תכנון תשתיות למיניזציה של חום עירוני ושיפור איכות האוויר

אזורים עירוניים ברחבי העולם חווים את הלחץ התאומים של טמפרטורות עולה וירידה באיכות האוויר.התופעה המכונה האי החום העירוני (UHI) אפקט, בשילוב עם מזהמים מתנועה, תעשייה, בנייה, יוצרת סביבות שאינן רק נוחות אלא גם מזיקות לבריאות האדם.עיצוב תשתיות ישירות להתמודד עם אתגרים אלה כבר לא אופציונליים - זה חיוני לבניית ערים בריאות יותר, מכוונן יותר, ולפתח מחדש של ערים ירוקות, ופתרונות סביבתיים.

הבנה של חום עירוני וזיהום אוויר: המשבר הבין-מקושר

אפקט האי החום העירוני מתרחש כאשר ריכוזים צפופים של משטחים אפלים, לא מוחשיים – כבישים אספלט, בניינים קונקרטיים, גגות – קרינה סולארית במהלך היום ושחררו אותו לאט בלילה.זה יכול להעלות את טמפרטורות העיר על ידי 1–7°F (0.6-4 מעלות צלזיוס) בהשוואה לאזורים כפריים הסמוכים, ובמקרים קיצוניים, עד 9 מעלות צלזיוס) במהלך הערב, על פי צריכת חום וצריכת חום, כגון גזים סביבתיים, כגון, חום מוגברת, כמו גם לחץ דם, חום וצריכת חום, כמו גם קרינה מוגברת, חום ודלקת חום ודלקת חום, כמו גם עלייה של מחלות חום וטמפרטורות חום וטמפרטורות, כמו גם כלפי מחלות חום וטמפרטורות.

זיהום אוויר מוסיף שכבה נוספת של סיכון.חומר חלקיקים יפה (PM2.5), חנקן דו חמצני (NO2), ו- Ozone ברמה הקרקעי נפוצים בסביבות עירוניות, המתעורר בעיקר ממכשירים ממצה, תהליכים תעשייתיים, והשריפת דלקים מאובנים.ארגון הבריאות העולמי (WHO) מעריך כי 99% מאוכלוסיית העולם נושמים אוויר העולה על גבולות קווית בטוחים, ונושאים את ההתפרצות של חשיפה אווירית ירודה, פגיעה חמורה יותר, מחלות חום, מחלות קשות יותר, מחלות קשות יותר, ופגיעה בטמפרטורות חום, מחלות קשות יותר, מחלות קשות יותר, מחלות חום, וטמפרטורות נמוכות יותר, מחלות קשות יותר, מחלות חום, מחלות קשות יותר, מחלות קשות יותר, הן מחלות קשות יותר, הן מחלות קשות יותר, וטמפרטורות נמוכות יותר, הן מחלות קשות יותר, מחלות קשות יותר, והן פוגעניות.

אסטרטגיות לצמצום חום עירוני

מיגש אפקט האי החום העירוני דורש גישה רב-מכוננת שמשנה את התכונות התרמיות והמשקפות של הסביבה הבנויה תוך שיקום תהליכי קירור טבעיים. להלן הן האסטרטגיות המבוססות על תשתיות יעילות ביותר, כל אחת מהן נתמך על ידי מחקר ויישום בעולם האמיתי.

תשתיות ירוקות: פארקים, עצים ומשטחים מוצצים

כיסוי גדל יותר הוא אחד הדרכים החזקות ביותר לערים קרירות.עצים לספק צל, צמצום טמפרטורות פני השטח של סללה ובניינים עד 20-45 ° F (11-25 ° C) באמצעות evapotranspiration - התהליך שבו צמחים משחררים מים פנויים - חללים ירוקים יכולים להוריד את טמפרטורות האוויר על ידי 2–9 ° C (1-5 ° C).

(FLT:0) גגות ירוקות (FLT:1) מורכב משכבת מים עמידת מים, שכבת ניקוז, בינוני גדל וצמחייה.הם להפחית את טמפרטורות פני השטח של גג עד 30-60 ° F (17–33 מעלות צלזיוס) ועומסי קירור נמוכים יותר של בניין עד 10-30%.
(FLT:0) יערות יערי אורבן 1 (Urban ForestFLT) צריך להיות מתוכנן עם מינים המציעים קאנופיות צפופות, שטח עלון גבוה וסובלנות לתנאים עירוניים. מחקר במלבורן מצא כי עצי רחוב יכולים להפחית את החשיפה החום של הולכי רגל ב -30% בימים חמים.
(ב) ,0) גינות וביו-סוואלס פלאט (FLT:0) נטולו עם צמחייה ילידית לא רק מגניב את האזור שמסביב, אלא גם לנהל את מי הסערה, צמצום הצפה תוך סינון של מזהמים.

חומרים מגניבים: גגות רפלקטיביים ופמבלות

גגות מגניבים וריצוף מגניב משתמשים בחומרים רפלקטיביים מאוד, הנקראים לעתים קרובות משטחים "גבוהים-לדארו", כדי לשקף אחוז גדול יותר של קרינה סולארית הרחק מהעיר. גגות אפלים סטנדרטיים קולטים כ-80% מאור השמש; גגות מגניבים יכולים לשקף עד 65-85%.

(FLT:0Cool גגsFLT:1) ניתן ליישם כציפוי לבן או רפלקטיבי, אריחים, או מלמברנס. מחלקת האנרגיה של ארה"ב כי גגות מגניבים להפחית את הביקוש קירור שיא ב -10-15% וטמפרטורות נמוכות יותר מקורה, צמצום מתח חום עבור הדיירים ללא מיזוג אוויר.
(FLT:0CoolssFLT:1) להשתמש בחומרים חד-משמעיים, צמחי צבע בהיר יותר, או איטום רפלקטיבי להפחית את טמפרטורות פני השטח על ידי 10-30 ° F (5.5-16 ° C) פרויקטים טייס בלוס אנג'לס ראו רחובות אספלט צבוע עם ציפוי מגניב שנשאר עד 10 מעלות צלזיוס קריר יותר מאשר קונבנציונאל קונבנציונלי.
(ב) ⁇ :0) ריצוף פוטו-וולטאי (Photovoltaic סלרסFLT:1 ⁇ ) אשר יוצר אנרגיה תוך מתן צל ומשקל הם מתעוררים כפתרון דו-תכליתי המיישר את הפחתה בחום עם מטרות אנרגיה מתחדשות.

צורת אור ו- Wind Corridors

הפריסה של רחובות, בנייה גבהים, ומרחבים פתוחים יכולים גם למלכוד או לפזר חום.עיצוב מסדרונות רוח - מסלולים מחוסנים כי ערוץ השורר מבשלים - יכול להפחית באופן משמעותי את הטמפרטורות על ידי שיפור זיהום טבעי והסרת חום מקניונים רחוב.

(FLT:0) אוריינטציה של אוריינטציה (FLT:1) צריכה להתאים לכיוונים רוח דומיננטיים כדי למקסם את התנועה האווירית.באקלים חם, רחובות צרים יותר עם בניינים גבוהים יותר יכולים ליצור שיפוע אבל גם לחסום את זרימת האוויר; מודלים זהים הוא חיוני.
(FLT:0) רשתות חלל פתוחות (Open Spaceרשתות ⁇ FLT:1) המחברות פארקים, כיכרות ומפרי מים מאפשרות אוויר קריר לזרום מאזורים ירוקים לשכונות הסובבות את שטוטגרט, גרמניה, משתמשת במערכת "מסדרון האוורור" בקוד הייעוד שלה כדי להגן על נתיבי אוויר מפיתוח.
(FLT:0Building setbacks and Step-backssssalLT:1) להפחית את אפקט הקניון כי מלכודות חום ומזהמים. Permeable קרקע רצפות ובניינים מוגדלים גם לאפשר אוויר לעבור מתחת למבנים.

שיפור איכות האוויר באמצעות תשתיות

בעוד שנטייה בחום חופפת לעתים קרובות בשיפור איכות האוויר, אמצעי תשתיות ממוקדים יכולים עוד להפחית ריכוזים מזוהמים ברמת הרחוב ומעבר לאזורים המטרופוליניים.

צמצום הרשאות במקור: תחבורה ואנרגיה

תעבורת רכב היא התורנית הגדולה ביותר ל- NO2 ו-PM2.5 ברוב הערים.תשתית שמסיטה את מצבי הנסיעה ממכוניות חד-מושבות יש השפעה מיידית וארוכת טווח.

(FLT:0) קווי תחבורה מהירים (BRT), רכבת קלה, נתיבי אופניים מוגנים נתיבי אופניים מגינים 1:1 לעודד תחבורה ציבורית וניידות פעילה.ערים כמו Curitiba, ברזיל, ובווגוטה, קולומביה, הראו כי מערכות BRT מעוצב היטב לחתוך פליטות עד 40% לאורך מסדרונות.
(FLT:0) כלי רכב חשמליים (EV) טעינה תשתיות FIRLT:1 משולב מתקני חניה ו curbsides מאיץ את המעבר לציי אפס-הרשות. תמחור, כפי שנעשה שימוש בלונדון וטוקהולם, מקטין את נפח התנועה ומעודד נסיעות נקיות.
אזורי פליטה:0 (Low- and Zero-emission Zone) מגבילים או אוסרים על כלי רכב בעלי השפעה גבוהה ממרכזי העיר.אזור ההפוגה אולטרה-נמוך של לונדון (ULEZ) הפחית את כביש 2 ב-44% בשנה הראשונה שלו.

גידול כמו biofilters

צמחים עושים יותר מגניב - הם להסיר באופן פעיל אתמזהמים מהאוויר. Leaves ו bark סופג גזים כמו אוזון ו- NO2, בעוד משטחים גסים ללכוד חומר מבודד, אשר מאוחר יותר לשטוף את הקרקע על ידי גשם.היעילות תלויה במינים צמחיים, על שטח, מיקום.

(FLT:0) קירות ירוקים של ראט" 1 (קירות חיים) המותקנים על חזיתות בנייה לאורך כבישים עסוקים יכולים להפחית את רמות ראש הממשלה המקומיות על ידי עד 60% במספר מחקרים.
(FLT:0) נטיעת עץ סטרטגנית 1 (FLT:103) ליד כבישים וצטלבות יכול ליירט זרמי ממצה. Dense, עצים ירוקים אי פעם עם עלים גסים (למשל, אלון, holly, ו- pine) הם מסננים יעילים יותר מאשר מינים של חלק-החלפה.
(בשורה התחתונה:0) גידורות של אורבן 1 בקצה המדרכה יכולים לפעול כמחסומים שמסיטים את הזיהום מהולכי רגל, במיוחד ילדים במטיילים, אשר שואפים בגובה של מיצוי.

Zoning and Land Use תכנון

הסדר המרחבי של פעילויות משפיע על החשיפה לזיהום.שימוש בקרקע חכמה יכול למנוע את ההשפעות הגרועות ביותר לפני תחילת הבנייה.

(FLT:0) דחפורים תעשייתיים 1:1 ; פארקים, ירוקבלטים, או אזורים מסחריים בעלי אופי נמוך מפרידים מקורות פליטה כבדים מאזורי מגורים. גישה זו יוצרת גם מרחב נופש המפחית חום.
(FLT:0)Mixed-use, פיתוח מוכוון מעבר ל-FLT:1 מקטין את הצורך בנסיעות ארוכות של מכוניות, היישר עם מטרות הפחתת פליטות. פורטלנד, אורגון, השתמש בגבולות צמיחה עירוניים ומימון כדי לעודד שכונות קומפקטיות ומחובות.
(FLT:0Building codessph:1) הדורש ventilation מכני עם מסננים בעלי יעילות גבוהה בבנייה חדשה, במיוחד ליד כבישים מהירים, להגן על איכות האוויר מקורה בהולנד, בתי ספר ליד כבישים נדרשים להיות מערכות טיפול אוויריות.

פתרונות משולבים ו- Real-World Case Studies

הערים המצליחות ביותר הן אלה המשלבות אסטרטגיות חום ואוויר לתוך תוכניות פעולה אקלים cohesive. 3 דוגמאות ממחישות כיצד תשתיות משולבות מספקות הטבות מדידה.

סינגפור: The Garden City

סינגפור כבר מזמן זכתה בתשתית ירוקה כעיקרון עיצוב הליבה.המדינה המנדטת גגות ירוקים, ירוק אנכי, ונטיעת עץ נרחבת לאורך כבישים ובנכסים ציבוריים.העיר בגן" שלה הגדילה כיסוי ירוק כמעט 50% של אזור הקרקע. חוקרים באוניברסיטה הלאומית של סינגפור מדדו הפחתה של 2-4 מעלות צלזיוס באזורים עם צפיפות גבוהה, בנוסף לגנים מורכבים של יבשת סינגפור, ואפילו באמצעות רשת יבשה גבוהה של מגורים, אשר ניתן לשלבה, תוך כדי תכנון חום גבוה, אפילו.

לוס אנג'לס: Cool Fabements and Reflective Roofs

לוס אנג'לס מתרגמת מחקר למדיניות.ב-2013 החלה העיר טייסת מרוצצת מגניבה, רחובות ציפוי עם חותם רפלקטיבי. תוצאות מוקדמות הראו הפחתה של 10-12%F (5.5-6.7 מעלות צלזיוס) העיר גם מעודכנת את קוד הבנייה שלה כדי לדרוש גגות קרירים על כל הבנייה החדשה ומציעה תמריצים ל-Refits.com New Deal של LA כולל 90,000 עצים עד 2021 (מפרקים), גם נית, אפילו נית של 400 ימי מעקב, כולל נית, כולל נית, כולל ניתוק של 400 ק"מסלולאריכים, ואפילו מקיפים את התחנות רכבת, כולל , 000 , כולל , כולל , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000

פרייבורג, גרמניה: מודל Eco-City

מחוז Vauban של פריבורג הוא דוגמה ידועה של עיצוב עירוני נמוך-אימפריאלי.השכונה היא ללא רכב, עם תשתיות אופניים נרחבות קו חשמלי המקשר למרכז העיר.בניות בנויות עם עיצוב סולארי פסיבי, גגות ירוקות, ומסיק מים גשם.השילוב של המחוז של density חי עם שפע של שטח ירוק שמר על טמפרטורות יציבות ואוויר בתוך קווים מנחים טובים של ארגון הבריאות העולמי, גם כן, אשר פועל סביב מסדרונות אוויריבורים ירוקים.

יישום אתגרים ושיקולים

למרות היתרונות ברורים, דרוג הפתרונות האלה דורש עלויות, תחזוקה, הון, והשלכות מדיניות.

עלויות FLT:0[עדכון]: גגות ירוקים וריצוף מגניב יכולים לעלות יותר מאשר חלופות קונבנציונליות.עם זאת, ניתוח מחזור החיים חושף לעתים קרובות חיסכון נטו באמצעות חשבונות אנרגיה נמוכים יותר, מופחתת עמלות מים סערה, ותוחלת חיים חומרית ארוכה יותר. מנגנונים כמו אג"ח ירוק ושפל מס יכול להדוף השקעות ראשוניות.
(FLT:0) שימור: מערכות מובנות 1:1 דורשות השקיה, ריצה, תחליף תקופתי. ריצוף קולי עשוי לדרוש קוצר ראייה של ציפוי רפלקטיבי כל 5-7 שנים.ערים חייבות להקצות תקציבים מתמשכים, לא רק מימון הון.
(FLT:0)שוויון: 1) חום וזיהום משפיעים באופן לא פרופורציונלי על שכונות בעלות הכנסה נמוכה וקהילות של צבע, אשר לעתים קרובות יש פחות כיסוי ירוק ופעילות תעשייתית יותר.התעדות השקעה בתחומים אלה חיוני כדי למנוע הידרדרות של פערים.
(FLT:0Trades:0 Trading)-offs: FLT:1 גגות קוליים יכולים לגרום לזוהר או להגדיל את הביקוש להתחממות בחורף באקלים קר.Dense עץ השתילה ליד בניינים יכולים לחסום את השמש.
(ב) מחסומים:0) מחסומים רגולטוריים: 1FLT:1 קודים מפלט עשויים להגביל את התקנת הגג הירוק או למנדט רחובות רחבים יותר אשר להחמיר את איי החום.

הדרך קדימה: מדיניות וחדשנות

לתשתיות של חום וזיהום, ערים צריכות מדיניות תומכת, כלים מונעים נתונים ושיתוף פעולה בין-מגזרי.

(FLT:0) שילוב חום ואיכות אוויר לתוכניות פעולה אקלים.FLT ( 1:1 ערים רבות יש תוכניות אקלים ממוקדות בפליטות פחמן; הוספת יעדי UHI וזיהום להבטיח כי שיתוף פעולה נלכד.
(FLT:0) מנדרנד ירוק או גגות מגניבים 1) באמצעות בניית קודים לבנייה חדשה וחידושים גדולים. טורונטו וסן פרנסיסקו כבר יש דרישות כאלה, עם הצלחה רבת-המידה.
(FLT:0) Invest ברשתות ניטור בזמן אמת, LT:1) כי לעקוב אחר טמפרטורה, לחות, PM2.5, ו- NO2 בקנה מידה השכונה. חיישנים בעלות נמוכה מעצימים קהילות וניהול אינפורמטיבי.
(FLT:0) פתרונות מבוססי טבע FLT:103) לצד תשתיות אפורות.שלב גגות ירוקים עם לוחות סולאריים (כמו בפורטלנד, אורגון) יוצר סינרגיות שמשכפלות הטבות.
(FLT:0) שותפויות FLT:1 בין מתכננים עירוניים, מחלקות בריאות הציבור, שירותים וארגונים קהילתיים. הערכת השפעת בריאות יכול לעזור לכמת את העלויות של מחלה ומחלות הקשורות חום, חיזוק המקרה העסקי.

מסקנה

האתגר של חום עירוני וזיהום אוויר הוא דחוף, אבל הכלים לטפל בו מוכחים ולהגיע. על ידי תכנון תשתיות אשר מחבקות משטחים ירוקים, חומרים רפלקטיביים, תחבורה ללא פליטה, צורה עירונית מתחשבת, ערים יכולות ליצור סביבות קרירות, נקיות ובריאות יותר.הדוגמאות מסינגפור, לוס אנג'לס, ופריבורג מראות כי גישות משולבות מספקות תוצאות אמיתיות.

לקריאה נוספת על נטיעת האי החום, בקר ב-FLT:0.50 (המרכז העירוני של האי היטבי של EPA) , ראה את ההנחיות האיכותיות של כדור הארץ:2WHO זיהום אווירי נתוניםFLT 3: 3 משאבים טכניים על גגות מגניבים וריצוף זמינים ממועצת הגגות FLT:4Cools דירוג:55 ו-Firtirdischeerán6A HeatFal 7.