محیط مصنوعِ پاسخگو به این عوامل، می‌تواند ارتقا یابد. علاوه براین با بهره‌گیری از سطوح سبز در مقیاس‌های وسیع و در نقاط متعددی از شهر، می‌توان این امید را داشت که تاثیرات مطرح شده در مقیاس‌های کلان نیز مطرح شوند.

در تحقیقات آینده می‌توان به بررسی پارامترهای مختلف این جداره‌ها از جمله نوع گیاه، جهت دیوارها، سیستم مورد استفاده و سایر موارد برای دستیابی به شرایط حرارتی بهینه تر پرداخت. همچنین با بهره‌گیری از تکنیک‌های شبیه‌سازی کامپیوتری، مقایسه بین انواع مختلف نماهای سبز از لحاظ ابعاد، نوع گیاه و محل قرارگیری، نتایج گسترده‌تری قابل‌حصول خواهد بود.

نمای سبز به عنوان یک عنصر پایدار یکی از راه حل هایی است که موجب کاهش مصرف انرژی، کاهش هزینه های مصرفی و ایجاد زیبایی طبیعی، بهبود کیفیت آب و هوا و  کاهش اثر جزیره گرمایی می شود. فن‏آوری نمای سبز در مسیر پیشرفت بوده و هر روز پروژه های نوین و متفاوتی در این زمینه توسط طراحان اجرا می شود. تکنیک‌های نصب و ساخت همچنان در مسیر ترقی بوده و طراحی های نوآورانه منجر به پیشرفت این نماها می‌شوند. این در حالی است که در کشور ما، هنوز از پتانسیل چنین نماهایی در مقیاس گسترده استفاده نشده و به عنوان یک جز استاندارد در ساختمان‌ها پذیرفته نیست. بنابراین لازمست تا تحقیقات بیشتری برای ارتقاء کیفیت معماری در جهت حفظ و حراست از محیط زیست انجام پذیرفته و از قابلیت‌های آن در ایجاد یک معماری پایدار بهره‌برداری شود. امید است انجام پژوهش‌هایی ازین دست، راه‌گشای معماران و طراحان علاقمند به موضوعات زیست محیطی باشد.

منابع

1-      ﺑﺤﺮﻳﻨـــﻲ، اﺣﻤـــﺪ؛ زﻧـــﺪﻧﻴﺎﭘﻮر، ﺣﺴـــﻴﻦ؛ 1371، ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت ﻫﻮاﺷﻨﺎﺳﻲ آﻟﻮدﮔﻲ ﻫﻮا و ﻛﺎرﺑﺮد آن در ﻃﺮاﺣـﻲﺷﻬﺮی ﺗﻬﺮان ، ﻃﺮح ﺗﺤﻘﻴﻘﺎﺗﻲ، ص 83.

2-   رﻧﺠﺒــﺮ ﺳــﻌﺎدت آﺑــﺎدی،1384 ؛ ﻋﺒــﺎس، آزادی،ﻣﺠﻴﺪی، ﻋﻠﻲ اﻛﺒﺮی ﺑﻴﺪﺧﺘﻲ، ﻋﺒﺎﺳﻌﻠﻲ و ﺻﺎدﻗﻲ ﺣﺴﻴﻨﻲ،ﺳﻴﺪ ﻋﻠﻴﺮﺿﺎ؛ ﻣﻄﺎﻟﻌـﻪ ﻣـﻮردی ﺟﺰﻳـﺮه ﮔﺮﻣـﺎﻳﻲ ﺗﻬـﺮان وﺷﺒﻴﻪﺳﺎزی ﻋﻤﻮﻣﻲ آن. ﻣﺠﻠﻪ ﻓﻴﺰﻳﻚ زﻣـﻴﻦ و ﻓﻀـﺎ  . ﺟﻠـﺪ  78.-63 ص ؛1  ﺷﻤﺎره 31.

3-      سپهری، ج، ز زارعی،1391. ، آشنایی با پدیده جزیره گرمایی در شهرها و راهکارهای پیشگیری از آن، مجله الکترونیکی ویستا.

4-      Wong NH, et al, 2010, Thermal evaluation of vertical greenery systems for building walls, Building and Environment 45, pp 663-672.

5-      Taha, H,  D. Sailor and H. Akbari, 1992, High albedo materials for reducing cooling energy use, Lawrence Berkeley Lab. Rep. 31721 IJC-350,Berkeley, CA.

6-      M.Cotts, Andrew. et al, 21013, Assessing practical measures to reduce urban heat: Green and cool roofs, Building and Environment 70, pp 266-276.

7-      روزنامه قانون جامعه ﺳﺎﻝ ﺩﻭﻡ، ﺷﻤﺎﺭﻩ 16، 521ﺻﻔﺤﻪ، ﭼﻬﺎﺭﺷﻨﺒﻪ 30 ﺍﺭﺩﻳﺒﻬﺸﺖ  1394.

8-      Yang, J, Yu, Q, Gong P, 2008.Quntifying air pollution removal by green roofs in Chicage. Atmospheric Environment 42 (2008) 7266–7273.

9-      Mir.m.a, 2011, green facades and building structures, master thesis, delft university of technology.

10-  Yu-Peng Ye, 2010, Green wall: the creative solution in response to urban heat island effect, national Chung-Hsing University.

11-  Koehler, M., 2008, Green facades-a view back and some visions. Urban Ecosystems, 11(4): p. 423-436 (GreenRoofs, 2008: 28).

12-  Dunnett, N & Kingsbury, c. 2008, Planting Green Roofs and Living Walls, Revised and Updated Edition, Timber Press, Portland, Oregon

13-  Alexandri E, Jones P. 2008, Temperature decreases in an urban canyon due to green walls and green roofs in diverse climates. Building and Environment 43:480–93.

14-  Hoyano A.1988, Climatological uses of plants for solar control on the effects on the thermal environment of a building. Energy and Buildings 11:181–9.

15-   Holm D.1989, Thermal improvement by means of leaf cover on external walls – a simulation model. Energy and Buildings 14(1):19–30.

16-  Wong H, N. Yong Kwang Tan, A. Yok Tan, P. Chung Wong, N.2009. "Energy simulation of vertical greenery systems" Journal of Energy and buildings 41 , 1401‐1408.

 

 

 

 


 



1*-  (مسوول مکاتبات): استادیار گروه معماری، دانشگاه رجا، قزوین، ایران.

2- دانشیار گروه معماری، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

1- Assistant Professor, Architecture Faculty, Raja University, Qazvin, Iran. * (Corresponding Author)

2- Associate Professor, Architecture Faculty, University of Tehran, Tehran, Iran.

[5]- Albedo

[6]- Living Wall System(LWS)

[7]-Climate booklet for urban development. Ministry of Economy Baden-Wu¨ rttemberg in Cooperation with Environmental Protection Department of Stuttgart; 2008.

1-      ﺑﺤﺮﻳﻨـــﻲ، اﺣﻤـــﺪ؛ زﻧـــﺪﻧﻴﺎﭘﻮر، ﺣﺴـــﻴﻦ؛ 1371، ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت ﻫﻮاﺷﻨﺎﺳﻲ آﻟﻮدﮔﻲ ﻫﻮا و ﻛﺎرﺑﺮد آن در ﻃﺮاﺣـﻲﺷﻬﺮی ﺗﻬﺮان ، ﻃﺮح ﺗﺤﻘﻴﻘﺎﺗﻲ، ص 83.

2-   رﻧﺠﺒــﺮ ﺳــﻌﺎدت آﺑــﺎدی،1384 ؛ ﻋﺒــﺎس، آزادی،ﻣﺠﻴﺪی، ﻋﻠﻲ اﻛﺒﺮی ﺑﻴﺪﺧﺘﻲ، ﻋﺒﺎﺳﻌﻠﻲ و ﺻﺎدﻗﻲ ﺣﺴﻴﻨﻲ،ﺳﻴﺪ ﻋﻠﻴﺮﺿﺎ؛ ﻣﻄﺎﻟﻌـﻪ ﻣـﻮردی ﺟﺰﻳـﺮه ﮔﺮﻣـﺎﻳﻲ ﺗﻬـﺮان وﺷﺒﻴﻪﺳﺎزی ﻋﻤﻮﻣﻲ آن. ﻣﺠﻠﻪ ﻓﻴﺰﻳﻚ زﻣـﻴﻦ و ﻓﻀـﺎ  . ﺟﻠـﺪ  78.-63 ص ؛1  ﺷﻤﺎره 31.

3-      سپهری، ج، ز زارعی،1391. ، آشنایی با پدیده جزیره گرمایی در شهرها و راهکارهای پیشگیری از آن، مجله الکترونیکی ویستا.

4-      Wong NH, et al, 2010, Thermal evaluation of vertical greenery systems for building walls, Building and Environment 45, pp 663-672.

5-      Taha, H,  D. Sailor and H. Akbari, 1992, High albedo materials for reducing cooling energy use, Lawrence Berkeley Lab. Rep. 31721 IJC-350,Berkeley, CA.

6-      M.Cotts, Andrew. et al, 21013, Assessing practical measures to reduce urban heat: Green and cool roofs, Building and Environment 70, pp 266-276.

7-      روزنامه قانون جامعه ﺳﺎﻝ ﺩﻭﻡ، ﺷﻤﺎﺭﻩ 16، 521ﺻﻔﺤﻪ، ﭼﻬﺎﺭﺷﻨﺒﻪ 30 ﺍﺭﺩﻳﺒﻬﺸﺖ  1394.

8-      Yang, J, Yu, Q, Gong P, 2008.Quntifying air pollution removal by green roofs in Chicage. Atmospheric Environment 42 (2008) 7266–7273.

9-      Mir.m.a, 2011, green facades and building structures, master thesis, delft university of technology.

10-  Yu-Peng Ye, 2010, Green wall: the creative solution in response to urban heat island effect, national Chung-Hsing University.

11-  Koehler, M., 2008, Green facades-a view back and some visions. Urban Ecosystems, 11(4): p. 423-436 (GreenRoofs, 2008: 28).

12-  Dunnett, N & Kingsbury, c. 2008, Planting Green Roofs and Living Walls, Revised and Updated Edition, Timber Press, Portland, Oregon

13-  Alexandri E, Jones P. 2008, Temperature decreases in an urban canyon due to green walls and green roofs in diverse climates. Building and Environment 43:480–93.

14-  Hoyano A.1988, Climatological uses of plants for solar control on the effects on the thermal environment of a building. Energy and Buildings 11:181–9.

15-   Holm D.1989, Thermal improvement by means of leaf cover on external walls – a simulation model. Energy and Buildings 14(1):19–30.

16-  Wong H, N. Yong Kwang Tan, A. Yok Tan, P. Chung Wong, N.2009. "Energy simulation of vertical greenery systems" Journal of Energy and buildings 41 , 1401‐1408.