شهریار تبریز/ مهراب محرابی‌نیا : جزایر گرمایی شهری پدیده‌ای است که در آن دمای میانگین در مناطق شهری به دلیل تجمع ساختمان‌ها، تراکم جمعیت و فعالیت‌های انسانی به طور قابل‌توجهی بیشتر از مناطق روستایی یا حومه‌ای است. این افزایش دما می‌تواند تاثیرات متعددی بر محیط زیست، سلامت انسان و مصرف انرژی داشته باشد.
جزایر گرمایی شهری بر کیفیت هوا و سلامت جمعیت تاثیر می‌گذارند و باعث افزایش سرسام‌آور مصرف انرژی می‌شوند. با گرمترشدن محیط‌های شهری، تقاضا برای سیستم‌های تهویه مطبوع افزایش می‌یابد. برای ایجاد هوای خنک‌تر در داخل خانه، واحدهای تهویه مطبوع گرما را به فضای باز، باز می‌گردانند و یک جزیره گرمایی شهری خودپایدار، تغییرناپذیر و مخرب ایجاد می‌کنند.
یکی از عوامل کلیدی که در ایجاد و تشدید جزایر گرمایی شهری نقش دارد نمای ساختمان‌ها است. نماهای ساختمانی می‌توانند بر جذب و بازتاب نور خورشید تاثیر گذاشته و بدین ترتیب بر دمای محیط اطراف خود اثر مستقیم می‌گذارند.
طراحی و اجرای استراتژی‌های مناسب برای نمای ساختمان‌ها می‌تواند نقش بسزایی در کاهش تاثیر جزایر گرمایی شهری داشته باشد و به ایجاد محیط‌های شهری پایدارتر و خنک‌تر کمک کند. این اقدامات نه تنها به بهبود کیفیت زندگی شهرنشینان کمک می‌کند بلکه می‌تواند در کاهش مصرف انرژی و حفاظت از محیط زیست نیز موثر باشد.
مطالعات نشان می‌دهد که استفاده از الگوهای زیگزاگ در دیوارها و نمای ساختمان می‌تواند به خنک‌کردن ساختمان‌های شهرهای گرم کمک کند. یک طرح زیگزاگ معماری می‌تواند میزان جذب گرما توسط ساختمان ها و انتشار مجدد آن به فضا را محدود کند.
از آنجایی که استفاده از تهویه مطبوع در ساختمان‌ها انرژی بیشتری مصرف می‌کند، دانشمندان به دنبال یافتن راهکارهای بدون انرژی مانند طرح زیگزاگ برای پایین نگه داشتن دما هستند. در حال حاضر، ساختمان‌ها مسئول حدود ۴۰ درصد مصرف انرژی جهانی هستند که بیش از یک‌سوم از انتشارات دی اکسید کربن جهانی را تشکیل می‌دهند. بخش قابل توجهی از این انرژی ناشی از استفاده از تهویه مطبوع است. دانشمندان انتظار دارند در صورت عدم کنترل این رقم تا سال ۲۰۵۰ دو برابر شود. با ادامه گرم‌شدن کره زمین تقاضا برای سرمایش در ساختمان‌ها همچنان افزایش می یابد.
در مواجهه به این چالش روبه‌رشد، دانشمندان در حال بررسی راهکارهای خنک‌کننده غیرفعال هستند که بر مصرف انرژی متکی نیستند. یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی کیلونگ چنگ در دانشگاه کلمبیا در نیویورک، راه‌حل امیدوارکننده‌ای را توسعه داده‌اند که می‌تواند با با بازتاب مجدد انرژی خورشید از روی ساختمان‌ها به کاهش مصرف انرژی کمک کند. این تیم یک طرح دیوار ساختاری با الگوی زیگزاگی ارائه کرده است که می‌تواند دمای سطح ساختمان را تا ۳ درجه سانتیگراد در مقایسه با دیوارهای مسطح بدون مصرف انرژی کاهش دهد.
چنگ در این رابطه گفت:" با این نوع طراحی، می‌توانیم ساختمان خنک‌تری داشته باشیم و مصرف برق را کاهش دهیم".
طرح یادشده این گروه از محققان از دیوارهایی با مجموعه‌ای از برآمدگی‌ها تشکیل شده که وقتی از کنار آن را می‌بینیم شکلی زیگزاگی ایجاد می‌کند. این پیکربندی از خنک‌سازی تابشی بهره می‌برد؛ راهبرد خنک‌کننده غیرفعال نور خورشید را بازتاب داده و تابش نور مادون قرمز موج بلند را به فضای بیرونی ساطع می‌کند. خنک کننده تابشی در دهه گذشته به عنوان یک روش کارآمد انرژی برای کاهش دما را به خود جلب کرده است.
استراتژی‌های رایج مانند رنگ‌آمیزی پشت بام‌ها به رنگ سفید برای انعکاس نور خورشید هم برای سطوح افقی موثر بوده‌اند، اما برای دیوارهای عمودی که گرما را نیز از زمین جذب می‌کنند، ایده‌آل نیستند و به این ترتیب طراحی دیوار و نمای زیگزاگ این چالش‌ها را برطرف می‌کند. البته این ابتکار نوآورانه برای مناطق سردسیر مناسب نیست؛ زیرا می‌تواند تقاضای انرژی گرمایشی را در این مناطق طی زمستان افزایش دهد.
منبع:
نظرات