بخشی از مقاله
تاثيرگونه هاي بومي ايران در سيستم بام سبز بر تعديل دمايي و ذخيره انرژي ساختمان
بام هاي سبز در محيطهاي شهري به عنوان ريه هاي شهر مطرح هستند که تاثيرات محيطي، اقتصادي و فرهنگي فراواني در مقايسه با بام هاي معمول و سنتي دارند. با توجه به افزايش استفاده از بام هاي سبز در ايران ، بررسي دقيق تاثيرات آن بر شرايط محيطي داخل ساختمان و همچنين خرد اقليم مورد نظر، خصوصا با استفاده از گونه هاي گياهي مقاوم که کمترين هزينه نگهداري را تحميل نمايند مورد نياز مي باشد. در اين تحقيق شش گونه گياهي( نعنا فلفلي، بادرشبويه ، گل راعي، بومادران ، اسطوخودوس ، رزماري) که همگي داراي خواص دارويي و معطر مي باشند در سيستم بام سبز مدولار به ضخامت ١٠ سانتي متر کشت شدند. موضوعي که در اين پژوهش مورد بررسي قرار گرفت ، تاثير گونه هاي گياهي در تغيير دماي بستر و به تبع آن تغيير دماي داخلي سازه مي باشد که اين موجب کاهش هزينه هاي گرمايشي و سرمايشي ساختمان مي شود. نتايج آزمايش نشان داد که بام سبز تاثير معني داري در کاهش دماي سطح بام دارد. در زماني که دماي هوا بيرون ٣٩ درجه بود دماي بام بدون پوشش سبز ٧٥ درجه سانتي گراد بوده است .. تحقيق حاضر نشان داد که گونه گياهي نعنا فلفلي با توجه به سطح تبخير و تعرق بالاتر تاثير بيشتري در کاهش دماي بستر در طي ماههاي معتدل دارد اما در فصول بسيار گرم قادر به ادامه بقا نبود. گونه هاي گياهي بومادران و رزماري در طي فصول گرم علاوه بر حفظ زيبايي بصري و معطر سازي فضا قادر به تعديل دماي ساختمان و صرفه جويي در هزينه هاي تهويه و گرمايشي- سرمايشي بودند.
کلمات کليدي: بام سبز، اقتصاد، گونه گياهي، کيفيت بصري
مقدمه
بامهاي سبزبا عناويني چون باغباني درپشت بام ، فناوري کاشت گياه درپشت بام ، بامهاي زنده ، زيست بام و يا بام باغ شناخته ميشوند(ليد، ٢٠٠٧). بام سبزدرواقع اکوسيستمي زنده بوده که مطلوبيت زيستي بيشتري را براي محيط شهري فراهم کرده و آن را بهره ور تر و پايدارتر مي سازد (انصاري، کشتکار،١٣٨٥). به عبارت ديگر گياهان با تاثير قوي بر اقليم ، حفاظت ساختمانها از اشعه هاي خورشيدي، ايجاد آسايش دمايي با توليد سايه بر سطح بام ،کنترل درجه حرارت و رطوبت در محيط داخل و خارج ساختمان و نيز حفاظت ساختمانها در برابر باد، بامهاي سبزشهري را قادر مي سازند تا با بهبود کيفيت هوا، کاهش حجم فاضلاب سطحي، کاهش آثارجزايرحرارت شهري، برقراري تعادل حرارتي در محيط داخلي وخارجي سازه ، خلق زيستگاه طبيعي، تنوع زيستي و افزايش طول عمر بهرهبرداري ازعايق بام ،گام مثبتي درجهت بهبود کيفيت محيط شهري مي باشند(اکبري و همکاران ، ١٩٩٧؛دونت وکينگزبوري،٢٠٠٤). همچنين کشت گياهان دارويي و معطر در فضاهاي شهري علاوه بر اثرات فوق داراي اثرات مفيد ارزنده اي ديگري مي باشد از جمله ايجاد آرامش رواني، کاهش سطح استرس و عوارض ناشي از آن ، کمک به درمان برخي از بيماريها، کاهش درد و غيره (ديکرسون ، ٢٠٠٤).
تفاوت ميان ساختماني با بام سنتي که فاقد گونه هاي گياهي مي باشد با ساختماني که داراي بام پوشيده شده از گياهان است در کيفيت و کميت قابل ارزيابي است . فرايند انتقال حرارت در سقف پوشيده شده با گياهان کاملا متفاوت با بام سنتي مي باشد. ميزان نفوذ حرارت حاصل از تابش خورشيد به داخل ساختمان و نيز رطوبت نسبي محدوده سايت به شدت تحت تاثير گياهان تغيير مي کند. گياهان قادر هستند تا با فرايندهاي بيولوژيک خود مثل فتوسنتز، تبخير، تعرق وجذب آب اثرات معني داري بر محيط اطراف خود بگذارند(اسپالا و همکاران ، ٢٠٠٧). تحقيقات بر روي عملکرد حرارتي ساختمان مجهز به سيستم بام سبز نشان داده است که گياهان در بهبود عملکرد حرارتي و کاهش سطح آلودگي هاي محيط ساختمان موثر مي باشند(کاپلي و همکاران ، ١٩٩٨).سي درصد از قدرت خنک کنندگي بام سبز به ميزان تبخير و تعرق گياه ارتباط دارد و به طور کلي ارتباط مستقيمي بين ميزان زيست توده گياه و ميزان تبخير و تعرق و در نتيجه خنک کنندگي وجود دارد (ولف و لاندهوم ، ٢٠٠٨). پرز وهمکاران (٢٠١٢) بيان داشتند که ساختمانهايي با بام هاي داراي پوشش سبز بين ٢ تا ٥ درجه خنک تر از ساختمانهاي فاقد بام سبز در اوج گرماي تابستان مي باشند و بام هاي سبز نقش مهمي در ذخيره انرژي در ساختمان دارند. لاندهوم و همکاران (٢٠١٠) بيان داشتند، اضافه کردن چمن ها به علت ميزان تبخير و تعرق بالا در آنها ميزان خنک کنندگي در بام سبز را افزايش مي دهد. همچنين عنوان کردند چند کشتي و تنوع در بام سبز، باعث کاهش دما به ميزان متوسط ١.٥ درجه در مقايسه با چند کشتي خواهد شد.
گياهان مورد استفاده در سيستم بام سبز بايستي توان زنده ماني و مقاومت به شرايط سخت پشت بام از جمله نوسانات بالاي دماي هوا و همچنين دماهاي بسيار گرم ، بادهاي گرم و خشک و شديد، شدت بالا تابش خورشيد، محيط گرم و خشک ريشه و مقاومت به سرماي زمستان را داشته باشند(دونت و کينگز بوري، ٢٠٠٤؛ گتر و روئه ، ٢٠٠٦؛ اي اس تي ام ، .(2006
نتايج آزمايشات گوناگون نشان مي دهد که محيط هاي طبيعي زيستي که داراي عمق کم بستر، خشکسالي هاي طولاني، بادهاي شديد و شدت تشعشع بالا هستند منابع مناسبي جهت يافتن گونه هاي گياهي سازگار با بام سبز مي باشند (دونت و گينگزبوري، ٢٠٠٨).وگياهان بومي ايران ، خصوصا آن دسته از گياهان که بومي مناطق خشک و نيمه خشک هستند، اغلب گياهاني مقاوم به خشکي مي باشند (محمدي، ١٣٨٤). به همين دليل تاکيد ما در اين آزمايش بررسي تعدادي از گونه هاي بومي ايران در شرايط بام سبز و ارزيابي اثرات ترمودينامکي آنها بر ساختمان با توجه به خصوصيات کيفي و فيزيومورفولوژيک آنها بوده است ، تا علاوه بر امکان استفاده از آنها در راستاي ارتقا بهره برداري از انرژي بهره مندي از زيبايي بصري و امکان برداشت محصول از بام سبز در راستاي کشاورزي شهري امکان پذير گردد.
مواد و روشها
مکان اجراي طرح
اين تحقيق در پشت بام کارگاه آموزش انرژي هاي نوين در مرکز آموزشهاي تخصصي و علمي-کاربردي فني و حرفه اي مشهد به مساحت ١٥٠ متر مربع صورت پذيرفت . تحقيق حاضر در قالب سيستم بام سبز سبدي ١و طي سالهاي ٩٢ الي ٩٣ اجرا شد. همچنين در آزمايش مورد نظر هيچگونه کنترلي بر روي شرايط محيطي و اقليمي در زمان بعد از استقرار گياهان در بام سبز انجام نگرفت وبنابراين گياهان در معرض شرايط طبيعي محيط ارزيابي شدند.
مواد گياهي
گونه هاي اصلي مورد استفاده در اين آزمايش شامل گونه هاي، اسطوخودوس Ladvandulaangustifolia Mill، رزماريRosmarinusofficinalis ، بومادران Achilleatomentosa، بادرش بويه Melissaofficinalis، نعناع فلفلي Menthapiperita، گل راعي Hypericumperforatum و ناز گوشتيcarpobrutusrossiبوده اند. کشت انفرادي گونه هاي اسطوخودوس ، رزماري، گل راعي، بومادران ، نعنا فلفلي، بادرشبويه به صورت ٦ بوته در هر ظرف کشت . وکليه گونه هاي نامبرده در بالا با نسبت مساوي با گياه کارپوبروتوس به منظور بررسي اثر همسايگي گياه کارپوبروتوس بر روي آنها در هر ظرف کشت شدند.
نحوه آبياري
از زمان انتقال گياهان به بستر اصلي، آبياري به صورت کامل و به روش غرقابي و با توجه به شرايط آب و هوايي و خشک شدن بسترها تا يک هفته پس از انتقال به بالاي بام ، هر دو روز يکبار انجام گرفت . يک هفته پس از استقرار بسترها بر بالاي بام ، آبياري بر اساس دو رژيم آبياري به صورت هر ٤ روز يکبار و يا هر ٨ روز يکبار روي گياهان اعمال شد (باسلت و همکاران ، ٢٠١١).
٢-٤- نحوه ساخت بسترهاي مورد استفاده
بستر سازي در اين آزمايش بر اساس جزئيات استاندارد کتاب راهنماي اف ال ال آلمان صورت پذيرفت (اف ال ال ، (2008
شکل ٢-١. جزئيات اجرايي بسترهاي کشت مورد استفاده در طرح
بر اين اساس جهت راه اندازي بسترهاي مورد نظر ابتدا جعبه هايي با ابعاد ١٥*٣٠*٦٠ سانتي متر از جنس پلاستيک تهيه شده و سپس از داخل توسط پلاستيک پلي اتيلن آنتي يو وي به ضخامت ٦.. ميليمتر جهت عايق بندي و جلوگيري از نفوذ ريشه به خارج از ظرف کشت پوشيده شد. جهت خروج آب اضافه از بستر در راستاي شيب پشت بام و در پايين ترين قسمت سوراخي به قطر ٢سانتي متر در لايه پلي اتيلن تعبيه شد و همچنين به منظور انجام عمل زهکشي از پرلايت درشت به قطر ٥ ميلي متر استفاده گرديد. لايه پرلايت به ضخامت ٤ سانتي متر بر روي لايه پلي اتيلن قرار گرفت و به منظور جلوگيري از نفوذ خاک لايه هاي بالا به داخل لايه زهکش از پارچه ژئوتکستايل به عنوان لايه جداکننده و فيلتر استفاده گرديد.
طرح آزمايشي
اين پژوهش در قالب آزمايش فاکتوريل بر پايه طرح بلوک هاي کامل تصادفي با سه تکرار به اجرا درآمد.١٣ ترکيب گياهي به صورت اسطوخودوس ، رزماري، گل راعي، بومادران ، نعناع فلفلي, بادرشبويه و گل ناز به تنهايي و در ترکيب با گل ناز به نسبت مساوي مورد بررسي قرار گرفتند. تيمارها در اين آزمايش شامل دو سطح آبياري هر ٤ روز و هر ٨ روز يکبار و ترکيب کشت مخلوط وتک کشت بود.به منظور جلوگيري از اثر همسايگي ظرفهاي مجاور ظرفها در ٨ رديف با فاصله ٤٠ سانتي متر و در راستاي شمالي – جنوبي بر روي بام قرار گرفتند.
اندازه گيري صفات
دما عمق بستر با استفاده از دماسنج هاي جيوه اي( ميله اي، ٣٠ سانتي متري و مخصوص آزمايشگاه ) که در عمق ٥ سانتي متر خاک و در مرکز هر ظرف قرار گرفته بودند و دما سطح بستر با استفاده از دماسنج ليزري ديجيتال و در ساعت بين ١٢ الي ١٢.٣٠ و به صورت هفتگي اندازه گيري شد. منظور از کيفيت بصري، زيبايي و جذابيت بسترها مي باشد که توسط يک گروه ارزياب ثابت متشکل از ٦ نفر، از هر دو جنس زن و مرد در طي دوره آزمايش مورد بررسي قرار گرفتند. کيفيت بصري به صورت ماهانه و بر اساس نمره دهي از ٠ تا ١٠٠ انجام پذيرفت ، که صفر به معناي فقدان زيبايي و جذابيت و صد بيشترين مقدار زيبايي مي باشد (باسلت و همکاران ، ٢٠١١). به منظور بررسي زنده ماني و بقيه گياهان در شرايط بام سبز و تحت تيمارهاي آبي متفاوت بقا گونه هاي گياهي به صورت مستمر مورد بررسي قرار مي گرفت و زماني يک بستر غير زنده ثبت گرديد، که کليه قسمتهاي هوايي آن به غير از گياه کارپوبروتوس به صورت کامل خشک شده باشند. درصد بقا به صورت تعداد روزهاي زنده ماني گياه به کل روزهاي آزمايش بيان مي شود (رزاق منش و همکاران ، ٢٠١٤). ميزان پوشش گياهي و يا به عبارت ديگر رشد افقي گياهان به صورت بصري و با استفاده از گروه ارزياب مورد بررسي قرار گرفت بر اين اساس بستر با توجه به ميزان پوشانندگي سطح بستر بين ٠ تا ١٠٠ نمره دهي صورت پذيرفت (دورهم و همکاران ، ٢٠٠٧).
تجزيه و تحليل آماري
تجزيه و تحليل آماري داده ها با استفاده از نرم افزار JMP٨صورت پذيرفت . همچنين پس از رسم نمودارها با استفاده از نرم افزار اکسل به منظور نشان دادن اختلاف ميانگين ها، از خطاي استاندارد (SE±)استفاده گرديد.
نتايج و بحث
نتايج حاصل از آناليز واريانس داده ها نشان داد که اثر اصلي نوع گياه و اثر متقابل دوگانه نوع گياه و نوع رژيم آبياري در سطح احتمال خطا ١ درصد و اثر اصلي نوع رژيم آبياري و ترکيب کشت و همچنين اثر متقابل بين نوع گياه و ترکيب کشت در سطح احتمال خطا ٥ درصد در صفت بقاء معني دار بوده است (جدول ٣-١).مقايسه ميانگين داده ها نشان داد که رزماري در رژيم آبياري ٤ روز يکبار با ميانگين ٩٧.٥٠ بالاترين و گياه نعناع فلفلي در رژيم آبياري ٨ روز يکبار با ميانگين ٥٢.٦٦ کمترين مقدار بقا را به خود اختصاص داده است . همچنين در بررسي برهمکنش نوع گياه و ترکيب کشت مشخص شد گياه رزماري در ترکيب کشت مخلوط با ميانگين ٩٩.٨٨ بالاترين مقدار و گياه نعناع فلفلي در ترکيب کشت تکي با ميانگين ٥٤.٦٦ کمترين مقدار بقا را در بين گياهان بومي به خود اختصاص داده است . اين نتايج با مطالعات رزاق منش و همکاران (٢٠١٤) مطابقت داشت ايشان گزارش کردند که ، گياه c.rossiبالاترين نرخ بقاء را درمقايسه با ساير گونه هاي مورد آزمايش داشته است و آبياري تکميلي در بيشتر گونه ها باعث افزايش بقاء آنهابوده است . همچنين در تمامي گونه هاي مورد استفاده ، کشت مخلوط سبب افزايش بقا در مقايسه با کشت تکي شده است (شکل ٣-١).اين نتايج با مطالعات باتلر و اوريانز(٢٠١١) مطابقت داشت ايشان گزارش کردند که گياهان گوشتي در شرايط بام سبز به علت توانايي بالا در حفظ بقا قادر خواهند بود، با خنک سازي بستر و ايجاد سايه در سطح بستر، تبخير و تعرق آب از سطح خاک را کاهش مي دهند، که اين باعث افزايش بقاء در گياهان همسايه مي شود.
