تاثیر دیوار سبز بر کاهش مصرف انرژی

حسن سجادزاده  – استادیار دانشگاه هنر و معماري، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
مقدمه
در دنیاي امروز چشم انداز انسان از فضاي شهري اطرافش تنها از محیطی بی روح، ماشینی و مصنوع تشکیل شده است ،و روز به روز سطح این محیطهاي مصنوع نسبت به فضاهاي طبیعی شهر در حال گسترش است. در ایران نیز پیرو همین روند کالبدي زندگی سنتی ما به زندگی آپارتمانی بدون هیچ گونه فضاي 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 انرژي و هزینه هاي اقتصادي بالا آن، بهره گیري از تکنولوژي هاي معماري پاپدار و به ویژه ایجاد ساختمان هاي سبز اهمیت زیادي پیدا کرده است.

به کارگیري نماهاي سبز، وضعیت سازمان بصري ساختمان ها با نماي غیر متعارف و بلوك هاي به هم چسبیده را در شهر بهبود می بخشد ضمناً تهویه طبیعی هوا، کاهش هزینه هاي مصرف انرژي و افزایش عمر ساختمان از مزیت هاي جانبی این طرح است. دیوارهاي سبز پتانسیل فوق العاده اي در جهت بهبود شرایط زیست محیطی در فضاهاي متراکم شهري دارد. دیوارهاي سبز بوسیله سایهاندازي، ایجاد عایق حرارتی از طریق گیاهان و زیر لایه آن سرمایش تبخیري بوسیله تبخیر و ایجاد حایل بازدارنده در مقابل باد باعث کاهش اتلاف انرژي داخل ساختمان می شود.معماري پایدار را شاید بتوان یکی از جریان هاي مهم معاصر به حساب آورد. نتیجه آگاهی بشر نسبت به مسائل محیط زیست و مشکلات فرهنگی، اجتماعی و اقتصادي میباشد. پوشاندن نماي ساختمان با پوشش گیاهی از نظر ابعاد زیست محیطی در کاهش آلودگی هوا و آلاینده ها، کاهش گازهاي گلخانه اي، کاهش دماي محیط پیرامون و تعدیل جزیره گرمایی شهري، کاهش آلودگی صوتی، کاهش مصرف انرژي و در یک کلام بهبود کیفیت محیط زیست، نقش تعیین کننده اي دارد.
دیوارهاي سبز دامنه وسیعی از فواید زیست محیطی اقتصادي و اجتماعی را در برمی گیرند. پوشاندن نماي ساختمان با پوشش گیاهی، از نظر ابعاد زیست محیطی در کاهش آلودگی هوا و آلاینده ها، کاهش گازهاي گلخانه اي، کاهش دماي محیط پیرامون و تعدیل پدیده ي جزیره ي گرمایی شهري، کاهش آلودگی صوتی، کاهش مصرف انرژي و در یک کلام بهبود کیفیت محیط زیست نقش تعیین کننده اي دارند. دیوار سبز همچنین با ایجاد زیست گاه براي گونه هاي گیاهی و جذب گونه هاي جاندار و پرندگان از نظر اکولوژي و حفظ تنوع زیستی داراي اهمیت می باشد. پژوهش حاضر به بررسی اجمالی ایده دیوارهاي سبز می پردازد که شامل معرفی و تاریخچه این عناصر طراحی پایدار، انواع مختلف آنها، فواید کلیدي آنها و در نهایت نقش آنها در معماري و شهرسازي معاصر می باشد.

سؤال مسأله:
·نقش دیوار سبز در کاهش اتلاف انرژي؟
·مزایاي دیوار سبز چیست؟
·معایب دیوار سبز چیست؟
·نقش دیوار سبز در زیبایی چیست؟
نقش دیوار سبز در پایداري معماري و شهرسازي
.1بامها و دیوارهاي سبز، همچنین راه حل مناسبی براي برطرف نمودن مشکلات اکولوژیکی در مراکز شهرها و کلان شهرها و اصلاح مشکلات سلامتی انسان و محیط زیست می باشند. بامها و دیوارهاي سبز با اثرات مثبتی چون کاهش شهرها و اصلاح مشکلات سلامتی انسان و محیط زیست می باشند. بامها و دیوارهاي سبز با اثرات مثبتی چون کاهش نیاز به انرژي هاي سرمایشی در تابستان و گرمایشی در زمستان و کاهش دماي سطوح ساختمان نسبت به محیط اطراف آن، ایجاد عایق حرارتی و کاهش سرماي باد، محافظت از پوسته ساختمان براي مدت طولانی، توانایی حفظ و نگهداري آب باران در هنگام طغیانها، توجه به مسائل زیبایی شناسانه و نیز تأمین مسکن جانداران و تنوع زیستی و گونه هاي گیاهی متناسب با اکوسیستم، می توانند نقش مهمی را در معماري و شهرسازي پایدار در جهان امروز ایفا نمایند. در این راستا، توجه به استفاده از مواد و مصالح بازیافتی و گونه هاي گیاهی بومی در قبال وزن و سنگینی، هزینه ها، ضمانت نامه ها و انگیزه پروژه، نگهداري بام و دیوار و غیره می تواند به ایجاد ترکیب مناسب همساز با محیط و کارآمد کمک نماید
.2عایق صوتی
ناراحتی هاي حاصل از سروصداي موجود در خیابانها مشکل مهمی در مناطق شهري محسوب میشود اگرچه عایق سازي 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 گذاري این عامل بر آسایش شهروندان مؤثر است. بامهاي سبز عایق بندي صدا در سیستم بام را افزایش میدهند، البته این تأثیر در بامهاي سبز گسترده که کم عمق هستند و لایه نازکی از خاك دارند و بامهاي باغ مانند که خاکهاي عمیقتري دارند متفاوت است. کیفیت عملکرد عایق صوتی به نوع سیستم به کار رفته و همچنین به ضخامت لایه بستگی دارد.

بامهاي سبز که ضخامت لایه خاك آنها 12سانتی متر باشد، نفوذ صدا را تا  40دسی بل کاهش می دهند و بام سبزي که ضخامت لایه خاك آنها  20سانتی متر باشد نفوذ صدا را تا  46دسی بل کاهش می دهد

.3کاهش آلودگی هوا

در مناطق شهري درختان سهم قابل توجهی براي کاهش آلاینده هاي هوا دارند، با این حال در بسیاري از

سایتهاي شهري فضاي کمی براي کاشت درخت وجود دارد، که به دلیل مجموعه هایی از سطوح غیر قابل نفوذ از جمله خیابان، پارکینگ، بام و غیره است. گیاهان آلاینده هاي هوا را از طریق روزنه هاي خود جذب و ذرات آنها را براي برگهاي خود جدا می کنند و همچنین قادر به شکستن ترکیبات آلی خاصی مانند هیدروکربن پلی آروماتیک در بافتهاي گیاهی و یا در خاك 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 واکنشهاي فتوشیمیایی از نوع آلاینده هایی مانند ازن در جو می شوند.
.4دیوارهاي اکسیژن ساز
این سیستم در واقع جدیدترین نوع از دیوارهاي سبز می باشد در این سامانه از هواي تولید شده توسط گیاهان در سیستم تهویه هواي داخل ساختمان استفاده می شود. این دیوارها بر مبناي تصفیه هواي بیولوژیکی با واسطه گیاهی عمل می کند.

دیوار اکسیژن ساز ظرفیت تصفیه هواي داخل ساختمان را افزایش داده و به گونه اي که پوشش طبیعی موتورهاي تصفیه کننده ي هوا می باشند و سیستم تصفیه با مکش از ریشه عمل می کند.
.5عملکرد سامانه هاي سبز عمودي
در فضاي شهري تأثیر تبخیر و سایه اندازي گیاهان می تواند به طور چشمگیري از حرارت محیط بکاهد. علاوه بر این گیاهان می توانند باعث کاهش اثرات مخرب فرابنفش خورشیدي بر روي بدنه ساختمان ها شود. از زمانی که ثابت شده که پرتوهاي فرابنفش خورشیدي باعث وارد آمدن صدمات به نماي ساختمان ها اجزاي پلاستیک و رنگ آن میشود نماهاي سبز به عنوان یک راه حل کارا در کاهش اثرات مخرب ناشی از آن می تواند ایفا نقش کند
نماي سبز توانایی ایجاد تغییرات زیاد )رطوبت و دما( در فضاي مابین دیوار و نماي سبز دارد. هواي این بین توانایی ایجاد یک عایق حرارتی مؤثر را دارد. چرخش و تجدید هوا در این بین، تراکم برگها و نحوه ي طراحی از عواملی است که باعث افزایش بهره وري آن می شود.
پارامترهایی وجود دارد که بر رفتار نماهاي سبز به عنوان یک سیستم غیر فعال تأثیر می گذارد. در اصل چهار مکانیسم پایه وجود دارد که سامانه هاي سبز عمودي به عنوان سیستم غیرفعال جهت جلوگیري از اتلاف انرژي به کار می بندد.
.1جلوگیري از تابش مستقیم نور خورشید با تأثیر سایه تولید شده توسط پوشش سبز
.2عایق گرمایی تولید شده بوسیله پوشش سبز و زیر لایه آن
.3خنک سازي تبخیري که بوسیله تبخیر از گیاهان و زیر لایه آن رخ می دهد.
4. کاهش اثر باد
با تعبیه یک سازه حمایت کننده براي گیاهان روند فضایی بین نماي سبز و دیوار ساختمان بوجود می آید که هواي 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 اي کاهش می یابد
-تاریخچه بامها و دیوارهاي سبز
تلفیق معماري با طبیعت و گیاهان، یک ایده جدید نیست، بلکه از زمانهاي اولیه، منظره هاي طبیعی و ساخته شده با بناهاي شهري درهم آمیخته شده اند فضاهاي سبز طراحی شده همزمان با شکلگیري دغدغه هاي انسان در مورد معماري نیز پدیدار گشت. دیوارهاي شیبدار زیگورات نانا، که 2100سال قبل از میلاد مسیح ساخته شد، با درختان و بوته ها پوشیده شده بود.
باغهاي معلق افسانهاي بابل، که شامل بام باغهاي با شکوه و باغهاي پلکانی بوده اند، نخستین نمونه شناخته شده از بامها و دیوارهاي سبز می باشند که بین قرن 8و 10قبل از میلاد ساخته شدند. برج بابل از عالیترین نمونه هاي تاریخ معماري است که داراي هفت برج بزرگ با دیواره هایی از کاشی هاي منقش و درخشنده بوده است و هر برج 200متر ارتفاع داشته است. در نزدیکی این برج و قصر باشکوه بابل، باغ هاي معلق بابل قرار داشته اند که از عجایب عالم و از شاهکارهاي معماري محسوب می شوند. همچنین کلبه هاي زیرزمینی در عصر وایکینگها در ایرلند و اسکاتلند نیز سقفهاي پوشیده از چمن در مناطق ایسلند و اسکاندیناوي، گواهی استفاده از بامها و دیوارهاي سبز در طول تاریخ می باشند. بعدها در اوایل قرن ،19ساکنان کشورهاي کاندا و آمریکاي شمالی بامهایی با پوشش علف و چمن را معرفی نمودند.
– معرفی بام و دیوار سبز
واژه دیوار سبز یا باغهاي عمودي یک واژه جانبی است که یک سیستم پوششی زنده با فوایدي نظیر بامهاي سبز می باشند. با این باغها، گیاهان روي و بالاي نماي یک ساختمان رشد می کنند.
گیاهان مناسب شامل دامنه وسیعی از گیاهان همیشگی و سالیانه و داربستی از درختان گوناگون می باشند. باغهاي عمودي، با پوشاندن نماي یک ساختمان با گیاهان، تأثیر زیادي روي محیط اطراف آن دارند. این دیوارها از پخش شدن گرد و خاك در هوا، جلوگیري می نمایند و از ساختمان در برابر اشعه هاي فرابنفش، باران و فشار باد محافظت می نمایند. این بامها و دیوارهاي سبز، از جمله عناصر طراحی پایدار در طراحی اکولوژیکی جهان امروز می باشند که با طراحی در کنار طبیعت به جاي مقابله با آن، به پایداري هرچه بیشتر معماري و شهرسازي معاصر و رشد و توسعه و ادامه حیات بشر کمک شایانی مینمایند .
-انواع دیوارهاي سبز
دو گونه مختلف از دیوارهاي سبز وجود دارند:
.1نماهاي سبز
این نماها، گونه اي از سیستم دیوارهاي سبز می باشند که انواعی از گیاهان بالا رونده یا گیاهان کوتاه آبشاري براي پوشش سازه هاي نگهدارنده چون سیستم پانلهاي شبکه اي مدولار با سیستم کابل و طنابهاي سیمی استفاده می شوند. در این سازه هاي نگهدارنده چون سیستم پانلهاي شبکهاي مدولار یا سیستم کابل و طنابهاي سیمی استفاده می شوند. در این سیستم، گیاهان در پایه این سازه ها و یا در باغهایی در ترازهاي مختلف کاشته می شوند و چندین سال طول می کشد تا به رشد کامل برسند. نماهاي سبز اکنون به دو دسته تقسیم می شوند:
1,1سیستم شبکه اي چند بعدي از سیم هاي جوش داده شده
1,2سیستم هاي شبکه اي از کابلهاي فولادي ضد رنگ
.2دیوارهاي زنده (اکسیژن ساز)
این دیوارها ترکیبی از صفحات یا شبکه هاي عمودي از گیاهان کاشته شده هستند که به دیوار یا قاب سازه اي متصل می شوند. این صفحات از پلاستیک، پلی استایون، فلز، خاك رس، مواد ترکیبی و یا حتی بتن ساخته می شوند. این دیوارها در مقایسه با نماهاي سبز به مراتب به مراقبت بیشتري نیاز دارند. این دیوارها خود به دو دسته تقسیم می شوند:
2-1سیستم هاي فعال
این سیستم ها جدیدترین نوع دیوارهاي سبز می باشند در این سیستم از هواي تولید شده توسط گیاهان در سیستم تهویه هواي ساختمان استفاده می شود. این دیوارها بر مبناي علم تصفیه هواي بیولوژیکی با واسطه گیاهی بر مبناي تحقیقاتی که در بیمارستان واترلو کشور کانادا انجام شده است. دیوارهاي سبز با فیلتر بیولوژیکی ظرفیت تصفیه هوا را افزایش می دهند.
پوششهاي طبیعی موتورهاي تصفیه کننده و پاك کننده هستند و سیستم تهویه هوا با مکش از ریشه سیستم عمل میکند.

 2-2سیستم غیر فعال:
در این سیستم، هیچ نوع حرکت هوا از ریشه ها به درون سیستم تهویه ساختمان وجود ندارند. تأثیر سیستم غیرفعال و روي کیفیت هواي ساختمان از نظر علمی، جاي سؤالات زیادي دارد. یعنی از دیوارهاي سبز پشت شیشه محافظت می شوند تا نسبت به آنچه در دیوارهاي غیر فعال رخ میدهند، جریان هواي قابل پیش بینی تري داشته باشند. در دیوار غیر فعال هیچ مکانیزمی براي گردش هوا وجود ندارد، در عوض آنها به صورت باز نگهداري می شوند تا بهبود نسبی در گردش هواي آزاد تا آنجا که ممکن است ایجاد کنند دیوارهاي اکسیژن ساز، سازه اي مستقل دارند که جدا از نماي اصلی ساختمان و در فاصله اي نزدیک به آن قرار می گیرد و توسط ساختمان مهار می گردد. براي طراحی این دیوارها، جزئیات مختلفی وجود دارد که بیشتر مربوط به چگونگی نگهداري گیاه بر روي دیوار و شکل قالب هاي نگهدارنده سیستم مربوط می گردد.
فواید بام باغهاي عمودي
تکنولوژي بام سبز و باغهاي عمودي، دامنه وسیعی از فواید اختصاصی و عمودي محیطی، اقتصادي و اجتماعی را فراهم می کنند. بهره گیري از روشهاي نوین در استفاده از فضاي دیوار و سقف می تواند سبب ایجاد نیرو محرکه اقتصادي بیشتري گردد.

دیوارها و بامهاي سبز، با قرارگیري در محیط هاي شهري فواید زیادي دارند. در ابتدا به نظر می رسد که ایجاد این دیوارها تنها براي جنبه هاي زیبایی و تأثیر بصري آنها می باشد در حالی که این امر مهمی است و با ترکیب محیط هاي شهري با نماها و دیوارهاي سبز، شهرها سرزنده تر، زیباتر و آرامش بخش تر می شوند.
جدول شماره -1فواید دیوارها و بامها ي سبز

معایب معماري سبز
برخی پیامدهاي منفی استفاده از بامها و دیوارهاي سبز به شرح زیر است:
·نیاز به تقویت سازه ي بامها جهت استقرار بام سبز و وجود این حقیقت که اغلب این بامها براي حضور انسان طراحی نمیشود.
·تطبیق طراحی بامها و دیوارهاي سبز در برخی موارد با شرایط اقلیمی منطقه کاري دشوار است.
·معماري سبز نیازمند معیارهاي سازه اي قابل قبول هستند. لذا بسیاري از بام ها به دلیل وزن خاك و گیاه و دیگر ملزومات مناسب براي این فناوري نمی باشند.
·هزینه راه اندازي، نصب و آبیاري این نوع فناوري به منظور افزایش سرانه ي فضاي سبز بالاست