کاهش اثرات جزایر گرمایشی شهر از طریق مصالح روسازی خنک(نمونه مطالعاتی: منطقه 8کلان‌شهر تبریز)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه شهرسازی، دانشکده معماری، شهرسازی و هنر، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران.

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه شهرسازی، دانشکده معماری، شهرسازی و هنر، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران.

چکیده

در جامعه کنونی از جزیره حرارتی شهری به‌عنوان یکی از مهم‌ترین مخاطرات طبیعی نوظهور یاد می‌شود. که به شکل اختلاف دمای سطح مناطق شهری به نسبت مناطق پیرامونی به دلایل گوناگون اکولوژیکی، مورفولوژی و توپوگرافی می‌باشد. این پژوهش جزایر حرارتی شهر تبریز را به‌عنوان یکی از مهم‌ترین مراکز جمعیتی و صنعتی ایران در نمونه موردی منطقه 8 آن، با استفاده از تصاویر لندست 8 موردبررسی قرارگرفته شده است. اهداف این پژوهش شامل استخراج، مکان‌یابی و تحلیل پدیده جزایر حرارتی شهری در منطقه موردمطالعه با استفاده از الگوریتم‌های مشخص و تهیه نقشه‌های مربوطه و بررسی با نوع مصالح استفاده‌شده بود که شناسایی دو جزیره حرارتی گرم در مرکز و غرب با دمای 48/33 درجه سانتی‌گراد و یک جزیره حرارتی سرد در شمال منطقه با دمای 02/20 درجه سانتی‌گراد را در پی داشت. در ادامه شاخص‌های تأثیرگذار در جزایر حرارتی زمین شهری در محدوده مطالعاتی مورد ارزیابی واقع گردید. پس از تحلیل 15 عامل عمده تعیین‌شده برای منطقه 8 تبریز و برداشت­ های میدانی از عمده مصالح مورداستفاده محدوده که اکثراً سیمان و خشت بود و تعیین بازتاب نور، نرخ انتشار تابش حرارتی، ظرفیت گرمایی و بازتاب خورشیدی رنگ­ های موجود در محدوده، نتایج به‌دست‌آمده این است که با برخورداری کم‌وبیش تمام منطقه از شاخص ­های تأثیرگذار جزایر حرارتی، تفاوت اصلی در اختلاف درجه حرارت شهری را می‌توان در نوع مصالح روسازی به کار برده شده و رنگ آن در جزایر حرارتی تعیین‌شده مشاهده نمود. جایی که جزیره حرارتی سرد یعنی بازار سرپوشیده تبریز علی ­رغم شرایط تقریباً یکسان با جزایر گرمایشی موجود در بیشتر شاخص ­های تعیین‌شده، تفاوت اصلی در نو مصالح روسازی نمایان بود که از سنگ مرمر و مصالح انعکاسی روشن استفاده‌شده است. فلذا مصالح پوسته شهری مهم‌ترین نقش را در کاهش دریافت، ذخیره حرارت و انتقال آن به محیط شهری دارند. در آخر نیز به ارائه راهکارهای قابل‌اجرا در رابطه با استفاده از مصالح خنک در روسازی‌های جزایر حرارتی تعیین‌شده منطقه 8 شهر تبریز پرداخته‌شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Reducing the Effects of City Heat Islands Through Cool Pavement Materials (Case Study: District 8 of Tabriz Metropolis)

نویسندگان [English]

  • Asghar Abedini 1
  • Mojtaba Azmoun 2
  • Kiarash Azarkish 2
  • Sina Moshtaghi 2
1 Associate Professor, Urban Planning Department, Faculty of Architecture, Urban Planning and Art, Urmia University, Urmia, Iran.
2 M.Sc student, Urban Planning Department, Faculty of Architecture, Urban Planning and Art, Urmia University, Urmia, Iran.
چکیده [English]

In today's society, the urban heat island is considered as one of the most important emerging natural hazards. It is in the form of a difference in the surface temperature of urban areas compared to the surrounding areas due to various ecological, morphological and topographical reasons. This research investigated the thermal islands of Tabriz city, as one of the most important population and industrial centers of Iran, in its 8th region as a case study, using Landsat 8 images. The objectives of this research included extracting, locating and analyzing the phenomenon of urban heat islands in the study area by using specific algorithms and preparing relevant maps and checking with the type of materials used, identifying two hot heat islands in the center and west with a temperature of 33.48 degrees Celsius and one island It followed a cold temperature in the north of the region with a temperature of 20.02 degrees Celsius. In the following, the influential indicators in the heat islands of the urban land were evaluated in the study area. According to the review of key and referenced articles and the review of other sources and authoritative books, in this study, the factors affecting the urban heat island are divided into two categories of uncontrollable climatic factors, controllable factors of urbanization and city construction, and factors related to and influenced by urbanization. which consists of: 1- Uncontrollable climatic factors: these factors include solar radiation, speed and intensity and direction of wind, height above sea level, direction of slope, vegetation cover, green space per capita and proximity to large bodies of water such as rivers and the sea. 2-Controllable factors of urban development and city construction and affected by urban development: which include street width, building height, building orientation, building occupation level, building density, building facade, building roof and open space per capita. The amount of positive or negative effects of the mentioned factors on urban heat islands requires a comprehensive investigation of the factors through field visits. Now, in this research, after examining the influencing indicators and determining the heat islands, the impact of surface materials as one of the effective components on urban heat islands compared to other components is comprehensively evaluated. After analyzing the 15 main factors determined for the 8th area of ​​Tabriz and field observations of the main materials used in the area, which were mostly cement and clay, and determining the albedo, thermal radiation emission rate, heat capacity and solar reflectance of the colors in the area, we came to the conclusion that with More or less the entire region is one of the most effective indicators of heat islands, the main difference in urban temperature difference can be seen in the type of pavement materials used and its color in the designated heat islands. Where the cold thermal island i.e. the covered market of Tabriz, despite the almost identical conditions with the existing heating islands in most of the determined indicators, the main difference was in the new paving materials that marble and light reflective materials were used. Therefore, urban shell materials play the most important role in reducing heat intake, storage and transfer to the urban environment. Finally, practical solutions have been presented in connection with the use of cool materials in the construction of designated thermal islands in District 8 of Tabriz city.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tabriz Metropolis
  • Urban Heat Islands
  • Cool Pavement Materials
  • Landsat 8

مراجع

  • چرتاب محمدی، صالحه. (1401). بررسی تأثیر اقلیم بر معماری خانه‌های سنتی تبریز (نمونه موردی: خانه صرافلار- موزه سفال). دومین کنفرانس بین‌المللی معماری، عمران، شهرسازی، محیط‌زیست و افق‌های هنر اسلامی در بیانیه گام دوم انقلاب، تبریز: دانشگاه هنر اسلامی تبریز.

https://civilica.com/doc/1612532/

  • حاجی فتحعلی، مهسا، فیضی، محسن، و دهقان، عاطفه. (1399). راهبردهای کوتاه‌مدت برای کاهش اثرات مخرب جزایر گرمایی در مناطق شهری. فصلنامه علمی- پژوهشی جغرافیا (برنامه‌ریزی منطقه‌ای)، 10 (2)، 214-195.

https://dorl.net/dor/20.1001.1.22286462.1399.10.38.45.0

  • حاجی پور، خلیل، و فروزان، نرجس. (1393). بررسی تأثیر فرم شهر بر میزان مصرف انرژی عملکردی در بخش مسکونی (نمونه موردی: شهر شیراز). نشریه هنرهای زیبا-معماری و شهرسازی، 4، 26-17.

https://doi.org/10.22059/jfaup.2015.55692

  • حاجی محمدی، علیرضا. (1393). رویکرد برنامه­ریزی­های جدید شهری در کاهش جزایر حرارتی. اولین همایش ملی معماری، عمران و محیط‌زیست شهری، همدان.

https://civilica.com/doc/269665/

  • حمزه لوئی، سپیده. (1394). تعیین جزایر حرارتی در سطح شهر با استفاده از تصاویر با توان تفکیک بالا (مطالعه موردی: کلان‌شهر تهران) (پایان‌نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران، نقشه‌برداری). دانشکده مهندسی نقشه‌برداری، دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی، ایران.

https://ganj.irandoc.ac.ir/#/articles/7c7d1df1549f26871f9adca1e6a31199

  • خداکرمی، جمال، و نوری، شهلا. (1399). تأثیر عملکرد حرارتی مصالح غالب مورداستفاده در نمای ساختمان بر شرایط آسایش حرارتی در معابر شهری اقلیم گرم و خشک. مجله معماری و شهرسازی پایدار، 8 (2)، 225-201.

https://doi.org/10.22061/jsaud.2020.6340.1647

  • خواجه‌محمدیلر، سید رضا، ذوقی، فرهاد، فرج زاده، محمد، و پور حسین، فاطمه. (1399). کتاب سالنامه آماری استان آذربایجان شرقی سال 1398، سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی استان آذربایجان شرقی.

https://www.amar.org.ir/Portals/0/PropertyAgent/3909/Files/98-03-00.pdf

  • داداشی رودباری، عباسعلی، و علی‌آبادی، کاظم. (1396). نقش مؤلفه‌های جغرافیایی بر چگونگی پراکندگی دمایی در سطوح شهری با استفاده از تکنیک‏های سنجش‌ازدور، مطالعه موردی: شهر مشهد. مجله آمایش جغرافیایی فضا، 7 (24)، 141-131.

https://gps.gu.ac.ir/article_50834.html

  • درگاه ملی مرکز آمار ایران. (1395)، نتایج تفصیلی سرشماری عمومی نفوس و مسکن - 1395/ ریاست جمهوری، تهران: سازمان برنامه‌وبودجه کشور، مرکز اسناد، مدارک و انتشارات.

https://www.amar.org.ir/Portals/0/Files/fulltext/1395/n_ntsonvm_95-v2.pdf

  • رحمتی، مهدی، حیدری، شاهین، و بمانیان، محمدرضا. (1395)، بررسی راهکارهای طراحی معماری بر کاهش اثر جزایر حرارتی شهری، نشریه انرژی ایران، 9 (1)، 14-1.

http://necjournals.ir/article-1-829-fa.html

  • رضایی راد، هادی. (1396). تحلیل اثرات برنامه‌ریزی کالبدی بر تعادل مصرف انرژی نواحی شهر تهران (رساله دکتری شهرسازی). دانشکده هنر و معماری، دانشگاه تربیت مدرس تهران، ایران.

https://ganj.irandoc.ac.ir/#/articles/02c4be812c5208fbe730f166542386bd

  • رفیعیان، مجتبی، فتح جلالی، آرمان، و داداش پور، هاشم. (139۰). بررسی و امکان‌سنجی تأثیر فرم و تراکم بلوک‌های مسکونی بر مصرف انرژی شهر (نمونه موردی: شهر جدید هشتگرد). نشریه معماری و شهرسازی آرمان‌شهر، 6، 116-1۰

https://www.armanshahrjournal.com/article_32676.html

  • سلیمان خانی، علیرضا. (1399). معرفی عوامل کالبدی مؤثر بر تشکیل و تشدید جزایر حرارتی شهری با تأکید بر دیدگاه صاحب‌نظران، هفتمین همایش علمی پژوهشی توسعه و ترویج علوم معماری و شهرسازی ایران، تهران.

https://civilica.com/doc/1180407/

  • شمسی‌پور، علی‌اکبر، مهدیان ماه فروزی، مجتبی، و حسین پور، زینب. (1391). واکاوی تغییرات مکانی هسته جزیره گرمایی شهر تهران. مجله پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، 3 (81)، 146-12.

https://doi.org/10.22059/jphgr.2012.29218

  • منشی‌زاده، رحمت‌الله، حسینی، ابراهیم، اجاق، عقیل، و شعبانی، حمیده. (1392). آسایش حرارتی و تأثیر ارتفاع ساختمان‌ها بر خرد اقلیم فضاهای شهری نمونه موردی خیابان شهرداری تهران (حدفاصل میدان تجریش تا میدان قدس). مجله آمایش محیط، 2۰، 126-109.

http://noo.rs/Rci5n

  • هاشمی، سید محمود، علوی پناه، سید کاظم، و دیناروندی، مرتضی. (1392). ارزیابی توزیع مکانی دمای سطح زمین در محیط‌زیست شهری با کاربرد سنجش‌ازدور حرارتی. مجله محیط‌شناسی، 1، 92-81.

https://doi.org/10.22059/jes.2013.30392

https://doi.org/10.1016/S1001-0742(08)60019-4

  • Ali-Toudert, F., & Mayer H. (2006). Numerical study on the effects of aspect ratio and orientation of an urban street canyon on outdoor thermal comfort in hot and dry climate. Build Environ, 41, 94- 108.

https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2005.01.013

  • Bakarman, M., & Chang, J. (2015). The Influence of Height/width Ratio on Urban Heat Island in Hot-arid Climates. Procedia Engineering, 118, 101-108.

https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.08.408

  • Che-Ani, A. I., Shahmohamadi, P., Sairi, A., & Mohd-Nor, M. F. I. (2009). Mitigating the Urban Heat Island Effect: Some Points without Altering Existing City Planning. European Journal of Scientific Research, 2, 204-216.

https://api.semanticscholar.org/CorpusID:128215094

  • Chow, W. T., & Roth, M. (2006). Temporal dynamics of the urban heat island of Singapore. Int J Climatol, 26(15), 2243‐2260.

https://doi.org/10.1002/joc.1364

  • Comarazamy, D.E., Gonzalez, J.E., Luvall, J.C., Rickman, D.L. & Mulero, P.J. (2010). A Land-atmospheric Interaction Study in the Coastal Tropical City of San Juan, Puerto Rico. Earth Interaction, 14(16), 1-24.

https://doi.org/10.1175/2010EI309.1

  • Din, M. F. M., Dzinun, H., Mohanadoss, P., Chelliapan, Sh., Noor, Z. Z., Ossen, D. R., (2012). Investigation of Heat Impact Behavior on Exterior Wall Surface of Building Material at Urban City Area. Civil & Environmental Engineering, 2 (2), 74-79.

https://doi.org/10.4172/2165-784X.1000110

  • Faragallah, R., & Ragheb, R. (2022). Evaluation of thermal comfort and urban heat island through cool paving materials using ENVI-Met. Ain Shams Engineering Journal, 13, 1-13.

https://doi.org/10.1016/j.asej.2021.10.004

  • Ferguson, B., Fisher, K., Golden, J., Hair, L., Haselbach, L., Hitchcock, D., Kaloush, K., Pomerantz, M., Tran, N., & Waye, D. (2008). Reducing urban heat islands: Compendium of strategies‐cool pavements. The National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine.

http://www.epa.gov/hiri/resources/pdf/CoolPavesCompendium.pdf

  • Giridharan-Ganesan, L. (2004). Daytime urban heat island effect in highrise and high-density residential developments in Hong Kong. Energy and Buildings, 36(6), 525–534.

https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2003.12.016.

  • Giridharan, L., & Ganesan, G. (2007). Urban design factors influencing heat island intensity in high-rise high-density environments of Hong Kong. Building and Environment, 42(10), 3669–3684.

https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2006.09.011

  • Makido, Y., Dhakal, SH., & Yanagata, Y. (2012). Relationship between Urban Form and CO2 Emission: Evidence Form Fifty Japanese Cities. Urban Climate, 2, 55-67.

https://doi.org/10.1016/j.uclim.2012.10.006

  • McGranahan, G., & Satterthwatte, D. (2003), Environmental Health or Ecological sustainability? Reconciling the Brown and Green Agendas in Urban Development. Environmental Science.

https://doi.org/10.3362/9781780441283.004

  • Nazarian, N. & Kleissl, J. (2015). CFD simulation of an idealized urban environment: thermal effects of geometrical characteristics and surface materials. Urban Climate, 12, 141-159.

https://doi.org/10.1016/j.uclim.2015.03.002

  • Ratti, C., Raydan, D., & Steemers, K. (2003). Building form and environmental performance: archetypes, analysis and an arid climate. Energy Build, 35, 49-59.

https://doi.org/10.1016/S03787788(02)00079-8

  • Rezaeirad, H., & Afzali, N. (2021). Measuring effects of building orientation and vegetation on thermal comfort by Envi-met, case study: Maslak area Istanbul. Int. J. AlZ ITU J Faculty Architect, 11–16.

https://doi.org/doi:%2010.5505/itujfa.2020.89106

  • Senanayake, I.P., Welivitiya, W., & Nadeeka, P.M. (2013). Remote Sensing based Analysis of Urban Heat Islands with Vegetation cover in Colombo city, SriLanka using Landsat-7 ETM+ data. Urban Climate, 5, 19-35.

https://doi.org/10.1016/j.uclim.2013.07.004

  • Synnefa, A., Santamouris, M., & Akbari, H. (2007). Estimating the effect of using cool coatings on energy loads and thermal comfort in residential buildings in various climatic conditions. Energy and Buildings, 39(11), 1167–74.

 https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2007.01.004

  • Taha, H. (1997). Urban climates and heat islands: Albedo, evapotranspiration, and anthropogenic heat. Energy Build, 25(2), 99‐103.

https://doi.org/10.1016/S03787788(96)00999-1

  • Wardeh, Y., Kinab, E., Escadeillas, G., Rahme, P., Ginestet, S. (2022). Review of the optimization techniques for cool pavements solutions to mitigate Urban Heat Islands. Building and Environment, 223,

https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2022.109482

  • Yang, J., Wang, Z.H., & Kaloush, K.E. (2015). Environmental impacts of reflective materials: Is high albedo a ‘silver bullet’for mitigating urban heat island. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 47, 830-843.

https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.03.092

  • Yezioro, A., Capeluto, I. G., & Shaviv, E. (2006). Design guidelines for appropriate insolation of urban squares. Renew Energy, 31, 1011-1023.

https://doi.org/10.1016/j.renene.2005.05.015

  • Zhang, Y., Yiyun, C., Qing, D., & Jiang, P. (2012). Study on urban heat island effect based on Normalized Difference Vegetated Index: a case study of Wuhan City. Procedia environmental sciences, 13, 574-581.

https://doi.org/10.1016/j.proenv.2012.01.048

توسعه پایدار شهری
دوره 4، شماره 13
بهمن 1402
صفحه 105-128

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار