بررسی قانون نظریه دوم در طراحی پایدار منظر

ترجمه : الهه گودرزی، ناصر قنبری کاهش سوخت های فسیلی و تغییرات اقلیمی گذر به سیستم های انرژی پایدار را ضروری می سازد. کنفرانس محیط و توسعه موریس استرونگ ، دبیر کل اسبق سازمان ملل تأکید کرد که مفهوم کلی اسکان انسان باید مورد بازبینی دوباره قرار گیرد مسائل وسیع تر کاربری زمین و برنامه ریزی شهری . اسکان بشر و منظره ها بخشی از محیط فیزیکی هستند که با قانون ترمودینامیک ها کنترل می شوند. درحالی که قانون اول ترمودینامیک ها ( FLT) تأکید بر حفظ و بقا انرژی دارد ، اما قانون دوم ( SLT) بیان می کند که انرژی و کارمایه ای ( ظرفیت کار ) تلف می شود و آنتروپی ( اختلال ) تولید می شود. نظریه قانون دوم در طی دهه های اخیر به افزایش اثربخشی بقا انرژی و پردازش مؤثر مواد و مصالح کمک کرده است. اکولوژیست های صنعتی که از اکوسیستم های بسیار مؤثر و کارآمد طبیعی الهام می گیرند ، قادر به طراحی چرخه مصالح بسته ایجادشده به وسیله منابع انرژی قابل تجدید بودند. مجموعه ای از پارک های اکو-صنعتی مثل کالوندبورگ ( دانمارک ) ، نشان می دهند که اتلاف انرژی می تواند درزمان تبدیل انرژی و نیز پردازش مصالح کاهش داده شوند. اخیراً رشته های علمی مختلف توجه زیادی به SLT کرده اند. مهندسی ساختمان، معماری، و برنامه ریزی شهری از نظریه قانون دوم استقبال کرده اند و ابزاری را برای کاهش مصرف انرژی در محیط ساختمانی شناسایی کرده اند. بهینه سازی انرژی زایی پروسه های ترمودینامیکی ، نیروگاه ها و ساختمان های مسکونی با موفقیت محقق شده اند و همسایگان کم انرژی در حال بررسی می باشند. قانون دوم علی رغم این پیشرفت ها در رشته های چون برنامه ریزی فضایی و طراحی منظره به خوبی درک نمی شود. این بسیار مشکل ساز است زیرا مفاهیم انرژی زایی و آنتروپی برای توسعه پایدار ، هدف معمول طراحی معاصر محیطی ضروری می باشد. مسئله اصلی این است که آیا نظریه قانون دوم می تواند برنامه ریزی و طراحی منظرهای پایدار را توسعه دهد یا آیا می تواند طراحی و برنامه ریزی فضایی می تواند به کاهش تخریب انرژی زایی در محیط ساخت وساز کمک کند. مفهوم انرژی برای ما به علت اینکه یک مفهوم شهودی و شمی است بسیار آشنا می باشد ، اما ما در تعریف دقیق آن دچار مشکل هستیم. به منظور بهبود مؤثر سیستم های انرژی نمی توان تحقیقات را به کیفیت منابع انرژی محدود کرد ، بلکه وجود و احتیاجات چاهک انرژی مهم هستند.زیر ساختار انرژی نیز برای بهینه سازی مهم است . منابع آب گرم نزدیک سیستم گرمایش منطقه ای دارای ظرفیت کار بیشتری از موقعیت فاقد زیر ساختار انرژی است . ادواری و دوره ای ویژگی و جنبه مهم نظریه قانون دوم است. آ ب گرم در فصل زمستان انرژی بیشتری از فصل تابستان دارد . ذخیره سازی فصلی انرژی گرما و سرما می تواند ظرفیت کار را افزایش دهد. پتانسیل انرژی جهت انجام کار وابسته به موارد ذیل است : منبع محیط سیستم چاهک انرژی زیر ساختار انرژی ادواری و دوره ای تخریب انرژی زا در اکوسیستم های انسان کورنیلسن ( 199) به علت حذف مقدار زیادی از کارمایه دهی یا انرژی زایی در طی احتراق تجدید نشدنی ها اعلام کرد که اتلاف انرژی باید به منظور دستیابی به توسعه پایدار کمینه شود. حال باید چگونگی تفاوت اتلاف انرژی را بین منابع انرژی تجدید شدنی و تجدید نشدنی درک کنیم . بعلاوه، ما در این بخش باید روش برآورد اتلاف انرژی را در سیستم های منطقه ای بررسی می کنیم پرسشی که برای برنامه ریزی مصرف سوخت های فسیلی منبع اصلی اتلاف انرژی تصور می شوند. این ناشی از این مسئله است که سوخت های فسیلی حامل های انرژی بالا درجه هستند . انسان در طی دو قرن گذشته مصرف منابعی را مدیریت کرده است که در طی هزار میلیون سال جمع آوری شده اند و مقادیر زیادی از آنتروپی _ آنتروپی به شکل گرما و برون ریزی های گاز گلخانه ای ( GHG) در محیط آزاد می شوند. غیر از اتلاف انرژی موجود در سوخت های فسیلی ، مقدار زیادی انرژی برای تولید سوخت های فسیلی استفاده شد. اگرچه مسئله مقدار انرژی سرمایه گذاری در تولید سوخت های فسیلی فضا انرژی آگاه و طراحی منظره مهم است. منابع تجدید نشدنی کیفیت انرژی می تواند عملیات درجه انرژی بیان شود. درجه انرژی به صورت نسبت انرژی زایی به انرژی تعریف می شود. درجه انرژی الکتریسیته ، پر کیفیت ترین حامل انرژی 1.0 است . سوخت های فسیلی معمولاٌ منبع انرژی درجه بالا تصور می شود. مثلاً، درجه انرژی گاز طبیعی 0.913 است. در مقابل ، بسیاری از تجدیدشونده ها حامل انرژی درجه پایین تصور می شوند. مثلاٌ ، درجه انرژی آب گرم منبع ژئو گرمایی 0.00921 است. هرچند این مسئله بسیار بحث انگیز است ، اما سیوبا و یولگاتی ( 2005) مثال و نمونه زیر را ارائه دادند. اگر فتوسنتز را با اثربخشی 0.1% تصور کنیم ، آنگاه حدود 1000 ژول انرژی خورشیدی برای 1 ژول توده زیستی موردنیاز می شود. برای تولید1 ژول نفت خام ، که توده زیستی تبدیل شده با اثربخشی کم در طی چند میلیون سال است ، حدود 54.000 ژول انرژی خورشیدی موردنیاز می شود. آنچه از این مثال فرامی گیریم این است که چرخه عمر سوخت های فسیلی با استخراج آن ها شروع نمی شود، آن ها مقادیر زیادی از انرژی خورشیدی را در سرتاسر سنتز خود کسب می کنند. منابع انرژی تجدید شدنی انرژی تجدید شدنی انرژی منابع دارای دسترسی پذیری نامتناهی ( مثل خورشید ) یا از منابعی است که می توانند دوباره تولید شوند ( مثل توده زیستی ) . شرط منبع تجدید شدنی این است که مقدار مصرف از مقدار پرشدگی تجاوز نکند. علاوه بر بحث مداوم کیفیت انرژی تجدید شدنی ها ، مسئله دیگر این است که آیا کاربرد و استفاده از تجدید شدنی ها منجر به افزایش یا کاهش آنتروپی می شود ؟. کونلی و کوشلند ( 2001) اعلام کردند که آنتروپی صرف نظر از استفاده یا عدم استفاده از منبع تجدید شدنی تولید خواهد شد. این ناشی از تولید ، ساخت و عملیات دستگاه های فنی مثل پیل های PVC و توربین های بادی است . البته ساخت و نگهداری نیروگاه های مرسوم نیز منجر به ایجاد آنتروپی می شود. مع هذا، تفاوت مهم تری بین سوخت های فسیلی و تجدید شدنی ها وجود دارد : منبع تجدید شدنی ها متناسب با مقادیر غیر مناسب فضایی است و درنتیجه فشار کاربری زمین را افزایش می دهد. نتیجه می گیریم که اثربخشی جریان انرژی باید به منظور بهینه سازی تولید آنتروپی و کاهش فشار کاربری زمین افزایش داده شود.