مقاله: مروری بر مبانی معماری پایدار شهری و تاثیر بلند مرتبه سازی بر وضعیت آلودگی هوای شهرها

فایل زیر شامل

۱- عدد فایل ورد(قابل ویرایش+ و تایپ کامل فرمول ها) مقاله به همراه فایل پی دی اف به تعداد ۱۶ صفحه است

عنوان

مروری بر مبانی معماری پایدار شهری و تاثیر بلند مرتبه سازی بر وضعیت آلودگی هوای شهرها

 

محمد شکوهیان۱,[۱]، نیما عمرانی۲، حمیدرضا خسروپور۳

۱- دانشیار گروه مهندسی عمران، دانشگاه فردوسی مشهد؛ mshokouhian@um.ac.ir

۲- دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران مهندسی محیط زیست، دانشگاه فردوسی مشهد؛ emrani_nima@yahoo.com

۳- دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران مهندسی محیط زیست، دانشگاه فردوسی مشهد؛ hamidreza.khosropoor1993@gmail.com

 

خلاصه

توجه به آلودگی هوا در کلان شهرها با توجه به اثرات اقتصادی، اجتماعی و سلامتی آن به دغدغه اصلی مدیران شهری بدل گشته است. از جمله عوامل طبیعی و غیرطبیعی اثرگذار بر نحوه انتشار آلودگی نیز به شرایط جوی-اقلیمی و معماری شهری می توان اشاره داشت. عناصر کلیدی در معماری شهری مشتمل بر کاربری، بافت شهری، تراکم ساختمانی، ارتفاع ساختمان ها، عرض معبر، دره های شهری، جنس سطوح و درجه بازتاب آنها، نسبت فضای سبز و میزان حضور بام ها و دیوارهای سبز است. بررسی های انجام شده بر اثرگذاری ساختمان های بلند مرتبه بر میزان آلودگی هوا، به طور عمده گویای تاثیر منفی افزایش ارتفاع ساختمان ها و همچنین یکنواختی ارتفاع ساختمان بر تمرکز زدایی از آلودگی هواست. احداث بناهای بلند با افزایش تمرکز جمعیتی محلی موجبات بروز مشکلات مدیریتی فراوانی در حوزه ترافیک، تامین آب، برق و گاز و جمع آوری فاضلاب می گردد. مطالعات انجام گرفته در رابطه با اثرگذاری بلند مرتبه سازی بر آلودگی هوا، غالبا گویای تاثیر منفی این المان های شهری بر میزان تهویه ی هوای دره های شهری می باشد. همچنین یکنواختی ارتفاع ساختمان های بلند مرتبه در مجاورت یکدیگر این موضوع را به طور چشمگیری تشدید می نماید. نتایج مطالعات گسترده انجام گرفته در این حوزه به طور خلاصه گویای وابستگی بالای میزان آلودگی هوا در سطح خیابان-عابر پیاده به برخی پارامترهای مورفولوژیک بافت شهری شامل چگالی حجمی ساختمانی (Building Volume Density)، نسبت پوشش ساختمانی (Building Coverage Ratio)، شاخص فضای پیشانی سطح (Podium Layer Frontal Area Index)، توزیع ارتفاع ساختمان ها (Building Height Variability)، فاصله تا راه اصلی و انحراف معیار و میانگین تعداد طبقات ساختمان می باشد.

 

کلمات کليدي: معماری شهری، توسعه پایدار، بلند مرتبه سازی، آلودگی هوا، جزایر گرمایی، دره شهری.

 

 مقدمه

توجه به آلودگی هوا در کلان شهرها با توجه به اثرات اقتصادی، اجتماعی و سلامتی آن به دغدغه اصلی مدیران شهری بدل گشته است. آمار جهانی نشان می دهد که ۵۰ تا ۶۰% از جمعیت جهان ساکن شهرها هستند. در این میان جمعیت شهرنشین در دنیا از ۱۶۰ میلیون به ۳ میلیارد نفر در ۱۰۰ سال گذشته افرایش یافته و تخمین زده می شود تا سال ۲۰۵۰ این جمعیت به ۵ میلیارد نفر خواهد رسید. افزایش جمعیت شهرها به معنی جایگزین کردن طبیعت با زمین های مسکونی، تغییر شکل و رشد شهرهاست که تغییرات مهمی در تعادل تابشی و افزایش مصرف انرژی و میزان آلودگی هوا را به دنبال دارد. برای تایید این موضوع نیازی به ارائه سند و مدرک نیست؛ چرا که در ایران شهر تهران به سمبل آلودگی هوا در ایران بدل گشته است؛ البته در این مقال بیشتر مدنظر آلودگی هوا ناشی از فعالیت های انسانی و زندگی شهری است و آلودگی ذرات جنوب غرب کشور که غالبا منشاء طبیعی دارد، موضوع بحث نیست.

مسائل زیست محیطی که آلودگی هوا زیر شاخه آن بحساب می آید، غالبا منشایی تلفیقی داشته و بر هم کنش چندین عامل بصورت تجمعی آن را باعث می شود. بدین ترتیب در حل معضلات زیست محیطی نیز بایستی رویکردی چندجانبه داشت. این رویکرد غالبا شامل جنبه های مختلفی شامل قانون گذاری، حذف منابع آلودگی و راهکارهای تصفیه ای به صورت همزمان است. با این هدف بایستی در گام اول به شناسایی منابع آلودگی و عوامل اثرگذار بر حضور و تشدید آن پرداخت. منابع ایجاد آلودگی در کلان شهرها به ترتیب اهمیت شامل صنایع و نیروگاه ها، وسایل حمل و نقل و مصارف شهری انرژی می باشد. از جمله عوامل طبیعی و غیرطبیعی اثرگذار بر نحوه انتشار آلودگی نیز به شرایط جوی-اقلیمی و معماری شهری می توان اشاره داشت. عناصر کلیدی در معماری شهری مشتمل بر کاربری، بافت شهری، تراکم ساختمانی، ارتفاع ساختمان ها، عرض معبر، دره های شهری، جنس سطوح و درجه بازتاب آنها، نسبت فضای سبز و میزان حضور بام ها و دیوارهای سبز است [۱].

امروزه مسایلی از قبیل افزایش جمعیت، کمبود مسکن و کمبود زمین از یکسو و جلوگیري از گسترش بی رویه شهرها براي استفاده بهینه از زمین هاي شهري و رفع مشکلات و معضلات ظاهر، فضا و مسایل زیست محیطی سبب شده است که بلندمرتبه سازي و الگوي شهر فشرده در راستای توسعه پایدار شهري به شدت مورد توجه قرارگیرد [۲]. از آنجا که ذهن بشر غالبا ناتوان از پیش بینی برخی اثرات متعاقب اعمال خود می باشد، معمولا پس از ایجاد هر گونه تغییر و اضافه کردن عنصری جدید به فضای طبیعی، به دست و پنجه نرم کردن با اثرات آن می پردازد. در رابطه با بلند مرتبه سازی نیز این فرآیند به وقوع پیوست و بشر با گذشت زمان، به مرور با اثرات سوء مدیریتی، اقتصادی، اجتماعی، فرهنگی و زیست محیطی این پدیده شهری برخورد نمود. احداث بناهای بلند با افزایش تمرکز جمعیتی محلی موجبات بروز مشکلات مدیریتی فراوانی در حوزه ترافیک، تامین آب، برق و گاز و جمع آوری فاضلاب می گردد. در رابطه با اثرات اجتماعی-فرهنگی این پدیده شهری نیز تحقیقات بسیار گسترده ای صورت گرفته است. در بعد مسائل زیست محیطی نیز کلیدی ترین نقش بلندمرتبه سازی، اثرات آن بر شرایط جوی-اقلیمی و وضعیت آلودگی هوای شهری است [۳].

به دنبال افزایش شهرنشینی و عدم گسترش همگام مرز شهرها، بافت متراکم شهری ایجاد شده و شدت فعالیت انسانی از جمله ترافیک وسایل نقلیه و انرژی صرف شده برای سرمایش وگرمایش افزایش یافته است. همه ی این موارد سبب آن شده است که دمای هوای مناطق شهری متراکم بالاتر از حومه ی شهر باشد. به بالاتر بودن دمای محیط شهری نسبت به حومه شهرها، پدیده جزیره گرمایی(حرارتی) گفته می شود. جزیره گرمایی می تواند اثر جدی در بالا رفتن مصرف انرژی در شهرها و تاثیر منفی در آسایش و سلامت در سکونتگاه های شهری داشته باشد. چرا که افزایش تقاضای انرژی، با توجه به مصرف منابع فسیلی بیشتر در این مورد، سبب افزایش نهایی دمای هوا شهر و ایجاد تنش های گرمایی در محیط شده که عامل ایجاد عدم آسایش و در نتیجه کاهش کارایی ذهنی، جسمی و فیزیولوزیک و همچنین تغییرات رفتاری می گردد [۴].

پارامترهای مهم در ایجاد جزیره گرمایی شامل پارامترهای اقلیمی (مثل سرعت و جهت باد، درصد رطوبت و پوشش ابر) و شاخص های انسانی تاثیر گذار در شکل شهر (مانند ارتفاع ساختمان، نسبت منظر، ضریب دید آسمان، مصالح ساختمانی و هندسه شهری) می باشند. تعدادی از عواملی که موجب جزیره گرمایی می شوند موارد زیر را در بر می گیرند [۵]:

  • به دام افتادن امواج بلند و کوتاه بین ساختمان ها
  • کاهش بازتاب امواج بلند بازتابی به آسمان به دلیل کاهش ضریب دید آسمان
  • افزایش گرمایی محسوس و نهان در محیط
  • افزایش گرمای حاصل از مصرف سوخت انسانی
  • فقدان سبزینگی
  • افزایش جذب در سطوح بالای ساختمان ها نسبت به کف
  • افزایش آلودگی هوا
  • افزایش پدیده های ایستایی و وارونگی لایه های هوا

هرچند که به نظر می رسد پدیده جزیزه گرمایی لزوما زیان آور نیست؛ به خصوص در اقلیم سرد که در نگاه اول سبب کاهش بار گرمایشی زمستان می گردد و در تحقیقات به دست آمده نشان داده شده که جزبره گرمایی سبب کاهش ۴۰ درصدی نیاز به انرژی گرمایی در طول زمستان در برخی شهر ها می شود. در تحقیقاتی دیگر که در شهر لندن انجام شده است، افزایش دما به دلیل جزیزه گرمایی سبب کاهش نیاز به گرمایش در زمستان گردیده، اما این کاهش موازی با افزایش نیاز به سرمایش در تابستان می باشد. نتایج این تحقیق گویای افزایش ۲۵ درصدی نیاز به سرمایش در تابستان و ۲۲% کاهش نیاز به گرمایش در زمستان می شود. در تابستان ها به دلیل دمای بالا و جذب تابش خورشید در سطوح بالا، پدیده جزیره گرمایی افزایش یافته و در اثر آن شاهد افزایش انرژی مورد نیاز جهت سرمایش و سرعت گرفتن آلودگی هوا می باشیم [۵].

نتیجتا این فرآیند باعث ایجاد تغییرات اقلیمی و پدیده هایی همچون تشدید آلودگی هوا در سطح شهرها می شود. از سوی دیگر گرمایش شهرها سبب افرایش گرمای جهانی شده و آنچه واضح است ترکیب شهرنشینی و گرمای جهانی سبب کاهش کیفیت هوای شهر وافزایش در شدت جزیره های گرمایی و تقویت مشکلات عدم آسایش و تقاضای بیشتر انرژی از سوی شهروندان است که به دنبال آنها مشکلاتی در ابعاد جهانی از قبیل آب شدن برف و یخ ها در قطبین و بالا آمدن سطح آب دریاها و سایر معضلات زیست محیطی را نیز شاهد خواهیم بود [۶].

خرد اقلیم های (Microclimates) به وجود آمده در شهرها و جزایر گرمایی تاثیر به سزایی در به دام انداختن آلودگی هوا در شهرها دارند. آلودگی هوا سبب افزایش بیماری ها و هزینه های تامین سلامت عمومی و اثرات غیر قابل جبران بر ساختمان ها و گیاهان می گردد [۷]. شناخت عوامل شکل دهنده شهر، اعم از طبیعی و انسانی باعث سهولت یافتن راه حل هایی جهت رفع معضلات مربوطه خواهد شد. عوامل انسانی شامل تراکم و ارتفاع ساختمان ها، عرض و موقعیت معابر، میزان جذب و بازتاب سطوح ساختمان ها و موادی که به دست انسان در سطح شهر ها بوجود می آیند، می باشد. عوامل انسانی بایستی در کنار عوامل طبیعی منطقه ای از قبیل سرعت و جهت وزش باد، عرض جغرافیایی، میزان بارندگی و رطوبت، ساعات آفتابی، توپوگرافی و فاصله تا کوه ها را شامل می گردد. شناخت این عوامل و تاثیر آنها در پدیده های شهری می تواند به کاهش تاثیرات منفی جزیره های گرمایی و به دام افتادن آلودگی ها در سطح شهر کمک کند [۸].

عملکرد شهرها و عناصر شهری و عوامل آب و هوایی بر یکدیگر تاثیرات متقابلی دارند. این تاثیر پذیری تا قبل از پیدایش ابرشهرها تقریبا یک طرفه بوده و غالبا شرایط اقلیمی بر عملکرد شهری اثرگذار بود؛ اما پس از آن، شهرها نیز بر  اقلیم فضای پیرامون خود اثر گذاشته و تغییرات خرد اقلیمی را پدید آوردند. به گونه ای که امروزه یک قلمرو اقلیمی خاص به نام خرد اقلیم شهری ظهور یافته است. خرد اقلیم های شهری تحت تاثیر افزایش تراکم ساختمان ها، هندسه دره وار خیابان ها، جنس مصالح نامناسب از لحاظ حرارتی، فقدان فضای سبز شهری و همچنین گرمای ناشی از فعالیت های انسانی و آلودگی های شهری به سمت گرم شدن و پایین آمدن کیفیت هوا و محیط حرکت کرده اند. اینکه عوامل انسانی در پیدایش پدید خرد اقلیم ها و به دام افتادن آلودگی هوای شهرها تاثیر به سزایی دارند، دیگر امری پذیرفته شده می باشد. مهمترین عامل در تفاوت آسایش انسانی در خرد اقلیم های شهری و اقلیم های باز خارج از شهر، تفاوت در دمای هوا و میزان دریافت تابش و سرعت باد است. گرم شدن خرد اقلیم های شهری سبب ایجاد تغییرات اقلیمی و افزایش متوسط دمای منطقه ای و سپس جهانی شده و متعاقبا افزایش دمای اقیانوس ها و گسترش ذوب شدن یخ ها در قطبین و بالا آمدن متوسط سطح دریاها را به دنبال خواهد داشت.

پژوهش حاضر با تمرکز بر معماری شهری در گام اول مبانی معماری پایدار شهری را معرفی می نماید و در گام دوم به بررسی پیشینه تحقیقات در حوزه اثرات بلند مرتبه سازی بر آلودگی هوا می پردازد.

 

  1. مبانی معماری پایدار شهری

متغیرهای شهری که بر خرد اقلیم ها، جزایر گرمائی وآلودگی هوا تأثیر دارند به شرح ذیل می باشند:

۱٫۲٫ کاربری

نوع و نحوه توزیع کاربری های مختلف شهری، در میزان مصرف انرژی و چگونگی انتشار آلودگی تاثیر چشمگیری دارند. برای مثال ساختمان های تجاری عمدتا در طول سال از سیستم های تهویه مطبوع استفاده کرده و نسبت به ساختمان های مسکونی حرارت بیشتری تولید می کنند و چون کاربری های تجاری بیشتر در مرکز شهر ها هستند تاثیر گرمایی بالایی در سطح شهرها دارند. از سوی دیگر کاربری های تجاری سبب افزایش حمل و نقل و تردد بیشتر در مرکز شهر شده و در نتیجه تمرکز آلودگی بیشتر در مرکز شهر را به دنبال دارند [۹, ۱۰]. همچنین کاربری های سبک صنعتی که در مرز شهر های و یا به عبارت بهتر در مرز جزیره حرارتی شهر قرار دارند بر دمای شهر افزوده و حتی به صورت کمربند حرارتی در راستای به دام افتادن دمای شهر عمل می کنند. توزیع متناسب کاربری های اعم از کاربری های عمومی یا کاربری های خصوصی می تواند بافت شهری را به وجود آورد که کمتر پدیده های بغرنج غیر قابل حل شهری از قبیل آلودگی و وارونگی هوا را در پی داشته باشد. همچنین توزیع متناسب کاربری ها در سطح شهر می تواند رفتار های شهر را قابل پیشبینی نموده و شبیه سازی های رایانه ای را برای کنترل موقعیت های بحرانی را میسر تر نماید.

[۱] Corresponding author: Associate Professor of Ferdowsi University of Mashhad, Faculty of Engineering, Department of Civil Engineering.

Email: mshokouhian@um.ac.ir

مقاله: مروری بر مبانی معماری پایدار شهری و تاثیر بلند مرتبه سازی بر وضعیت آلودگی هوای شهرها

مقاله: مروری بر مبانی معماری پایدار شهری و تاثیر بلند مرتبه سازی بر وضعیت آلودگی هوای شهرها

 

برچسبها
محصولات مرتبط

دیدگاهی بنویسید.

0