آسایش حرارتی بیرونی

از نکات قابل توجه در برنامه ریزی های منطقه ای و طراحی شهری، توجه به آسایش حرارتی عابران پیاده در طراحی مجموعه های شهری است. شناخت رابطه بین متغیرهای اقلیمی مؤثر بر آسایش حرارتی و هندسه ساختار شهری ایجادشده در فضاهای شهری، امکان ارائه راهکارهای مناسب جهت افزایش کیفیت محیط های باز را به وجود می آورد. یکی از این عوامل کلیدی بر آسایش حرارتی، دمای متوسط تابشی می باشد، که نسبت به بقیه عوامل اقلیمی بیشترین تأثیر بر آسایش حرارتی بیرونی در فضاهای باز شهری نیز دارد. از این رو فرضیه پژوهش با تمرکز بر " هندسه شهری و عوامل شکل دهنده ی آن (ضریب دید آسمان، تناسبات دره شهری، جهت گیری) که تأثیر بسزایی در تعیین و ایجاد شرایط آسایش حرارتی بیرونی در فضای باز شهری دارد"، شکل گرفته است. در این راستا، روش تحقیق به کار رفته در این مقاله به لحاظ هدف از نوع تحقیقات کاربردی و به لحاظ روش شناسی روش تحقیق کمی است. لذا تحقیق بر پایه ی دو راهبرد استدلال منطقی تجزیه و تحلیل منابع کتابخانه ای از یک سو و سنجش کمی، بر پایه ی نرم افزار (ENVI-met 4 basic) از سوی دیگر بنا شده است؛ که به تحلیل فضای باز مجموعه مسکونی منتخب (گلدشت شیراز) می پردازد. در این پژوهش، با انتخاب نه نقطه در سایت مورد نظر به بررسی متغیرهای اقلیمی پرداخته که بر اساس آن با به دست آوردن شاخص آسایش حرارتی  PMVبه مقایسه عوامل هندسه شهری بین نقاط مذکور پرداخته شده است. تجزیه و تحلیل اطلاعات رأس دو ساعت 9 و 17 صورت گرفته است. که به ترتیب ضریب R= 0.84 و R= 0.86  به دست آمده است. ضرایب بدست آمده نشان از همبستگی معناداری مابین "دمای متوسط تابشی" با " شاخص آسایش حرارتی PMV" دارد. در این رابطه افزایش "دمای متوسط تابشی" منجر به افزایش "استرس حرارتی" محیط شده و بنابراین کاهش آسایش حرارتی را برای عابران پیاده در پی خواهد داشت. در پایان یافته های پژوهش نشان می دهد توجه به چگونگی طراحی هندسه شهری و عوامل تأثیرگذار آن از قبیل ضریب دید آسمان، تناسبات دره شهری و جهت گیری در خلق فضاهای باز شهری باکیفیت در فصول گرم سال اهمیت شایانی دارد.

تغییرات اقلیمی و گرم شدن زمین لزوم توجه به آسایش حرارتی در محیط شهری را آشکار می سازد. آسایش حرارتی بیرونی از مهم ترین عوامل تأثیرگذار بر کیفیت فضای باز و سلامت کاربران پیاده است و تأمین آن منجر به حضور هر چه بیشتر افراد در فضای باز و سرزندگی شهری می گردد. کنترل تابش و سایه اندازی از عوامل تأثیرگذار بر آسایش حرارتی بیرونی هستند. سایه به عنوان مانعی در برابر تابش شدید آفتاب بوده و وجود سایه روی زمین سبب کاهش دمای سطح می شود. به منظور سایه اندازی می توان از سایه بان های طبیعی و مصنوع استفاده نمود. سایه اندازهای طبیعی اغلب به زمان نسبتاً زیادی برای رسیدن به مرحله سایه اندازی نیاز دارند. سایه بان های مصنوع به دلایلی از جمله سرعت دستیابی به سایه مورد نظر، بسیار مورد توجه و استفاده هستند. از جمله سایه بان های مصنوع می توان به سایه بان های غشایی اشاره کرد. امروزه استفاده از سایه بان های غشایی در فضاهای باز گسترش یافته است. لذا مقاله حاضر بر پایه یک روش توصیفی – تحلیلی شامل مطالعات کتابخانه ای، به بررسی تأثیر سایه بان غشایی به عنوان یکی از عوامل ایجاد سایه در فضای باز با هدف افزایش آسایش حرارتی می پردازد. نتایج نشان می دهد که سایه بان های غشایی به دلیل سبکی، سرعت و سهولت احداث و ویژگی های حرارتی خاصی که دارند بخصوص برای استفاده در فضای باز اقلیم های گرم مناسب هستند و سبب سایه اندازی موثر در محیط و افزایش آسایش حرارتی بیرونی می شوند.

امروزه بیش از 30 درصد از جمعیت کلان شهرها را حاشیه نشین ها تشکیل می د هند. گذر سریع از زندگی روستانشینی به شهرنشینی به ویژه بعد از اصلاحات اراضی، سبب پیدایش و تکوین محلات حاشیه ای در اطراف شهرها گردید. یکی از نهادهای اصلی برنامه ریزی برای حاشیه نشینان، شورای شهر است. هدف از انجام تحقیق حاضر، بررسی تحقق و عدم تحقق سیاست های توانمندسازی حاشیه نشینی شهرداری و شورای اسلامی شهر تبریز در سه دوره گذشته (1392-1378) است. این پژوهش از نوع کاربردی - توسعه ای و روش انجام آن تحلیلی - توصیفی بوده و برای جمع آوری اطلاعات مورد نیاز نیز از دو روش اسنادی و پیمایشی استفاده شده است. بر اساس آزمون T تک نمونه ای میانگین رضایت حاشیه نشینان تبریز از عملکرد شورای اسلامی این شهر 7/2 می باشد که در مقایسه با میانگین معیار (5>1با میانه 3) مقدار پایینی می باشد. همچنین از بین مؤلفه های مورد بررسی پیرامون عملکرد شهرداری تبریز در زمینه اجرای طرح ها ،بیشترین میزان رضایتمندی ساکنین محلات حاشیه نشین مربوط به عملکرد شهرداری در بهبود وضع دسترسی معابر محلات حاشیه نشین بوده و کمترین میزان رضایتمندی آنان از عملکرد شهرداری نیز مربوط به عدم استفاده شهرداری از منابع در دسترس در جهت بهبود شرایط محل زندگی ساکنین محلات حاشیه نشین بوده است. بر اساس آزمون T تک نمونه ای، میانگین شاخص ترکیبی رضایت حاشیه نشینان تبریز از عملکرد شهرداری این شهر 98/2 می باشد که در مقایسه با میانگین معیار (5>1با میانه 3) پایین است. نتایج نشان می دهد که از نظر ساکنین محلات حاشیه نشین شهر تبریز، سیاست های توانمندسازی این محلات توسط شورای اسلامی شهر و شهرداری تبریز رضایت بخش نبوده است.

با مطرح شدن نظریه های شهر پایدار، شهر اکولوژیکی، بوم شهر، شهر هوشمند و شهر سبز در دهه های اخیر، توجه ویژه به طراحی سازگار با طبیعت، پایداری اکولوژیکی و مسائل اقلیمی مد نظر طراحان و برنامه ریزان شهری قرار گرفته است؛ تحقیق حاضر با هدف تبیین معیارهای کالبدی موثر بر اسایش حرارتی فضاهای باز شهری و خرد اقلیم تدوین گردیده و بر آن است تا با استفاده از روش توصیفی-تحلیلی، به استخراج مولفه های فرم شهری تاثیرگذار بر آسایش حرارتی فضاهای باز شهری در سلسله مراتبی از بنا تا بافت، بپردازد. این تحقیق در بخشی از اراضی 17.5 هکتاری سیلو شهر یزد انجام گرفته است. در مرحله اول با روش شبیه سازی با استفاده از نرم افزار انوی مت میزان دمای متوسط تابشی در نقاط منتخب سایت محاسبه گردیده و سپس آسایش حرارتی بر اساس شاخص PMV برای گروه مشخص در گرم ترین روز سال 2015 برآورد شده است. در قسمت دوم با مقایسه آسایش حرارتی و عوامل فیزیکی محیط شامل ارتفاع، محصوریت، پوشش گیاهی و .... معیارهای فرم کالبدی موثر در تحقق آسایش حرارتی شناسایی گردیده اند. نتایج نشان می دهد ابعاد فضایی، کالبدی و محیطی عناصر تشکیل دهنده فرم شهری چون محصوریت (نسبت ارتفاع به عرضH/W)، ضریب دید به آسمان و الگوی شبکه معابر، مصالح (جنس، رنگ) بام، بدنه و کف، پوشش گیاهی (گونه و تراکم آن)، کاربری و ... از جمله عوامل موثر بر آسایش حرارتی فضاهای باز شهری هستند که توجه به آنها در فرایند برنامه ریزی و طراحی شهری، می تواند سبب خلق فضاهایی شود که آسایش حرارتی را برای کاربران فراهم کند.

همزمان با رشد سریع شهرنشینی و مطرح شدن مباحث مربوط به گرمایش زمین، جزایر گرمایی و تغییرات اقلیمی، جریان باد به عنوان یکی از تأثیرگذارترین عوامل در مناسب سازی طراحی فضاهای باز شهری مرتبط با آسایش حرارتی مطرح شده، به طوری که سرعت و نحوه حرکت باد برآسایش حرارتی انسان تأثیرگذار است. در نیم قرن اخیر، براثر تغییر شکل سازمان فضایی بافت های شهری، الگوی جدیدی رواج یافته که با نیازهای اقلیمی شهر اصفهان مطابقت ندارد. با توجه به این که ضوابط شهرسازی و ساختمانی، سهم عمده ای در شکل دهی به بافت های شهری و تنظیم شرایط آسایش حرارتی به همراه دارد، پژوهش حاضر سعی دارد که با در نظر گرفتن محوریت های موجود در سند یادشده، میزان تأثیرگذاری ضوابط شهرسازی و ساختمانی(سطح اشغال، ارتفاع، تراکم، تعداد طبقات و عرض گذر) در بافت جدید شهر اصفهان بر جریان باد را مورد ارزیابی قرار دهد. با توجه به ماهیت کاربردی این تحقیق، روش مورداستفاده در آن توصیفی_تحلیلی است و برای یافته اندوزی از روش های اسنادی و میدانی بهره جسته است. همچنین به منظور تجزیه وتحلیل سناریوها ی تعریف شده، از مدل شبیه سازی پیچک های بزرگ استفاده گردیده است. در راستای دستیابی به اهداف پژوهش، مطالعه حاضر در سه گام متفاوت تعریف شده، به گونه ای که نخست با بررسی مبانی نظری مرتبط با آسایش حرارتی، شاخص های کالبدی تأثیرگذار استخراج گردیده سپس همپوشانی آنها با محورهای موجود در ضوابط شهرسازی و ساختمانی شهر اصفهان مورد بررسی قرار گرفته است. در گام پایانی نیز با تعریف سناریوهای محتمل براساس الگوهای مسکونی ردیفی غالب بافت جدید شهر اصفهان، شبیه سازی پیچک های بزرگ صورت پذیرفته است. تحلیل شبیه سازی سناریوهای مختلف مؤید این موضوع است که از میان شاخص های استخراج شده، سطح اشغال تأثیرگذارترین پارامتر بر روی جریان هوای محدوده است و تراکم معیار مناسبی برای سنجش این موضوع به شمار نمی آید. همچنین اثر تغییر سطح اشغال بر سرعت باد بیشتر از اثر تغییر ارتفاع ساختمان هاست. در ارتباط با عرض گذر، نوساناتی که سناریوهای مختلف بر نسبت سرعت در حیاط ها ایجاد می کنند، بسیار محدودتر از نوسانات ایجاد شده در کوچه ها و خیابان است. به طوری که در ابتدا و انتهای کوچه ها، سرعت بیشتر از بخش های میانی است. از این رو در سناریوهایی که ارتفاع ساختمان بین 10.5 تا 14 متر تعریف شده، شرایط مطلوبی به منظور تهویه هوای شهری و کاهش آلودگی هوا فراهم است.

تأمین آسایش حرارتی شهروندان در فضاهای باز به عنوان اصلی مهم جهت حضور آن ها در فضاهای بیرونی بافت های مسکونی تلقی می شود. هدف پژوهش حاضر، سنجش تغییرات هندسه بافت شهری بر دمای محیط و آسایش حرارتی بیرونی در دو بافت مسکونی قدیمی و میانی شهر شیراز است تا با شناخت رابطه بین متغیرهای اقلیمی مؤثر بر آسایش حرارتی و خصوصیات هندسه بافت های مذکور، امکان ارائه راهکارهای مناسب جهت افزایش کیفیت فضاهای بیرونی در دو بافت ارائه گردد. جهت انجام پژوهش از روش تحقیق توصیفی- تحلیلی در بستری از مطالعات کتابخانه ای و سنجش کمی با استفاده از دو نرم افزار ENVI-met و SPSS بهره برده شده است. در مرحله اول با استفاده از منابع کتابخانه ای مؤلفه های هندسه شهری مؤثر بر آسایش حرارتی در فضاهای بیرونی شناسایی شد. سپس با بهره گیری از نرم افزار انویمت به شبیه سازی نقاط منتخب در این دو بافت پرداخته و شاخص آسایش حرارتی «»PMV، برای نقاط مشخص در گرم ترین ماه سال بر اساس اقلیم شیراز و داده های آب هوایی سی ساله استخراج گردید و توسط نرم افزار «»SPSS تحلیل شد. نتایج نشان می دهد که رابطه معناداری میان «ضریب دید به آسمان» به عنوان یکی از مؤلفه های هندسه بافت مسکونی منتخب با میزان آسایش حرارتی در بافت های قدیم و میانی وجود دارد و مقادیر عددی به دست آمده شاخص «»PMV، با استناد به استاندارد 7 درجه ای اشری نشان داد که میزان آسایش حرارتی در بافت قدیم بیشتر از بافت میانی است و این موضوع ناشی از جهت گیری معابر و میزان محصوریت آن هاست.

استفاده از بام سبز یکی از راهکارهای متداول جهت کاهش بار حرارتی ساختمانهاست. از طرف دیگر استفاده از سطوح خنک و فضای سبز جهت تغییر خرداقلیم و کاهش جزیره گرمایی شهری، پیشنهاد می شود. مقاله حاضر با هدف بررسی میزان تاثیر دو نوع بام سبز درخت و چمن بر خرداقلیم حرارتی در اقلیم گرم و خشک انجام شده است. نمونه مورد مطالعه بخشی از بافت کوتاه مرتبه شهر شیراز بوده و پژوهش به روش شبیه سازی حرارتی محیط خارجی با استفاده از نرم افزار انویمت در دو روز از گرم ترین روزهای سال انجام شده است. بدین منظور تاثیرات حرارتی سه نمونه بام متداول با پوشش نهایی ایزوگام، بام سبز با چمن و بام سبز با درخت بر محیط محله اطراف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج پژوهش نشان می دهد استفاده از بام سبز با درخت و چمن تاثیر اندکی بر کاهش دمای خرداقلیم دارد. در گیرنده های مختلف، حداکثر کاهش ایجاد شده در دمای هوا بین 0.27 تا 0.74 درجه و در دمای تابشی 5.05 درجه است. بیشترین تغییرات رطوبت نسبی شامل 0.36 درصد افزایش و 0.48 درصد کاهش و در مورد سرعت باد شامل حداکثر 0.68 متر بر ثانیه افزایش در مقادیر بوده و تغییرات این متغیرها، در بیشترین حالت تغییری معادل 1.52 در ضریب آسایش حرارتی ایجاد می کند. تحلیل همبستگی انجام شده میان متغیرها و آسایش حرارتی ایجاد شده در حالت های مختلف، وجود ضریب معناداری قوی را نشان می دهد. کارایی بام سبز با درخت، به دلیل تأثیر درختان بر کاهش میزان دمای متوسط تابشی بیشتر از بام سبز با چمن است و شرایط آسایش حرارتی مطلوب تری در مقیاس خرداقلیم محلی ایجاد می کند. به این ترتیب محدوده احداث بام سبز، در مقایسه به نوع آن از اهمیت بیشتری برخوردار است. ایجاد بام سبز در محدوده کوچک (بلوک شهری و واحد همسایگی) تاثیری اندک بر شرایط حرارتی خرداقلیم دارد.

نیاز انسان به حضور در فضاهای باز و نقش تأثیرگذار اقلیم در فعالیت ها و رفتارهای شهری، توجه به آسایش حرارتی بیرونی را ضروری می سازد. در فضاهای باز شهری بویژه در اقلیم های گرم، کاربران بارهای حرارتی زیادی را تجربه می کنند، که باعث عدم آسایش حرارتی می شود. با کنترل تابش و سایه اندازی می توان آسایش حرارتی در فضای باز را بهبود بخشید. مسئله، ایجاد سایه و محافظت فضاهای باز از تنش های ناشی از افزایش بیش از حد دمای سطح زمین و محیط است. اهمیت سایه و کاهش تابش در دستیابی به آسایش حرارتی در فضاهای باز شهری جهت افزایش حضور انسان، ایجاد خرد اقلیم و افزایش شرایط آسایش است. با شناخت عوامل ایجاد سایه مانند سایه بان ها می توان فضای باز مطلوبی ایجاد کرد. بدین منظور سازه های پارچه ای جدید برای مناطق با آب و هوای گرم بواسطه ایجاد سایه بان و تهویه طبیعی بسیار مناسبند. پژوهش حاضر با مطالعات کتابخانه ای و شبیه سازی در نرم افزارهای انویمت و انسیس تأثیر سایه بان غشایی سبک بر ایجاد آسایش حرارتی بیرونی در شهر سمنان با اقلیم گرم و خشک را بررسی می کند. طبق یافته ها وجود سایه بان غشایی در تابستان، تا 4.7 درجه سلسیوس اختلاف درجه حرارت ایجاد می کند و شرایط آسایش حرارتی را بهبود می دهد. سایه بان غشایی سبب خنکی فضای زیرین خود شده و از گرمای بیش از حد زمین جلوگیری می کند. نتایج پژوهش نشان می دهد که سایه بان غشایی در اقلیم گرم و خشک سبب ایجاد اختلاف درجه حرارت می شود. از میان چهار مدل سایه بان غشاییِ ساده، مخروطی، چتری و زین اسبی، سایه بان زین اسبی با 43.15% تأثیرگذاری در محیط دارای عملکرد مناسبی بوده و فضای خنک تری زیر سایه بان ایجاد می کند و مدل مناسب سایه بان غشایی است.