مقاله بام های سبز : راهبردی در جهت ارتقاء کیفیت زیست محیطی شهر

بخشی از مقاله

چکيده :
اين مقاله به بررسي بام هاي سبز به عنوان راهبردي در جهت ارتقا کيفيت زيست محيطي شهري مي پردازدو با تشريح پيشينه اين انديشه و انواع بام هاي سبز شهري در ٤بعد اکولوژيکي، اقليمي، زيست محيطي و اقتصادي- فرهنگي به بررسي تأثير اين بام هاي سبز پرداخته ميشود،نکته اساسي، اين که تنها راه حل معضلات بشر در طبيعت و احترام به آن است و خود را به عنوان بخشي از طبيعت ،نه کل آن بداند.
کليدواژه ها: بام سبز- کوسيستم شهري- کيفيت محيط زيست شهري- ابعاد اقتصادي - فرهنگي
١- مقدمه
ساختار شهرهاي امروزي نابودي محيط زيست بشر به پيش ميروند. بناهاي کم ارتفاع همراه باغچه ، جاي خود را به بناهاي چند طبقه و برج ها ي قارچ گونه ي بدون نمودي از طبيعت داده اند و نواحي مجاور بناها نيز، به کاربريهايي مانند جاده ها و يا پارکينگ ها اختصاص داده ميشوند.از سوي ديگر براي کاهش هزينه ها و بدست آوردن سود بيشتر در ساخت بناها، درصد اختصاصي به فضاهاي سبز به شيوه هاي مختلف به زيربناي کل بنا افزوده ميشود .اين مطلب در نواحي با درجه تراکم بالا (هم به لحاظ بنا و هم به لحاظ حجم عبور و مرور) پررنگ تر است . احداث پارکها و بناهاي مسکوني با منظره ي طبيعي سبز در مقياس وسيع با اين روند توسعه پرشتاب شهرهاي بزرگ در خيلي از مواقع غيرممکن به نظر ميرسد.در اين ميان شهرها ميتوانندازمزاياي بامهاي سبزهم به جهت بصري-زيبايي شناختي وهم به جهت بهبوداقليم بشري بهره مندشوند Kralli)
(٦٦ :١٩٩٦ ,et al. که مکان بناهاي شهري را به عنوان نقاط مياني فضاهاي سبز شهري به شمار مي آورد. Canadian)Mortgage and Housing Corporation, 2004: 123)
٢- بام هاي سبز شهري: در سکونتگاه هاي شهري به وفور سطوح پوشانده شده با بتون و يا آسفالت ديده ميشود، که امکان نفوذ آب به خاک را نميدهند. سطوح سياه بام ها و سنگ فرش ها انرژي حاصل از نور خورشيد را جذب ، انباشت و در شب منعکس ميکنند. اکوسيستم هاي شهري اغلب باعث مشکلات زيست محيطي ميشوند اين مشکلات را ميتوان با اصلاح ويژگيهاي سطحي بناهاتااندازه اي تخفيف داد(پشت بامهابيش از٣٢درصدازسطح مناطق ساخته شده رادربرميگيرند)
(٥٩ :٢٠٠٥ ,Frazer).بام هاي سبز با عناويني چون باغباني در پشت بام و يا تکنولوژي کاشت گياه در پشت بام ، بام هاي زنده و يا زيست بام شناخته مي شوند که در طراحي و برنامه ريزي رابطه ي ما و طبيعت به شمار ميآيند. که ميتوانداثرات منفي ساختمان ها دراکوسيستم محلي ودرپي آن مصرف انرژي دربناها را کاهش دهند و درتغييرات جريان انرژي ساختمان ها نقشي تعيين کننده داشته باشد
(٢٠٠٤:٨٤ ,Dunnett and Kingsbury). به عبارتي بام هاي سبزباکاهش اثرات توسعه متراکم تجاري ومسکوني،به احياءپوشش گياهي جايگزين ياري ميرسانند (٤٥ :٢٠٠٥ ,Van et al).
٢-١- انواع بام هاي سبز: ايجاد بام هاي سبز عمدتا به دو روش ، فشرده يا متمرکز (intensive)و گسترده يا وسيع (extensive) کاربرد دارد. در اجراي روش فشرده کميت خاک مورد استفاده در بام بناها از نظر وزني فزوني دارد. بدين منظور از نظر ايستايي بايستي مطلوب لازم را دارا باشد. اين روش ، درساختمان هايي با طراحي نوين استفاده ميشود. در روش گسترده نيازي به نگهداري ومراقبت زياد ندارد. و براي بام بناها فشار وزني چنداني به وجود نمي آورد.يکبام سبزگسترده ٥٠-٨٠درصد ارزان ترازبام هاي سبزفشرده است (٩٣ :١٩٩٦ ,Johnston and Newton).
جدول ١: مقايسه سيستم بام سبز فشرده و سيستم بام سبز گسترده
بعدازايجادوکاشت اوليه ،هزينه ي نگهداري يک بام سبزگسترده بيشترازبام هاي معمولي نيست ورسيدگي به اين گونه از بام هاتنهابه دوباردريک سال محدودميشود (٢٠٠٧:٤٦ ,Carter and Keeler).تمامي سيستم بام سبزازگياهان ، خاک،لايه زهکشي وپوسته ضدنفوذآب شکل ميگيرند.فاکتورهايي ازقبيل : بارندگي،دما،نورخورشيد،باد،وملزومات مراقبت و نگهداري بايدبادقت موردبررسي قرارگيرد
(١٩٩٩:٦٥ ,Osmundson).
٢-٢- پيشينه استفاده از بام هاي سبز:پيشينه بام هاي سبزوباغ هاي عمودي به باغ هاي معلق بابل ،ودرامپراطوري روم در واکنش به فشار جمعيتي در مناطق شهري بر ميگردد(١٩٩٦:٢٦ ,Farrar). روميها همچنين درختان را بر بالاي ساختمان هاي حکومتي ازقبيل مقبره هاي آگوستوسوهادرين قرارميدادند(١٩٨٧:٣٢ ,Pieper).وايکينگهاديوارهاوبام هاي خانه هايشان رابالايه هايي ازچمن دربرابربادوباران محافظت ميکردند،ودربعضي ازمواقع براي عايق بام ازجلبک هاي دريايي استفاده ميکردند
(١٩٩٢:٢٥ ,Donnelly).درسال هاي اخيرتقاضاوکاربردبام هاي سبزبه شدت دربسياري از کشورهارواج يافته است ، براي نمونه در کشور ژاپن در مناطقي که تراکم ساختماني بسيار بالاست ، کاربرد عملي باغچه بام با هدف تفريحي به شدت دنبال ميشود(٢٠٠٤:٥٦ ,Beattie).
٣- بررسي ابعاد بام هاي سبز شهري
٣-١- تاثيرات اکولوژيکي بام هاي سبز شهري: زيستگاه ها و سکونتگاه هاي طبيعي به عنوان محل هاي اکولوژيکي زيست محيطي در شهرها بويژه شهرهاي بزرگ به نازل ترين درجه از لحاظ کيفيت و کميت ميرسند به همين خاطر بام هاي سبز در شرايط زندگي طبيعي در شهرها از اهميت زيادي ميتواند برخوردار باشدکه هم به حفاظت از سکونتگاه هاي طبيعي و تنوع زيستي ياري ميرساند. و هم به گندزدايي و استريل محيط شهري در نقاط حياتي ميپردازند. در طرح ريزي بام سبز هدف اصلي نزديکي هرچه بيشتر مولفه هاي يک ساختمان به لحاظ کارکردي به رويکرد اکولوژيکي است ,Mendler and Odell)
(٢٠٠٠:٣٦. مطالعات نشان ميدهد حتي در مناطق متراکم مسکوني که بام هاي سبز و باغچه ها در ارتفاع ٢٠طبقه اي از سطح زمين قرار دارند ميتوانند جاذب پرندگان ، زنبورها، پروانه ها و ديگر حشرات باشند(١٩٩٢:٣٤ ,Johnston and Newton).
به عبارتي بام هاي سبز براي پرندگان و حشرات يک فضاي زندگي در مقياس خرد را فراهم ميآورند.و سکونتگاه هاي منزوي از نظر زيست محيطي را به همديگر متصل و يکپارچه ميکنند يا در سطحي بالاتريک جزيره سکونتگاهي را خلق مي کنند.
٣-٢-تاثيرات اقليمي :زوال و تنزل کيفيت آب و هوابه زايش جزاير حرارتي در شهرها منجر ميشود که تاثير منفي در کيفيت زندگي دارند.مناطق شهري يکي ازمهمترين منابع انتشارگازهاي گلخانه اي هستند.شرايط فضايي ياآب وهوايي نقش اساسي درميزان تقاضاي انرژي درشهرهادارند (١٩٩٨:٧٩ ,Mercier).تاثيرات اقليمي بام هاي سبز را ميتوان در سه
بخش تعديل تاثير جزاير گرمايي و کارآيي انرژي و اثر خنک کنندگي و کاهش اثر باد برشمرد:
٣-٢-١- تعديل اثرات جزاير حرارتي شهرها:مناطق شهري يکي از مهمترين منابع انتشار گازهاي گلخانه ايي و ايجاد جزاير حراراتي ميباشند که از علل اصلي آن سهم رو به تزايد بام ها، راه ها و فضاهاي پارکينگ با سطوح سخت مانند بتن و فقدان درختان و ساير گياهان و عدم توجه به ساختار محيط زيست ميباشد که سبب مي شود گرماي خورشيد در طول روز ذخيره شده و در شب با آزاد سازي و انتشار حجم زيادي از اين گرما در مناطق شهري از سطوح سنگ ، آسفالت و بتن به طور مداوم در حال تکرار باشد.
شکل ١: برش عرضي جزيره گرمايي شهر
Source: United States Environmental Protection Agency, 2006
از آنجائيکه گياهان زنده فراهم کننده ي سايه هستند از بلعيدن گرماي زياد توسط سطوح سخت ممانعت به عمل آورده و با حفظ نم نسبي به سرد شدن هوا ياري ميرسانند. کاهش ١٢درجه سانتيگرادازميزان گرماي بيروني هوابه واسطه ي آرايش صحيح سايه درختان کاهش ٥٠–٧٠درصدي مصرف انرژي براي تهويه هوارابه دنبال دارد (١٩٨٥:٤٥ ,Gaudet).
٣-٢-٢-اثر خنک کنندگي و کاهش هزينه تهويه مصنوعي: در روزهاي گرم ، زماني که گرماي هوا در تابستان به ٣٥ درجه سانتيگراد ميرسدگرماي سطح پشت بام به ٦٥درجه سانتيگراد ميرسد
(٢٠٠٠ ,The New York Times).اين گرماي بسيار زياد، هم محيط داخلي ساختمان و هم محيط بيروني را مستقيما و بلا درنگ تحت تاثير قرار ميدهد. سطوح سياه بام هاي معمولي،تابش خورشيدي راجذب کرده وبازتابش آن موجب توليدگرماميشود (٢٠٠٧:٥٦ ,Schmidt).يک بام ساده ومعمولي ١٠٠درصدازتابش خورشيدرادريافت ميکند،در حاليکه يک بام سبز٢٧درصدرامنعکس ، ٦٠درصد جذب گياهان وخاک شده و١٣درصدبه لايه هاي پاييني انتقال مييابد (٢٠٠٣:٢٣ ,Wong etal).تبخير ٤٠گالن معادل
١٥٠ليترآب ميتوانداثرخنک کنندگي کافي دربرابرگرماي توليدي توسط يک صدلامپ ١٠٠وات باهشت ساعت روشنايي درروزراداشته باشد (١٩٩٧:١٦٥ ,Rosenfeld et al).زماني که لايه هاي خاک به عنوان محافظ بام عمل کرده و گياهان به آن ميزان از رشد ميرسند که سايه ايجاد کنند، گرماي سطح پشت بام از گرماي معمول محيط بالاتر نميرود و افزايش نمييابد. علاوه بر اين ، گياهان و خاک آب را تبخير، و با خلق اثرات خنک کنندگي،هوا را مرطوب ميکنند. موجب تسهيل عمل دم و باز دم شده و به طور طبيعي، محيط خنک ميشودو بر بهبود کيفيت هوا هم در محيط داخلي و هم بيروني ميافزايند. بهبود کيفيت هوا در خارج موجب تغيير و تعديل درجه حرارت محيط داخلي بنا ميشود ,Niachou et al)
(٢٠٠١:١٥٠.حتي باسايه اي ازيک درخت تنها،چنددرجه کاهش دماراميتوان به دست آورد.و تاثير خنک کنندگي در شب ها باز توليد و افزايش مييابد، بدين ترتيب تاانباشت گرماي بيشترتا روزبعد،به آن هافرصت داده ميشود. بام هاي سبز باکاهش تابش خورشيدي ،منجربه کاهش تفاوت دمايي روزانه ونوسانات دمايي سالانه شده وسهم قطعي دربهبودکارآيي حرارتي ساختمان دارند (٢٠٠٥:٢٣٠ ,Emilsson and Rolf).مطالعه انجام شده توسط شوراي تحقيقات مليدرکانادانشان ميدهدکه بام هاي سبزدرکاهش انتقال گرماي بام بسيارموثرعمل ميکننديک بام سبز،متوسط تقاضاي انرژي روزانه ساختماني با١٢٢مترمربع مساحت بام رابه ميزان ٧٥درصدکاهش ميدهد(٢٠٠٣:١٠١ ,Liu and Baskaran).همچنين دريک تحقيق انجام شده براي شهرشيکاگونشان ميدهدکه درصورت سبزشدن تمامي بام هاي شهردراوج تقاضاي انرژي تا ٧٢٠مگاوات کاهش مصرف راخواهندداشت (٢٠٠٤:٨٧ ,Velasquez).
٣- ٢-٣- کاهش اثر باد سرد: درفصل زمستان لايه هاي خاک ،به عنوان عايقي اضافي براي بام عمل ميکنند.ميتواند حرارت موردنيازبراي گرم کردن ساختمان ها را کاهش دهد.باکاهش وزش بادکارآيي انرژي ساختمان تا ٥٠درصدافزايش مييابد (١٩٨٢١٤,Minke and Witter).بکاربردن عايق درمحيط بيروني ساختمان هابسيارموثرترازکاربردعايق در درون ساختمان ها است به خصوص درطول ماه هاي تابستان (١٩٧٦:٣٢ ,Givoni).آن هاميتوانندنيازبه انرژي براي تعادل آب وهواي محيط هاي داخلي بناهاراکاهش دهند (١٩٩٨:٦٥ ,Del Barrio).
٣-٣- تاثير در کيفيت محيط زيست شهري
٣-٣-١- تاثير در بهبود کيفيت هوا:براي جوامع شهري بزرگترين مزيت بام هاي سبزپالايش ذرات معلق درهوا،وکاستن ازمشکل کيفيت پايين هواست )(٢٠٠١٢٥,Akbariand et al.و از سوي ديگر،کاستن ازحجم وکيفيت فاضلاب حاصل از آب هاي سطحي است (٢٠٠٦:١٤ ,Mentens etal).بخشي از آلودگي شهرها در صنعت و ترافيک ناشي از ترکيبات نيتروژن موجود در دود اگزوز ماشين آلات است . اين ترکيب از سوي گياهان گرفته شده و به عنوان منبع غذايي مورد استفاده قرار ميگيرد. به علاوه ، اگر به تمامي گياهان روي زمين شانس بلعيدن اين ترکيبات داده نشود. شاهد آلودگي آبراه ها، نهرها و نهايتا درياچه ها و درياها خواهيم بود.بام هاي سبزباپالايش باکتريهاوقارچهاي موجود،موجب تجزيه وکاهش ازت وفسفرموجود درآب ميشوند(٢٠٠٧ .US EPA).براي نمونه ،در يک خيابان داراي رديفي ازدرختان تنها ١٠٠٠تا ٣٠٠٠ذرات گرد و غبار در هر ليتر از هوا وجود دارد. اين مقدار گرد و غبار در هوا در نواحي فاقد پوشش گياهي ميتواند سه تا چهار برابر بيشتر باشد که تقريبا ١٠٠٠٠تا ١٢٠٠٠ذرات گرد و غبار در هر ليتر از هوا است (١٩٩٢:١٦ ,Johnston and Newton).بام هاي سبز گسترده اين پتانسيل را دارند که کمبود تبخير و تصفيه را از طريق گياهان بهبود بخشند به گونه اي که تنهاباسبزکردن ٥ درصدازکل ديوارهاوبام هاي درداخل يک شهر،آب وهواي سالم شهري دست يافتني است
٣-٣-٢- دي اکسيد کربن و تبادل اکسيژن :گياهان بام سبز، مانند ديگر گياهان براي عمل تنفس خود، دي اکسيد کربن را مورد استفاده قرار ميدهند و ازاين رو اثرات منفي آلودگي را کاهش ميدهند. بهترين آن ها،گياهان موثري هستند که در سال بيوگاز (Biogas) بيشتري توليد کنند. بام هاي سبز گسترده زياد نمي تواند بيو گاز توليد کنند اما بام هاي سبز فشرده توانايي انجام آن را دارند.زماني که سطوح گسترده بام ها توسط گياهان پوشش داده شوند شهر مزيت اضافي را کسب خواهد کرد. در کل ،بام هاي سبز تنها راه حل مورد استفاده براي مشکل گرمايش زمين و آلودگي نيست بلکه همراه با اثرات و اقدامات مثبت ديگر يک گام کوچک از مسير صحيحي است که بايستي در نظر گرفته شود.يک بام سبز٩٣مترمربع يدرحدود ١٨.١ کيلوگرم ازذرات معلق درهواراميتواندحذف کند همچنين باحذف دي اکسيدکربن ازاتمسفرموجب توليداکسيژن ميشود
.(Peck and Kuhn, 2003:89)
٣-٣-٣-تأثير در کاهش سر و صدا:سطوح نرم ،چمن مانند و يا بام سبز ، به جاي بازتاب صدا آن را کاهش ميدهند.ديوارهايي با پوشش گياهي و يا درختان نيز در وضعيتي متفاوت ميتواند موضوع مورد مطالعه باشد.آزمايشات نشان ميدهدکه پوشش لايه اي به ضخامت ١٢ سانتيمتري بام سبز ٤٠ دسيبل ، و٢٠ سانتيمتر ٤٦ دسيبل از حجم صدا راکاهش ميدهند(١٥ :١٩٨٢ ,Minke and Witter).در مقابل "سروصداي سفيد"که ناشي ازحرکت شاخه هاوبرگ هاي باغ هاي عمودي توسط جريان بادتوليدميشودنقش مثبتي درافزايش حس مطلوب رواني درافراددارد(Ibid).
٣-٣-٤-کاهش حجم رواناب حاصل از بارندگي
نواحي مادرشهري باساختمان هاوخيابان ها، ١٠٠ تا ٧٥درصدباسطوح نفوذناپذيرپوشيده شده است . تنها ٥درصداز آب باران درسفره هاي آب سطحي وعميق نفوذميکنندو١٥درصدبه واسطه ي پوشش گياهي درجريان هواتبخيرميشود. به تناوب ٧٥درصدازآب باران به شکل روان آب هاي سطحي ظاهرميشوند و بار بيشتري متوجه سيستم زهکشي وتخليه فاضلاب ميشود(١٤ :٢٠٠٦ ,Getter and Rowe).سيستم بام هاي سبزبيش از٩٥درصد ازکادميوم ،مس وسرب ،و١٦ درصدازروي موجوددرآب باران راتصفيه ميکنند (١٩٩٦:٣٦ ,Johnston and Newton).و با بارش بيشتر، آب بيشتري زهکشي ميشود که در اغلب موارد مانع سيل ميشوند.يک پوشش چمني بام سبزباضخامت لايه ٢٠-٤٠سانتيمتري ميتواند بين ١٠-١٥سانتيمترآب رادرخودحفظ کند (١٩٨٩:١٥ ,Liesecke et al).در اين بين تيپ بام هاي سبزفشرده باتوجه به ضخامت خاک مورداستفاده ،تراکم گياهان ،شدت باران هاي طوفاني ودفعات تکرارباران هاي محلي،توانايي جذب ٥٠تا ١٠٠درصدي آب باران رادارند(٢٠٠٥٣٢,Van et al).