تاثیر دیوار سبز بر کاهش مصرف انرژی

حسن سجادزاده  – استادیار دانشگاه هنر و معماری، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
مقدمه
در دنیای امروز چشم انداز انسان از فضای شهری اطرافش تنها از محیطی بی روح، ماشینی و مصنوع تشکیل شده است ،و روز به روز سطح این محیطهای مصنوع نسبت به فضاهای طبیعی شهر در حال گسترش است. در ایران نیز پیرو همین روند کالبدی زندگی سنتی ما به زندگی آپارتمانی بدون هیچ گونه فضای طبیعی تغییر شکل داده اند، و این در حالی است که هنوز هم نیاز انسان به طبیعت در نهاد او زنده است. از طرفی به دلیل وجود مشکلاتی اساسی چون گرم شدن زمین، آلودگی هوا و آب، مصرف بی رویه انرژی و هزینه های اقتصادی بالا آن، بهره گیری از تکنولوژی های معماری پاپدار و به ویژه ایجاد ساختمان های سبز اهمیت زیادی پیدا کرده است. به کارگیری نماهای سبز، وضعیت سازمان بصری ساختمان ها با نمای غیر متعارف و بلوک های به هم چسبیده را در شهر بهبود می بخشد ضمناً تهویه طبیعی هوا، کاهش هزینه های مصرف انرژی و افزایش عمر ساختمان از مزیت های جانبی این طرح است. دیوارهای سبز پتانسیل فوق العاده ای در جهت بهبود شرایط زیست محیطی در فضاهای متراکم شهری دارد. دیوارهای سبز بوسیله سایهاندازی، ایجاد عایق حرارتی از طریق گیاهان و زیر لایه آن سرمایش تبخیری بوسیله تبخیر و ایجاد حایل بازدارنده در مقابل باد باعث کاهش اتلاف انرژی داخل ساختمان می شود.
معماری پایدار را شاید بتوان یکی از جریان های مهم معاصر به حساب آورد. نتیجه آگاهی بشر نسبت به مسائل محیط زیست و مشکلات فرهنگی، اجتماعی و اقتصادی میباشد. پوشاندن نمای ساختمان با پوشش گیاهی از نظر ابعاد زیست محیطی در کاهش آلودگی هوا و آلاینده ها، کاهش گازهای گلخانه ای، کاهش دمای محیط پیرامون و تعدیل جزیره گرمایی شهری، کاهش آلودگی صوتی، کاهش مصرف انرژی و در یک کلام بهبود کیفیت محیط زیست، نقش تعیین کننده ای دارد.
دیوارهای سبز دامنه وسیعی از فواید زیست محیطی اقتصادی و اجتماعی را در برمی گیرند. پوشاندن نمای ساختمان با پوشش گیاهی، از نظر ابعاد زیست محیطی در کاهش آلودگی هوا و آلاینده ها، کاهش گازهای گلخانه ای، کاهش دمای محیط پیرامون و تعدیل پدیده ی جزیره ی گرمایی شهری، کاهش آلودگی صوتی، کاهش مصرف انرژی و در یک کلام بهبود کیفیت محیط زیست نقش تعیین کننده ای دارند. دیوار سبز همچنین با ایجاد زیست گاه برای گونه های گیاهی و جذب گونه های جاندار و پرندگان از نظر اکولوژی و حفظ تنوع زیستی دارای اهمیت می باشد. پژوهش حاضر به بررسی اجمالی ایده دیوارهای سبز می پردازد که شامل معرفی و تاریخچه این عناصر طراحی پایدار، انواع مختلف آنها، فواید کلیدی آنها و در نهایت نقش آنها در معماری و شهرسازی معاصر می باشد.

سؤال مسأله:
·نقش دیوار سبز در کاهش اتلاف انرژی؟
·مزایای دیوار سبز چیست؟
·معایب دیوار سبز چیست؟
·نقش دیوار سبز در زیبایی چیست؟
نقش دیوار سبز در پایداری معماری و شهرسازی
.۱بامها و دیوارهای سبز، همچنین راه حل مناسبی برای برطرف نمودن مشکلات اکولوژیکی در مراکز شهرها و کلان شهرها و اصلاح مشکلات سلامتی انسان و محیط زیست می باشند. بامها و دیوارهای سبز با اثرات مثبتی چون کاهش شهرها و اصلاح مشکلات سلامتی انسان و محیط زیست می باشند. بامها و دیوارهای سبز با اثرات مثبتی چون کاهش نیاز به انرژی های سرمایشی در تابستان و گرمایشی در زمستان و کاهش دمای سطوح ساختمان نسبت به محیط اطراف آن، ایجاد عایق حرارتی و کاهش سرمای باد، محافظت از پوسته ساختمان برای مدت طولانی، توانایی حفظ و نگهداری آب باران در هنگام طغیانها، توجه به مسائل زیبایی شناسانه و نیز تأمین مسکن جانداران و تنوع زیستی و گونه های گیاهی متناسب با اکوسیستم، می توانند نقش مهمی را در معماری و شهرسازی پایدار در جهان امروز ایفا نمایند. در این راستا، توجه به استفاده از مواد و مصالح بازیافتی و گونه های گیاهی بومی در قبال وزن و سنگینی، هزینه ها، ضمانت نامه ها و انگیزه پروژه، نگهداری بام و دیوار و غیره می تواند به ایجاد ترکیب مناسب همساز با محیط و کارآمد کمک نماید
.۲عایق صوتی
ناراحتی های حاصل از سروصدای موجود در خیابانها مشکل مهمی در مناطق شهری محسوب میشود اگرچه عایق سازی نما در تعدیل بار صوتی آن یعنی در کاهش سطح فشار صدا از خارج به داخل ساختمان کمک شایان توجهی می کند، اما سقف و نوع آن در میزان تأثیر گذاری این عامل بر آسایش شهروندان مؤثر است. بامهای سبز عایق بندی صدا در سیستم بام را افزایش میدهند، البته این تأثیر در بامهای سبز گسترده که کم عمق هستند و لایه نازکی از خاک دارند و بامهای باغ مانند که خاکهای عمیقتری دارند متفاوت است. کیفیت عملکرد عایق صوتی به نوع سیستم به کار رفته و همچنین به ضخامت لایه بستگی دارد.

بامهای سبز که ضخامت لایه خاک آنها ۱۲سانتی متر باشد، نفوذ صدا را تا  ۴۰دسی بل کاهش می دهند و بام سبزی که ضخامت لایه خاک آنها  ۲۰سانتی متر باشد نفوذ صدا را تا  ۴۶دسی بل کاهش می دهد

.۳کاهش آلودگی هوا

در مناطق شهری درختان سهم قابل توجهی برای کاهش آلاینده های هوا دارند، با این حال در بسیاری از

سایتهای شهری فضای کمی برای کاشت درخت وجود دارد، که به دلیل مجموعه هایی از سطوح غیر قابل نفوذ از جمله خیابان، پارکینگ، بام و غیره است. گیاهان آلاینده های هوا را از طریق روزنه های خود جذب و ذرات آنها را برای برگهای خود جدا می کنند و همچنین قادر به شکستن ترکیبات آلی خاصی مانند هیدروکربن پلی آروماتیک در بافتهای گیاهی و یا در خاک هستند علاوه بر این بطور غیرمستقیم به وسیله کاهش درجه حرارت سطح از طر یق تراواشات خنک کننده و سایه انداختن آلودگی هوا را کاهش می دهند که به نوبه خود باعث کاهش واکنشهای فتوشیمیایی از نوع آلاینده هایی مانند ازن در جو می شوند.
.۴دیوارهای اکسیژن ساز
این سیستم در واقع جدیدترین نوع از دیوارهای سبز می باشد در این سامانه از هوای تولید شده توسط گیاهان در سیستم تهویه هوای داخل ساختمان استفاده می شود. این دیوارها بر مبنای تصفیه هوای بیولوژیکی با واسطه گیاهی عمل می کند.

دیوار اکسیژن ساز ظرفیت تصفیه هوای داخل ساختمان را افزایش داده و به گونه ای که پوشش طبیعی موتورهای تصفیه کننده ی هوا می باشند و سیستم تصفیه با مکش از ریشه عمل می کند.
.۵عملکرد سامانه های سبز عمودی
در فضای شهری تأثیر تبخیر و سایه اندازی گیاهان می تواند به طور چشمگیری از حرارت محیط بکاهد. علاوه بر این گیاهان می توانند باعث کاهش اثرات مخرب فرابنفش خورشیدی بر روی بدنه ساختمان ها شود. از زمانی که ثابت شده که پرتوهای فرابنفش خورشیدی باعث وارد آمدن صدمات به نمای ساختمان ها اجزای پلاستیک و رنگ آن میشود نماهای سبز به عنوان یک راه حل کارا در کاهش اثرات مخرب ناشی از آن می تواند ایفا نقش کند
نمای سبز توانایی ایجاد تغییرات زیاد )رطوبت و دما( در فضای مابین دیوار و نمای سبز دارد. هوای این بین توانایی ایجاد یک عایق حرارتی مؤثر را دارد. چرخش و تجدید هوا در این بین، تراکم برگها و نحوه ی طراحی از عواملی است که باعث افزایش بهره وری آن می شود.
پارامترهایی وجود دارد که بر رفتار نماهای سبز به عنوان یک سیستم غیر فعال تأثیر می گذارد. در اصل چهار مکانیسم پایه وجود دارد که سامانه های سبز عمودی به عنوان سیستم غیرفعال جهت جلوگیری از اتلاف انرژی به کار می بندد.
.۱جلوگیری از تابش مستقیم نور خورشید با تأثیر سایه تولید شده توسط پوشش سبز
.۲عایق گرمایی تولید شده بوسیله پوشش سبز و زیر لایه آن
.۳خنک سازی تبخیری که بوسیله تبخیر از گیاهان و زیر لایه آن رخ می دهد.
۴٫ کاهش اثر باد
با تعبیه یک سازه حمایت کننده برای گیاهان روند فضایی بین نمای سبز و دیوار ساختمان بوجود می آید که هوای بین آن به عنوان عایق عمل کرده و از نوسانات می کاهد، در نتیجه هزینه گرم کردن و تهویه هوا ساختمان به شکل قابل ملاحظه ای کاهش می یابد
-تاریخچه بامها و دیوارهای سبز
تلفیق معماری با طبیعت و گیاهان، یک ایده جدید نیست، بلکه از زمانهای اولیه، منظره های طبیعی و ساخته شده با بناهای شهری درهم آمیخته شده اند فضاهای سبز طراحی شده همزمان با شکلگیری دغدغه های انسان در مورد معماری نیز پدیدار گشت. دیوارهای شیبدار زیگورات نانا، که ۲۱۰۰سال قبل از میلاد مسیح ساخته شد، با درختان و بوته ها پوشیده شده بود.
باغهای معلق افسانهای بابل، که شامل بام باغهای با شکوه و باغهای پلکانی بوده اند، نخستین نمونه شناخته شده از بامها و دیوارهای سبز می باشند که بین قرن ۸و ۱۰قبل از میلاد ساخته شدند. برج بابل از عالیترین نمونه های تاریخ معماری است که دارای هفت برج بزرگ با دیواره هایی از کاشی های منقش و درخشنده بوده است و هر برج ۲۰۰متر ارتفاع داشته است. در نزدیکی این برج و قصر باشکوه بابل، باغ های معلق بابل قرار داشته اند که از عجایب عالم و از شاهکارهای معماری محسوب می شوند. همچنین کلبه های زیرزمینی در عصر وایکینگها در ایرلند و اسکاتلند نیز سقفهای پوشیده از چمن در مناطق ایسلند و اسکاندیناوی، گواهی استفاده از بامها و دیوارهای سبز در طول تاریخ می باشند. بعدها در اوایل قرن ،۱۹ساکنان کشورهای کاندا و آمریکای شمالی بامهایی با پوشش علف و چمن را معرفی نمودند.
– معرفی بام و دیوار سبز
واژه دیوار سبز یا باغهای عمودی یک واژه جانبی است که یک سیستم پوششی زنده با فوایدی نظیر بامهای سبز می باشند. با این باغها، گیاهان روی و بالای نمای یک ساختمان رشد می کنند.
گیاهان مناسب شامل دامنه وسیعی از گیاهان همیشگی و سالیانه و داربستی از درختان گوناگون می باشند. باغهای عمودی، با پوشاندن نمای یک ساختمان با گیاهان، تأثیر زیادی روی محیط اطراف آن دارند. این دیوارها از پخش شدن گرد و خاک در هوا، جلوگیری می نمایند و از ساختمان در برابر اشعه های فرابنفش، باران و فشار باد محافظت می نمایند. این بامها و دیوارهای سبز، از جمله عناصر طراحی پایدار در طراحی اکولوژیکی جهان امروز می باشند که با طراحی در کنار طبیعت به جای مقابله با آن، به پایداری هرچه بیشتر معماری و شهرسازی معاصر و رشد و توسعه و ادامه حیات بشر کمک شایانی مینمایند .
-انواع دیوارهای سبز
دو گونه مختلف از دیوارهای سبز وجود دارند:
.۱نماهای سبز
این نماها، گونه ای از سیستم دیوارهای سبز می باشند که انواعی از گیاهان بالا رونده یا گیاهان کوتاه آبشاری برای پوشش سازه های نگهدارنده چون سیستم پانلهای شبکه ای مدولار با سیستم کابل و طنابهای سیمی استفاده می شوند. در این سازه های نگهدارنده چون سیستم پانلهای شبکهای مدولار یا سیستم کابل و طنابهای سیمی استفاده می شوند. در این سیستم، گیاهان در پایه این سازه ها و یا در باغهایی در ترازهای مختلف کاشته می شوند و چندین سال طول می کشد تا به رشد کامل برسند. نماهای سبز اکنون به دو دسته تقسیم می شوند:
۱,۱سیستم شبکه ای چند بعدی از سیم های جوش داده شده
۱,۲سیستم های شبکه ای از کابلهای فولادی ضد رنگ
.۲دیوارهای زنده (اکسیژن ساز)
این دیوارها ترکیبی از صفحات یا شبکه های عمودی از گیاهان کاشته شده هستند که به دیوار یا قاب سازه ای متصل می شوند. این صفحات از پلاستیک، پلی استایون، فلز، خاک رس، مواد ترکیبی و یا حتی بتن ساخته می شوند. این دیوارها در مقایسه با نماهای سبز به مراتب به مراقبت بیشتری نیاز دارند. این دیوارها خود به دو دسته تقسیم می شوند:
۲-۱سیستم های فعال
این سیستم ها جدیدترین نوع دیوارهای سبز می باشند در این سیستم از هوای تولید شده توسط گیاهان در سیستم تهویه هوای ساختمان استفاده می شود. این دیوارها بر مبنای علم تصفیه هوای بیولوژیکی با واسطه گیاهی بر مبنای تحقیقاتی که در بیمارستان واترلو کشور کانادا انجام شده است. دیوارهای سبز با فیلتر بیولوژیکی ظرفیت تصفیه هوا را افزایش می دهند.
پوششهای طبیعی موتورهای تصفیه کننده و پاک کننده هستند و سیستم تهویه هوا با مکش از ریشه سیستم عمل میکند.

 ۲-۲سیستم غیر فعال:
در این سیستم، هیچ نوع حرکت هوا از ریشه ها به درون سیستم تهویه ساختمان وجود ندارند. تأثیر سیستم غیرفعال و روی کیفیت هوای ساختمان از نظر علمی، جای سؤالات زیادی دارد. یعنی از دیوارهای سبز پشت شیشه محافظت می شوند تا نسبت به آنچه در دیوارهای غیر فعال رخ میدهند، جریان هوای قابل پیش بینی تری داشته باشند. در دیوار غیر فعال هیچ مکانیزمی برای گردش هوا وجود ندارد، در عوض آنها به صورت باز نگهداری می شوند تا بهبود نسبی در گردش هوای آزاد تا آنجا که ممکن است ایجاد کنند دیوارهای اکسیژن ساز، سازه ای مستقل دارند که جدا از نمای اصلی ساختمان و در فاصله ای نزدیک به آن قرار می گیرد و توسط ساختمان مهار می گردد. برای طراحی این دیوارها، جزئیات مختلفی وجود دارد که بیشتر مربوط به چگونگی نگهداری گیاه بر روی دیوار و شکل قالب های نگهدارنده سیستم مربوط می گردد.
فواید بام باغهای عمودی
تکنولوژی بام سبز و باغهای عمودی، دامنه وسیعی از فواید اختصاصی و عمودی محیطی، اقتصادی و اجتماعی را فراهم می کنند. بهره گیری از روشهای نوین در استفاده از فضای دیوار و سقف می تواند سبب ایجاد نیرو محرکه اقتصادی بیشتری گردد.

دیوارها و بامهای سبز، با قرارگیری در محیط های شهری فواید زیادی دارند. در ابتدا به نظر می رسد که ایجاد این دیوارها تنها برای جنبه های زیبایی و تأثیر بصری آنها می باشد در حالی که این امر مهمی است و با ترکیب محیط های شهری با نماها و دیوارهای سبز، شهرها سرزنده تر، زیباتر و آرامش بخش تر می شوند.
جدول شماره -۱فواید دیوارها و بامها ی سبز

معایب معماری سبز
برخی پیامدهای منفی استفاده از بامها و دیوارهای سبز به شرح زیر است:
·نیاز به تقویت سازه ی بامها جهت استقرار بام سبز و وجود این حقیقت که اغلب این بامها برای حضور انسان طراحی نمیشود.
·تطبیق طراحی بامها و دیوارهای سبز در برخی موارد با شرایط اقلیمی منطقه کاری دشوار است.
·معماری سبز نیازمند معیارهای سازه ای قابل قبول هستند. لذا بسیاری از بام ها به دلیل وزن خاک و گیاه و دیگر ملزومات مناسب برای این فناوری نمی باشند.
·هزینه راه اندازی، نصب و آبیاری این نوع فناوری به منظور افزایش سرانه ی فضای سبز بالاست