هندسه شهری

این تحقیق باهدف جهت شبیه سازی و محاسبه حداکثر شدت جزیره حرارتی(UHI max) با توجه به شرایط هندسه شهری در منطقه کوچه باغ شهر تبریز با استفاده از معادله عددی- نظری Oke به رشته تحریر درآمد. جهت انجام این کار، ابتدا هندسه محله مورد نظر با توجه به شعاع 15 متری از محور معابر به بلوک های مجزایی تقسیم بندی شد. سپس نسبت عرض معابر(W) و ارتفاع بناها(H) در نرم افزارGIS محاسبه و در پایان بر اساس معادله Oke، شدتUHImax محاسبه و شبیه سازی گردید. نتایج حاصل از این شبیه سازی نشان داد، که در محله کوچه باغ تبریز هر چه بناها بلندمرتبه تر و عرض معابر کمتر باشد میزان شدت جزیره حرارتی بیش تر، و هرقدرعکس این شرایط حاکم باشد، مقدار UHI max نیزکم تر خواهد بود. همچنین زمانی که نسبت H/Wدر منطقه شهری موردمطالعه بین 54/0تا 81/0 است، UHI maxبین 5 تا 6/6 درجه سانتی گراد باقی می ماند؛ اما وقتی که نسبتH/W در محدوده 01/1 تا 98/1 قرار داشته باشد، ارزش UHI maxبین 5/7 تا 2/10 درجه خواهد بود. نتایج دیگر این مدل نشان داد که، در این محله بلوک A با 5 درجه و بلوک H با 2/10 درجه سانتی گراد دارای کمترین و بیشترین مقدار شدت UHIمی باشند. بنابراین می توان گفت که بلوک A استانداردترین و بلوک Hغیراستانداردترین پیکربندی را در این محله دارا بودند. برآورد حاصل از مدل رگرسیون نیز نشان داد که عرض معابر( با 6/91 درصد)نسبت به ارتفاع ساختمان (با 6/6 درصد)اثر بیش تری در تغییرات UHI maxدارد.

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.

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.

این پژوهش با هدف شبیه سازی و محاسبه حداکثر شدت جزایر حرارت شهری ( UHI max ) با توجه به شرایط هندسه شهری در مناطق کوی ولیعصر و شنب غازان تبریز با استفاده از معادله عددی- نظری Oke انجام شده است. برای اجرای این کار، نخست هندسه محلات مورد نظر با توجه به شعاع 20متری در کوی ولیعصر و 15متری در شنب غازان از محور معابر به بلوک های مجزایی تقسیم بندی شد و سپس نسبت عرض معابر و ارتفاع بناها ( H / W ) در نرم افزار GIS محاسبه و در پایان بر اساس معادله Oke ، UHI max محاسبه و شبیه سازی شد. نتایج حاصل از این شبیه سازی نشان داد که در محلات مورد مطالعه هر چه بناها بلندمرتبه تر و عرض معابر کمتر باشد میزان UHI max بیشتر است و هر قدر عکس این شرایط حاکم باشد مقدار UHI max نیز کمتر خواهد بود. همچنین، مشخص شد که در کوی ولیعصر، از میان 10 بلوک، بلوک D با c ° 9 / 1 و بلوک H با ° c  2 / 8 دارای کمترین و بیشترین مقدار UHI max است. در منطقه شنب غازان نیز بلوک G با ° c  8 / 0 کمترین و بلوک B با ° c   8 / 6  بیشترین UHI max را به خود اختصاص داده اند. برآورد حاصل از مدل رگرسیون نیز نشان داد که عرض معابر در محلات مورد نظر نسبت به ارتفاع ساختمان ها اثر بیشتری در تغییرات UHI max دارد. همچنین، نتایج حاصل از دمای سطح زمین نیز نشان داد که کوی ولیعصر در دو فصل زمستان و تابستان به ترتیب بیشترین و کمترین دما را دارد؛ در حالی که در منطقه شنب غازان تفاوت چندانی نداشته و دما در سطح پایینی قرار دارد.

پیاده محور شدن شهرها پیشنهادی جهت کاهش اثرات استفاده از وسایل نقلیه موتوری در محیط است. آسایش حرارتی عابران تأثیرگذار در تمایل افراد برای استفاده از محیط است. پژوهش حاضر باهدف بررسی کمی تأثیر محصوریت و اثر سایه اندازی درختان بر آسایش حرارتی عابران پیاده براساس شاخص اقلیم حرارتی جهانی (1UTCI) ، به بررسی 18 مقطع از 6 پیاده راه شاخص ایران، در روز 1 تیر (22 ژوئن) از ساعت 8-20 پرداخته است. هندسه خیابان‌ها با حفظ جهت گیری و جانمایی ابنیه و درختان موجود مدل‌سازی، سپس وارد افزونه لیدی، باگ متصل به گرس‌هاپر در نرم‌افزار راینو شدند. در این پژوهش علاوه بر بررسی اثر تغییرات محصوریت و سایه‌اندازی درختان بر آسایش حرارتی میزان تأثیرگذاری دو متغیر جهت‌گیری و شرایط اقلیمی (دمای خشک هوا، رطوبت نسبی، سرعت باد، دمای تابشی)، محاسبه و با تحلیل و مقایسه حالت‌های مختلف آسایش حرارتی در هر پیاده‌راه به تحلیل کل داده‌ها پرداخته شد. نتایج نشان داد جهت‌گیری پیاده‌راه در فصل گرم سال بر میزان تابش و دما در ساعاتی از روز مؤثر است و پیاده‌راه‌های شرقی - غربی در ساعات ابتدایی و انتهایی روز گرم‌تر هستند، اما در میانگین روزانه دما تغییر قابل‌توجهی مشاهده نمی‌شود. محصوریت اثر مستقیم بر میانگین دمای روزانه دارد، در محصوریت¬های پایین‌تر از 0٫5دمای UTCI بالاتر از دمای خشک هوا، و در محصوریت های بالاتر از 0٫5 کمتر از دمای خشک هوا است. همچنین در محصوریت بالاتر از 0٫5، دمای تابشی از مقدار بحرانی ℃60 که موجب ایجاد استرس حرارتی بالا در افراد می‌شود تجاوز نمی‌کند. همچنین اثر سایه اندازی درختان به محصوریت خیابان وابسته است به صورتی که درختان موجود در بخشی از پیاده‌راه با محصوریت پایین 0٫5>H/W دمای تابشی میانگین را ℃12٫56 و دمای احساسی را ℃3٫08 کاهش می‌دهند، بیشترین کاهش در چهارباغ اصفهان است که دمای UTCI در طول روز℃ 6٫49 درجه کاهش میابد. اما در محصوریت بالاتر 0٫5<H/W سایه اندازی ساختمان اثر سایه¬اندازی درختان را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد به‌گونه‌ای که در مقاطع بلندتر اختلاف دما در حضور درختان حداکثر یک‌سوم حالت قبل و میانگین دمای روزانه را ℃1٫6 کاهش می‌دهد که نصف وضعیت قبل است؛ اما همچنان وجود درختان در حجم مناسب سبب ایجاد جریان همرفت در محدوده شده و اثر مناسبی در UTCI دارد.

با افزایش نرخ شهرنشینی و پیدایش پیامدهای زیست محیطی، ضمن افزایش تقاضای انرژی برای تعدیل شرایط حرارتی، اهمیت پیامدهای خرداقلیمی توسعه شهری نزد طراحان و برنامه ریزان شهری دوچندان شد. طراحی بهینه هندسه شهری می تواند به منظور تعدیل شرایط خرداقلیمی و ارتقای کیفیت فضاهای شهری مفید واقع گردد. هندسه شهری همساز با اقلیم بافت تاریخی شهر شیراز گواهی است بر این مدعا که با به کارگیری سیاست های طراحانه توانسته بود شرایط آسایش حرارتی مناسبی را در فضاهای شهری به وجود آورد. با توجه به این که این ساختار ارزشمند تاریخی همچون سایر بافت های پویای شهری در معرض تحول و دگرگونی قرار دارد، پژوهش حاضر بر آن است تا به مقایسه تطبیقی عملکرد هندسه شهری تاریخی محدوده مطالعاتی و بررسی پیامدهای خرداقلیمی منتج از تغییرات هندسه شهری صورت گرفته در آن بپردازد. در این راستا، با روشی توصیفی_تحلیلی با بهره مندی از مطالعه و تحلیل اسناد، تصاویر و نقشه های تاریخی و پیمایش میدانی، هندسه شهری تاریخی و معاصر محدوده مطالعاتی در محیط نرم افزار انویمت شبیه سازی شده و شرایط خرداقلیمی و سطح آسایش حرارتی منتج از دو گونه بافت شهری مورد ارزیابی تطبیقی قرار گرفته است. اعتبارسنجی داده های حاصل از این شبیه سازی با برداشت میدانی شاخص خرداقلیمی دما در تاریخ 10تیرماه و محاسبه ضریب همبستگی داده های اندازه گیری و شبیه سازی شده به اثبات رسید. نتایج حاصل از پژوهش حاضر نشان داده با تغییرات کالبدی صورت گرفته شاخص های هندسه شهری مطالعاتی نسبت ارتفاع به عرض و شاخص دید به آسمان به طور میانگین به ترتیب 58.41درصد کاهش و 42.71درصد افزایش یافته اند. در نتیجه این تغییرات، دمای هوا در محدوده به طور میانگین 0.3درجه سلسیوس افزایش یافته است. همچنین دمای تابشی افزایش چشمگیری داشته و با کاهش سطوح تحت پوشش سایه همراه بوده است. در ادامه به سبب تخریب موانع کالبدی هدایت کننده جریان هوا، سرعت باد افزایش یافته و سطح رطوبت را به حداقل رسانده است. برآیند تغییرات یادشده کاهش سطح آسایش حرارتی را در محدوده مطالعاتی به دنبال داشته است. بدین ترتیب ضروری می نماید ضمن جلوگیری از تغییرات گسترده تر این بافت ارزشمند، از الگوهای هندسه شهری تاریخی برای بهبود شرایط خرداقلیمی فضاهای شهری و توسعه همساز با اقلیم کلانشهر شیراز بهره گرفته شود.