در سال‌های اخیر معماران و طراحان شهری از پدیده‌ای با عنوان «جزایر گرمایی» صحبت می‌کنند که باعث ایجاد گرما و همچنین آلودگی در شهرهای مختلف شده است. منظور از «جزایر گرمایی» در شهرهای امروزی چیست؟

 در حقیقت جزایر گرمایی شهری، پدیده‌ای است که در محیط‌های شهری و به دلیل وجود ساختمان‌ها، خیابان‌های آسفالت‌شده، کمبود فضای سبز و … اتفاق می‌افتد. ما در فضاهای شهری، بخشی را داریم که به فضاهای شهری مهروموم شده معروف‌اند. یعنی فضاهایی که به طور کامل با مصالح شهری پوشش داده شده‌اند و نفوذپذیر نیستند. حالا کمبود فضای سبز هم باعث می‌شود تا دمای این شهرها بالاتر از حومه اطراف خود و مناطق روستایی باشند. این امر باعث ایجاد پدیده جزایر گرمای شهری می‌شود که گنبدی از هوای گرم را در بالای شهرها ایجاد می‌کند. این فضا به‌خصوص در جاهایی که تراکم شهری بالا است یا از مصالح رنگ تیره در نمای آن‌ها استفاده شده است و فضای سبز کمتری دارند، بیشتر ایجاد می‌شود. این جزایر گرمایی شهری در مناطق مختلف و به شکل‌های مختلف در بالای شهرها تشکیل می‌شوند. همان‌طور که گفتم مصالح شهری که رنگ تیره‌تر و میزان بازتابندگی کمتری دارند و نور خورشید را بیشتر به خود جذب می‌کنند، باعث ایجاد گرمای بیشتری در فضای شهری می‌شوند. به همین دلیل، مصالح ساختمانی باید از رنگ‌های روشن و سطح صیقلی شده باشند که بتوانند انرژی خورشیدی را بلافاصله به فضای خارج از ساختمان منعکس کنند. وقتی رنگ آن‌ها تیره باشند و سطح هموار و صیقلی شده نداشته باشند، انرژی خورشیدی و انرژی گرمایی را در طول روز جذب می‌کنند و در طول شب به محیط اطراف خود می‌دهند. یکی از فاکتورهایی که باعث می‌شود تا پدیده جزایر گرمایی شهری تشدید شود، بادهای کم در شهر و یا محل قرارگرفتن شهر است. مثلاً در شهری مثل تهران، کوه‌هایی که در اطراف شهر وجود دارد، باعث می‌شود؛ بادهایی که از شمال به جنوب می‌وزند، نتوانند به‌راحتی در شهر جریان پیدا کنند و در نهایت موجب می‌شود تا آلودگی شهری ایجاد شود و مسئله جزایر گرمایی شهری تشدید شود. در نتیجه نبود جریان هوا و آلودگی هوا این پدیده را افزایش می‌دهد و ما در طول روز و حتی شب دمای هوای بالا را تجربه می‌کنیم. چون انرژی خورشیدی که توسط مصالح جذب شده، در طول شب به محیط منتقل می‌شود. به همین دلیل است که وقتی در جایی از شهر هستیم که تراکم شهری بالاست، خیابان آسفالت شده و رنگ ساختمان‌ها تیره‌تر است، در طول شب هم احساس می‌کنیم که هوا گرم‌تر شده. این یک تعریف کلی از مبحث جزایر گرمایی در شهرها است. فاکتورهای زیادی از جمله کاراکترهای شهری، محل قرارگرفتن شهر و فاکتورهای اقلیمی می‌تواند روی این مسئله تأثیر بگذارد.

 آیا می‌توان گفت که کاهش جزایر گرمایی می‌تواند موجب کاهش مصرف انرژی در شهرها شود؟

 به‌هرحال وقتی ما جزایر گرمایی را در شهرها کاهش می‌دهیم، باعث می‌شود که دمای کلی شهر پایین بیاید. همان‌طور که در سؤال قبلی گفتم، وقتی ما از مصالح تیره ساختمانی استفاده می‌کنیم و یا فضاهای سبز کمتری داریم، باعث می‌شود که میزان جذب گرما توسط ساختمان‌ها بیشتر شود و در شب به‌آرامی این گرما به محیط اطراف انعکاس داده شود و هوا گرم شود. اما یک نکته مهم دیگر این است که وقتی یک‌سری ساختمان در طول روز مدام انرژی خورشیدی را جذب می‌کنند، هر ساختمان به شکل یک رادیاتور عمل خواهد کرد. به طور مثال، نمای بسیاری از ساختمان‌ها در تهران از گرانیت و سنگ‌های سیاه است که قدرت جذب بالای گرما را دارند.

اما وقتی شما طراحی ساختمان‌ها را طوری انجام می‌دهید که رنگ روشن‌تر داشته باشد، فضای سبز عمودی و بام‌های سبز در طراحی ساختمان‌ها ایجاد می‌کنید و یا حتی در اطراف ساختمان‌ها کریدور فضای سبز می‌سازید و … همه این‌ها باعث می‌شود که انرژی گرمایی کمتری ایجاد شود و در نتیجه جزایر گرمایی کاهش یابد. این را هم در نظر بگیرید که وقتی انرژی گرمایی زیادی در ساختمان‌ها تولید می‌شود، دی‌اکسیدکربن، گازهای گلخانه‌ای و همچنین آلودگی بیشتری هم ایجاد خواهد شد.

 پدیده اینورژن چگونه تحت‌تأثیر جزایر گرمایی شهری قرار می‌گیرد و آیا معماری پایدار می‌تواند اثرات این پدیده را کاهش دهد؟

 پدیده اینورژن یا وارونگی دما زمانی اتفاق می‌افتد که لایه‌ای از هوای گرم بالای یک‌لایه هوای سرد قرار می‌گیرد و مانع از این می‌شود که این آلودگی‌هایی هوا که در فضای شهرها هستند به لایه‌های بالایی جو منتقل شود؛ بنابراین جزایر گرمایی این پدیده را تشدید می‌کند، چرا که دمای بالای شهرها به افزایش دمای لایه‌های پایینی جو هم کمک می‌کند. در حقیقت این مثل یک‌چرخه است. آلودگی هوا موجب تشدید جزایر گرمایی شهرها می‌شود. وقتی هم دمای هوا بالا می‌رود، باعث می‌شود که فعل‌وانفعالات شیمیایی که در آلودگی هوا موجود است، باعث انتشار آلودگی هوا در سطح شهر شود. در این شرایط معماری پایدار به کاهش دمای شهرها کمک می‌کند. همان‌طور که گفتم استراتژی‌های مختلف برای این امر وجود دارد. راه‌حل‌هایی وجود دارد که به طبیعت مربوط است، مثل کاشت درختان در مناطقی که نقاط گرمایی بسیار بالایی دارند. حالا ما برای اینکه بتوانیم معماری پایدار یا فضای شهری پایدار را ایجاد کنیم، یک‌سری مدل‌سازی‌ها و شبیه‌سازی‌هایی در شهرها انجام می‌دهیم تا نقاطی که ریسک بالایی دارند و خیلی گرم هستند را پیدا کنیم و فاکتورهای مؤثر روی آن‌ها را بیابیم. بر اساس این بررسی‌ها ما یک‌سری سناریوها را پیشنهاد می‌دهیم و بررسی می‌کنیم تا متوجه شویم که کدام یک از این سناریوها در کاهش دمای هوا در آن نقطه‌ای که شبیه‌سازی کردیم و دارای دمای بالایی هستند، تأثیر بیشتری دارند. بدین ترتیب ما می‌توانیم بهترین سناریو را که برای کاهش دمای شهری در آن نقطه وجود دارد، انتخاب کنیم و به‌عنوان یک استراتژی پیشنهاد می‌دهیم. بعضی مواقع، کاشت درختان به‌تنهایی مؤثر است، اما برخی مواقع نیز روش‌های ترکیبی مثل کاشت درخت و استفاده از مصالح روشن با سطح صاف و صیقلی کارساز است. مثلاً یکی از راه‌های خیلی ساده و ارزان این است؛ در مناطقی که سقف خانه‌ها از آسفالت پوشانده شده، با رنگ‌کردن آن، می‌توانیم جذب گرمایش را پایین بیاوریم. ما هر چه بتوانیم انرژی خورشیدی و گرمایی که از فضای شهری به فضا بازتاب داده می‌شود را کاهش دهیم، ما می‌توانیم اینورژن و وارونگی دما را کاهش دهیم. منظورم این است که فضاهای شهری و ساختمان‌ها باید طوری طراحی شوند که وقتی انرژی خورشیدی را دریافت می‌کنند، در فضای بازتر و بزرگ‌تری منعکس شوند. مثلاً در خیابانی که عرض کمی دارد و ساختمان‌ها بلند هستند، وقتی ساختمانی انرژی گرمایی می‌گیرد به ساختمان مقابل خود منعکس می‌کند. این موجب می‌شود که انرژی خورشیدی در همان فضای شهری یا به قول معماران دره‌های شهری به دام بیفتد و اقلیم خیابان را تغییر دهد. این مسئله دمای هوای آن منطقه را هم‌بالاتر می‌برد و به همین ترتیب استفاده از انرژی برای سرمایش بیشتر خواهد شد. همان‌طور که قبلاً گفتم این‌ها یک‌چرخه است. یعنی محیط شهری گرم‌تر می‌شود، استفاده از انرژی برای سردکردن محیط بیشتر خواهد شد و بعد پدیده جزایر گرمایی و همین‌طور اینورژن تشدید می‌شود. پس همه این‌ها به یک شکلی با هم ارتباط دارند.

به یک‌سری از راه‌حل‌هایی که می‌تواند اینورژن را کاهش دهد اشاره کردید. به‌طورکلی چه تکنیک‌هایی در طراحی پایدار (مانند تهویه طبیعی، استفاده از سایه‌اندازها یا بام‌های سبز) می‌توانند از تشدید اینورژن یا وارونگی دما در شهرهایی مثل تهران جلوگیری کنند؟

 ایجاد فضاهای سبز و فضاهای آبی در محیط‌های شهری خیلی در کاهش اینورژن مؤثر است. این به معنای کاشت درختان، استفاده از سایه‌بان‌ها، بام‌های سبز و کریدورهای خیابانی در فضاهای شهری است تا تهویه طبیعی در فضا شکل بگیرد. ولی این راه‌حل‌ها و تکنیک‌های استاندارد است و در هر شهر باتوجه‌به شرایطی که دارد می‌توان ایده‌های خلاقانه و جدیدی ایجاد کرد. همچنین تکنولوژی و فناوری هم می‌تواند به ما کمک کند تا گرما و همچنین وارونگی دما در شهرها را کاهش دهیم.

 پس می‌توانیم بگوییم که طراحی فضاهای عمومی می‌تواند در مقابله با جزایر گرمایی و اینورژن نقش مهمی ایفا کند؟

 بله. فضاهای عمومی و خیابان‌ها به‌عنوان بخش‌های بزرگ و پراهمیت شهر نقش کلیدی در تنظیم دمای محیط شهری و مقابله با جزایر گرمایی دارند. این نقش زمانی تأثیر بیشتری دارد که بتوانیم بر اساس اصول معماری پایدار، شهرها را طراحی و مدیریت کنیم. یکی از آسان‌ترین کارها این است که فضاهای سبز شهری را افزایش دهیم. علاوه‌برآن می‌توانیم از سایه‌بان‌ها برای بخشی از فضاهای شهری استفاده کنیم. البته کاشت درختان و ایجاد فضاهای سبز شهری بهتر است چرا که علاوه بر ایجاد سایه در فضاهای شهری، دمای هوا را هم کاهش می‌دهد. همچنین ایجاد فضاهای باز مثل پارک‌ها و میدان‌ها می‌توانند بر روی کاهش میزان جذب انرژی گرمایی تأثیرگذار باشند. علاوه بر این می‌توانیم یک‌سری کریدورهای فضای سبز ایجاد کنیم که با درختان پوشانده شده. یا خیابان‌ها را طوری طراحی کنیم که به شکل کانال جریان هوا عمل کنند و بتوانند آلودگی و جزایر گرمایی را خارج کنند و به لایه‌های بالایی جو انتقال دهند. راه‌حل دیگر هم که قبلاً گفتیم استفاده از مصالح مناسب است. استفاده از مصالحی مانند آسفالت، بتن و سنگ‌های تیره باعث تشدید گرما در شهرها می‌شود. همچنین فاصله ساختمان‌ها از یکدیگر، ارتفاع آن‌ها و عرض خیابان‌ها باید استاندارد باشد. اگر این مسائل رعایت نشود، گنبد هوای گرم ایجاد می‌شود، اینورژن تشدید می‌شود و آلودگی افزایش می‌یابد. این مسائل جنبه‌های اجتماعی، محیطی و اقتصادی خواهد داشت. البته راه‌حل‌های زیادی برای این حل این مشکلات وجود دارد. اما برای اینکه راه‌حلی ارائه شود، باید شرایط فضاهای شهری بررسی شود تا ببینیم کدام یک می‌تواند مثمرثمر باشد.

آیا نمونه‌های موفقی از شهرهایی وجود دارد که با به‌کارگیری اصول معماری پایدار توانسته‌اند اثرات جزایر گرمایی و اینورژن را کاهش دهند؟ 

 یکی از مثال‌هایی که می‌توانم برای شما بزنم، شهر اشتوتگارت آلمان است. این شهر به دلیل قرارگیری در یک دره، با مشکل آلودگی هوا و اینورژن مواجه بود؛ بنابراین طراحان شهری در اشتوتگارت تصمیم گرفتند که یک‌سری راهروهای بادی ایجاد کنند که شامل فضای باز و سبز هستند تا بتوانند جریان هوای طبیعی را بهتر بکنند و آلودگی و گرمایی که در شهر تجمع پیدا کرده است را کاهش دهند. همچنین از بام‌های سبز هم استفاده کردند که راه‌حلی برای کاهش دمای ساختمان‌ها و افزایش عایق‌بندی بود.

چرا که اشتوتگارت یک شهر صنعتی است که کارخانه‌های اتومبیل زیادی در آن قرار گرفته و ترافیک بسیار بالایی دارد. به همین دلیل، آلودگی هوا در این شهر زیاد بود و مشکل وارونگی هوا نیز در این شهر وجود داشت. بااین‌وجود، با تکنیک‌هایی که گفتم توانستند مشکل آلودگی هوا و اینورژن را در این شهر به طور چشم‌گیری حل کنند. علاوه بر این، در اشتوتگارت مثل بسیاری از شهرهای اروپا شهروندان را تشویق کردند که به‌جای استفاده از خودروهای شخصی از وسایل نقلیه عمومی و دوچرخه استفاده کنند. در شهرهای اروپایی مسیرهای دوچرخه‌سواری زیادی طراحی شده و شهروندان می‌توانند به‌راحتی از دوچرخه استفاده کنند. من نمی‌دانم که این امر در تهران چقدر قابل‌اجرا باشد، اما این هم یکی از راه‌حل‌ها بود که باعث شد تا میزان استفاده از خودروهای شخصی کاهش یابد، ترافیک کم شود و آلودگی هوا هم به طرز قابل‌توجهی کمتر شود. مثال دیگری که می‌توانم بزنم درباره شهر کپنهاگ دانمارک است. مسئولان این شهر اعلام کردند که تا ۲۰۲۵ یعنی امسال، شهر به کربن صفر تبدیل خواهد شد. یعنی کپنهاگ شهری خواهد بود که هیچ آلودگی در آن وجود ندارد، برای تولید برق از منابع انرژی تجدیدپذیر استفاده می‌کند، شهروندان از دوچرخه و وسایل نقلیه عمومی برای جابه‌جایی بهره می‌برند و سیستم‌های شهری پایدار در آن وجود دارد. همه این‌ها موجب شده که کپنهاگ به شهری تبدیل شود که کربن صفر است.

 به نظر شما، کدام اقدامات برای کاهش اثرات جزایر گرمایی و اینورژن در کشورهای درحال‌توسعه مثل ایران کم‌هزینه‌تر و مؤثرتر هستند؟

 یکی از کم‌هزینه‌ترین روش‌ها در کشورهای درحال‌توسعه، کاشت درختان بومی در شهرها است. البته باید درختان بومی انتخاب کرد که نیاز به آب کمتری دارند. اما این روش واقعاً یکی از بهترین روش‌ها است. قبلاً گفتم؛ اما باز هم تکرار می‌کنم که یکی دیگر از روش‌های ارزان، این است که نما و دیوارهای ساختمان‌ها را رنگ روشن بزنید. حتی پشت‌بام‌هایی که آسفالت هستند، می‌توان با رنگ سفید نقاشی کرد. ما پروژه‌ای در قاهره داشتیم که به شکل سکونتگاه‌های غیررسمی بود. می‌خواستیم کمک کنیم تا این ساختمان‌ها گرمای کمتری جذب کنند، درحالی‌که سیستم عایق‌بندی خوبی هم نداشتند. در نهایت به ساکنان آن منطقه یاد دادیم که نمای ساختمان‌ها را روشن‌تر کنند تا جذب انرژی خورشیدی در آن‌ها کمتر شود. وقتی ساختمان‌ها رنگ شد، جذب گرما کاهش یافت و شرایط برای زندگی ساکنان آن ساختمان‌ها راحت‌تر شد. پس استفاده از رنگ روشن در ساختمان‌ها خیلی کار ساده و ارزان‌قیمتی است. حالا منظور من این نیست که همه ساختمان‌ها را رنگ کنیم، اما این راه‌حل مناسبی است. همچنین برای ساختمان‌های موجود می‌توانیم از سیستم‌هایی استفاده کنیم که در نما نصب شود و انرژی تابشی را به‌جای اینکه جذب کند، مستقیماً به بالای فضای شهری هدایت کند. یک روش دیگر کم‌هزینه، بالابردن آگاهی اجتماعی و آموزش شهروندان است برای اینکه مصرف انرژی را کاهش دهند و یا از وسایل نقلیه عمومی استفاده کنند. البته این ممکن است در ایران کار سختی باشد. چون شما اول باید محیط را برای شهروندان آماده کنید و بعد برای استفاده بهتر از منابع به آن‌ها آموزش دهید. در واقع در اروپا و بسیاری از کشورهای دیگر حمل‌ونقل عمومی به‌اندازه‌ای گسترش یافته که شهروندان به‌خوبی می‌توانند از آن‌ها استفاده کنند. اما این شرایط در ایران وجود ندارد. این راه‌حل‌ها درعین‌حال که کم‌هزینه هستند، بسیار مثمرثمر خواهند بود.