معماری سبز در خط مقدم نبرد با آلودگی شهری

 شهرهای بزرگ آسیا در سال‌های اخیر در خط مقدم معماری سبز و نمای اکولوژیک قرار گرفته‌اند. افزایش قابل‌توجه جمعیت شهری، آلودگی شدید هوا، پدیده جزیره گرمایی شهری، مصرف زیاد انرژی ساختمان‌ها و فشار منابع طبیعی موجب شده است که معماران، مهندسان و سیاست‌گذاران شهری این کشورها بیش از پیش به دنبال راه‌حل‌هایی پایدار برای کاهش اثرات منفی محیطی و ارتقای کیفیت زندگی شهری باشند. بر خلاف رویکرد سنتی که ساختمان‌ها را هزینه‌محور می‌دید، اکنون توجه به «پوست زیست‌پذیر» بناها و نمایی که بتواند سرزندگی طبیعی، بهینه‌سازی انرژی و بهبود کیفیت هوای محیط شهری را با هم ترکیب کند، تبدیل به یک گزینه استراتژیک طراحی شده است.

در سال‌های اخیر، چین با سرمایه‌گذاری عظیم در پروژه‌های معماری پایدار توانسته است نمونه‌های شاخصی در شهرهایی همچون شانگهای و پکن ارائه دهد. برنامه‌های شهری این کشور شامل ایجاد استانداردهای سختگیرانه برای گواهی‌های سازگار با محیط زیست از جمله LEED و استاندارد ارزیابی ساختمان سبز چین است و بسیاری از ساختمان‌های جدید موظف به رعایت ضوابط انرژی و آب هستند.

ژاپن نیز با تمرکز بر ادغام اکولوژی در بافت تاریخی و شهری خود، رویکرد متفاوتی به کار گرفته است که بر تعادل میان طبیعت و ساختار شهری تأکید دارد. ژاپن از دهه‌ها پیش، نمونه‌هایی از ساختمان‌های دارای پوشش گیاهی عمودی و نواحی سبز روی بام‌ها را به اجرا درآورده است که در کاربری‌های فرهنگی، اداری و عمومی نقش داشته‌اند. سنگاپور، مالزی، تایلند و دیگر کشورهای آسیایی نیز راهکارهایی مشابهی را در پیش گرفته‌اند تا بتوانند شهرهایشان را از خطرات آینده تغییرات اقلیمی و آلودگی‌های شدید نجات دهند.

نمای اکولوژیک در این کشورها شامل مواردی نظیر پوشش گیاهی در پوسته بیرونی، بام‌های سبز، سیستم‌های تهویه طبیعی، ادغام انرژی‌های تجدیدپذیر و مصالح کم‌اثر زیست‌محیطی است. اینکه چگونه این گونه عناصر در بنای ساختمان‌های بلند و کلان‌پروژه‌های شهری به‌طور مؤثر پیاده‌سازی شده‌اند و چه نتایج محیطی و عملیاتی از آن حاصل شده، نمایان‌گر طیف گسترده رویکردها و مزایای اکولوژیک در نماهای مدرن است.

برج‌های اداری آیروهایو؛ هنگ‌کنگ

یکی از جالب‌ترین پروژه‌های اخیر در آسیای شرقی برج‌های اداری آیروهایو (AeroHive office towers) در منطقه کای‌تک در هنگ‌کنگ است که تلاش کرده است معماری سبز را در یکی از پرجمعیت‌ترین و فشرده‌ترین شهرهای جهان به صورتی عملی و پیشرو به اجرا در آورد. این پروژه که برنده رقابت بین‌المللی طراحی «چالش آسمان‌خراش Skyhive » شده است، به‌عنوان یک نمونه «برج اکولوژیک تنفسی» شناخته می‌شود. طراحان این برج‌ها هدف خود را ایجاد یک ساختمان زنده بیان کرده‌اند که به‌جای اینکه فقط مصرف‌کننده انرژی باشد، نقش یک اکوسیستم پویا را در بافت شهری ایفا کند.

ساختار برج‌ها به‌گونه‌ای طراحی شده است که هندسه و نوع پلان شش‌ضلعی آن برای کنترل جریان باد و به حداکثر رساندن تهویه طبیعی به‌کار رفته است؛ از طریق تحلیل‌های دینامیک سیالات محاسباتی چندین بار بررسی شده است تا بیشترین حجم هوای تازه بدون استفاده از تهویه مکانیکی وارد فضاهای داخلی شود. در نمای ساختمان، دیافراگم‌های عمودی سبز ایجاد شده‌اند که همچون ریه عمل می‌کنند و تبادل طبیعی جریان هوا را ممکن می‌سازند؛ این دیافراگم‌ها با جهت‌گیری مناسب نسبت به بادهای غالب موقعیت جوی جنوبی و شمالی در هنگ‌کنگ، قادرند جریان هوا را به درون ساختمان هدایت و دی‌اکسید کربن را خارج کنند.

علاوه بر این، نمای برج‌ها شامل بخش‌هایی از فضای سبز و باغ‌های آتریومی است که نه‌تنها زیبایی بصری ایجاد می‌کند، بلکه با کاهش دمای سطح، بار حرارتی تابش آفتاب را کاهش می‌دهد و مصرف انرژی برای سرمایش را تا حد زیادی پایین می‌آورد. بخش‌هایی از نما ترکیبی از سیستم‌های تهویه طبیعی و مکانیکی است که بسته به شرایط آب‌وهوایی فعال می‌شوند تا هم کارآمدی انرژی حفظ شود و هم آسایش حرارتی برای کاربران تأمین گردد. بهره‌گیری از گیاهان بومی در آتریوم‌ها نقش مهمی در جذب دی‌اکسید کربن و کمک به تعدیل کیفیت هوای منطقه دارد.

یکی از ویژگی‌های قابل‌توجه پروژه، فضای سبز عمومی در بالای برج است که به‌عنوان فضای اجتماع شهری در نظر گرفته شده است و از نصب سیستم‌های پیچیده تهویه هوا و ژنراتورها جلوگیری می‌کند، در نتیجه هم مصرف انرژی کاهش پیدا کرده و هم فضایی صمیمی‌تر و سالم‌تر برای کاربران و ساکنان ایجاد شده است. این پوشش وسیع گیاهی تنها نقش زیبایی ندارد بلکه عملکردهای اکولوژیکی مهمی از جمله جذب ذرات معلق و دی‌اکسید کربن، کاهش دمای محیطی اطراف از طریق سایه و تبخیر و تعرق و افزایش تنوع زیستی شهر را به عهده دارد.

این فضاها ظرفیت کاهش آلاینده‌های محلی را دارند و تا حدی همچون سنسورهای طبیعی کیفیت هوا در محیط شهری عمل می‌کنند؛ ضمن اینکه موجب افزایش احساس رفاه و ارتباط با طبیعت در یک محیط شهری متراکم می‌شوند. انتخاب گونه‌های گیاهی بر اساس شرایط اقلیمی محلی، نور، باد و نیاز آبی انجام شده است که به حداقل نگهداری و پایداری بلندمدت کمک می‌کند. پروژه برج‌های اداری آیروهایو یک نمونه ممتاز از ادغام معماری، اقلیم و عملکرد اکولوژیک در یک پروژه شهری بلندمرتبه است که می‌تواند به‌عنوان الگویی برای دیگر مناطق پرجمعیت آسیا مورد استفاده قرار گیرد.

سالن بین‌المللی ACROS استان فوکوئوکا؛ ژاپن

در ژاپن، نمونه جذابی از نمای اکولوژیک در پروژه سالن بین‌المللی ACROS استان فوکوئوکا دیده می‌شود. این ساختمان چندمنظوره در مرکز شهر فوکوئوکا واقع شده است و یکی از نخستین نمونه‌های ادغام فضاهای سبز عمودی در معماری شهری ژاپن محسوب می‌شود؛ پروژه‌ای که از دهه ۱۹۹۰ میلادی شروع شده است و تاکنون به‌عنوان الگویی قابل‌توجه شناخته می‌شود.

بارزترین ویژگی این پروژه بخش شمالی نمای آن است که به‌طور گسترده با پوشش گیاهی زنده و تراس‌های سبز گسترش پیدا کرده است. این تراس‌ها و باغ‌های چندتایی که از پایین تا بالای ساختمان امتداد پیدا کرده‌اند، به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که همچون «کوه سبز» داخل شهر عمل می‌کنند و موجب کاهش اثر جزیره گرمایی شهری، بهبود کیفیت هوا، جذب دی‌اکسید کربن و کاهش مصرف انرژی می‌شوند.

ساختار سبز نمای این ساختمان پوشیده از گیاهان است و حدود ۵۴۰۰ مترمربع مساحت دارد که شامل بیش از ۵۰ هزار گیاه از بیش از ۱۲۰ گونه مختلف است. وجود این باغ تراس‌دار موجب کاهش دمای سطح ساختمان در تابستان شده است و انرژی لازم برای تهویه داخلی را تا حد چشمگیری کاهش می‌دهد. مطالعات دانشگاه‌های محلی نشان داده‌اند که این فضای سبز شب‌ها موجب می‌شود جریان هوای سرد ایجاد شود و دمای اطراف را نسبت به مناطق دیگر شهر پایین‌تر نگه دارد و به این ترتیب به‌طور مستقیم به کاهش اثر جزیره حرارتی کمک می‌کند.

از نظر فنی، استفاده از لایه‌های سبز در کنار عایق‌های حرارتی موجب می‌شود ساختمان در رویارویی با تابش مستقیم خورشید مقاومت بیشتری داشته باشد و بار سرمایشی آن کاهش پیدا کند، همچنین این فضاهای سبز به‌عنوان سیستم مدیریت رواناب باران عمل می‌کنند و از ورود بی‌رویه رواناب به سیستم فاضلاب شهری جلوگیری می‌کنند. این پروژه نمونه‌ای است که نشان می‌دهد چگونه می‌توان اکولوژی و معماری سنتی ژاپن را در یک ساختار شهری مدرن ادغام کرد و محیط زیستی خوشایند و سالم‌تر برای ساکنان و بازدیدکنندگان فراهم ساخت.

برج شانگهای؛ چین

یکی دیگر از شاخص‌ترین نمونه‌های نمای اکولوژیک در چین، برج شانگهای است که یک آسمان‌خراش بلند مرتبه با استانداردهای بسیار بالا در پایداری محیطی و انرژی به شمار می‌آید. این برج در قلب منطقه پودونگ شانگهای قرار دارد و با فراهم کردن راه‌حل‌های نوآورانه برای کاهش اثرات زیست‌محیطی، به یکی از نمونه‌های برجسته معماری سبز در جهان تبدیل شده است.

در طراحی نمای این برج، چرخش ۱۲۰ درجه‌ای آن موجب شده است فشار بادها کاهش پیدا کند و میزان نیاز به مصالح سازه‌ای کمتر شود. استفاده از این طراحی پیچشی منجر به کاهش مصرف فولاد تا ۲۵ درصد کمتر از سازه‌های مشابه شده است که هم هزینه ساخت را کاهش داده و هم اثر کربن ساخت را کم کرده است.

افزون بر این، بخش‌های متعددی از سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر در نمای برج ادغام شده‌اند؛ ۲۷۰ توربین بادی محور عمودی در ارتفاعات و کنار بدنه نصب شده‌اند که می‌توانند تا ۳۵۰ هزار کیلووات‌ساعت برق در سال تولید کنند و به‌طور تقریبی ۱۰ درصد از نیاز برق ساختمان را تأمین کنند. جمع‌آوری آب باران برای استفاده در سیستم‌های تهویه و دیگر عملکردهای ساختمان نیز بخش دیگری از راهکارهای سبز این برج است.

برج شانگهای به دلیل طراحی دقیق پوسته، توانسته است مصرف انرژی و آب را به مراتب کمتر از آسمان‌خراش‌های مشابه نگه دارد و استانداردهای پایداری را در سطح بین‌المللی کسب کند. این نمونه چشمگیر نشان می‌دهد که چگونه یک پروژه عظیم و بلندمرتبه نیز می‌تواند با رویکردی راهبردی و علمی در طراحی نما، به نمونه‌ای الهام‌بخش در حوزه معماری سبز جهانی تبدیل شود.

بررسی این پروژه‌های برجسته نشان می‌دهد که نمای اکولوژیک دیگر فقط یک گرایش زیبایی‌شناختی نیست، بلکه به یک الزام زیست‌محیطی و عملی در طراحی ساختمان‌های امروزی تبدیل شده است. این نمونه‌ها هرکدام روش‌های متفاوت و مؤثری را برای پاسخ به چالش‌های شهری ارائه کرده‌اند و می‌توان مزایای قابل‌اندازه‌گیری زیست‌محیطی را در همه آن‌ها مشاهده کرد.