به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، آلودگی هوا یکی از جدیترین چالشهای زیستمحیطی و بهداشتی قرن حاضر است. طبق گزارش سازمان بهداشت جهانی، سالانه میلیونها نفر در جهان بهدلیل تنفس هوای آلوده دچار بیماریهای قلبیعروقی، تنفسی و حتی مرگ زودرس میشوند. شهرهای بزرگ بهدلیل تراکم جمعیت، ترافیک و فعالیتهای صنعتی، بیشترین سهم را در تولید آلایندهها دارند. از این رو، بسیاری از کشورها به دنبال راهکارهای نوین و پایدار برای کاهش آلودگی در مقیاس شهری هستند که نهتنها مؤثر باشند، بلکه با بافت شهر نیز هماهنگ باشند.
یکی از راهکارهای نوآورانه، جنگلهای عمودی و نمای سبز هوشمند است. در این روش نمای ساختمانها با پوشش گیاهی انبوه پوشانده میشود تا گیاهان با جذب دیاکسید کربن، ذرات معلق و گازهای آلاینده، به بهبود کیفیت هوا کمک کنند. علاوه بر این، نماهای سبز با کاهش دمای ساختمان، مصرف انرژی برای سرمایش را کم میکنند و به تنوع زیستی شهری نیز کمک میکنند.
راهکار دیگر استفاده از پوششهای فتوکاتالیستی است. این پوششها که بهطور معمول حاوی دیاکسید تیتانیوم هستند، روی جادهها، دیوارها و سطوح شهری اعمال میشوند. با تابش نور خورشید، واکنش فتوکاتالیستی فعال میشود و آلایندههایی همچون اکسیدهای نیتروژن و ترکیبات آلی فرار را تجزیه میکند. این فناوری در بعضی شهرهای ژاپن و اروپا بهصورت آزمایشی اجرا شده است و پتانسیل بالایی برای کاهش آلودگی موضعی دارد.
افزون بر این، دیوارهای خزهای بهعنوان یک راهحل طبیعی و کمهزینه مورد توجه قرار گرفتهاند. خزهها بهدلیل سطح تماس بالا و توانایی جذب ذرات معلق، میتوانند نقش مؤثری در فیلتر کردن هوای اطراف خود ایفا کنند. این دیوارها علاوه بر تصفیه هوا، رطوبت محیط را تنظیم میکنند و به زیبایی بصری فضاهای شهری نیز میافزایند. شهرهایی همچون برلین و بعضی مناطق هلند از این فناوری در فضاهای عمومی و ایستگاههای حملونقل استفاده کردهاند.
درخت شهر برلین؛ تصفیهکننده هوشمند هوا با خزه
پروژه درخت شهر برلین (CityTree) یک دیوار خزهای هوشمند و متحرک است که در نقاط مختلف برلین نصب شده است و یکی از موفقترین نمونهها در نوع خود به شمار میرود. هر واحد سیتیتری معادل ۲۷۵ درخت معمولی عمل تصفیه هوا انجام میدهد و با استفاده از خزههای تخصصی از جمله گونههای اسفاگنوم و هیپنوم ذرات معلق، دیاکسید نیتروژن و ترکیبات آلی فرار موجود در هوای اطراف را جذب میکند.
این دیوارها مجهز به سنسورهای هوشمند هستند که کیفیت هوا، رطوبت و دما را بهصورت لحظهای پایش میکنند. سیستم آبیاری خودکار و کنترلشده، رطوبت مورد نیاز خزهها را تأمین میکند و انرژی مورد نیاز آن از پنلهای خورشیدی تأمین میشود. هر واحد سیتیتری سالانه حدود ۲۴۰ تن دیاکسید کربن جذب و معادل هزار متر مکعب هوا را در روز تصفیه میکند. این پروژه بهدلیل ترکیب ساده نگهداری، مصرف انرژی پایین و عملکرد بالای تصفیه هوا، در شهرهای دیگری همچون بروکسل، اسلو و هنگکنگ نیز با موفقیت اجرا شده است.
جنگل عمودی میلان؛ جایی که آسمان و طبیعت در هم تنیده میشوند
پروژه جنگل عمودی (Bosco Verticale) در میلان یکی از برجستهترین نمونههای معماری سبز در جهان است که از سال ۲۰۱۴ به بهرهبرداری رسیده است. این دو برج مسکونی ۱۱۰ و ۷۶ متری، در نمای خود میزبان حدود ۸۰۰ درخت، پنج هزار بوته و ۱۵۰۰ گیاه پوششی هستند. انتخاب گونههای گیاهی در نمای این ساختمانها بر اساس معیارهای تخصصی همچون مقاومت به باد، نیاز آبی کم، توانایی جذب آلایندهها و سازگاری با اقلیم شهری انجام شده است. برای مثال، گونههایی همچون بلوط همیشهسبز، نمدار قلبی و افرای صحرایی بهدلیل توانایی بالای فتوسنتز و جذب ذرات معلق انتخاب شدهاند.
این پروژه از نظر فنی نیازمند مهندسی سازه پیشرفته بود. هر بالکن با بار اضافی حدود دو تن (ناشی از خاک، گیاهان و آب) طراحی شده است و برای نگهداری گیاهان از سیستمهای آبیاری قطرهای هوشمند با سنسورهای رطوبت و کنترل خودکار استفاده میشود. این سیستمها مصرف آب را به حداقل میرسانند و از هدررفت جلوگیری میکنند. علاوه بر این، ریشه گیاهان در بسترهای مخصوص با لایههای زهکشی و فیلتر قرار گرفتهاند تا از آسیب به سازه ساختمان جلوگیری شود.
جنگل عمودی میلان سالانه حدود ۳۰ تن دیاکسید کربن جذب و معادل ۱۰ تن اکسیژن تولید میکند، همچنین با ایجاد سایه و تعریق گیاهی، دمای موضعی اطراف ساختمان را دو تا سه درجه سانتیگراد کاهش میدهد و به کاهش جزیره حرارتی شهری کمک میکند. این پروژه بهعنوان الگویی برای گسترش نمای سبز در سایر ساختمانهای میلان و شهرهای دیگر جهان شناخته شده است.
جنگل عمودی نانجینگ؛ تنفس سبز در دل شهر آلوده
پروژه جنگل عمودی نانجینگ که توسط استفانو بوئری، معمار پروژه عمودی میلان طراحی شده است، در سال ۲۰۱۸ تکمیل شد. این پروژه شامل دو برج ۲۰۰ و ۱۰۸ متری است که در مجموع بیش از ۸۰۰ درخت، سه هزار بوته و حدود ۲۵۰۰ متر مربع پوشش گیاهی را در خود جای دادهاند. انتخاب گونههای گیاهی با توجه به اقلیم نانجینگ و سطح بالای آلودگی هوا انجام شده است. گونههایی همچون یاس ستارهای و جینکوبیلوبا بهدلیل مقاومت بالا در برابر باد، آلودگی و توانایی جذب مؤثر ذرات معلق و دیاکسید کربن انتخاب شدهاند.
هر بالکن با سیستمهای نگهدارنده ویژه و لایههای زهکشی چندگانه ساخته شده است تا وزن خاک، گیاهان و آب را تحمل کند. سیستم آبیاری هوشمند با سنسورهای رطوبت و کنترل مرکزی، مصرف آب را بهینه و از هدررفت جلوگیری میکند. علاوه بر این، برای مقابله با بادهای شدید، ریشه گیاهان در بسترهای تقویتشده با توریهای فلزی ثابت شدهاند.
این جنگل عمودی سالانه حدود ۲۵ تن دیاکسید کربن جذب و معادل ۱۲ تن اکسیژن تولید میکند، همچنین با ایجاد سایه و تعریق گیاهی، دمای موضعی اطراف ساختمانها را کاهش میدهد و به بهبود کیفیت هوا در یکی از آلودهترین شهرهای چین کمک چشمگیری میکند.
پارکرویال پیکرینگ؛ جایی که فناوری و طبیعت در تعامل هوشمندانه قرار میگیرند
ساختمان پارکرویال پیکرینگ (Pickering) در سنگاپور یکی از نمونههای موفق نماهای سبز هوشمند در مقیاس بزرگ است. این پروژه که توسط دفتر معماری WOHA طراحی شده است، بیش از ۱۵ هزار متر مربع نمای سبز را در بر میگیرد و بیش از ۶۰ گونه گیاهی مختلف در آن کاشته شده است. این نما نهتنها جنبه زیباییشناختی دارد، بلکه با بهرهگیری از سیستمهای هوشمند، عملکرد زیستمحیطی ساختمان را به شکل قابلتوجهی بهبود بخشیده است.
نمای سبز این ساختمان مجهز به شبکهای از سنسورهای هوشمند است که بهصورت مداوم رطوبت خاک، شدت نور، دما و رطوبت محیط را اندازهگیری میکنند. دادهها به یک سیستم کنترل مرکزی ارسال میشود و آبیاری بهصورت خودکار و دقیق انجام میشود. این سیستم هوشمند موجب شده مصرف آب نسبت به روشهای سنتی تا حدود ۴۰ درصد کاهش پیدا کند. علاوه بر این، گیاهان انتخابشده طوری طراحی شدهاند که با حداقل نیاز به هرس و نگهداری، سایهاندازی مؤثر ایجاد کنند و از طریق تعریق گیاهی، دمای سطح نما و فضای داخلی ساختمان را تا چند درجه کاهش دهند.
گیاهان در بسترهای مخصوص و سبکوزن کاشته شدهاند که وزن اضافی را به حداقل میرساند و با سیستم زهکشی چندلایه، از نفوذ رطوبت به سازه اصلی جلوگیری میکند. این ترکیب هوشمندانه فناوری و پوشش گیاهی، پارکرویال پیکرینگ را به الگویی برای توسعه نماهای سبز هوشمند در مناطق گرمسیری و پرجمعیت تبدیل کرده است.
پوشش فتوکاتالیستی توکیو؛ فناوری تجزیه آلایندهها با نور خورشید
یکی از موفقترین و گستردهترین کاربردهای صنعتی فناوری فتوکاتالیستی در جهان، استفاده از پوششهای حاوی دیاکسید تیتانیوم در سطوح شهری توکیو است. این پوششها بهطور عمده روی سطوح بتنی جادهها، پیادهروها، دیوارهای حائل و نمای ساختمانها اعمال میشوند و با بهرهگیری از نور فرابنفش خورشید، آلایندههای گازی را تجزیه میکنند.
فرایند فتوکاتالیستی به این صورت عمل میکند که وقتی نور فرابنفش به سطح دیاکسید تیتانیوم برخورد میکند، الکترونها از لایه ظرفیت به لایه هدایت منتقل میشوند و حفرههای الکترونی ایجاد میکنند. این حفرهها با مولکولهای آب واکنش داده و رادیکالهای هیدروکسیلبسیار فعال تولید میکنند. این رادیکالها قادرند اکسیدهای نیتروژن (مونوکسید و دیاکسید نیتروژن)، مونوکسید کربن و ترکیبات آلی فرار را به ترکیبات معدنی بیخطر همچون نیترات، کربنات و آب تجزیه کنند.
اجرای این پوششها به دو روش اصلی انجام میشود: در روش نخست از رنگهای بر پایه آب حاوی نانوذرات دیاکسید تیتانیوم با ضخامت تقریبی ۵۰ تا ۱۰۰ میکرون استفاده میشود در حالی که در روش دوم ذرات فتوکاتالیست در مرحله ساخت بهطور مستقیم به بتن اضافه میشوند. مطالعات میدانی انجامشده در توکیو نشان میدهد که این پوششها میتوانند غلظت اکسیدهای نیتروژن را در ارتفاع یک متری از سطح زمین تا ۲۵ تا ۴۰ درصد کاهش دهند، بهویژه در ساعات اوج تابش خورشید.
علاوه بر تصفیه هوا، این پوششها خاصیت خودتمیزکنندگی نیز دارند. آلودگیهای آلی سطحی توسط رادیکالهای تولیدشده تجزیه میشوند و آب باران بهراحتی آلودگیهای معدنی باقیمانده را از سطح میشوید. این ویژگی موجب کاهش چشمگیر هزینههای نظافت و حفظ ظاهر تمیز سطوح شهری برای مدت طولانیتر میشود.
با وجود وابستگی عملکرد این پوششها به شدت نور فرابنفش، توکیو بهدلیل تابش مناسب خورشید در بیشتر روزهای سال، یکی از بهترین شهرها برای بهرهبرداری از این فناوری بوده است. این پوششها در حال حاضر بهعنوان یک راهکار مکمل و کمهزینه برای بهبود کیفیت هوا در مقیاس محلی مورد توجه مدیران شهری قرار گرفتهاند.
نظر شما