چگونگی عملکرد گیاهان در تعدیل پارامترهای مؤثر بر آسایش حرارتی در فضای شهری نمونة پژوهش: دیوار سبز شهری در تهران

مقدمه

ارتباط انسان و طبیعت و اهمیت حفظ و بهره‌گیری از این ارتباط در محیط‌های ساخته‌شده، یکی از ابعاد مهمی است که همواره بسیاری از نظریه‌پردازان شهری بر آن تأکید داشته‌اند؛ اما چندی است که انسان به‌منزلة یک رکن این ارتباط با ایجاد تغییرات در شهرها و مناظر شهری، این تعامل حیاتی را به خطر انداخته است. تأثیر انسان بر محیط‌زیست پیرامون خود عمری به قدمت حیات او دارد، اما تخریب و نابودی آن به‌دنبال انقلاب صنعتی و افزایش سریع جمعیت شدت یافت. رشد سریع شهرها و در پی آن کاهش حضور طبیعت در فضای شهری، یکی از بزرگ‌ترین چالش‌هایی بود که انسان معاصر را با پیامدهای منفی بسیاری مواجه کرد. در پی توسعة شهرنشینی و جایگزینی وسیع سازه‌های انسان‌ساز به جای پوشش‌های گیاهی و مناظر طبیعی، مشکل گرما در شهرها تشدید شد (Khalaim et al., 2021: 2). ظهور جزایر گرمایی شهری، یکی از مشکلاتی است که بر اثر کاهش حضور گیاهان به همراه دلایل دیگری همچون استفاده از مصالح با ضریب بازتاب کم و افزایش تراکم، مراکز شهری را با افزایش دما مواجه کرد (et al., 2021: 1 Razzaghmanesh).

به‌منظور تعدیل مسائل اشاره‌شده، یکی از راه‌حل‌های اجراشدنی در فضای شهری برای برقراری دوبارة ارتباط انسان و طبیعت و بهره‌مندی از فواید آن، استفاده از فضاهای سبز شهری در شهرهاست. کاشت درختان شهری، یکی از راهبردهای مؤثر در کاهش گرما در شهرها محسوب می‌شود (Vo and Hu: 2020: 1). درختان و گیاهان با ایجاد سایه و تبخیر موجب کاهش دمای هوا و دمای سطوح ساختمان در عین حفظ رطوبت می‌شوند؛ علاوه بر این جذب آب ریشة گیاهان و انتشار آن از راه برگ‌ها و نیز تبخیر آب از خاک پیرامون گیاهان موجب کاهش گرما می‌شود. تعدیل دما و رطوبت گیاهان بر رضایتمندی افراد از شرایط حرارتی مؤثر است و موجب ارتقای آسایش حرارتی افراد در فضاهای شهری می‌شود؛ همچنین گیاهان در جذب آلاینده‌ها و کاهش آلودگی هوا مؤثرند (Gatto et al., 2020: 2) و از این راه به همراه سایر عوامل بیان‌شده در ارتقای کیفیت آب‌وهوا و آسایش افراد در فضای باز شهری نقش مهمی دارند.

گفتنی است با وجود ظرفیت زیاد فضای سبز برای ارتقای مسائل شهری، امکان ایجاد فضای سبز در همة مناطق شهری به دلیل تراکم زیاد وجود ندارد و سطوح سبز یکی از گزینه‌هایی است که می‌تواند در این زمینه مدنظر قرار گیرد. البته به دلیل هزینه‌های ناشی از نصب و نگهداری این سیستم‌ها، اولویت اصلی با کاشت گیاهان و درختان به‌صورت مجزاست، اما در صورت نبود فضای کافی می‌توان سطوح سبز را جایگزین کرد.

بدین ترتیب پژوهش حاضر با ارائة تعاریف و شاخص‌های مربوط به آسایش حرارتی در فضای باز، تأثیر گیاهان را بر این شاخص‌ها بررسی می‌کند. پرسش پژوهش این است که پوشش‌های گیاهی چگونه و تا چه میزان در ارتقای پارامترهای آسایش حرارتی ازجمله دما و رطوبت در اقلیم تهران مؤثرند؛ به بیان دیگر پژوهش به‌دنبال شناخت رابطة تعاملی بین دو متغیر آسایش حرارتی در فضای باز و گیاهان است و به دلیل تغییرات پدیدآمده در شهرها و کمبود فضا برای حضور پوشش گیاهی، علاوه بر گیاهان، سطوح گیاه‌کاری‌شده در قالب یک دیوار سبز را نیز به‌مثابة گونه‌ای از حضور گیاه در سطح شهر انتخاب کرده است.

مبانی نظری پژوهش

در سال‌های اخیر با تنزل کیفیت آب‌وهوای شهری و نیاز مردم به حضور هرچه بیشتر در محیط شهری، پژوهشگران در سراسر جهان به آسایش محیطی توجه بیشتری داشته‌اند و پژوهش‌ها در این زمینه در حال افزایش است. یکی از زیرشاخه‌های آسایش محیطی، آسایش حرارتی براساس شرایط آب‌وهوایی است. آسایش حرارتی در فضای باز، یکی از مهم‌ترین عوامل برای جذب افراد به فضاهای باز شهری است (Zhang et al., 2020: 2). زمانی که طراحی فضای شهری در مقیاس میکرواقلیم‌ها برمبنای فاکتورهای آسایش باشد، راحتی و رضایتمندی افراد پیاده ارتقا می‌یابد و ساکنان تمایل بیشتری به حضور در سطح شهر و فعالیت‌های بیرون از خانه پیدا می‌کنند. افزایش سلامت، کاهش مصرف انرژی در فضای داخلی و مشارکت در اقتصاد محلی از فواید این حضور است (Elnabawi and Hamza, 2020: 2).

تأثیر آسایش حرارتی بر فعالیت‌های فضای باز مبحثی پیچیده شامل هر دو جنبة اقلیمی و رفتاری است؛ به طوری که در پژوهشی از چن و نگ[1] (2012) در بررسی جنبه‌های رفتاری آسایش حرارتی در فضای باز، بر نقش ادراک آسایش حرارتی در فضای باز و کاربری فضای خارجی تأکید شده است. درحقیقت در حالی که آسایش حرارتی داخلی مشخصاً متأثر از عوامل محیطی دما، رطوبت، جریان هوا و تابش، و عوامل انسانی میزان فعالیت و لباس است، دربارة عوامل مؤثر بر آسایش حرارتی خارجی توافق روشنی وجود ندارد. یکی از دلایل این امر آن است که پژوهش‌های این حوزه قدمت کمتر و دشواری بیشتری در اندازه‌گیری‌های میدانی دارند.

آسایش حرارتی در فضای باز علاوه بر شرایط اقلیمی متأثر از محیط مصنوع پیرامون، پوشش‌های به‌کاررفته در زمین، تبخیر و تعرق گیاهان و سایه‌اندازی عوامل موجود در سایت است (محمودی و همکاران، 1389: 60). پوشش گیاهی شهری به‌مثابة یک راهبرد کاهش گرما در شهرها توصیه می‌شود. براساس پژوهش‌های انجام‌شده این راهکار مؤثرتر از مصالح با ضریب آلبدوی زیاد در کف است (Taleghani, 2018: 5). پوشش‌های گیاهی علاوه بر کاهش گرما، با تبخیر، سایه‌اندازی، بازتاب امواج تابشی و تغییرات جریان باد موجب تعدیل عوامل اقلیمی می‌شوند. البته میزان تأثیرات گیاهان به عواملی چون تراکم سطح برگ (LAD) نیز بستگی دارد (Buccolier et al., 2018: 218).

از میان عوامل یادشده، این مقاله به‌دنبال بررسی تأثیر گیاهان و سطوح گیاه‌کاری‌شده بر تعدیل دما و رطوبت و درنتیجه ارتقای آسایش حرارتی افراد در فضای باز شهری است.

پیشینة پژوهش

فضای سبز شهری نوعی از سطوح کاربری زمین شهری با پوشش گیاهی انسان‌ساخت است که واجد بازدهی اجتماعی و بازدهی اکولوژیک باشد. فضای سبز شهری از دیدگاه شهرسازی دربرگیرندة بخشی از سیمای شهر با انواع پوشش‌های گیاهی است و به‌مثابة یک عامل زنده و حیاتی در کنار کالبد بی‌جان شهر نقشی تعیین‌کننده در ساختار مورفولوژیک شهر دارد (Schrader and Boning, 2006: 349).

یکی از روش‌های مؤثر برای کنترل دمای شهری، استفاده از فضاهای سبز است (Hwang, 2007: 34). فضاهای سبز سبب بهبود مناظر شهری می‌شوند و اقلیم محیط شهری را با افزایش رطوبت نسبی و کاهش دمای هوای شهری تنظیم می‌کنند. گیاهان دما را مستقیماً با سایه‌اندازی روی سطوح جاذب گرما و همچنین خنک‌کنندگی تبخیری کاهش می‌دهند (Heisler et al., 2007:3). آنها با این قابلیت، توانایی کاهش دمای حداکثری ساختمان را با ایجاد سایه تا بیش از 53 درصد دارند (Dunnett and Kingsbury, 2008: 218)؛ علاوه بر این از راه تبخیر، حجم وسیعی از تشعشعات خورشیدی به گرمای نهان تبدیل می‌شود که دما را افزایش نمی‌دهد. نمایی که کاملاً با گیاهان پوشیده شده باشد، از تشعشعات متراکم خورشیدی در تابستان محافظت می‌شود و گیاهان با پوشش برگ‌های خود 40 تا 80 درصد تابش دریافتی را بازتاب می‌دهند یا جذب می‌کنند؛ بنابراین می‌توان اذعان داشت که فضای‌سبز تأثیر زیادی بر کاهش دما و افزایش رطوبت نسبی محیط پیرامونی دارد.

پژوهش‌های زیادی اهمیت انواع پوشش‌های شهری ازجمله درختان کنار خیابان، باغ‌های شخصی و عمومی، پارک‌ها و جنگل‌های شهری را بررسی و از نتایج آن در طراحی و مدیریت شهری استفاده کرده‌اند.

ازجمله ایفتایمهین[2] (2007) در مطالعه‌ای نقش پوشش گیاهی را در داخل شهر، خنک‌کننده و کاهش‌دهندة درجه‌حرارت در اکوسیستم گزارش کرده است.

برنامه‌ریزان شهری در کرة جنوبی با کاشت درختان و توسعة پارک‌های شهری موجب کنترل دما در شهر شده‌اند؛ به طوری که مقایسة بین داده‌های دمایی در بازة زمانی 30 سال در تایگو، کاهشی برابر با 2/1 درجة سانتی‌گراد را نشان داده است، در حالی که دما در دیگر شهرها 1 تا 2 درجه افزایش داشته است (Hwang, 2007: 36).

مطالعة دیگری در هنگ‌کونگ نشان می‌دهد به دلیل وجود گیاهان در حاشیة بزرگراهها دمایِ حداکثر 8/4 درجه کاهش دارد (Alexandri and Jones, 2008: 43).

در پژوهشی در ژاپن نیز آزمایش‌ها نشان داد گیاه مو دمای یک تراس را در جبهة جنوب غربی ساختمان به میزان چشمگیری کاهش می‌دهد (Hoyano, 1988: 11).

کوبایاشی و کای[3] (2005) در مطالعه‌ای استفاده از فضای سبز شهری را برای بهبود دمای محیط پیرامونی با هدف سنجش استفاده از هوای خنک و چگونگی بسط آن در محیط شهری بررسی کردند. نتایج مطالعه نشان داد در فاصلة حدود 80 تا 90 متر از مرز محدودة فضای‌سبز بسیار وسیع بررسی‌شده، دما تا حدود 5/2 درجة سانتی‌گراد کاهش یافته است.

در آفریقا هم دمای مجاور پانل‌های گیاه‌کاری‌شده 6/2 درجه کمتر گزارش شد (Holm, 1989: 31).

علاوه بر تأثیرات بیان‌شده، سطوح پوشیده از گیاهان با کاهش دمای محیطی از راه تغییر میزان بازتابش سطوح و خنک‌کنندگی ناشی از تبخیر سطحی، روند واکنش‌های شیمیایی را آرام تر می‌کند و حضور آلاینده‌های ثانویه‌ای مانند ازن را کاهش می‌دهد (Akbari, 2002: 119).

روش پژوهش

روش پژوهش در این مقاله مبتنی بر روش تجربی است. نخست با استفاده از مطالعات میدانی با دستگاه دیتالاگر در یک سایت شهری، تغییرات دما پیرامون یک پانل گیاه‌کاری‌شده با تغییرات در فواصل مختلف از آن بررسی شد. محدودة پژوهش در بررسی این نمونة موردی، قسمتی از خیابان سی تیر در شهر تهران است. دستگاه دیتالاگر به شکل خودکار اطلاعات مربوط به دمای هوا و رطوبت نسبی را منظم و با فاصلة 30 ثانیه ضبط می‌کرد. برداشت داده‌ها در دو فصل سرد و گرم انجام شد. در هریک از این دوره‌ها در دو ماه متوالی داده‌ها برداشت شد. روش اندازه‌گیری بدین ترتیب بود که چهار دستگاه دیتالاگر از ساعت 9 تا 15 روی سه‌پایة دوربین در ارتفاع 5/1 متر در هریک از نقاط قرار گرفت؛ سپس با اتصال به رایانه، دما و رطوبت نسبی ثبت‌شده در آن بازة زمانی به فاصلة هر 30 ثانیه به دست آمد. برای فصل گرم، ماههای خرداد و تیر و برای فصل سرد ماههای دی و بهمن انتخاب شد. گفتنی است این بخش از پژوهش یک‌بار با استفاده از یک دستگاه دیتالاگر نیز انجام شده بود؛ بدین ترتیب که دستگاه بین نقاط جابه‌جا می‌شد (آزموده و حیدری، 1396: 601) که به دلیل همزمان‌نبودن اندازه‌گیری‌ها در این پژوهش، این‌بار روند دقیق‌تری در پیش گرفته شد.

دیتالاگر استفاده‌شده در این پژوهش از نوع تستو مدل TESTO 174 H، دستگاهی با قابلیت ثبت دما و رطوبت است که براساس تنظیمات زمانی و تاریخی می‌توان با آن میزان رطوبت نسبی و دمای محیط را ذخیره و با نرم‌افزار گراف‌های مرتبط ترسیم کرد.

در ادامه روند انجام کار مؤلف را به سمت استفاده از بسته‌های نرم‌افزاری و مدل‌سازی رایانه‌ای سوق داد. شبیه‌سازی رایانه‌ای با استفاده از برنامة Envi-met نسخة 4.1 انجام شد. انتخاب این نرم‌افزار به دلیل تأییدشدن روایی آن در پژوهش‌های بین‌المللی و قابلیت استفاده از آن برای محاسبات در فضای باز است؛ این در حالی است که بیشتر نرم‌افزارها قابلیت انجام محاسبات را در فضای خارجی به‌طور دقیق ندارند. نرم‌افزار Envi-met را از سال 1998 به‌طور رسمی دکتر بروس[4] منتشر کرد و بسیاری از متخصصان در حوزه‌های مختلف ازجمله اقلیم‌شناسی، معماری و طراحی شهری برای محاسبات و شبیه‌سازی خرداقلیم‌ها از این نرم‌افزار بهره بردند. پایه و اساس الگوی Envi-met بر قوانین بنیادی دینامیک سیالات، ترمودینامیک گازها و قواعد اولـری بـا هـدف محاسبات جرم، حرکات جنبشی و تبادلات انرژی است. طرح کلی الگوی Envi-met، یـک الگـوی سـه‌بعـدی بسـته و شامل یک الگوی تک‌بعدی است که حدود مرزهای جوّی در فرایند شبیه‌سازی را مشخص می‌کند (شکل 1). در این پژوهش برای شبیه‌سازی از ردیفی از گیاهان (Simple Plant) در مجاورت ساختمان استفاده شده است که در یک نمونه از درختان 10متری با پوشش متراکم و تنة بدون برگ و در یک فاز از گیاه سوجا استفاده شد.

شکل 1. ساختار و پیکربندی ایستگاههای گیرنده در مدل ENVI-MET

Figure 1. Structure and configuration of receptors in the model

کاربردی‌بودن این پژوهش و ماهیت تعاریف عملیاتی ایجاب می‌کند مفهوم به متغیر تبدیل شود. متغیرهای این پژوهش در جدول زیر ارائه شده است (جدول 1):

جدول 1. متغیرهای پژوهش (منبع: نگارنده)

Table 1. Research variables (Author, 2021)

در این پژوهش برای تأیید روایی نرم‌افزار مدنظر، علاوه بر ارجاع به مطالعات پیشین از سایر نویسندگان و نویسنده، نتایج حاصل از اندازه‌گیری‌های میدانی و شبیه‌سازی با یکدیگر مقایسه شده‌اند (Taleghani et al., 2014; Rajabi et al., 2012; Baghaei Daemei et al., 2018) مقایسه دوبارة اطلاعات حاصل از دیتالاگر و فرایند شبیه‌سازی انجام شد (شکل 2).

شکل 2. مقایسة برداشت میدانی و شبیه‌سازی (منبع: نگارنده)

Figure 2. Field study and simulation output comparison

یافته‌های پژوهش

تغییرات دما

همان‌گونه که پیش‌تر بیان شد، در فاز اول این پژوهش یک نمونة شهری موجود بررسی شد. سایت بررسی‌شده در محدودة خیابان سی‌ام تیر پس از تقاطع این خیابان با خیابان امام خمینی است که در آن پانل‌های گیاه‌کاری‌شده‌ای در طول زیاد در کنار خیابان نصب شده‌اند (شکل 3). گیاه به کار رفته در این دیوار از نوع ناز ژاپنی است. دلیل انتخاب این سایت، واقع‌شدن آن در قسمت مرکزی تهران با دمای هوای زیاد و حجم زیاد گیاه‌کاری است؛ علاوه بر اینها، پشت این پانل گیاه‌کاری‌شده فضا خالی است؛ بنابراین تغییرات دما صرفاً مربوط به گیاه‌کاری است. اندازه‌گیری‌ها در ماه دی به نمایندگی فصل سرد و ماه خرداد به نمایندگی فصل گرم در بین ساعات 9 تا 15 انجام شد. روش بررسی بدین ترتیب بود که فواصل مشخصی از دیوار به فواصل صفر، نیم، یک و نیم و دو متر با دستگاههای بیان‌شده اندازه‌گیری و دمای آنها مقایسه شد.

شکل 3. موقعیت و تصاویر مربوط به خیابان سی تیر

Figure 3. Location and near views of the VGS of 30^th Tir street

در نمودارهای زیر دمای گزارش‌شده با دیاگرام‌هایی در هر دو فصل سرد (شکل 4) و گرم (شکل 5) مشاهده می‌شود:

شکل 4. تغییرات دمایی با فاصله از دیوار سبز در دی 1397

Figure 4. Temperature changes with distance from the green wall in January 2019

شکل 5. تغییرات دمایی با فاصله از دیوار سبز در تیر 1397

Figure 5. Temperature changes with distance from the green wall in July 2018

تغییرات رطوبت

علاوه بر بررسی تغییرات دما، تغییرات رطوبت نیز به‌مثابة عاملی اساسی و تأثیرگذار در آسایش حرارتی در فضای باز تحلیل شد. دیتالاگر استفاده‌شده درصد رطوبت نسبی را نیز ضبط کرده است. براساس نمودار، تغییرات رطوبت در مجاورت دیوار مقادیر رطوبت نسبی اندکی بیشتر از سایر نقاط است (شکل 6). نمودار زیر تفاوت میزان رطوبت را گویاتر نشان می‌دهد. تغییرات رطوبت علاوه بر این در فصل سرد نیز بررسی شد. همان‌گونه که انتظار می‌رفت، تغییرات رطوبت در هر دو فصل سرد و گرم رفتار مشابهی دارند و در هر دو فصل، رطوبت نسبی در مجاورت دیوار و پوشش گیاهی بیشتر است. البته میزان این تفاوت یکسان نیست و براساس مقادیر اندازه‌گیری‌شده با دستگاه دیتالاگر، افت رطوبت با فاصله‌گرفتن از دیوار سبز و پوشش گیاهی در فصل سرد بیش از فصل گرم است. نمودارهای زیر روند تغییر رطوبت را در فصل گرم در دیوار سبز مدنظر نشان می‌دهد. در ادامة بررسی‌ها، با استفاده از نمودارهای سایکرومتریک و در دست داشتن مقادیر دمای خشک و رطوبت نسبی، دمای تر نیز استخراج شد؛ بر این اساس در نمونة مطالعه‌شده، دمای تر در مجاورت جدارة 5/23 و با فاصله‌گرفتن از دیوار در فاصلة دو متری به 5/24 درجة سانتی‌گراد در فصل گرم می‌رسد.

شکل 6. نمودار تغییرات رطوبت با فاصله‌گرفتن از دیوار سبز در تابستان

Figure 6. Temperature changes with distance from the green wall in summer

شکل 7. نمودار تغییرات رطوبت با فاصله‌گرفتن از دیوار سبز در زمستان

Figure 7. Temperature changes with distance from the green wall in winter

شبیه‌سازی

در این پژوهش برای دستیابی به نتیجه‌ای قابل اتکا در اقلیم ایران و شهر تهران، با استفاده از برنامة شبیه‌سازی میکرواقلیم‌های شهری، Envi-met، در مرحلة اول نتایج حاصل از مطالعات میدانی با نتایج شبیه‌سازی همان نمونه مقایسه شد تا روایی نرم‌افزار امتحان شود. همان‌گونه که در شکل 2 مشاهده می‌شود، نتایج حاصل از دو مرحله تا حد زیادی با یکدیگر همخوانی دارد (شکل 2).

در ادامه یک بلوک شهری در تهران شبیه‌سازی و نتیجة تأثیر استفاده از ردیفی از درختان فرضی (درخت با ارتفاع 10 متر و پوشش متراکم از نوع [5]simple plant) در بدنه‌های خیابان در آن مورد و تأثیر آن بر تعدیل دما واکاوی شد. در این مرحله وضعیت موجود یک بلوک شهری با حالت فرضی کاشت گیاهان ردیفی در دو طرف خیابان بررسی شد. محدودة این نمونه در فضای شهری، قسمتی از خیابان سپهبد قرنی در ضلع شمال میدان فردوسی، به‌منزلة محدودة مدل‌سازی انتخاب شد. دلیل انتخاب این مکان، نزدیکی آن با دیوار مطالعه‌شده و نیز بروز پدیدة جزیرة گرمایی و دمای زیاد در محدودة میدان فردوسی است (شکل 8). پلان شهری از طرح تفصیلی منطقه استخراج و در برنامة Envi-met مدل‌سازی شد.

شکل 8. موقعیت شهری نمونة شبیه‌سازی‌شده

Figure 8. Urban location of simulation

خروجی‌های زیر از برنامة Leonardo استخراج شده است که دمای هوا، تغییرات دمای هوا و رطوبت نسبی را در فصل تابستان نشان می‌دهد. براساس خروجی‌های به‌دست‌آمده از برنامه، دمای هوا در فصل گرم در محدوده‌ای از خیابان که گیاه‌کاری فرضی دارد، کمتر از سایر فضاهاست (شکل 9).

براساس یافته‌های شبیه‌سازی، دما در کریدور شهری‌ای که دو ردیف درختان فرضی در دو طرف خیابان برای آن در نظر گرفته شد، به میزان حدود 4/0 درجه کمتر (رنگ نارنجی) است. این کاهش دمای هوا در ضلع شمال غربی سایت نیز دیده می‌شود که به نسبت پوشش گیاهی زیادی دارد. در تصاویر زیر اطلاعات مربوط به رطوبت نسبی و تغییرات دمای هوا نیز دیده می‌شود (شکل 9). گفتنی است شبیه‌سازی‌های این مرحله در ساعت 12 ظهر انجام گرفته است.

شکل 9. تغییرات دما در محدودة شبیه‌سازی‌شده

Figure 9. Temperature changes in simulated case study

شکل 10. تغییرات رطوبت نسبی در محدودة شبیه‌سازی‌شده

Figure 10. Humidity changes in simulated case study

علاوه بر شبیه‌سازی اشاره‌شده، برای اطمینان از کاهش دما فارغ از نوع گونه‌های گیاهی، گزینة متفاوتی از گیاه فرضی نیز در نرم‌افزار در این بخش مدل‌سازی شد. در اینجا نیز از ردیف Simple plant و زیرشاخة گیاه Soja استفاده شد.

شکل 11. شبیه‌سازی محدودة شهری فرضی

Figure 11. Simulation of Hypothetical urban area

براساس تصویر بالا، یک منطقة شهری فرضی با استفاده از نرم‌افزار مدل‌سازی و گیرنده‌های مختلفی در موقعیت‌های مختلف قرار داده شد. در نظر گرفتن پهنای بزرگ خیابان فرضی برای از بین بردن تأثیر سایه‌اندازی بر نتایج بود. نمودار زیر از مقایسة دما در دو گیرندة 1 و 2 در 21 تیر 1398 به دست آمده است (شکل 12). کاهش دما در مجاورت پوشش گیاهی این‌بار نیز در فصل گرم مشاهده می‌شود که در گسترة 0.33 درجه و کمتر از آن است.

شکل 12. مقایسة دما در دو گیرندة 1 و 2

Figure 12. temperature comparison in 1 and 2 receptors

نتیجه‌گیری

هدف اصلی پژوهش حاضر، دستیابی به درکی بهتر از چگونگی تأثیر گیاهان برای ارتقای کیفیت هوای شهری از راه تعدیل دمای محیط و نیز رطوبت نسبی موجود در هوا بود؛ بنا بر این پژوهش، بهره‌گیری از گیاهان در فضای شهری تهران موجب کاهش دمای هوا و افزایش رطوبت نسبی در فصول گرم در مقیاس خرد می‌شود. نتایج حاصل از هر دو فاز پژوهش یعنی مطالعات میدانی و شبیه‌سازی نشان داد میزان این کاهش در صورت استفادة گسترده زیاد است و می‌تواند راه‌حلی برای تعدیل دما و پیرو آن کاهش جزیرة گرمایی شهری باشد.

نتایج به‌دست‌آمده از بررسی مطالعات میدانی نشان می‌دهد بهره‌گیری از گیاهان موجب ارتقای آسایش حرارتی در فضای شهری از راه تعدیل دما و رطوبت می‌شود. همان‌گونه که در اندازه‌گیری‌ها به دست آمده است پانل‌های گیاه‌کاری‌شدة حاشیة نمونة بررسی‌شده، دمای هوا را در نقاط مدنظر به‌طور متوسط حدود 0.5 درجه کاهش می‌دهند. این کاهش دما در نقاط چسبیده به دیوار و حداکثر تا فاصلة نیم‌متری از آن محسوس است و پانل‌های گیاه‌کاری‌شده با وجود وسعت زیاد بر دمای نقاط دورتر از یک متر تأثیر چندانی ندارند. این امر نشان‌دهندة تأثیر گیاهان صرفاً در مقیاس‌های بسیار خرد است. نتیجة مهمی که از این بخش از پژوهش حاصل می‌شود، تأثیر فاصلة پوشش گیاهی با فضای مدنظر است. اندازه‌گیری‌ها نشان داد در فواصل بیش از 50 سانتی‌متر، حضور گیاه چه در حالت دیوار سبز و چه در قالب درختان ردیفی، تأثیر محسوسی بر دمای هوا و رطوبت ندارد؛ بنابراین برای فراهم‌کردن آسایش افراد پیاده در معابر شهری، استقرار گیاه دقیقاً در مجاورت معبر و در صورت امکان در دو طرف معبر مؤثر است.

آنچه مشخصاً پژوهش حاضر به آن دست یافته است، کاهش دمای بسیار جزئی است که پیرامون گیاه رخ می‌دهد. بعضی مقالات پیشین به کاهش چند درجه‌ای دما با استفاده از حضور گیاهان اشاره داشته‌اند، اما مطالعة نمونة موردی دیوار سبز در اقلیم تهران نشان داد این کاهش دما بسیار کم و در حد متوسط نیم‌درجه است که با توجه به هزینة زیاد نصب، اجرا و نگهداری دیوارهای سبز چندان منطقی نخواهد بود؛ اما کاشت گیاهان به‌صورت ردیفی بدون داشتن هزینه‌های مربوط به دیوارهای سبز همان میزان کاهش دما را به همراه دارد و منطقی‌تر است.

گفتنی است اگرچه میزان کاهش دما در این نمونه بسیار ناچیز به نظر می‌رسد، باید این مسئله را در نظر گرفت که وقتی این کاهش کم دما در مقیاس وسیع رخ دهد، تأثیرات زیادی در مقیاس شهری خواهد داشت. این کاهش دما به کاهش مصرف انرژی و همچنین بهبود شرایط حرارتی در فصول گرم منجر می‌شود. بررسی سه نوع متفاوت از گیاهان در نمونة موردی میدانی و دو نمونة شبیه‌سازی نیز نشان داد تعدیل دما فارغ از نوع گیاه خواهد بود. بررسی دقیق‌تر این مطلب که کدام گونه‌های گیاهی در این موضوع مؤثرترند، مسئله‌ای است که در پژوهش‌های آتی قابل انجام است.

مسئلة دیگر در این پژوهش، توجه همزمان به دو عامل دما و رطوبت نسبی در کنار یکدیگر بود. نتایج حاصل از برداشت‌های میدانی نشان می‌دهد فضاهای گیاه‌کاری‌شده شرایط مناسبی را با افزایش اندک رطوبت نسبی در فصل گرم به وجود می‌آورند که در کنار کاهش دما، محیط مطلوب‌تری را برای انسان‌ها در مقیاس خرد اطراف ایجاد می‌کند و موجب ارتقای شرایط آسایش حرارتی در فضای باز شهری می‌شود؛ همچنین با کاهش دمای ایجادشده، محافظت پوستة ساختمان از جذب گرما و نیز کاهش تابش از سطوح سبز، گیاهان تأثیر مثبتی بر کاهش جزیرة گرمایی شهری خواهند داشت؛ علاوه بر کاهش دما در فصول گرم، در فصول سرد نیز دقیقاً در مجاورت سطوح گیاه‌کاری‌شده، دما به میزان کمی بیشتر ثبت شده است. نتایج حاصل از بخش شبیه‌سازی نیز در همة فازهای خود مؤید نتایج اطلاعات میدانی است که در آن دمای اطراف درختان ردیفی به میزان 4/0 درجه کمتر از مرکز خیابان است. علاوه بردما، دمای تابشی نیز در این محدوده کاهش زیادی داشته است. از برآیند تأثیر این دو عامل (دما و دمای تابشی)، آسایش حرارتی در میکرواقلیم‌های شهری گیاهان نیز ارتقا خواهد یافت.

پژوهش حاضر در بستر اقلیمی مناطق مرکزی تهران انجام شده است و پژوهش‌های آتی در سایر اقلیم‌ها می‌توانند نتایج گسترده‌تری را حاصل کنند؛ اما آنچه مسلّم است بهره‌گیری از گیاهان به‌مثابة یک عنصر طراحی، یکی از راه‌حل‌هایی است که پیامدهای مثبتی ازجمله کاهش دما، کاهش مصرف انرژی، کاهش اثر جزیرة گرمایی و ارتقای آسایش حرارتی در فضای باز را در پی دارد. زمانی که طراحی فضای شهری در مقیاس خرد و کلان منطبق بر ملاحظات زیست‌محیطی باشد، آسایش افراد به‌ویژه افراد پیاده ارتقا می‌یابد و ساکنان تمایل بیشتری به حضور در سطح شهر و فعالیت‌های بیرون از خانه پیدا می‌کنند. این مسئله علاوه بر ابعاد اجتماعی ازجمله ایجاد سرزندگی، امنیت و رونق اقتصادی، از دیدگاه انرژی نیز موجب کاهش ساعات حضور افراد در خانه‌ها و پیرو آن کاهش مصرف انرژی و همچنین کاهش استفاده از وسایل نقلیة شخصی می‌شود؛ علاوه بر این با بهره‌گیری از گیاهان در مقیاس‌های وسیع و در نقاط متعدد شهر می‌توان این امید را داشت که تأثیرات اشاره‌شده در مقیاس‌های کلان نیز مطرح شوند.

[1]. Chen and NG

[2]. Ifatimehin

[3]. Kobayashi and Kai

[4]. Dr. Michael Bruse

1. Tree 10 m, very dense, leafless base