بررسی تأثیر دیوارهای سبز بر خرداقلیم پیرامونی در فصل پاییز در اقلیم گرم و نیمه‌خشک شهر شیراز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

2 استاد گروه معماری منظر، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

3 دانشیار گروه معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

4 استاد گروه معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

پژوهش حاضر به ارزیابی دقیق تأثیر دیوارهای سبز بر پارامترهای محیطی و شاخص‌های حرارتی در مقیاس واقعی می‌پردازد. علی‌رغم تمرکز تحقیقات پیشین بر تأثیر این سیستم‌ها در فصل‌های تابستان و زمستان، تحقیقات کمتری به تأثیر این سیستم‌ها در فصل پاییز پرداخته‌اند. این پژوهش، به تحلیل اثرات دیوارهای سبز بر خرداقلیم پیرامونی در فصل پاییز و مقایسه اثرات آن در فواصل مختلف از دیوار می‌پردازد. اندازه‌گیری‌های میدانی طی 10 روز، به‌صورت 24 ساعته و در فواصل مختلف از دیوارها، شامل یک دیوار سبز و یک دیوار عاری، به‌منزله‌ نمونه کنترل، در فصل پاییز انجام شد. از شاخص‌های مرتبط با احساس حرارتی (شاخص گرما، شاخص رطوبت و شاخص احساس گرمای تابستانی) و استرس حرارتی (شاخص استرس گرمایی کشنده) با استفاده از زبان برنامه‌نویسی پایتون بهره گرفته شد. یافته‌ها نشان دادند که دیوار سبز در طول شبانه روز، به‌طور میانگین بیشترین اثرگذاری را در فاصله 0.5 متری بر کاهش شاخص‌های حرارتی تا °C2.1 داشته است. همچنین با تجزیه‌وتحلیل داده‌هایِ حاصل از محاسبه شاخص‌ها در ساعات اوج گرمای روز، مشخص گردید که دیوار سبز به‌طور میانگین، شاخص‌های حرارتی را تا °C3.9 بلافاصله بعداز دیوار کاهش می‌دهد. نتایج حاکی‌از آن است که دیوارهای سبز در فصل پاییز به‌طور مؤثری به بهبود شرایط خرداقلیم پیرامونی، به‌ویژه در ساعات اوج گرمای روز، در محیط‌های شهری واقع در اقلیم گرم و نیمه‌خشک کمک می‌کنند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


آزموده، مریم (1400). چگونگی عملکرد گیاهان در تعدیل پارامترهای مؤثر بر آسایش حرارتی در فضای شهری نمونه پژوهش: دیوار سبز شهری در تهران. جغرافیا و برنامهریزی محیطی، 32(3)، 67-80.
 آزموده، مریم و حیدری، شاهین (1396). تأثیر دیوارهای سبز شهری بر کاهش دمای خرداقلیم‌ها و اثر جزیره گرمایی شهری. علوم و تکنولوژی محیط زیست، 19(5)، 606-597.
درگاهیان، فاطمه و رضایی، غلامحسین (1393). بررسی شرایط سینوپتیکی و بیوکلیماتولوژی شاخص گرما با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی در ایستگاه‌های ساحلی و دریایی جنوب و اثرات آن برروی سلامت انسان. فصلنامه علمی-پژوهشی اطلاعات جغرافیایی، 23(91)، 43-54.
 
Acero, J. A., Koh, E. J. Y., Li, X. X., Ruefenacht, L. A., Pignatta, G., & Norford, L. K. (2019). Thermal impact of the orientation and height of vertical greenery on pedestrians in a tropical area. Building Simulation, 12(6), 973–984. https://doi.org/10.1007/s12273-019-0537-1
Coma, J., Pérez, G., de Gracia, A., Burés, S., Urrestarazu, M., & Cabeza, L. F. (2017). Vertical greenery systems for energy savings in buildings: A comparative study between green walls and green facades. Building and Environment, 111, 228–237. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2016.11.014
Cui, D., Zhang, Y., Li, X., Yuan, L., Mak, C. M., & Kwok, K. (2022). Effects of different vertical façade greenery systems on pedestrian thermal comfort in deep street canyons. Urban Forestry & Urban Greening, 72, 127582. https://doi.org/10.1016/J.UFUG.2022.127582
d’Ambrosio Alfano, F. R., Palella, B. I., & Riccio, G. (2011). Thermal environment assessment reliability using temperature -Humidity indices. Industrial Health, 49(1), 95-106. https://doi.org/10.2486/indhealth.MS1097
Dunnett, N., & Kingsbury, N. (2008). Planting green roofs and living walls (Rev. ed.). Timber Press.
Galagoda, R. U., Jayasinghe, G. Y., Halwatura, R. U., & Rupasinghe, H. T. (2018). The impact of urban green infrastructure as a sustainable approach towards tropical micro-climatic changes and human thermal comfort. Urban Forestry & Urban Greening, 34, 1–9. https://doi.org/10.1016/j.ufug.2018.05.008
Ghalhari, G. F., Heidari, H., Dehghan, S. F., & Asghari, M. (2022). Consistency assessment between summer simmer index and other heat stress indices (WBGT and Humidex) in Iran’s climates. Urban Climate, 43, 101178. https://doi.org/10.1016/j.uclim.2022.101178
Hunter, A. M., Williams, N. S. G., Rayner, J. P., Aye, L., Hes, D., & Livesley, S. J. (2014). Quantifying the thermal performance of green façades: A critical review. Ecological Engineering 63, 102–113. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2013.12.021
Jim, C. Y. (2015). Greenwall classification and critical design-management assessments. Ecological Engineering, 77, 348–362. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2015.01.021
Katsoulas, N., Antoniadis, D., Tsirogiannis, I. L., Labraki, E., Bartzanas, T., & Kittas, C. (2017). Microclimatic effects of planted hydroponic structures in urban environment: measurements and simulations. International Journal of Biometeorology, 61(5), 943–956. https://doi.org/10.1007/s00484-016-1274-0
Lukić, M., Pecelj, M., Protić, B., & Filipović, D. (2019). An evaluation of summer discomfort in niš (Serbia) using humidex. Journal of the Geographical Institute Jovan Cvijic SASA, 69(2). https://doi.org/10.2298/IJGI1902109L
Manso, M., & Castro-Gomes, J. (2015). Green wall systems: A review of their characteristics. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 41, 863–871. https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.07.203
Medl, A., Mayr, S., Rauch, H. P., Weihs, P., & Florineth, F. (2017). Microclimatic conditions of ‘Green Walls’, a new restoration technique for steep slopes based on a steel grid construction. Ecological Engineering, 101, 39–45. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2017.01.018
Moghaddam, F. B., Mir, J. M. F., Yanguas, A. B., Delgado, I. N., & Dominguez, E. R. (2020). Building orientation in green facade performance and its positive effects on urban landscape: Case study of an urban block in Barcelona. Sustainability, 12(21), 9273. https://doi.org/10.3390/SU12219273
Mohammad, P. W. Q. (2024). Comparing existing heat wave indices in identifying dangerous heat wave outdoor conditions. Nexus, 1(3), 1–7.
Morakinyo, T. E., Lai, A., Lau, K. K. L., & Ng, E. (2019). Thermal benefits of vertical greening in a high-density city: Case study of Hong Kong. Urban Forestry & Urban Greening, 37, 42–55. https://doi.org/10.1016/j.ufug.2017.11.010
Oquendo-Di Cosola, V., Olivieri, F., & Ruiz-García, L. (2022). A systematic review of the impact of green walls on urban comfort: Temperature reduction and noise attenuation. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 162, 112463. https://doi.org/10.1016/j.rser.2022.112463
Ottelé, M., & Perini, K. (2017). Comparative experimental approach to investigate the thermal behaviour of vertical greened façades of buildings. Ecological Engineering, 108, 152–161. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2017.08.016
Ottelé, M., Perini, K., Fraaij, A. L. A., Haas, E. M., & Raiteri, R. (2011). Comparative life cycle analysis for green façades and living wall systems. Energy and Buildings, 43(12), 3419–3429. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2011.09.010
Palermo, S. A., & Turco, M. (2020). Green Wall systems: Where do we stand? IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 410(1), 012013. https://doi.org/10.1088/1755-1315/410/1/012013
Pérez, G., Coma, J., Martorell, I., & Cabeza, L. F. (2014). Vertical greenery systems (VGS) for energy saving in buildings: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 39, 139–165. https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.07.055
Perini, K., Ottelé, M., Haas, E. M., & Raiteri, R. (2011). Greening the building envelope, facade greening and living wall systems. Open Journal of Ecology, 1(1), 1–8. https://doi.org/10.4236/oje.2011.11001
Rahman, A., Wang, C., Rahim, A. M., Loo, S. C., & Miswan, N. (2014). Vertical greenery systems (VGS) in urban tropics. Open House International, 39(4), 42–52. https://doi.org/10.1108/OHI-04-2014-B0005
Raji, B., Tenpierik, M. J., & Van Den Dobbelsteen, A. (2015). The impact of greening systems on building energy performance: A literature review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 45, 610–623. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.02.011
Salamone, F., Belussi, L., Danza, L., Ghellere, M., & Meroni, I. (2017). How to define the urban comfort in the era of smart cities through the use of the do-it-yourself approach and new pervasive technologies. Proceedings of the 4th Electronic Conference on Sensors and Applications. https://doi.org/10.3390/ecsa-4-04921
Sánchez-Reséndiz, J. A., Ruiz-García, L., Olivieri, F., & Ventura-Ramos, E. (2018). Experimental assessment of the thermal behavior of a living wall system in semi-arid environments of central Mexico. Energy and Buildings, 174, 148–158. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2018.05.060
Shafiee, E., Faizi, M., Yazdanfar, S. A., & Khanmohammadi, M. A. (2020). Assessment of the effect of living wall systems on the improvement of the urban heat island phenomenon. Building and Environment, 178, 106923. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2020.106923
Solera Jimenez, M. (2018). Green walls: a sustainable approach to climate change, a case study of London. Architectural Science Review, 61(1–2), 48–57. https://doi.org/10.1080/00038628.2017.1405789
International Organization for Standardization (ISO). (1998). ISO 7726: Ergonomics of the thermal environment — Instruments for measuring physical quantities. ISO.
Tabatabaei, S. S., & Fayaz, R. (2023). The effect of facade materials and coatings on urban heat island mitigation and outdoor thermal comfort in hot semi-arid climate. Building and Environment, 243, 110701. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2023.110701
Wahba, S., Kamil, B., Nassar, K., & Abdelsalam, A. (2019). Green envelope impact on reducing air temperature and enhancing outdoor thermal comfort in arid climates. Civil Engineering Journal (Iran), 5(5), 1269–1281. https://doi.org/10.28991/cej-2019-03091317
Wong, N. H., Kardinal Jusuf, S., Aung La Win, A., Kyaw Thu, H., Syatia Negara, T., & Xuchao, W. (2007). Environmental study of the impact of greenery in an institutional campus in the tropics. Building and Environment, 42(8), 2949-2970. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2006.06.004
Wouters, H., Keune, J., Petrova, I. Y., van Heerwaarden, C. C., Teuling, A. J., Pal, J. S., de Arellano, J. V. G., & Miralles, D. G. (2022). Soil drought can mitigate deadly heat stress thanks to a reduction of air humidity. Science Advances, 8(1), eabe6653. https://doi.org/10.1126/sciadv.abe6653
Yang, F., Yuan, F., Qian, F., Zhuang, Z., & Yao, J. (2018). Summertime thermal and energy performance of a double-skin green facade: A case study in Shanghai. Sustainable Cities and Society, 39, 43–51. https://doi.org/10.1016/J.SCS.2018.01.049
Zamanian, Z., Sedaghat, Z., Hemehrezaee, M., & Khajehnasiri, F. (2017). Evaluation of environmental heat stress on physiological parameters. Journal of Environmental Health Science and Engineering, 15(24), 1-8. https://doi.org/10.1186/s40201-017-0286-y