کاشت گیاه در باغ ایرانی بر کیفیت آسایش حرارتی فضای باز با استفاده از شاخص حرارتی PET(مورد پژوهی: باغ جهان نما شیراز)
مهناز رضائی
استادیار گروه معماری، دانشکده هنر و معماری، دانشگاه خاتم، تهران، ایران.(ma.rezaei@khatam.ac.ir)
چکیده
اهداف
آسایش حرارتی از عوامل اصلی برای حضور افراد در فضاهای باز شهری به حساب می آید. این مقاله با تمرکز بر نظام گیاه در باغ جهان نما شیراز درصدد رسیدن به هدف ایجاد آسایش حرارتی و بالا بردن حضور افراد و بیشترین عامل موثر بر آسایش حرارتی در فضای باز می باشد.
روش ها
روش پژوهش توصیفی- تحلیلی و از لحاظ روش شناسی کیفی(کتابخانه ای) و سنجش کمی با نرم افزار Envi-met 4 basic شبیه سازی شده است که با انتخاب هشت نقطه در باغ جهان نما شیراز به تحلیل متغیرهای اقلیمی، راس ساعت 9، 12 و 17 در روز یکم تیرماه به عنوان گرمترین روز سال می پردازد و با مقایسه آنها با شاخص آسایش حرارتی PET بین نقاط مذکور تجزیه و تحلیل می گردد.
یافته ها
با بررسي مدل های شبیه سازی گیاه (نوع درخت و تاج درخت و تعداد آنها)در محل خود شرايط آسايش حرارتي فضاي باز را بهبود بخشيده ، و با عبور از فضاي باغ شرايط محيطي به وضعيت قبل برمي گردد و ميانگين دماي تابشي بيشترين اثرگذاري بر آسایش حرارتی را دارد که در قالب نمودارهای ستونی و خطی ارائه می گردد.
نتیجه گیری
در نظام کاشت گیاه، افزایش درختان تاثیر بیشتری بر آسایش حرارتی فضای باغ و حضور افراد و کاهش استرس حرارتی در فصول گرم سال دارد و ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺗﺎﺝ ﻭ ﺍﺭﺗﻔﺎﻉ ﻭ ﻓﺮﻡ ﺩﺭﺧﺘﺎﻥ ﻣـﻲ ﺗﻮﺍﻧـﺪ ﺩﺭ ﺳﺎﻳﻪﺍﻧﺪﺍﺯﻱ ﻭ ﻋﺒﻮﺭ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﻫﻮﺍ ، ﺑﺎﻋﺚ ﻛـﺎﻫﺶ ﺩﻣﺎﻱ ﻣﺘﻮﺳﻂ ﺗﺎﺑﺸﻲ ﻭ ﺍﻓﺰﺍﻳﺶ ﺭﻃﻮﺑﺖ ﮔﺮﺩﺩ.
واژه های کلیدی:
باغ ایرانی، نظام کاشت گیاه، آسایش حرارتی، فضای باز، شاخص حرارتی PET
The Role and Effect of Planting System of Iranian Garden on the Quality of Thermal Comfort in Open Spaces by Using Thermal Index PET
(Case Study: Jahan Nama Shiraz Garden)
Abstract:
Aims:
Thermal comfort is one of the main factors for the participation of people in open urban spaces.This article focuses on the planting system in Jahan Nama Garden in Shiraz and seeks to achieve the goal of reaching thermal comfort and increasing the people participation and optimization the outdoor thermal comfort in this garden.
Methods:
The research method is descriptive-analytical and in terms of qualitative methodology (Library research) and quantitative measurement has been simulated with ENVI-met 4 basic software. Also, by selecting eight points in Jahan Nama Garden of Shiraz, climatic variables have been analyzed: at 9, 12 and 17 o’clock on the 1st of July as the hottest day of the year. By comparing these points with the thermal comfort index PET they are analyzed.
Findings:
Checking the plant simulation models (trees type and canopy and their number) in their place have improved the open space thermal comfort conditions, and by passing through the garden space, the environmental conditions return to the previous state and the average rate of radiant temperature has the greatest effect on thermal comfort, which will be presented in form of bar and line diagrams.
Conclusion:
In planting system, increasing the number of trees has a greater effect on the thermal comfort in garden space and participation rate of people and the reduction of thermal stress in the warm seasons.
Also focusing on height and form of the trees can decrease the average radiation temperature and increasing humidity.
Key words: Persian garden, Planting system, Thermal comfort, Open space, Thermal index PET
مقدمه
یکی از مهمترین معضلات معماری و شهرسازی، چگونگی بهره گیری از مولفه های کالبدی سازنده آن در جهت کاهش مداخلات محیطی و آسایش حرارتی می باشد که امروزه بدلیل تاثیر تغییرات اقلیمی در سطح شهر ها با میزان کیفیت زندگی انسان، آسایش حرارتی در فضای باز مورد توجه بیشتری قرار گرفته است. عدم توجه کافی و طراحی های ناکارامد اقلیمی در فضاهای باز از سوی معماران اثرات نامطلوبی برآسایش کیفیت زندگی دارد. بنابراین طراحی و الگوی بهینه پوشش گیاهی به عنوان یکی از مهمترین مولفه های سازنده باغ می تواند تاثیر بسزایی در ایجاد آسایش حرارتی و کاهش تاثیر تغییرات اقلیمی داشته باشد که منجر به حضور بیشتر افراد در فضاهای باز می شود که اگر نتواند شرایط آسایش را داشته باشد از حضور در آن اجتناب می‌شود.[1] نخستین پژوهش ها در زمینه آسایش حرارتی توسط نیکولوپولو انجام گرفته و سپس بعد از آن مطالعات زیادی توسط افراد مختلف در این زمینه انجام شده[2]؛ که به تأثیرات فیزیکی، فیزیولوژیکی روانی استفاده‌کنندگان از فضای باز بر اساس میزان تداوم حضور و استراحت افراد پرداخته[3]، سلامت انسان در هر وضعیتی متاثر از تغییرات آب و هوایی است[4، 5] ﺑﻨﺎﺑﺮﺍﻳﻦ ﻧﻴﺎﺯ ﺑﻪ ﺩﺍﺷﺘﻦ ﺍﻟﮕﻮیی ﺑﻬﻴﻨﻪ در ﺑـﻪ ﻛـﺎﺭﮔﻴﺮﻱ نظام کاشت گیاه و درختان، در فضاهای سبز و خرداقلیم باغ ﻣﻨﺠﺮ ﺑـﻪ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺳﻄﺢ ﺩﺭﺟﻪ ﺣﺮﺍﺭﺕ ﺩﺭ ﻃـﻮﻝ ﺭﻭﺯ ﻭ ﺷﺐ ﻣـﻲ ﺷـﻮﺩکه ﻧﺸـﺎﻥ ﺍﺯ ﺭﺍﺑﻄﻪ ﻋﻤﻴﻖ ﺑﺎ ﺷﻜﻞ، ﺍﺑﻨﻴـﻪ، ﻣﺤـﻞ ﻭ ﻣﻨﻄﻘـﻪ ﺁﺏ ﻭ ﻫـﻮﺍﻳﻲ ﻭ ﭘﻮﺷـﺶ ﮔﻴـﺎﻫﻲ ﺩﺭ فضای باز ﺩﺍﺭﺩ[6] ﭘﻮﺷـﺶ ﮔﻴـﺎﻫﻲ ﻭ ﺳــﺎﻳﻪﺍﻧــﺪﺍﺯﻱ ﺩﺭﺧﺘــﺎﻥ، ﻣــﻲﺗﻮﺍﻧﻨــﺪ ﺭﺍﻫﺒﺮﺩﻫﺎﻱ ﺍﺻﻮﻟﻲ ﺟﻬﺖ ﺑﻬﺒﻮﺩ ﺑﺨﺸﻴﺪﻥ ﺑﻪ ﺷـﺮﺍﻳﻂ ﺁﺳـﺎﻳﺶ حرارتی افراد ﺩﺭ ﻣـﺎﻩ ﻫـﺎﻱ ﮔـﺮﻡ ﺳـﺎﻝ ﻧﻴـﺰ ﺑﺎﺷـﻨﺪ.[7، 8] پوششﮔﻴﺎﻫﺎﻥ ﻣﻲ ﺗﻮﺍﻧﻨﺪ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﻗﺎﺑﻞﺗـﻮﺟﻬﻲ ﺩﺭ ﺫﺧﻴﺮﻩ ﺣﺮﺍﺭﺕ ﺩﺍﺷﺘﻪ ﻭ ﺧﺮﺩﺍﻗﻠﻴﻢ ﺭﺍ ﺗﺤﺖ ﺗـﺄﺛﻴﺮ ﺧﻮﺩ ﻗﺮﺍﺭ ﺩﻫﻨﺪ[9] باغ به خاطر ساختار ویژه ای که دارد باعث ایجاد تغییر در خرد اقلیم محلی می شود. باغ ایرانی به صورت محدوده ای محصور که درآن گیاه، آب، و ابنیه در نظام معماری مشخصی با هم تلفیق می شوند و محیطی مطلوب، ایمن و آسوده برای انسان به وجود می آورد [10] انتخاب گیاهان و شیوه های کاشت آنها در باغ های ایرانی در انطباق با شرایط فرهنگی و اقلیمی و نقش مهمی در حفاظت باغ داشته و کاربرد گیاهان با سه هدف سایه اندازی، محصول دهی و تزیین باغ همراه بوده است[11] و ﺩﺭ ﺣﺎﻟﺖ ﻛﻠﻲ ﭘﻮﺷﺶ ﮔﻴﺎﻫﻲ ﻣﻲ ﺗﻮﺍﻧـﺪ ﺑﺎﻋـﺚ ﺍﻓـﺰﺍﻳﺶ ﻛﻴﻔﻴـﺖ فضای بازﮔـﺮﺩﺩ.[7] ﻣﻄﺎﻟﻌـﺎﺕ زیادی ﺩﺭ ﺯﻣﻴﻨـﻪ ﻫـﺎﻱ ﺻـﺮﻓﻪﺟـﻮﻳﻲ ﺍﻧـﺮژﻱ ﺩﺭ ﺗﺎﺑﺴﺘﺎﻥ ﺑﺎ ﺑﻬﺮﻩ ﮔﻴﺮﻱ ﺍﺯ ﺳﺎﻳﻪ ﺩﺭﺧﺘﺎﻥ ﺻﻮﺭﺕ ﭘﺬﻳﺮﻓﺘـﻪ ﺍﺳـﺖ.[12، 13] ﺩﺭﺧﺘـﺎﻥ ﻣﻲ ﺗﻮﺍﻧﻨﺪ ﺑﺎ ﺳﺎﻳﻪ ﺍﻧﺪﺍﺯﻱ ﺧﻮﺩ ﺑﺎﻋـﺚ ﺗﻐﻴﻴـﺮ ﺩﺭ ﻣﻴـﺰﺍﻥ ﺟـﺬﺏ ﺗﺎﺑﺶ ﺧﻮﺭﺷﻴﺪﻱ ﻭ ﺑﺎﺯ ﺗﺎﺑﺶ ﻫﺎﻱ ﺯﻣﻴﻨﻲ ﺟﻬﺖ ﺍﺻﻼﺡ ﻧﻤﻮﺩﻥ ﺧﺮﺩﺍﻗﻠﻴﻢﻫـﺎ ﮔﺮﺩﻧـﺪ.[14] با توجه به نمودار1، ﺍﻓﺰﺍﻳﺶ ﺳﻄﺢ ﺳﺎﻳﻪﺍﻧﺪﺍﺯﻱ ﺩﺭﺧﺘﺎﻥ ﻣﻨﺠـﺮ ﺑـﻪ ﻛـﺎﻫﺶ ﺩﻣـﺎ ﻭ ﺍﻓـﺰﺍﻳﺶ ﺭﻃﻮﺑــﺖ ﻣـﻲﺷـﻮﺩ.[15، 16]
(نمودار1)
آسايش محيطي، حس رضايت و راحتي حاصل از هم افزایی عوامل فيزيولوژيكي، روانشناسي و كالبدي انسان و محيط اطرافش است.[17] شامل شرايط آسايش حرارتي، صوتي، بصري، بويايي و كيفيت هوا تا زيبايي را مي شود و نقش موثری در ميزان استفاده از فضای باز و رفتار و نوع حضور افراد دارد[18] پاسخ به محرك هاي محيطي است که در واقع ارزش اوليه شاخصه هاي آسايش را تعيين مي كند.[19] و محاسبه آسايش حرارتي را متقدم بر آسايش صوتي و بصري فرض كرده اند.[20] تا آنجا كه در برخي مطالعات منظور از آسايش در فضاي باز، آسايش حرارتي است[21] دماي تابشي که از مجموع تابش هاي جذب شده توسط بدن انسان از سطوح تابشي مختلف می باشد. يكي از مهمترين متغيرهاي ارزيابي آسايش حرارتي در فضاي باز است.[22] فضاي باز که شامل پارك هاي شهري، باغ ها، ميدان ها، خيابان ها و فضاهاي باز نواحي مسكوني می باشد [23] بر اساس نياز به تفريح و فراغت افراد، رفتار و انتظارات متفاوتی از فضاي داخلی دارند[24] نقش شرايط مطلوب محيطي بر استفاده از امكانات فيزيكي در پژوهش هاي معاصر تاييد شده است.[25] با مقایسه شاخصه های حرارتی متداول در پژوهش های ارزیابی آسایش حرارتی در فضای باز [26] ، شاخصه حرارتی “دمای معادل فیزیولوژیکی” دارای ﻫمبستگی ﺑﺎﻻﺗﺮي ﺑﺎ اﺣﺴﺎس ﺣﺮارﺗﻲ اﻓﺮاد در ﻓﻀﺎي دارد[27] که نشان می دهد “ﻣﻴﺎﻧﮕﻴﻦ دﻣﺎي ﺗﺎﺑﺸﻲ” ﻧﻘﺶ اﺻﻠﻲ ﺑﺮ اﺣﺴﺎس ﺣﺮارﺗﻲ اﻓﺮاد دارد. در جدول1 مقادیر آستانه شاخص حرارتی دمای معادل فیزیولوژیکی ارائه می شود:
(جدول1)
این مقاله درصدد ﭘﺎﺳﺦ به تاثیر نظام کاشت گیاه به عنوان یکی از مهمترین مولفه های سازنده باغ ایرانی و میزان آن بر آسایش حرارتی فضای باز و همچنین عوامل موثر بر آسایش حرارتی در فضای باز می باشد، ﺍﺯ ﺍﻳﻦ ﺭﻭ ﻓﺮﺿﻴﻪ ﺍﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ ﺑﺮ ﭘﺎﻳﻪ ﺩﺳﺘﻴﺎﺑﻲ ﺑﻪ ﺍﻟﮕﻮﻱ ﺑﻬﻴﻨـﻪ نظام کاشت درختان و ﭘﻮﺷﺶ ﮔﻴﺎﻫﻲ باغ جهان نما شیراز ﻛﻪ ﺑﺘﻮﺍﻧﺪ ﺑﻪ ﺁﺳﺎﻳﺶ حرارتی فضای باز و ﺩﺭ ﻛﺎﻫﺶ استرس گرمایی موثر باشد، استوار گردیده و ﺭﻭﺵ ﺗﺤﻘﻴﻖ ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ به صورت ترکیبی کیفی و کمی بوده و ﺑـﺎ شبیه سازی در ﻧﺮﻡ ﺍﻓﺰﺍﺭ انویمت(Envi-met) می باشد. ﺑــﻪ ﺍﻳــﻦ ﻣﻨﻈــﻮﺭ ﻣﻄﺎﻟﻌــﺎﺕ ﻛﺘﺎﺑﺨﺎﻧﻪ ﺍﻱ ﻭ ﺑﺮﺩﺍﺷﺖ ﻣﻴﺪﺍﻧﻲ ﺟﻬﺖ انجام این پژوهش ﺩﺭ ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ.
روش ها
مقاله حاضر به تاثیر مولفه طبیعی گیاه بر آسایش حرارتی باغ جهان نما شیراز پرداخته و چارچوب نظری با هدف شناسایی مولفه گیاه به عنوان عامل موثر بر آسایش حرارتی درفضای باز، تدوین شده است. سپس با بررسی نظام کاشت گیاه در باغ در سه مدل جهت ارزیابی تاثیر آنها بر آسایش حرارتی انجام گرفته است. فرآیند شبیه سازی در این مطالعه به این ترتیب است که:در مرحله نخست مدل سازی و تعیین وضعیت موجود باغ انجام می شود. مرحله دوم تعیین شرایط اقلیمی و استخراج داده های هواشناسی شهر شیراز(دما، رطوبت نسبی، سرعت باد، دمای تابشی) و در مرحله سوم تعیین 8 نقطه (رسپتورها) در سطح باغ و مرحله چهارم تعیین بازه زمانی سعی شده با توجه به محدودیت های پژوهش پوشش نسبتا مناسبی جهت تحلیل در روز اول تابستان به عنوان گرمترین روز سال در ساعات 9صبح و 12 ظهر و 17 بعداز ظهرداده شود و در مرحله پنجم به شبیه سازی سه مدل گیاه پرداخته می شود و در مرحله ششم استخراج داده های کمی و تبدیل نتایج نمودارهای گرافیکی در نرم افزار لئوناردو می باشد و سپس انتقال اطلاعات برداشت شده به نرم افزار اکسل، نمودارهای مربوط به هرکدام از عوامل موثر محیطی بر آسایش حرارتی روز انتخابی ترسیم شده است. ابزارهای گردآوری اطلاعات کتابخانه ای ، با استفاده ازمنابع موجود و از نرم افزارهای شبیه سازی مربوط به بحث آسايش حرارتي مانند “انويمت ” استفاده شده، در بخش تحلیل های عددی و ارزيابي نهايي شبيه سازي از شاخص حرارتی دمای معادل فیزیولوژکی استفاده خواهد شد و ازنرم افزارهایی مانند “لئوناردو” و “اکسل” جهت نمایش گرافيكي و ارائه داده های ثبت شده به صورت نمودارها وجداول استفاده می گردد و برای تحلیل داده های آماری و محاسبه روابط بین متغیر های وابسته و مستقل از نرم افزار اکسل، در قالب نمودارهای خطی، ستونی و اسکاتر برای ضریب همبستگی استفاده شده است. شکل1 روش و مراحل پژوهش و اطلاعات ورودی را نشان می دهد.
(شکل1)
انتخاب نمونه
این پژوهش به بررسی باغ جهان نما ، واقع در شهر شیراز(°29°60′N 52°53′E و ارتفاع از سطح دریا 1540 متر) استان فارس، ایران، با آب و هوای گرم و نیمه خشک (بر اساس طبقه بندی شاخص کوپن) می پردازد. باغ جهان نما با توجه به دارا بودن خصوصیات باغ ایرانی و مکان تفریحی با مساحت تقریبی 5 هکتار در محدوده شمال شیراز واقع شده است مورد پژوهش قرار گرفته است. در جدول2و3 ، باغ های شیراز به تفکیک مساحت و موقعیت قرار گیری و ویژگی های کالبدی-اقلیمی باغ مشخص شده اند.
(جدول2)
(جدول3)
برای انجام این پژوهش ، رسپتورها در 8 نقطه از محدوده فضای باغ جهان نما، در محورهای اصلی و فرعی که در تمامی جهات باغ قرار گرفته و تا تاثیر گیاه را به عنوان مولفه طبیعی سازنده باغ ایرانی جهان نما را بر روی آسایش حرارتی افراد را نشان دهد. داده های آب و هوایی وارد شده به نرم افزار انویمت وارد شده و همچنین برای محاسبه میزان شاخص حرارتی (PET) با کمک نرم افزار بایو- مت (یک ابزار محاسبه کننده می باشد که بر اساس داده های خروجی نرم افزار انویمت و تنظیمات پارامترهای افراد، شاخص آسایش حرارتی انسان را محاسبه می کند.) مقادیر آن به دست آمده است. در جدول4، نقاط مشخص شده در باغ جهان نما آورده شده است.
(جدول4)
تحلیل داده ها و شرح شیوه جمع آوری آن
با شبیه سازی آسایش حرارتی گیاه (سرعت باد، دمای متوسط تابشی، دمای هوا، رطوبت نسبی) در نرم افزار انویمت در مدل اول با تغییر تاج و قطر درخت های محور اصلی باغ و در مدل دوم تغییر تاج گیاهان و درختان مسیر محور اصلی و فرعی باغ و درمدل سوم افزایش تعداد درختان (از 330 درخت موجود به 423 درخت ) شبیه سازی شده است که ترکیبی از درختان سرو(همیشه سبز) و مرکبات(برگ ریز) می باشد و خروجی های مولفه های اقلیمی در جدول 5 ، مشخص شده است. نتايج شبيه براي سه مدل پوشش گياهي به سبب اينكه معمولا تغییرات دما در ساعات (9-12-17) مي باشد و از طرفي چون ميانگين قد انسان بين حالت ايستاده و نشسته 1.50 متر است، سنجش شبيه سازي در اين ارتفاع انجام شده است.
(جدول5)
یافته ها
همانطور که مشاهده می شود در جدول6، با مقایسه گراف های شاخص حرارتی دمای معادل فیزیولوژکی را برای مدل اول و دوم و سوم در ساعت 9 صبح آسایش حرارتی بهتر از ساعات 12 و 17 می باشد و بدلیل تغییر تاج درختان محور اصلی رسپتور1-2-3، در وضعیت آسایش حرارتی بهتری از رسپتورهای 4-5-6-7و8 قرار دارد. شاخص حرارتی در مدل سوم( افزایش درختان) در مقایسه با نمودار های شاخص حرارتی دمای معادل فیزیولوژکی برای مدل اول و دوم گیاه( تغییر تاج درختان) ، شرایط آسایش حرارتی بهتری را دارا می باشد.
(جدول6)
ﺍﺯ ﺁﻧﺠﺎﻳﻲ که مولفه های ﻣﺨﺘﻠـﻒ ﺩﻳﮕـﺮﻱ ﻧﻈﻴـﺮ ﺟﻬﺖ قرار ﮔﻴﺮﻱ ، ﺿﺮﻳﺐ ﺩﻳﺪ ﺑﻪ ﺁﺳﻤﺎﻥ ﻭ جنس ﻣﺼـﺎﻟﺢ ﻛﻒ و آب نیز ﺑﺮ ﺭﻭﻱ ﻣﻴﺰﺍﻥ ﺁﺳﺎﻳﺶ ﺣﺮﺍﺭﺗﻲ ﭘـﻴﺶ ﺑﻴﻨـﻲ ﺷـﺪﻩ ﻣـﺆﺛﺮ ﺧﻮﺍﻫﻨﺪ ﺑﻮﺩ، ﻫﺮﻛـﺪﺍﻡ ﺍﺯ ﻧﻘـﺎﻁ ﮔﻴﺮﻧـﺪﻩ ﻣـﻲﺑﺎﻳﺴـﺖ ﻓﻘـﻂ ﺑـﺎ ﺍﻟﮕﻮﻫﺎﻱ ﻣﺸﺎﺑﻪ ﺧﻮﺩ ﻣﻮﺭﺩ ﺍﺭﺯﻳﺎﺑﻲ ﻗﺮﺍﺭ ﮔﻴﺮﻧﺪ ﺗﺎ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ ﻣﺘﻐﻴﺮ گیاه ﻣﺸﺨﺺ ﮔﺮﺩﺩ. ﮔﻴﺮﻧـﺪﻩ های ﻣﺠـﺎﺯﻱ 1-2-3 ﺑﻴﺸﺘﺮﻳﻦ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﺭﺍ ﺍﺯ ﻭﺟﻮﺩ ﺩﺭﺧﺘـﺎﻥ ﺩﺍﺷـﺘﻪ ﺍﺳـﺖ، ﭼﻮﻥ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻗﺮﺍﺭﮔﻴﺮﻱ ﺍﻳﻦ ﮔﻴﺮﻧﺪﻩ ﺩﺭ محور اصلی ﺗﻮﺍﻧﺴﺘﻪ ﺍﺳـﺖ ﻫـﺮ ﭼـﻪ ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺍﺯ ﺳﺎﻳﻪ ﺍﻓﻜﻨﻲ ﻧﻮﺭ ﺷﺮﻕ ﻭ ﻏﺮﺏ ﺩﺭ ﺭﺳﻴﺪﻥ ﺑـﻪ ﺷـﺮﺍﻳﻂ ﺁﺳﺎﻳﺶ افراد ﺑﻬﺮﻩ ﺑﺒﺮﺩ و از بین سه مدل ارائه شده برای گیاه ، مدل سوم (93 درخت افزوده)توانسته آسایش بیشتری را در نقاط انتخاب شده در سایت ایجاد نماید و در مدل اول و دوم که تغییر تاج درختان بود تغییرات محسوسی در بهبود شرایط آسایش دیده نشده است.
(نمودار2)
(نمودار3)
(نمودار4)
بحث و نتیجه گیری
بهبود کیفیت زندگي در محيط هاي باز، يکي از مهم ترين مباحث معماران و شهرسازان است. باغ ها در اقلیم نیمه گرم و خشک به عنوان عنصر مهمی از منظر شهری تاثیر زیادی در آسایش حرارتی در فضای باز دارد و نظام کاشت و پوشش گیاهی یکی از موثرترین مولفه های سازنده باغ ایرانی در ایجاد آسایش و کیفیت محیطی است. در این راستا، مقاله حاضر تلاش کرده با تاکید بر پوشش گیاهی و تاثیر آن بر روی خرد اقلیم و آسایش حرارتی انسان در فضای باز که شامل تاثیر سایه اندازی درخت با بررسی مورفولوژی درختان در سه مدل شبیه سازی شده (شکل2)است. با تحلیل هر یک از مدل ها مشخص شد ﻛـﻪ ﺗﻔﺎﻭﺕ ﻫﺎﻱ ﻋﻤﺪﻩ ﺍﻱ ﻣﻴﺎﻥ مدل های شبیه سازی شده ﭘﻮﺷﺶ ﮔﻴﺎﻫﻲ ﺩﺭ میزان ﺁﺳﺎﻳﺶ ﺣﺮﺍﺭﺗﻲ ﻭﺟـﻮﺩ ﺩﺍﺭﺩ ﻛـﻪ ﺑـﺎ ﺗﻐﻴﻴـﺮ نوع و تاج ﺩﺭﺧﺘــﺎﻥ، ﭼﻴــﺪﻣﺎﻥ ﻭ ﺗﻌــﺪﺍﺩ ﺩﺭﺧﺘﺎﻥ ﺑﻪ ﺩﺳﺖ ﺁﻣﺪﻩ ﺍﺳﺖ. ﺍﻳـﻦ ﺩﺭ ﺣـﺎﻟﻲ ﺍﺳـﺖ ﻛـﻪ ﻧـﻮﻉ ﺩﺭﺧﺘﺎﻥ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻧﻮﻉ ﺗﺎﺝ ﺧﻮﺩ (ﻣﺨﺮﻭﻃـﻲ، ﭘﻬـﻦ) ﻭ ﻧـﻮﻉ ﺑﺮگ (ﭘﻬﻦ ﺑﺮگ، ﺳﻮﺯﻧﻲ ﺑﺮگ) ﻣـﻲ ﺗﻮﺍﻧـﺪ ﺗـﺄﺛﻴﺮ ﻣﺘﻔـﺎﻭﺗﻲ ﺩﺭ ﺳﺎﻳﻪ ﺍﻧﺪﺍﺯﻱ ﻭ ﺟﺬﺏ ﺗـﺎﺑﺶ، ﺗﻐﻴﻴـﺮ ﺟﺮﻳـﺎﻥ ﺑـﺎﺩ و ﻛـﺎﻫﺶ ﺩﻣﺎﻱ ﻣﺘﻮﺳﻂ ﺗﺎﺑﺸﻲ ﻭ ﺍﻓﺰﺍﻳﺶ ﺭﻃﻮﺑﺖﮔﺮﺩﺩ. بنابراین در دو مدل اول آسایش حرارتی کمتر نسبت به مدل سوم ایجاد شده به دلیل افزایش تعداد درختان همیشه سبزبا ارتفاع بلندتر، سایه اندازی مدت زمان بیشتری و جریان هوا بهتر عبور می کند و آسایش بهتری را در بر دارد. ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ نظام ﻛﺎﺷﺖ ﺩﺭﺧﺘـﺎﻥ ﻭ ﺟﺎﻧﻤـﺎﻳﻲ ﻣﻨﺎﺳـﺐ ﺁﻥ ﻫـﺎ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻣﺤﻮﺭﻫﺎﻱ اصلی و کوشک ﻛـﻪ ﺑﺘﻮﺍﻧـﺪ ﺳـﺎﻳﻪﺍﻧـﺪﺍﺯﻱ ﻣﻄﻠـﻮﺑﻲ ﺩﺭ ﺳـﺎﻋﺎﺕ ﺑﺤﺮﺍﻧـﻲ ﺗﺎﺑﺴـﺘﺎﻥ ﺩﺍﺷـﺘﻪ ﻭ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﻫﻮﺍ ﺭﺍ ﺑﻪ ﺑﻬﺘﺮﻳﻦ ﻧﺤﻮ ﻫﺪﺍﻳﺖ ﻛﻨﻨﺪ. دمای متوسط تابشی نسبت به دیگر عوامل اقلیمی تاثیر بیشتری بر آسایش حرارتی در فضای باز دارد. با بررسی و مقایسه نمودارها و جداول دمای متوسط تابشی با شرایط آسایش حرارتی وضع موجود می توان به رابطه معنادار بین دمای متوسط تابشی و شاخص آسایش حرارتی پی برد. ﺍﮔﺮﭼﻪ ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﭘﮋﻭﻫﺶ ﺑﻪ ﺑﺮﺭﺳﻲ ﺗـﺄﺛﻴﺮ ﻧـﻮﻉ ﺩﺭﺧﺘـﺎﻥ ﺩﺭ یکی از گرم ترین روزهای سال یکم تیرماه ﭘﺮﺩﺍﺧﺘﻪ ﺷﺪﻩ ﺍﺳـﺖ، ﺩﺭ ﭘﮋﻭﻫﺶﻫﺎﻱ آتی پیشنهاد می شود به بررسی الگوهای مختلف پوشش گیاهی در شرایط مختلف آب و هوایی پرداخته شود.
(شکل2)
منابع
- Lenzholzer S .Research and design for thermal comfort in Dutch urban squares, Resources, Conservation and Recycling .2012; 64: 39-48. DOI: 10.1016/j.resconrec.2011.06.015
- Nikolopoulou M, Baker N, Steemers K. Thermal comfort in outdoor urban spaces: understanding the human parameter, Solar energy. 2001; 70(3): 227-235. DOI: 10.1016/S0038-092X(00)00093-1
- Lee TQ, Morris G, Csintalan RP. The influence of tibial and femoral rotation on patellofemoral contact area and pressure. J Orthop Sports Phys Ther. 2003; 33:686-693. DOI: 10.2519/jospt.2003.33.11.686
- Kunst AE, Groenhof F, Mackenbach JP. The association between two windchill indices and daily mortality variation in the Netherlands. American Journal of Public Health Association.1994; 84(11): 1738- 42. doi.org/10.2105/AJPH.84.11.1738
- Poumadere M, Mayes C, Le Mer S, Blong R. The heat wave in France: dangerous climate change here and now. Risk analysis An International Journal. 2005; 25(6): 83 -94. DOI: 10.1111/j.1539-6924.2005.00694.x
- Salata F, Golasi I, Vollaro AdL, Vollaro RDL. How High Albedo and Traditional Buildings’ Materials and Vegetation Affect the Quality of Urban Microclimate. A case study, Energy and Buildings. 2015; 99: 32-49. doi.org/10.1016/j.enbuild.2015.04.010
- El-Bardisy WM, Fahmy M, El-Gohary GF. Climatic Sensitive Landscape Design: Towards a Better Microclimate Through Plantation in Public Schools, Cairo, Egypt. Procedia – Social and Behavioral Sciences. 2016; 216: 206-216. doi.org/10.1016/j.sbspro.2015.12.029
- Middel A, Häb K, Brazel AJ, Martin CA, Guhathakurta S. Impact of Urban Form and Design on Mid-afternoon Microclimate in Phoenix Local Climate Zones, Landscape and Urban Planning. 2014; 122: 16-28. doi.org/10.1016/j.landurbplan.2013.11.004
- Taleghani M, Sailor DJ, Tenpierik M, van den Dobbelsteen A. Thermal Assessment of Heat Mitigation Strategies: The Case of Portland State University, Oregon, USA. Building and Environment. 2014; 73:138-150. [Persian] doi.org/10.1016/j.buildenv.2013.12.006
- Khameh, M., Etessam, I., Shahcheraghi, A. The analysis of effective Wayfinding and Pathfinding process in the old cities in Iran. The Monthly Scientific Journal of Bagh-e Nazar, 2016; 13(41): 67-82. [Persian] http://www.bagh-sj.com/article_32951.html?lang=en
- Zamani E, Leylian MR. Bazshenasi va tahlil- e jaygahe-e anasore mojood dar Baghe Irani ba takid bar osoole dini-aini,Bagh-e Nazar journal. 2009; 6(11):25-38. [Persian] http://www.bagh-sj.com/article_38.html?lang=en
- Picot X. Thermal Comfort in Urban Spaces: Impact of Vegetation Growth: Case Study: Piazza della Scienza, Milan, Italy, Energy and Buildings.2004; 36(4): 329-334. DOI: 10.1016/j.enbuild.2004.01.044
- Akbari H, Pomerantz M, Taha H. Cool Surfaces and Shade Trees to Reduce Energy Use and Improve Air Quality in Urban Areas, Solar Energy.2001; 70(3): 295-310. doi.org/10.1016/S0038-092X(00)00089-X
- Fahmy M, Sharples S, Yahiya M. LAI Based Trees Selection for Mid Latitude Urban Developments: A Microclimatic Study in Cairo, Egypt, Building and Environment.2010; 45(2): 345-357. dx.doi.org/10.1016/j.buildenv.2009.06.014
- Sawka M, Millward A, McKay J, Sarkovich, M. Growing summer energy conservation through residential tree planting. Landscape and Urban Planning. 2013;113: 1–9. DOI: 10.1016/j.landurbplan.2013.01.006
- Wong NH, Yu C. Study of Green Areas and Urban Heat Island in a Tropical City, Habitat International .2005; 29(3): 547-558. DOI: 10.1016/j.habitatint.2004.04.008
- Salter RB. The biologic concept of continuous passive motion of synovial joints: the first 18 years of basic research and its clinical application. Clin Orthop Relat Res. 1989;242:12-25. DOI: 10.1002/jor.1100010313.
- Janssens I, Dieleman W, Luyssaert S. Reduction of forest soil respiration in response to nitrogen deposition. Nature Geosci . 2010; 3: 315–322. DOI: 10.1038/ngeo844
- Nango K, Tetsumi H. New comfort index during combined conditions of moderate low ambient temperature and traffic noise, Energy and Buildings.2005; 37(3):287-294. DOI: 10.1016/j.enbuild.2004.08.001
- Oral GK, Yener AK, Bayazit NT. Building envelope design with the objective to ensure thermal, visual and acous tic comfort conditions. Building and Environment.2004; 39(3):281 287. DOI:10.1016/S0360-1323(03)00141-0
- Nikolopoulou M, Steemers K. Thermal comfort and psychological adaptation as a guide for designing urban spaces. Energy and Buildings. 2004; 35(1): 95- 101. DOI: 10.1016/S0378-7788(02)00084-1
- Matzarakis A, Mayer H. Heat stress in Greece; International Journal of Biometeorology. .2000. DOI: 10.1007/s004840050051
- FAizi, M., Asadpour, A. An Analysis of Shiraz Large-scale Historical Landscape based on Images Drawn by Foreign Travelers. The Monthly Scientific Journal of Bagh-e Nazar, 2013; 10(24): 3-12. [Persian] http://www.bagh-sj.com/article_2688.html?lang=en
- Lin TP, Matzarakis A, Ruey-Lung H. Shading Effect on Long- Term Outdoor Thermal Comfort. Building and Environment.2013; 45: 213–221. DOI: 10.1016/j.buildenv.2010.10.017
- Walton D, Dravitzki V, Donn M. The relative influence of wind, sunlight and temperature on user comfort in urban outdoor spaces. Building and environment. 2007; 42(9): 3166-3175. DOI: 10.1016/j.buildenv.2006.08.004
- Heidari, S., Monam, A. Evaluation of Thermal Comfort Indices in Outdoor Space. Journal of Geography and Regional Development, 2013; 11(1): -. doi: 10.22067/geography.v11i20.30753 [Persian]
- Sasaki K, Mayer H, Mochida A, Uchida M, Tonouchi T, Corporation S. Field measurement on thermal comfort in outdoor locations Comparison of SET and PET based on questionnaire survey; The seventh International Conference on Urban Climate. Yokohama, Japan.2009. doi.org/10.1016/j.uclim.2017.07.007
دیاگرام ها-شکل- جداول-نمودار
نمودار1- کاربرد گیاهان برای کنترل شرایط اقلیمی (منبع: نگارندگان)
جدول1-مقادیر آستانه شاخص حرارتی PET
| مقادیر آستانه شاخص PET برای تنش های گرمایی(درجه سانتی گراد) | |
| پارامتر | آستانه |
| آسایش گرمایی | ( 29>PET >18) |
| تنش سرمایی | PET<8 |
| تنش گرمایی | PET>35 |
| روز داغ | PET>41 |
شکل1- روش و مراحل پردازش پژوهش و اطلاعات ورودی به نرم افزار(نگارندگان)
جدول2- نقشه موقعیت قرارگیری باغ های شیراز(منبع: نگارندگان)
| باغ جهان نما | باغ ارم | باغ عفیف آباد | باغ دلگشا | باغ نظر | باغ هفت تنان | باغ جنت |
| m2 45795 | m2 58737 | m2 96524 | m2 74898 | m2 45458 | m24474 | هکتار 45 |
جدول3- ویژگی های کالبدی- معیار انتخاب و اقلیمی باغ و کوشک جهان نما شیراز(منبع: نگارندگان)
| نام باغ : جهان نما | |||
| ویزگی های کالبدی – فضایی باغ جهان نما | ویژگی کالبدی | ||
| موقعیت کنونی: بافت شهری | موقعیت گذشته: خارج شهر | شکل باغ: مربع | |
| منبع آبرسانی: قنات رکن آباد | SW-NE جهت گیری: | نحوه استقرار: مسطح | |
| درختان باغ: سرو- کاج- نارنج- انار | منبع آبرسانی فعلی: چاه | ||
| معیارهای انتخاب باغ | نمای باغ | عکس هوایی باغ جهان نما | معیار انتخاب |
| دارای پیشینه تاریخی و ثبت میراث فرهنگیطرح باغ گسترده با پلان مشخصوجود پوشش گیاهی در باغابنیه اصلی به صورت کوشک | |||
| مشخصه های فضایی باغ جهان نما | اهداف و معیارهای اقلیمی | معیار اقلیمی | |
| جهت گیری مناسب نسبت به باداستقرار بر اساس شاکله محیطی و آبنظام آبیاری بر اساس جلوگیری از اتلاف آبقرار گیری حوض و استخر در مسیر وزش بادمحصوریتکاشت درختان همیشه سبزکاشت درختان مثمر | |||
جدول4- نقاط انتخابی باغ جهان نما شیراز(منبع: نگارندگان)
| مشخصات نقاط انتخابي در باغ جهان نما شيراز | |||
| جانمایی گیرنده مجازی روی سطح باغ جهان نما شیراز | جهت قرار گیری | مشخصات جغرافیایی | نقاط |
| شمال غربی روی محور اصلی باغ | X:39 , Y:60 | 1 | |
| شمال غربی – نزدیک به کوشک | X:60 , Y:60 | 2 | |
| شمال شرقی- نزدیک به کوشک | X:79 , Y:60 | 3 | |
| شمال شرقی باغ | X:97 , Y:60 | 4 | |
| شمال باغ | X:40 , Y:90 | 5 | |
| غرب باغ | X:39 , Y:33 | 6 | |
| جنوب باغ | X:97 , Y:33 | 7 | |
| شرق باغ | X:97 , Y:90 | 8 | |
جدول5- خروجی مولفه های اقلیمی- پوشش گیاهی در سه مدل شبیه سازی باغ جهان نما (منبع: نگارندگان)
| نقاط مورد نظر در باغ جهان نما شیراز-سرعت باد (متر بر ثانیه) -تغییر تاج پوشش گیاهی باغ در محور اصلی | ||||
| ساعت 9:00 صبح | ساعت 12:00 ظهر | ساعت 17:00 بعداز ظهر | مدل گیاه | |
| Max | 2/20 | 2/32 | 2/45 | اول |
| Min | 0/06 | 0/06 | 0/07 | |
| Max | 2/21 | 2/34 | 2/47 | دوم |
| Min | 0/06 | 0/06 | 0/06 | |
| Max | 2/33 | 2/49 | 2/59 | سوم |
| Min | 0/07 | 0/07 | 0/07 | |
| نقاط مورد نظر در باغ جهان نما شیراز-دمای تابشی(درجه سانتی گراد)-تغییر تاج پوشش گیاهی باغ در محور اصلی | ||||
| Max | 56/52 | 57/67 | 60/92 | اول |
| Min | 31/61 | 45/96 | 35/38 | |
| Max | 57/05 | 58/31 | 60/77 | دوم |
| Min | 31/54 | 47/04 | 36/37 | |
| Max | 55/83 | 55/17 | 59/13 | سوم |
| Min | 26/44 | 41/24 | 31/20 | |
| نقاط مورد نظر در باغ جهان نما شیراز-دما (درجه سانتی گراد) -تغییر تاج پوشش گیاهی باغ در محور اصلی | ||||
| Max | 28/78 | 35/42 | 35/97 | اول |
| Min | 24/53 | 31/08 | 33/34 | |
| Max | 28/76 | 35/43 | 96/35 | دوم |
| Min | 24/36 | 31/11 | 33/42 | |
| Max | 28/67 | 34/98 | 35/71 | سوم |
| Min | 24/43 | 30/19 | 32/95 | |
| نقاط مورد نظر در باغ جهان نما شیراز-رطوبت نسبی (درصد)-تغییر تاج پوشش گیاهی باغ در محور اصلی | ||||
| Max | 24/85 | 15/95 | 13/01 | اول |
| Min | 17/37 | 10/61 | 9/23 | |
| Max | 25/73 | 15/76 | 12/66 | دوم |
| Min | 17/35 | 10/56 | 9/22 | |
| Max | 37/79 | 21/28 | 14/03 | سوم |
| Min | 17/46 | 11/32 | 9/25 | |
جدول6-تحلیل و مقایسه آسایش حرارتی مدل های شبیه سازی گیاه با شاخص اقلیمی PET(منبع: نگارندگان)
| شاخص حرارتی PET – مدل های شبیه سازی گیاه رسپتور(1-8)- در روز 21 ژوئن 2020 | |||
| مدل گیاه | 17:00 بعد از ظهر | 12:00 ظهر | 9:00 صبح |
| اول | |||
| دوم | |||
| سوم | |||
ﻧﻤﻮﺩﺍﺭ2- ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ وضع موجود و مدل های گیاه ﺩﺭ 8 ﻧﻘﺎﻁ باغ جهان نما ﺩﺭ ﺭﻭﺯ ﻳﻜﻢ ﺗﻴﺮﻣﺎﻩ ﺳﺎﻋﺖ 9 ﺻﺒﺢ (ﻣﻨﺒﻊ: ﻧﮕﺎﺭﻧﺪﮔﺎﻥ)
ﻧﻤﻮﺩﺍﺭ3- ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ وضع موجود و مدل های گیاه ﺩﺭ 8 ﻧﻘﺎﻁ باغ جهان نما ﺩﺭ ﺭﻭﺯ ﻳﻜﻢ ﺗﻴﺮﻣﺎﻩ ﺳﺎﻋﺖ 12 ظهر (ﻣﻨﺒﻊ: ﻧﮕﺎﺭﻧﺪﮔﺎﻥ)
ﻧﻤﻮﺩﺍﺭ4- ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ وضع موجود و مدل های گیاه ﺩﺭ 8 ﻧﻘﺎﻁ باغ جهان نما ﺩﺭ ﺭﻭﺯ ﻳﻜﻢ ﺗﻴﺮﻣﺎﻩ ﺳﺎﻋﺖ 17 بعد ازظهر (ﻣﻨﺒﻊ: ﻧﮕﺎﺭﻧﺪﮔﺎﻥ)
شکل2- مقایسه عملکردی انواع مدل های شبیه سازی شده گیاه در ایجاد آسایش حرارتی باغ جهان نما شیراز(منبع نگارندگان)
