چكيده
توسعه شهرها باعث نابودي فضاهاي سبز طبيعي شده است، لذا با توجه به اهميت غيرقابل انكار اين فضاها در زندگي، ايجاد و احياي فضاهاي سبز شهري كمك شاياني به پايدارسازي توسعه در محيط هاي شهري خواهد نمود. ايجاد بامهاي سبز، بهخصوص در مراكز پرتراكم شهري، علاوه بر رفع مشكل كمبود فضاي قابل استفاده و قيمت بالاي زمين در اين بخش از شهرها، ميتواند با كاهش ميزان هدررفت انرژي و افزايش عمر مفيد ساختمان نقش زيادي در حفظ روند توسعه پايدار در بخش مديريت شهري، به خصوص در كلان شهرها، ايفا نمايد. در اين مقاله به تشريح اجزاو كاركردهاي بام سبز (روف گاردن) به عنوان راه حلي مدرن جهت كاهش مشكلات شهري، پرداخته شده است.
مقدمه
مطالعات و پژوهش هاي بسياري پيرامون بررسي اهميت و ارزشهاي فضاي سبز در زندگي انسان و حيات طبيعي در شهرها صورت پذيرفته است. نتايج اين پژوهش ها نشان از نقش بسيار مهم بافت نرم يا فضاي سبز در شهرها و به طور ويژه در كلان شهرها دارد. ولي پس از وقوع انقلاب صنعتي در اروپا و به مرور دامن گير شدن پديده مهاجرت مردم به شهرها، بافت سخت و سرد شهري به مرور جاي فضاهاي سبز طبيعي را كه در گذشته بخش جدا ناپذيري ازمحيط هاي زندگي بشري بوده را گرفتند. اين پديده در غرب كه اين روند به طور ويژه در آن جريان داشت، باعث ايجاد پديده فراگير افسردگي در ميان ساكنين اين كلان شهرها گرديد، اين موضوع باعث افزايش توجه مديران بخش شهري به احيا و توسعه فضاهاي سبز شهري گرديد. نكته اي كه در اين بين وجود دارد، كمبود فضاهاي قابل استفاده جهت ايجاد فضاهاي سبز شهري در مناطق پرتراكم مركزي كلان شهرها و قيمت بالاي زمين در اين مناطق مي باشد كه همواره جزء مشكلات گريبان گير مديران در افزايش سرانه فضاهاي سبزشهري بوده است. بام هاي سبز مدرن، درسالهاي دهه 1960 ميلادي در كشور آلمان، بام هاي سبز در مناطق شهري به عنوان يكي از روشهاي ايجاد فضاي سبزشهري در ذهن معماران و طراحان محيط هاي مسكوني و تجاري شكل گرفته و به اجرا درآمد. اگرچه كه بام هاي سبز شيرواني در شمال اسكانديناوي قرن ها قدمت دارد. بام سبز (روف گاردن)، بامي است كه بخشي از آن يا تمام آن از پوشش گياهي و خاك پوشيده شده است. گياهاني با رشد متوسط كه بر روي لايه ها و پوشش هاي عايق نسبت به آب پرورش داده ميشوند. در ساختار بام سبز(روف گاردن) ممكن است لايه هاي ديگري نيز در طراحي لحاظ گردد، مثلا؛ لايه هاي جهت مسدود نمودن مسير حركت و نفوذ ريشه گياهان يا سيستم هاي زهكشي و آبياري. بامهاي سبز (روف گاردن)، مزاياي بسياري دارند، از جمله جذب آب باران، ايفاي نقش عايق انرژي، فراهم شدن زيستگاهي تازه براي گونه هاي مختلف و همچنين كمك به كاهش درجه حرارت هواي شهرها و مبارزه با اثر جزاير حرارتي و آلودگي هوا كه برفراز شهرها و به خصوص كلان شهرها بروز مي كند.
مواد و روش ها
در اين پژوهش با استفاده داده ها و نتايج مطالعات صورت گرفته پيرامون بام هاي سبز (روف گاردن)، بخشي از كاركردها و ارزش هاي بام سبز ، انواع و كاركردهاي آن پرداخته شده است. بام هاي سبز بسته به ضخامت خاك و پوشش گياهي به كار رفته در آنها و همچنين ميزان نيازي كه به مراقبت و رسيدگي دارند به سه دسته تقسیم میشوند 1- بام سبز متمرکز 2 - بام سبز گسترده 3- بام سبز مدولار یا جعبه گیاه دسته بندي ميشوند.
اجراي هريك از سيستم هاي بام سبز در طراحي ساختمان هاي شهري، باعث ايجاد منافع و كاركرد هايي خواه به صورت عمومي و داراي منافع همگاني و نيز به صورت اختصاصي و براي همان ساختمان خواهد بود. در ادامه به بررسي دقيق تر اين كاركردها و سپس معرفي انواع سيستمها و تشريح ساختار سيستم هاي بام سبز پرداخته شده است.
كاركردهاي بام سبز (روف گاردن)
كاركردهاي عمومي بام سبز (روف گاردن)
الف. كاهش احتمال وقوع سيلاب در معابر شهري؛ هربارندگي لاجرم منجر به ايجاد مقاديري رواناب در معابر شهري خواهدشد،كه حاصل هدايت بخشي از بارش نفوذ نيافته و تبخيرنشده سيستمهاي زهكشي خانگي و شهري است. در بحث مديريت شهري هدايت و زهكشي اين روان ابها كه گاها در صورت وقوع بارشهاي شديد يا طولاني مدت منجر به ايجاد سيلاب در سطح معابر و گذرگاه هاي شهري خواهد شد، يكي از نگراني هاي هميشگي مديران اين بخش ميباشد. لذا بام سبز مانند هر فضاي سبز ديگري با ايجاد بافت اسفنجي و جذب آب باران، باعث كاهش روان آب جاري از هريك از سيستم هاي زهكشي ساختمان ها و در نتيجه كاهش مجموع روان اب جاري در سطح معابر شهري خواهد شد.
ب. كمك به بهبود كيفيت هواي شهري؛ نقش پوشش گياهي در جذب آلاينده هاي هوا از يك سو و آزادسازي اكسيژن و بخار آب از سوي ديگر مدتهاست در مقالات مختلف علمي به اثبات رسيده است. بدون شك اگر در پوشش گياهي به كاررفته در بام سبز نيز بررسي لازم در انتخاب نوع پوشش سازگار با منطقه و آلاينده هاي محيطي صورت گيرد، توسعه بام هاي سبز،كمك بزرگي به سالمتر شدن هواي آلوده كلان شهرها خواهد بود.
پ. كاهش خسارت ناشي از فلزات سنگين موجود در آب باران؛ سرب و فلزات سنگين موجود در سوختهاي فسيلي و خروجي كارگاه ها و مناطق صنعتي اطراف شهرها، باعث وجود مقاديري فلزات سنگين در آب باران خواهد بود. گياهان و خاك به كاررفته در ساختار طبيعي بام هاي سبز ميتوانند با جذب و به نوعي فيلتراسيون اين مواد خطرناك، روان ابي با آلودگي كمتر را به سمت سيستمهاي زهكشي شهري هدايت نمايند.
ت. حمايت از حفظ تنوع زيستي در مناطق شهري؛ بي شك ايجاد فضاي سبزي تازه، به معنايي ايجاد زيستگاهي تازه براي انواعي از گونه هاي جانوري و گياهي در شهرهاست، گونه هايي از نرمتنان و خزندگان تا پرندگان و پستانداران بسته به شرايط اقليمي منطقه و شرايط ريزاقليمي ساختمان دراين زيستگاه تازه به بقاي خود ادامه خواهند داد، و اين يعني حمايت از حفظ تنوع زيستي در مناطقي كه ايجاد آنها باعث لطمه خوردن تنوع زيستي پيشين آن منطقه شده است، يعني شهرها و به خصوص كلان شهرها.
ث. جلوگيري از ايجاد جزايرحرارتي در سطح كلان شهرها؛ مطالعات نشان داده است كه به دليل آلودگي موجود درهواي كلانشهرها، دماي هوا در اين مناطق حتي گاهي تا 10 درجه سانتيگراد از نواحي طبيعي اطراف اين مناطق نيز بالاتر است، افزايش سطح پوشش گياهي در مناطق شهري به هر شكلي از جمله به شكل بامسبز با جذب و كاهش اين آلاينده هاي هوا، نقش مهمي در كاهش يا جلوگيري از اين پديده كه به اصطلاح به آن جزيره حرارتي ميگويند، خواهد داشت .
ج. رشد اقتصادي و ايجاد اشتغال؛ توسعه فرهنگ استفاده از بامهاي سبز در شهرسازي، باعث ايجاد بازاري جديد در زمينه طراحي، نصب و نگهداري از بامهاي سبز شده و در پي آن زمينه ساز رشدو شكوفايي اقتصادي و ايجاد اشتغال براي افراد بسياري خواهد شد.
كاركردهاي اختصاصي روف گاردن
الف. كاهش ورود سروصدا به داخل ساختمان؛ تحقيقات نشان داده است كه فضاهاي سبز نقش عايق صوتي را ايفا مي نمايند، به طوري كه خاك فركانسهاي پايينتر صوتي را جذب نموده و پوشش گياهي نيز ساختمان را در برابر فركانس هاي صوتي بالاتر عايق خواهد نمود. با توجه به پوشش گياهي سبك و كم حجم به كاررفته در سيستم بام سبزگسترده، اين بامها ميتواند تا 8 دسي بل سروصدا را كاهش دهد. باتوجه به مقاله موسسه اريسكو بادر در انگلستان؛ حفاظت ساختمان در برابر سروصدا با استفاده از بامه اي سبز گسترده ميتواند تا بيش از 25 % انجام پذيرد و اين مقدار با استفاده از بام هاي سبز متمركز و فشره نیزافزايش خواهد يافت.
ب. كاهش هزينه هاي تعمير ساختمان؛ با توجه به آزمايشات لابراتوار ملي اوك ريج ، اكثر سيستم هاي بام ساختمان ها در برابر نفوذ آب نا كارآمد و نا مقاوم بوده، به طوريكه، به طور متوسط دركل طول عمر ساختمان ، بام آن به 4 مرتبه بازسازي و تعمير نياز پيدا مي نمايد. با ايجاد بام سبز درساختمان، علاوه بر صرفه جويي در هزينه هاي بازسازي و مصالح ساختماني، متخصصان اوكريج ، تخمين زده اند كه اگر بتوان بام ساختمانها را با عايقي همچون بام سبز خشك نگه داشت، باعث صرفه جويي بسياري در انرژي مصرفي براي تعميرات ساختمان خواهد شد، اين متخصصان ميزان اين صرفه جويي را در ايالات متحده، بيش از 3 تا 4 كوادريليو ( BTU) براي هرسال پيش بيني كرده اند.
پ. افزايش ارزش ساختمان؛ با ايجاد بام سبز، مكان بلا استفاده بام ساختمان، به محلي مفيد تبديل ميشود .قيمت بالاي زمين به خصوص در مناطق پرتراكم كلان شهرها ميتواند عاملي باشد براي جلوگيري از گسترش و ايجاد فضاي سبز در سطح شهر، ولي با اين استفاده بهينه از بام ساختمانها به دليل ايجاد محيطي زيبا و مكاني جهت استراحت و آرامش در ساختمان و از طرف ديگر افزايش ارزش اعتبار موسسات موجود در آن به خاطر حامي محيط زيست بودن، علاوه بر تامين فضاي سبز مورد نياز شهري، ارزش مادي ساختمان نيز افزايش خواهد يافت.
ت. توليد غذا؛ در طراحي بام سبز ميتوان در لايه پوشش گياهي، درصورت وجود شرايط بهينه اقليمي و مكاني، گياهان و سبزيجات رايج در يك باغ سنتي را مورد بهره برداري قرارداد. به عنوان مثال، يك هتل در ونكوور كانادا سبزيجات موردنياز خود را، برروي بام سبز خود پرورش مي دهد، و به اين صورت درهزينه مواد اوليه آشپزخانه خود سالانه 30000 دلار صرفه جويي ميكند.
ث. افزايش عمر مفيد ساختمان؛ نتايج تحقيقات موسسه اريسكو بادر در انگلستان نشان مي دهد كه دماي سطح بام ساختمان ها در گرمترين ساعات تابستان از دماي هوا بسيار بيشتر بوده و تا 80 درجه سانتيگراد نيز خواهدرسيد، در شبهاي صاف زمستان نيز دماي سطح بام ساختمان از دماي هوا كمتر بوده و تا چيزي حدود 20 - درجه سلسيوس خواهد رسيد، اين محدوده وسيع تغييرات دما باعث ايجاد آسيبهاي فيزيكي و مكانيكي به بام ساختمان خواهد شد. همچنين اين تحقيقات نشان داده است كه در تابستان، دماي قسمت هايي از بام كه داراي پوشش گياهيست بسيار كمتر از قسمتهايي است كه با آسفالت يا قيرگوني پوشيده شدهاست، لذا، استفاده از بام هاي سبز ميتواند تخريب بنا در اثر فرسايش دمايي وايجاد ترك در اثر فرسايش انجمادي كه در اكثر بام ها ايجاد مي شود را كاهش داده يا به طور كلي از بين ببرد، همين موضوع ميتواند عمر مفيد بام ساختمان را تا 20 سال افزايش داده و حتي در مواردي تا 3 برابر افزايش دهد. شكل 1 كه توسط آكادمي دفاع فيلادلفيا تهيه شدهاست، تغييرات دمايي بخشهايي از بام يك ساختمان را با 2 پوشش آسفالت و پوشش گياهي در طي روزهايي از ماه ژوئن نشان
(1)
ج. كاهش هزينه هاي انرژي ساختمان؛ بام هاي پوشيده شده از پوشش گياهي، به خاطر اثر عايقي پوشش گياهي و خاك، جريان انرژي حرارتي بين داخل ساختمان و هواي آزاد راكاهش ميدهد، بنابراين، اين ساختمانها در تابستان سردتر و در زمستان گرم تر خواهند بود. براساس مقاله اي از شبكه 1، افت 3 تا 7 درجه اي دما در فصول گرم سال مساوي است با 10 % كاهش استفاده از دستگاه هاي برقي خنك كننده. بر اساس اين مقاله؛ با ايجاد بام سبز در يك ساختمان، ميتوان هزينه وسايل برقي خنك كننده را 20 تا 30 درصد كاهش داد. كارشناسان معماري و طراحي وستون اخيرا تحقيقي را انجام داده اند كه نشان ميدهد در شهر شيكاگوي آمريكا امكان ذخيره و صرفه جويي سالانه 100 ميليون دلاري انرژي با پياده سازي طرح بام سبز در كل ساختمان هاي شهر وجود دارد، كه به معناي كاهش 720 مگاواتي انرژي مصرفي است، لازم به ذكر است؛ اين ميزان انرژي برابر با انرژي مصرفي چندين نيروگاه زغال سنگ سوز و يا يك نيروگاه كوچك هسته اي ميباشد. شكل 2، ميزان كاهش هزينه هاي ماهيانه يك ساختمان را به خاطر صرفه جويي انرژي سرمايشي و گرمايشي با استفاده از بام سبز را نشان مي دهد.
(2)
معرفي سيستم هاي روف گاردن
بام هاي سبز بسته به ضخامت پوشش گياهي به كار رفته درساختار و همچنين ميزان نيازي كه به مراقبت و رسيدگي دارند، طبقه بندي مي شوند. از باغچه هاي سنتي روي بام با ضخامت معقولي از خاك براي رشد گياهان بوته اي و يا چمن كاري، تا بام هاي سبزمتراكم با ظاهري شبيه پارك هاي شهري ولي با دسترسي آسان تر براي اهالي ساختمان، همگي انواعي از سيستم هاي بام سبز مي باشند .
سیستم گسترده
به دليل ضخامت كم لايه خاك در اين سيستم، به آن "سيستم مقطع كم ارتفاع" نيز گفته ميشود. در اين سيستم يك يا دو گونه گياهي با عمق ريشه 40 تا100ميليمتر قابليت بهره برداري دارند. دسترسي به اين سيستم تنها به پرسنل نگهداري و تعميرات محدود مي شود. حدود بار نهايي اين سيستم بامسبز تقريباً بين 50 تا 100 كيلوگرم بر مترمربع در حالت اشباء ميباشد. براي اجراي اين سيستم برروي بامهاي شيبدار در اغلب مكانها شيب 10 تا 20 % توصيه مي شود. در شيب حداكثر 30 % نياز به استفاده از زهوار و ابزارهاي ضدفرسايش خاك وجود دارد. تصاويري از سيستم گسترده بام سبز و لايه هاي اصلي به كار رفته در طراحي آن در شكل 3 نشان داده شده است.
3
سیستم متمرکز
به آن "سيستم مقطع عميق يا باغ بام" نيز گفته ميشود. اين سيستم بام سبز شامل انواع مختلفي از گونه هاي گياهي بوده و مشابه يك پارك طراحي ميشود،به طوريكه، حتي آبنما و درختاني با عمق ريشه 50 تا 600 ميليمتر نيز در سيستم متمركز قابليت بهرهبرداري دارند. لازم به ذكر است كه براي تحمل وزن بالاي اين سيستم سازه نياز به تقويت خواهد داشت. دسترسي به بامهاي سبز متمركز همانند يك پارك شهري براي اهالي ساختمان آزاد مي باشد.تصاويري از سيستم متمركز بام سبز و لايه هاي اصلي به كار رفته در طراحي آن در شكل 4 نشان داده شده است.
4
4سیستم مدولار
در سيستم جعبه گياه( مدولار (برخلاف سيستم هاي گسترده و متمركز، لايه يكپارچه اي از لايه هاي بام سبز بر روي بام قرارنمي گيرد، و هرجعبه گياه داراي سيستم زهكشي مستقل ميباشد. در اين سيستم گياه و محيط كاشت آن در جعبه هاي مخصوصي كه تمام يا بيشتر بام سبز را مي پوشاند، نگهداري مي شود. تصاويري از سيستم جعبه گياه( مدولار) و اجزاي اصلي به كار رفته در طراحي آن در شكل 5 نشان داده شده است
5
تشريح ساختار روف گاردن
ساختار كلي روف گاردن به صورت لايه لايه بوده، به طوري كه هرلايه داراي وظيفه و عملكرد حياتي خود مي باشد. رقابت شركتهاي تجاري عرضه كننده روف گاردن در جهان باعث پيچيده شدن ساختار اين سيستم ها به مرور زمان شده است، ولي اصلي ترين بخش هاي اين ساختار در شكل 6 آورده شده است.
6
الف. پوشش گياهي؛ تقريبا هر نوع گونه گياهي با عمق ريشه در محدوده پاسخگويي سيستم هاي بام سبز قابل بهرهبرداري در اين سيستم هاست. اما دراين بين، نكته حائز اهميت در انتخاب نوع گونه هاي گياهي؛ درنظر گرفتن محدوديتها از قبيل آب و هواي محلي، طراحي سازه اي و هزينه نگهداري و ايده زيبايي شناختي طراح بام سبز مي باشد. اما از آنجا كه بام هاي سبز معمولا تا حد امكان سبك طراحي مي شوند، اغلب شامل گونه هايي هستند كه ميتواند در عمق كمي از خاك و با مراقبت و نگهداري كم رشد كند.
ب. محيط كشت؛ محيط كشت فضايي است كه پوشش گياهي در آن رشد و نمو ميكند. محيط كشت به واسطه الزامات خاص سازه اي بايد داراي وزني تاحد امكان كم بوده و به همين دليل نسبت به خاكهاي زراعي معمولي تفاوت هايي دارد. محيط كشت مطلوب داراي وزني حدود 900 كيلوگرم در هر مترمكعب در حالت مرطوب ميباشد. يك ساختار پيشنهادي براي اين محيط كشت، مخلوط معمولي مركب از نسبت هاي برابر ماسه، سنگهاي متخلخل و گياخاك مصنوعي(تركيبي از چوب پوسيده و كود نباتي) است.
پ. فيلتر؛ فيلتر عبارتست از لايهاي از الياف پنبه كه نقش اصلي آن، هدايت پيوسته و محدود آب از لايه زهكشي به محيط كشت و مرطوب نگه داشتن دائمي آن است. نقش ديگر اين لايه جلوگيري از مخلوط شدن خاك محيط كشت با آب موجود در لايه زهكشي و حفظ ساختار محيط كشت ميباشد.
ت. لايه زهكشي؛ اين لايه داراي ساختاري به اصطلاح شانه تخم مرغي از جنس پلياتيلن بوده و وظيفه اصلي آن هدايت آب اضافي حاصل بارش به سيستم زهكشي ساختمان و نگهداري بخشي از اين آب براي مصرف پوشش گياهي موجود در بالاي آن است. انتخاب لايه زهكشي مناسب، بر اساس مقدار بيشينه بارش محلي كه از آمار چندساله بارش تعيين ميشود، انجام مي گيرد و از آنجايي كه لايه زهكشي محيط كاشت و گياه را پشتيباني مي كند، مقاومت فشاري آن نيز بايد مناسب باشد. شكل 7 تصوير بهتري از لايه زهكشي را نشان مي دهد.
ث. رطوبت گير؛ لايه رطوبت گير مسئول جذب آب سرريزشده از لايه زهكشي است. جنس اين لايه به گونه اي است كه رطوبت را به خود جذب مي نمايد .جنس اين لايه از مواد اليافي و جاذب آب مانند پنبه كوهي، پشم شيشه و ... مي باشد.
ج. عايق رطوبت و نفوذ ريشه؛ لايه اي است كه به خوبي از نفوذ ريشه ها و آسيب زدن آنها به لايه عايق بام جلوگيري ميكند. اين لايه معمولا درسيستم متمركز كه امكان نفوذ ريشهها وجود دارد، بيشتر مورد استفاده قرار ميگيرد. جنس اين لايه معمولا از پلي اتيلن و با ضخامت و سختي بالا بوده و يا ميتواند باريكه اي از بتن سبك، صفحه اي از عايق محكم، ورقه ضخيم پلاستيكي، ورق مسي، يا تركيبي از اينها، برحسب ويژگيهاي طراحي و كاربرد بام سبز باشد.
چ. ساختار سازه بام؛ بام ساختمان بايد داراي لايه عايقي مناسب و يكپارچه بوده و فاقد هرگونه آسيب ويا درز و تركي باشد، همچنين در مواردي به خصوص براي اجراي سيستمهاي متمركز بامسبز، احتياج به تقويت اين سازه تحت نظر مهندسين ناظر خواهد بود.
نتيجه گيري
در مبحث توسعه سرزمين، جهت دستيابي به توسعه پايدار، لزوم رعايت توان طبيعي محيط و كنترل و هدايت الگوهاي توسعه اي براساس آن، اگرچه در نگاهي سطحي داراي هزينهاي به نسبت بالاست، ولي بي شك در طولاني مدت پايداري توسعه و لزوم صرف هزينه هاي نگهداري كمتر براي حفظ آن علاوه بر عدم تخريب توان محيط، سودي دوچندان را نصيب مان خواهد كرد. در بحث احداث بام سبز نيز اگرچه در نگاه اول درنظر مالكان ساختمان هاي دولتي و غيردولتي هزينه هاي نسبتا بالاي راه اندازي آن خودنمايي خواهد كرد، ولي اين هزينه ابتدايي احداث، بعد از مدتي نسبتا كوتاه با كاستن از هزينه هاي انرژي مصرفي و نگهداري ساختمان در طولاني مدت، نه تنها جبران خواهد شد بلكه همانطور كه در بخش قبل عنوان گرديد، منافع عمومي و اختصاصي بسياري را نيز نصيب اهالي و ساير شهروندان خواهد نمود. تبليغ و ترويج مزايا و صرفه هاي اقتصادي بام سبز ميتواند توجيهي محكم براي مديران شهري، پيمانكاران ساختماني و شهروندان جهت گام نهادن در امر فرهنگ سازي احداث بام سبز باشد، ولي دركنار آن مديران شهري ميتوانند با تصويب قوانين حمايتي، به عنوان مثال؛ با درنظر گرفتن تخفيف هاي مالياتي براي مالكاني كه بام سبز را در ساختمان خود احداث ميكنند، باعث ترويج هرچه بيشتر اين فن آوري سبز در صنعت معماري و توسعه شهري گردند.
