ارزیابی تأثیر مصالح بر عملکرد حرارتی و آسایش فضاهای شهری در شهر سبزوار
فاطمه صفارسبزوار
1
(
دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران
)
سمیه طاهری
2
(
گروه معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران.
)
کلید واژه: آسایش حرارتی, فضاهای شهری, مصالح, سبزوار, نرمافزار انوی مت,
چکیده مقاله :
ابعاد فضایی، کالبدی و محیطی عناصر تشکیل دهنده فرم شهری، از جمله عوامل موثر بر آسایش حرارتی فضاهای باز شهری هستند و توجه به آنها در فرایند برنامهریزی و طراحی شهری، میتواند فضاهایی با آسایش حرارتی مطلوب را برای شهروندان فراهم آورد. هدف پژوهش حاضر، بررسی تأثیر مصالح مختلف بر آسایش حرارتی فضاهای باز شهری در بخشی از شهر سبزوار است. بدین منظور، سه گزینه مختلف با مصالح متفاوت به وسیله نرمافزار انویمت شبیهسازی شده و تأثیر مصالح سطوح مختلف بر عملکرد حرارتی و آسایش فضاهای شهری اطراف آنها ارزیابی و تحلیل میگردد. یافتهها نشان میدهد، گزینه ج از نظر میانگین دمای سطح، میانگین رطوبت نسبی و میانگین دمای تابشی در زمستان و شاخص اقلیم حرارتی جهانی و شاخص دمای معادل فیزیولوژیکی، نسبت به گزینههای دیگر وضعیت مطلوبتری دارد. میزان آلبدوی سطحی آن در تابستان و زمستان یک اندازه و برابر با 3/0 میباشد. اما، سرعت باد در هر دو فصل تابستان و زمستان برای هر سه گزینه یکسان است و بنابراین به نظر میرسد که تغییر مصالح تاثیری بر سرعت باد ندارد. بر این اساس، بین سه گزینه پیشنهادی، گزینه ج (مصالح دیوار از جنس بتن و سقف از نوعی سفال، کفسازی پیادهروها از جنس گرانیت و کف سواره، فوتوکات و مصالح مورد استفاده در بین بلوکها و محوطه حیاط، گرانیت سیاه و مسیر اضطراری از آسفالت با روکش قرمز) نسبت به گزینه الف و ب از نظر عملکرد و آسایش حرارتی برای شهر سبزوار مناسبتر است.
چکیده انگلیسی :
Spatial, physical, and environmental dimensions of the elements that make up the urban form are among the factors affecting the thermal comfort of urban open spaces, and paying attention to them in the process of urban planning and design can provide spaces with optimal thermal comfort for citizens. This research aims to investigate the effect of different materials on the thermal comfort of urban open spaces in a part of Sabzevar city. For this purpose, three different alternatives with different materials are simulated by Envi-met software and the effect of different surface materials on the thermal performance and comfort of urban spaces around them is evaluated and analyzed. The findings show that Alternative C has a more favorable situation than other alternatives in terms of average surface temperature, average relative humidity, average radiation temperature in winter, universal thermal climate index, and physiologically equivalent temperature. Its surface albedo is equal to 0.3 in summer and winter. However, the wind speed in both summer and winter seasons is the same for all three alternatives and therefore it seems that the change of materials does not affect the wind speed. Based on this, among the three proposed alternatives, alternative C is more suitable for Sabzevar city in terms of performance and thermal comfort than alternatives A and B.
1. Arghavani, S., Malakooti, H., & Ali Akbari Bidokhti, A. A. (2020). Numerical assessment of the urban green space scenarios on urban heat island and thermal comfort level in Tehran Metropolis. Journal of Cleaner Production, 261, 121183.https://doi.org/10.1016/J.JCLEPRO.2020.121183
2. Ashrae. (2020). Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy,ANSI/ASHRAE Standard 55- 2020.
3. Banerjee, S.; Pek, R. X. Y.; Yik, S. K.; Ching, G. N.; Ho, X. T.; Dzyuban, Y.; Crank, P. J.; Acero, J. A.; Chow, W. T. L. (2024). Assessing impact of urban densification on outdoor microclimate and thermal comfort using ENVI-met simulations for Combined Spatial-Climatic Design (CSCD) approach, Sustainable Cities and Society, 105, 105302. https://doi.org/10.1016/j.scs.2024.105302.
4. Bröde, P., Fiala, D., Blazejczyk, K., Holmér, I., Jendritzky, G., Kampmann, B., … Havenith, G. (2012). Deriving the operational procedure for the Universal Thermal Climate Index (UTCI). International Journal of Biometeorology, 56(3), 481–494. https://doi.org/10.1007/s00484-011-0454-1.
5. Carpio, M., Gonz´alez, ´A., Gonz´alez, M., & Verichev, K. (2020). Influence of pavements on the urban heat island phenomenon: A scientific evolution analysis. Energy and Buildings, 226, Article 110379. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.110379.
6. Crank, P. J.; Middel, A.; Coseo, P.; Sailor, D. J. (2023). Microclimate impacts of neighborhood redesign in a desert community using ENVI-met and MaRTy, Urban Climate, 52, 101702. https://doi.org/10.1016/j.uclim.2023.101702.
7. Dirksen, M., Ronda, R. J., Theeuwes, N. E., & Pagani, G. A. (2019). Sky view factor calculations and its application in urban heat island studies. Urban Climate, 30, Article 100498. https://doi.org/10.1016/j.uclim.2019.100498
8. Doulos, L., Santamouris, M., & Livada, I. (2004). Passive cooling of outdoor urban spaces. The role of materials. Solar Energy, 77, 231–249. https://doi.org/10.1016/j. solener.2004.04.005.
9. Elnabawi, M. H., Hamza, N., Raveendran, R. (2023). ‘Super cool roofs’: Mitigating the UHI effect and enhancing urban thermal comfort with high albedo-coated roofs, Results in Engineering, 19, https://doi.org/10.1016/j.rineng.2023.101269.
10. Elraouf, R.A.; Elmokadem, A.; Megahed, N.; Eleinen, O.A.; Eltarabily, S. (2022). Evaluating urban outdoor thermal comfort: A validation of ENVI-met simulation through field measurement. Journal of Building Performance Simulation, 15(2), 268–286. https://doi.org/10.1080/19401493.2022.2046165.
11. Falasca, S., Ciancio, V., Salata, F., Golasi, I., Rosso, F., Curci, G. (2019). High albedo materials to counteract heat waves in cities: An assessment of meteorology, buildings energy needs and pedestrian thermal comfort, Building and Environment, 163. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2019.106242.
12. Liu, Z.; Cheng. W.; Jim, C. Y.; Marakinyo, T. E.; She, Y.; Ng, E. (2021). Heat mitigation benefits of urban green and blue infrastructures: A systematic review of modeling techniques, validation and scenario simulation in ENVI-met V4, Building and Environment, 200, 107939. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2021.107939.
13. Lopez-Cabeza, V. P., Alzate-Gaviria, S., Diz-Mellado, E., Rivera-Gomez, C. Galan-Marin, C. (2022). Albedo influence on the microclimate and thermal comfort of courtyards under Mediterranean hot summer climate conditions, Sustainable Cities and Society, 81. https://doi.org/10.1016/j.scs.2022.103872.
14. Marei, E., Fayaz, R., Memarian, S., & Mohammad Kari, B. (2021). The effect of Various Surface Materials on Rising Ambient Air Temperature in Hot-Arid Climate. Journal of Architecture and Urban Planning, 14(32), 31-48. doi: 10.30480/aup.2020.2436.1468. [In Persian].
15. Matsoukis, A., Kamoutsis, A., Bollas, A., & Chronopoulou-Sereli, A. (2013). Biometeorological conditions in the Urban Park of Nea Smirni in the greater region of athens, greece during summer (pp. 217–222). Berlin, Heidelberg: Springer. https://doi. org/10.1007/978-3-642-29172-2_31
16. Montazeri, M., Jahanshahlo, L., Majedi, H. (2018). Measuring effects of Urban physical Components on the Thermal Comfort of Urban Open spaces (Case study: Posht-e-silo District in Yazd City). Haft Hesar J Environ Stud, 6 (23), 49-66. http://hafthesar.iauh.ac.ir/article-1-543-fa.html [In Persian].
17. Nie, T.; Lai, D.; Liu, K.; Lian, Z.; Yuan, Y.; & Sun, L. (2022). Discussion on inapplicability of Universal Thermal Climate Index (UTCI) for outdoor thermal comfort in cold region. Urban Clim., 46, 101304.
18. Park, S.; Tuller, S. E.; & Jo, M. (2014). Application of Universal Thermal Climate Index (UTCI) for microclimatic analysis in urban thermal environments. Landsc Urban Plan, 125, 146-155.
19. Rahman khan, R. (2023). Optimization Of Albedo For Human Thermal Comfort, (Master's thesis), University of California.
20. Yu QIU, G., LI, H.yong, ZHANG, Q.tao, CHEN, W., LIANG, X.jian, & LI, X.ze (2013). Effects of evapotranspiration on mitigation of urban temperature by vegetation and urban agriculture. Journal of Integrative Agriculture, 12, 1307–1315. https://doi.org/ 10.1016/S2095-3119(13)60543-2
21. Shahmohamadi, P., Che-Ani, A. I., Maulud, K. N. A., Tawil, N. M., & Abdullah, N. A. G. (2011). The Impact of Anthropogenic Heat on Formation of Urban Heat Island and Energy Consumption Balance. Urban Studies Research, 2011, 1–9. https://doi.org/ 10.1155/2011/497524.
22. Teshnehdel, S.; Mirnezami, S.; Saber, A.; Pourzangbar, A.; & Olabi, A. G. (2020). Data-driven and numerical approaches to predict thermal comfort in traditional courtyards. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 37, 100569. https://doi. org/10.1016/j.seta.2019.100569.
23. Walther, E.; & Goestchel, Q. (2018). The PET comfort index: Questioning the model. Build Environ., 137, 1-10.
24. Xuan, M., Fukuda, H., Zhou, D., Gao, W., Wang, M. (2019). The study on outdoor pedestrian thermal comfort in blocks: A case study of the Dao He Old Block in hot-summer and cold-winter area of southern China, Solar Energy, 179, 210-225. https://doi.org/10.1016/j.solener.2018.12.001.
25. Yilmaz, S.; Külekç, E. A.; Mutlu, B. E.; Sezen, I. (2021). Analysis of winter thermal comfort conditions: street scenarios using ENVI-met model, Environmental Science and Pollution Research, 28:63837–63859. https://doi.org/10.1007/s11356-020-12009-y.