تاثیر فرم هندسی ساختمان‌های بلند بر پراکنش ذرات معلق و آلودگی هوا در محیط پیرامون آنها

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان
گروه معماری، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران
چکیده
اهداف: تاثیرات ساختمان­های بلند فارغ از سیمای شهری بر شرایط محیط زیست پیرامون خود از جمله بر حرکت باد در دره‌های شهری مساله‌ای است که نیازمند توجه و بررسی است. چرا که باد از متغیرهای مهم تاثیرگذار بر شرایط آسایش حرارتی عابران و همچنین پراکندگی آلودگی در فضای باز شهری است. هدف از این تحقیق یافتن تاثیرات مثبت چنین ساختمان‌هایی بر کاهش آلودگی محیط اطراف آنهاست.

روش‌ها: در این پژوهش بافت پیرامون میدان امام‌خمینی در شهر تهران به‌عنوان نمونه با استفاده از نرم‌افزار انویمت مورد بررسی قرار گرفته است. ساختمان بلندمرتبه در این بافت ساختمان مخابرات با ۵۰ متر ارتفاع است. لذا علاوه بر ارتفاع واقعی ساختمان و بررسی الگوی سرعت باد در ارتفاع‌های مختلف ساختمان ۵۰متری با فرض این که ساختمان دارای ارتفاع­های مختلف (۱۵، ۲۰، ۲۵، ۳۰، ۳۵، ۴۰، ۴۵ متر) باشد نیز شبیه‌سازی شده و نتایج الگوی توزیع جریان باد مدل‌های مختلف با یکدیگر مقایسه شده است.

یافته‌ها: با بررسی رابطه ارتفاع­ و هندسه این ساختمان با الگوی توزیع جریان و سرعت باد اطراف آن مشخص شد که با تغییر ارتفاع، الگوهای تلاطم هوای اطراف ساختمان تغییر یافته و این امر باعث تغییر الگوی آلودگی هوا می‌شود.

نتیجه‌گیری: این پژوهش نشان‌دهنده تاثیر چشمگیر ارتفاع ساختمان در الگوی وزش باد بافت پیرامون آن و نیز لایه‌های هوای بالاتر و پراکنش آلودگی هوای معابر مجاور است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Get persistent links for your reference list or bibliography.Copy and paste the list, we’ll match with our metadata and return the links.
Members may also deposit reference lists here too.
1- Stathopoulos T. Pedestrian level winds and outdoor human comfort. J Wind Eng Ind Aerodyn. 2006;94(11):769-80. [Link] [DOI:10.1016/j.jweia.2006.06.011]
van Hooff T, and Blocken B. CFD evaluation of natural ventilation of indoor environments by the concentration decay method: CO 2 gas dispersion from a semi-enclosed stadium. Build Environ. 2013;61:1-17. [Link] [DOI:10.1016/j.buildenv.2012.11.021]
Iqbal QMZ, Chan ALS. Pedestrian level wind environment assessment around group of high-rise cross-shaped buildings: Effect of building shape, separation and orientation. Build Environ. 2016;101:45-63. [Link] [DOI:10.1016/j.buildenv.2016.02.015]
Lu C, Deng QH, Liu WW, Huang BL, Shi LZ. Characteristics of ventilation coefficient and its impact on urban air pollution. J Cent South Univ. 2012;19:615-22. [Link] [DOI:10.1007/s11771-012-1047-9]
Mao J, Gao N. The airborne transmission of infection between flats in high-rise residential buildings: a review. Build Environ. 2015;94(Part 2):516-31. [Link] [DOI:10.1016/j.buildenv.2015.09.026]
Zhang Y, Kwok KCS, Liu XP, Niu JL. Characteristics of air pollutant dispersion around a high-rise building. Environ Pollut. 2015;204:280-8. [Link] [DOI:10.1016/j.envpol.2015.05.004]
Di Sabatino S, Solazzo E, Paradisi P, Britter R. A simple model for spatially-averaged wind profiles within and above an urban canopy. Boundary Layer Meteorol. 2008;127:131-51. [Link] [DOI:10.1007/s10546-007-9250-1]
Azizi MM, Motavaseli MM. Strategic revision of urban services context of local management of Iran, emphasizing the urban waste; case study: Mashhad metropolitan. Int J Urban Rural Manag. 2012;10(30):91-112. [Persian] [Link]
Sadrolgharavi TS, Mahdavinejad MJ. The form of residential buildings on local winds: air pollution reduction. Int J Architect Urban Dev. 2018;8(1):53-64. [Link]
Mahdavinejad MJ, Salehnejad H, Moradi N. An ENVI-met simulation study on influence of urban vegetation congestion on pollution dispersion. Asian J Water Environ. Pollut. 2018;15(2):187-94. [Link] [DOI:10.3233/AJW-180031]
Kuo CY, Tzeng CT, Ho MC, Lai CM. Wind tunnel studies of a pedestrian-level wind environment in a street canyon between a high-rise building with a podium and low-level attached houses. Energies. 2015;8(10):10942-57. [Link] [DOI:10.3390/en81010942]
Liu J, Niu J. CFD simulation of the wind environment around an isolated high-rise building: an evaluation of SRANS, LES and DES models. Build Environ. 2016;96:91-106. [Link] [DOI:10.1016/j.buildenv.2015.11.007]
Blocken B, Stathopoulos T, van Beeck JPAJ. Pedestrian-level wind conditions around buildings: Review of wind-tunnel and CFD techniques and their accuracy for wind comfort assessment. Build Environ. 2016;100:50-81. [Link] [DOI:10.1016/j.buildenv.2016.02.004]
Blocken B, Carmeliet J. Pedestrian wind conditions at outdoor platforms in a high-rise apartment building: generic sub-configuration validation, wind comfort assessment and uncertainty issues. Wind Struct. 2008;11(1):51-70. [Link] [DOI:10.12989/was.2008.11.1.051]
Salehi E, Yavari AR, Vakili F, Parivar P. Assessing the impact of urban high-rise building on wind flow performance, case study: Tehran, District 22. J Urban Ecol Res. 2016;7(1):67-80. [Persian] [Link]
Abbaspour M, Behjo A. Air pollution concentration around tall building. J Environ Stud. 2000;26(25):1-10. [Link]
Hamzehnezhad M, Rabani M, Torabi T. Wind's role in human health in Islamic medicine approach and its impact on locating and structure of Iranian traditional cities. Naqsh-e-Jahan. 2015;5(1):43-57. [Persian] [Link]
Azizi MM. Assessment of the physical-spatial effects of tower construction in Tehran's Farmanieh-Kameraniyah Neighborhoods. Honar-ha-ye Ziba. 1999;(4-5):33-46. [Persian] [Link]
Ozmen Y, Baydar E, van Beeck JPAJ. Wind flow over the low-rise building models with gabled roofs having different pitch angles. Build Environ. 2016;95:63-74. [Link] [DOI:10.1016/j.buildenv.2015.09.014]
Zhang Y, Habashi WG, Khurram RA. Predicting wind-induced vibrations of high-rise buildings using unsteady CFD and modal analysis. J Wind Eng Ind Aerodynam. 2015;136:165-79. [Link] [DOI:10.1016/j.jweia.2014.11.008]
Tominaga Y. Flow around a high-rise building using steady and unsteady RANS CFD: Effect of large-scale fluctuations on the velocity statistics. Wind Eng Ind Aerodynam. 2015;142:93-103. [Link] [DOI:10.1016/j.jweia.2015.03.013]
Yu XF, Xie ZN, Zhu JB, Gu M. Interference effects on wind pressure distribution between two high-rise buildings. Wind Eng Ind Aerodynam. 2015;142:188-97. [Link] [DOI:10.1016/j.jweia.2015.04.008]
Blocken B, Stathopoulos T, Carmeliet J. Wind environmental conditions in passages between two long narrow perpendicular buildings. Aerospace Eng. 2008;21(4):280-7. [Link] [DOI:10.1061/(ASCE)0893-1321(2008)21:4(280)]
Hsieh CM, Huang HC. Mitigating urban heat islands: a method to identify potential wind corridor for cooling and ventilation. Comput Environ Urban Syst. 2016;57:130-43. [Link] [DOI:10.1016/j.compenvurbsys.2016.02.005]
Stathopoulos T, Wu H, Bédard C. Wind environment around buildings: a knowledge-based approach. J Wind Eng Ind Aerodynam. 1992;44(1-3):2377-88. [Link] [DOI:10.1016/0167-6105(92)90028-9]
Janssen WD, Blocken B, van Hooff T. Pedestrian wind comfort around buildings: Comparison of wind comfort criteria based on whole-flow field data for a complex case study. Build Environ. 2013;59:547-62. [Link] [DOI:10.1016/j.buildenv.2012.10.012]
To AP, Lam KM. Evaluation of pedestrian-level wind environment around a row of tall buildings using a quartile-level wind speed descripter. Wind Eng Ind Aerodynam. 1995;54-55:527-41. [Link] [DOI:10.1016/0167-6105(94)00069-P]
Wikipedia. Imam Khomeini Square (Tehran) [Internet]. Tehran: Wikipedia; 2009 [cited 219 May 27]. Available from: https://bit.ly/2CyGqbD. [Persian] [Link]
Mahdavinejad MJ, Ghaedi A, Ghasempourabadi M, Ghaedi H. The role of vernacular architecture in design of green sidewalk (case study: Iran, Shushtar). Appl Mech Mater. 2013; 260-261:65-8. [Link] [DOI:10.4028/www.scientific.net/AMM.260-261.65]
Rosheidat A, Bryan H. Optimizing the effect of vegetation for pedestrian thermal comfort and urban heat island mitigation in a hot arid urban environment. In: Proceedings of Fourth National Conference of IBPSA-USA; 2010 11-13 Aug; New York, New York City. [Link]
Maggiotto G, Buccolieri R, Santo MA, Leo LS, Di Sabatino S. Validation of temperature-perturbation and CFD-based modelling for the prediction of the thermal urban environment: The Lecce (IT) case study. Environ Model Software. 2014;60:69-83. [Link] [DOI:10.1016/j.envsoft.2014.06.001]
Paas B, Schneider C. A comparison of model performance between ENVI-met and Austal2000 for particulate matter. Atmospher Environ. 2016;145:392-404. [Link] [DOI:10.1016/j.atmosenv.2016.09.031]
Taleghani M, Kleerekoper L, Tenpierik M, van den Dobbelsteen A. Outdoor thermal comfort within five different urban forms in the Netherlands. Build Environ. 2015;83:65-78. [Link] [DOI:10.1016/j.buildenv.2014.03.014]
Bruse M, Fleer H. Simulating surface-plant-air interactions inside urban environments with a three dimensional numerical model. Environ Model Software. 1998;13(3-4):373-84. [Link] [DOI:10.1016/S1364-8152(98)00042-5]
Wania A, Bruse M, Blond N, Weber C. Analysing the influence of different street vegetation on traffic-induced particle dispersion using microscale simulations. J Environ Manag. 2012;94(1):91-101. [Link] [DOI:10.1016/j.jenvman.2011.06.036]
Yamada T, Mellor G. A simulation of the Wangara atmospheric boundary layer data. J Atmospher Sci. 1975;32(12):2309-29.
https://doi.org/10.1175/1520-0469(1975)0322.0.CO;2 [Link] [DOI:10.1175/1520-0469(1975)0322.0.CO;2]