در سال‌های اخیر فعالیت‌های بشری در شهرها باعث تغییرات غیرقابل‌پیش‌بینی آب‌وهوا و تخریب محیط‌زیست شده است. گرم‌شدن جهانی زمین و کمبود انرژی، بشر را به‌سوی نگرانی از وضعیت فعلی و اخذ راهکارهای موثر سوق داده است.
برای کاهش مصرف انرژی و گازهای گلخانه‌ای، تاکنون راهکارهای گوناگونی در صنایع مختلف توصیه شده است. یکی از مهم‌ترین راهکارهای پیشنهادی در صنعت ساخت، طراحی ساختمان‌های سبز (Green Buildings) است که هدف آن ایجاد فضای مناسب و راحت برای ساکنین، محافظت از محیط‌زیست و جلوگیری از گرم‌شدن زمین است.
اما در شهرهای بزرگ، اتفاق دیگری در حال رخ‌دادن است و آن تشکیل جزایر گرمایی (Urban Heat Island) است. تشکیل جزایر گرمایی باعث محبوس شدن محلی گرما و غیرقابل‌تحمل شدن فضای بیرون می‌شود و بر آسایش حرارتی و عملکرد داخل ساختمان‌ها تاثیرات مخربی مانند افزایش مصرف انرژی، آب و... می‌گذارد.
در این مقاله به بررسی مطالعات آقای JieHe که در سال 2019 منتشر شده است می‌پردازیم ([1]).
1- نقش ساختمان‌های سبز در جلوگیری از تشکیل جزایر گرمایی شهری (UHI)
گرمای انسانی، تبخیر و تعرق کم، آلودگی هوا و وزش باد کم به علت شرایط شهری، برخی از عوامل ایجاد پدیده جزایر گرمایی شهری (UHI) هستند. علاوه بر فضاهای سبز؛ آب‌های آزاد، زمین‌های کشاورزی و جاده‌ها (از نظر کاربری و پوشش زمین ساختمان‌ها) به‌عنوان بخش اصلی کاهش جزایر گرمایی شهری بر روی زمین ایفای نقش می‌کنند.
عوامل ایجاد پدیده جزایر گرمایی شهری (UHI)
- گرمای انسانی
- تبخیر و تعرق کم
- آلودگی هوا
- وزش باد کم به علت شرایط شهری
عوامل کاهش جزایر گرمایی شهری
- فضاهای سبز
- آب‌های آزاد
- زمین‌های کشاورزی و جاده‌ها (از نظر کاربری و پوشش زمین ساختمان‌ها)
ساختمان‌ها، بیشترین نسبت پوشش شهری را به خود اختصاص داده‌اند. باگذشت زمان و افزایش تراکم ساختمان‌ها، پدیده جزایر گرمایی شهری تشدید خواهد شد؛ بنابراین باید باتوجه‌به این شرایط، ساختمان‌ها از ایجاد مانع برای کاهش جزایر گرمایی شهری به فرصتی برای کاهش این پدیده تبدیل شوند ( در مقاله ساختمان‌های انرژی صفر به این موضوع پرداخته‌ایم).
می‌توان با استفاده از ایجاد ساختمان‌های سبز، در جهت کاهش این پدیده گام برداشت. ساختمان‌های سبز با کاهش مصرف انرژی، کاهش انتشار کربن و ایجاد فضاهای داخلی مناسب راهکاری مناسب تلقی می‌شوند.
بااین‌وجود، پدیده جزایر گرمایی شهری، بر خلاف هدف تامین ایجاد فضاهای داخلی مناسب برای شهروندان، باعث کاهش فضاهای داخلی و خارجی برای شهروندان می‌شود. برای مثال، افزایش دمای محیط خارجی (فضای باز) در شهر، مردم را از انجام فعالیت‌های خارج از خانه منصرف خواهد کرد و آنها مجبور می‌شوند در محیط‌های داخلی مانند منازل بمانند. این موضوع باعث افزایش استفاده از سیستم تهویه‌مطبوع، افزایش مصرف برق بیشتر و افزایش انتشار کربن می‌شود. همچنین، بهره‌وری در فضاهای باز یا داخلی می‌تواند تحت تاثیر قرار گیرد ( جهت مطالعه بیشتر می‌توانید به مقاله استفاده از انرژی خورشیدی در رفع محدودیت منابع انرژی ساختمان مراجعه کنید).
می‌توان گفت استفاده از ساختمان‌های سبز باعث کاهش مصرف انرژی، کاهش انتشار کربن و افزایش کیفیت محیط‌های داخلی شهری خواهد شد.
شکل 1. نمودار شماتیک مرز، ورودی و خروجی ساختمان سبز
2- روش‌های کاهش جزایر گرمایی شهری (UHIM)
برای جلوگیری از تشکیل جزایر گرمایی شهری، تاکنون راه‌حل‌های مختلفی مانند ایجاد فضای سبز، جداره‌های آبی (Water Bodies) و استفاده از مصالح سرد (Cool Materials) بکار رفته است؛ اما این راهکارها به علت محدودیت فضاهای شهری و افزایش ارتفاع ساختمان‌ها، به‌اندازه کافی موثر نیستند. به‌عنوان‌مثال، بام سبز یا بام سرد در ساختمان‌های بالای ده طبقه، هیچ‌کدام بر کاهش دمای ایجاد شده در کف خیابان‌ها موثر نیستند.
افزایش تراکم شهرها باعث کمبود فضای مناسب برای ایجاد فضای سبز و بدنه‌های آبی می‌شود؛ بنابراین اگر چه طراحی ساختمان‌های سبز به‌عنوان یکی از بهترین راهکارها در کاهش تخریب محیط‌زیست و گرم‌شدن جهانی زمین مطرح شده، اما باید در استفاده از این ساختمان‌ها تجدیدنظر کرد.
شکل 2. تغییر انرژی در چرخه عمر ساختمان‌ها.
موثرترین تکنیک کاهش جزایر گرمایی، روش طراحی غیرفعال (Passive) است. روش طراحی غیرفعال شامل این موارد است:
- به‌کارگیری ترکیبی از محوطه‌سازی با عناصر طبیعت
- بهبود مصالح جدار خارجی ساختمان
- کاهش دمای تولیدی در فضای داخلی ساختمان
دلیل استفاده از سیستم‌های فعال (Active) آن است که مثل سیستم مکانیکی گرمایش - سرمایش و تهویه (HVAC)، باعث ایجاد گرما و افزایش دما در فضای خارج ساختمان می‌شود.
باید در انتخاب مصالح جداره خارجی ساختمان دقت کافی داشت. این موضوع بدان علت است که در طراحی غیرفعال ساختمان‌ها، به استفاده از مصالح باقابلیت جذب حرارتی بالا نیاز است که این موضوع با استراتژی کاهش جزیره‌های گرمایی محیط بیرون ساختمان در تضاد است.
علاوه بر این اگر چه استفاده از مصالح سرد در بام ساختمان‌ها در تابستان بسیار موثر است، اما در زمستان با بازتاب نور خورشید، باعث ایجاد اختلال در جذب انرژی مفید گرمایی در ساختمان می‌شود و ممکن است مشکلاتی در محیط خارج ساختمان از جمله خیرگی چشم (Glare) در معابر عمومی به وجود آورد.
نتیجه‌گیری
در طراحی ساختمان‌های شهری، علاوه بر الزامات کاهش مصرف انرژی و آلاینده‌های زیست‌محیطی، باید به ایجاد جزیره‌های گرمایی محلی توجه کرد. موارد مهمی که باید برای حذف جزایر گرمایی در طراحی ساختمان‌ها در نظر گرفته شود عبارت‌اند از:
- انتخاب مصالح جداره‌های خارجی ساختمان با درنظرگرفتن هدایت حرارتی، رنگ، میزان بازتاب نور و....
- استفاده از تأسیسات مکانیکی
- تهویه فضای داخلی ساختمان
- استفاده از پوشش گیاهی در محوطه‌سازی و نوع آنها با درنظرگرفتن ارتفاع درختان، تراکم آنها و...
- موقعیت جغرافیایی
- شرایط آب‌وهوایی
- سیاست‌ها و طرح‌های اقتصادی دولت‌ها
جایگاه مبانی ارائه شده در آموزش‌های موسسه ACEMI
در نقشه راه جامع مدیریت ساخت موسسه مهندسی و مدیریت ساخت علوی پور (ACEMI)، در سطح مهارت‌های سخت، دوره مدیریت پایداری پروژه به صورت جامع ارائه می شود که بسیاری از این مبانی را در بر میگیرد.
دوره‌های "برنامه‌ریزی، زمان‌بندی، ارزیابی و کنترل پروژه" و "اجرا و مدیریت پروژه به روش اصول ناب" پیش‌نیازهای اصلی این دوره هستند. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره دوره‌ها می توانید به تقویم آموزشی موسسه مهندسی و مدیریت ساخت علوی پور مراجعه نمایید.
دانلود جزئیات این مقاله
