مبلمان شهری هوشمند:

چکیده: مبلمان خیابانی هوشمند شهری یک واقعیت رو به رشد با چندین است ایستگاه های هوشمند اتوبوس،الاچيق،سايبان،كانكس، درختان خورشیدی، نیمکت  خورشیدی فقط نمونه هایی از اشیاء موجود امروز هستند. برخی از فرصت های ارائه شده توسط مبلمان خیابانی شهری هوشمند، اسکله های قابل شارژ خود را برای گوشی های هوشمند یا سایر دستگاه ها، صفحه نمایش های اطلاعاتی، نورپردازی عمومی، Wi-Fi رایگان، ایستگاه های قابل شارژ برای وسایل نقلیه الکتریکی دارند.

آنها می توانند برای جمع آوری داده های بزرگ، ارائه فرصت های زندگی روزمره ما، همچنین پس از پاندمی Covid-19 استفاده شوند. هدف از این تحقیق، ارائه طبقه بندی مهمترین مبلمان خیابانی خورشیدی شهری، برای درک استراتژی های اتخاذ شده در مطالعات موردی و درک مشکلات اصلی مربوط به تصویب این دستگاه ها و آنچه که تحقیقات آینده باید تمرکز کند، درک کند.

این روش شامل مجموعه ای از مطالعات موردی بین المللی در زمینه های مهم شهری برای جمع آوری اطلاعات به عنوان: ادغام معماری، حساسیت زمینه، دید سیستم. نتایج اولیه نشان می دهد که محدودیت های بالقوه کاربرد این فن آوری ها مورفولوژی شهری و عدم طراحی برخی از راه حل ها است. این مطالعه می تواند مفید باشد برای درک استفاده بالقوه این محصولات در قلمرو ما مفید باشد.

کلمات کلیدی: مبلمان شهری هوشمند ، مبلمان خیابانی هوشمند؛ شهر هوشمند؛ فتوولتائیک؛ طراحی پایدار 1. مبلمان هوشمند و خورشیدی شهری استفاده از ساخت فتوولتائیک یکپارچه (BIPV) در عناصر شهری، یک واقعیت است. نمونه های بسیاری از تکنولوژی PV نیز در مبلمان شهری یا وسایل نقلیه قرار دارد که توسط سازگاری ماژول های BIPV به نیازهای کاربر نهایی در مورد شفافیت، رنگ یا درمان های شیشه ای افزایش یافته است (Rico et al.، 2019). یک تحقیق به تازگی منتشر شده نشان داد افزایش معنیداری در فعالیت های ثبت اختراع در سراسر جهان برای مبلمان هوشمند. تعداد اختراعات از کمتر از 5 در سال 2009 به بیش از 50 سال در سال 2018 افزایش یافت (Krejcar et al.، 2019). این تحقیق بر شناسایی یک تعریف منحصر به فرد برای اصطلاح مبلمان هوشمند بر اساس ادبیات و تجزیه و تحلیل ثبت اختراع متمرکز شده است.

پایگاه های داده مورد بررسی شامل Scopus، وب علم، و IEEE Xplore و Espacent برای اختراعات بود. دوره انتخابی بین سال های 1998 تا 2017 بود. نتایج نشان داد که مبلمان هوشمند باید به عنوان “مبلمان طراحی شده، شبکه ای که مجهز به یک سیستم هوشمند است یا کنترل کننده با آینده قابل تصور کاربر است: تفکر طراحی و روش علمی. 54 کنفرانس بین المللی انجمن علوم معماری 2020، علی غفریانحسنی، و همکاران (EDS)، صص 966-975. © 2020 و توسط انجمن علوم معماری (Anzasca) منتشر شده است. داده های برتر Alessandro و منابع انرژی “(Krejcar et al.، 2019). بنابراین، مبلمان هوشمند باید با سنسورها و محرک ها بتواند با نیازهای کاربران سازگار شود. این تحقیق بر روی مبلمان “هوشمند” شهری خورشیدی متمرکز شده است، بنابراین بر روی مبلمان شهری، تکنولوژی های خورشیدی را اجرا می کند. علاقه رو به رشد این موضوع نشان داده شده توسط تعدادی از پروژه ها و برنامه های کاربردی واقعی است. در میان آنها، ابتکار ژنراتور زمین، یک رقابت طراحی در سال 2019، شرکت کنندگان را از سراسر جهان جمع آوری کرد تا آثار هنری تولید انرژی تجدیدپذیر را برای شهرستان مرجان امارات متحده عربی در ابوظبی ایجاد کند. این کتاب از جمله پیشنهادات مهم طراحی شامل بیش از 70 پروژه است که نشان دهنده فرصت های زیبایی شناختی زیرساخت های انرژی تجدیدپذیر است. این پروژه ها فضاهای تفریحی و تفکر را شامل می شود، نشان دهنده امکانات زندگی خوب در آینده پس از کربن (Monoian & Ferry، 2020).

همانطور که شناخته شده است، انواع مختلفی از مبلمان خورشیدی خورشیدی وجود دارد. علاوه بر این، ما باید در نظر بگیریم که ممکن است دستگاه های متصل به خود را به خود اختصاص دهیم. مبلمان هوشمند شهری خودروی خود می تواند به شهرهای و جوامع کمک کند تا جذابیت فضاهای عمومی را با ارائه خدمات عمومی، اطلاعات و اتصال به دست آورد، در حالی که در عین حال مجموعه داده های ارزشمند برای بهینه سازی فرآیندها و کاهش هزینه ها را قادر می سازد (Müller، 2017). چند نمونه از راه حل های مبلمان خیابانی هوشمند می تواند در سراسر جهان پیدا شود. اهداف مبلمان خیابانی هوشمند، زندگی را برای شهروندان و بازدید کنندگان آسان تر می کنند تا مدیریت زیرساخت های عمومی را بهینه سازی کنند تا ارتباطات مانند Wi-Fi آزاد و غیره را فراهم کنند. نشانه های دیجیتال و صفحه نمایش می تواند اطلاعات را به شهروندان و کاربران در دسترس بودن حمل و نقل عمومی یا تراکم ترافیک ارائه دهد؛ نیمکت های هوشمند را می توان به عنوان اسکله های قابل شارژ برای گوشی های هوشمند استفاده کرد.

ایستگاه های اتوبوس می توانند سیگنال Wi-Fi محلی را گسترش دهند. با توجه به وضعیت کنونی هنر توسعه مبلمان خورشیدی هوشمند خورشیدی و استفاده از آنها، به نظر می رسد لازم است طبقه بندی اشیاء مختلفی را که ممکن است در سطح جهانی برخورد کنیم، ارائه دهیم، در حالی که برخی از نمونه های عملی را ارائه می دهیم. هدف از این تحقیق، بازتاب کاربرد بالقوه در مناطق اقیانوس آرام و به ویژه در اوکلند، نیوزیلند است. 2. طبقه بندی مبلمان خورشیدی شهری بررسی ادبیات بر روی کتاب ها، مقالات مجله، مقالات کنفرانس و وب سایت های جمع آوری پروژه ها و نمونه های ساخته شده از مبلمان خورشیدی شهری انجام شده است. بیش از 80 نمونه یافته شده است، منجر به طبقه بندی اولیه انواع مختلفی از مبلمان شهری می شود که می توانند با فن آوری های خورشیدی و هوشمند طراحی و یکپارچه شوند. مبلمان خورشیدی شهری که شناسایی شده اند عبارتند از:  Canopies  Pergolas Carperty  ایستگاه اتوبوس  نیمکت  درختان خورشیدی  روشنایی خیابان  اشیاء آزمایشی 967 968 هوشمند خورشیدی مبلمان شهری: طراحی، کاربرد، محدودیت ها و پتانسیل هر مطالعه موردی که در زیر شرح داده شده است، نشان دهنده یکی از انواع مختلفی از مبلمان خورشیدی خورشیدی است که در بالا ذکر شده است.

سایبان یک نمونه معمولی از سایبان خورشیدی، پروژه ایستگاه ایستگاه اتحادیه شهر در سانفرانسیسکو، ایالات متحده آمریکا است. سیستم ایستگاه به اصطلاح بارت بیش از 320،000 مسافر را روزانه حمل می کند و آن را در موقعیت پنجم زیرساخت های مورد استفاده در ایالات متحده قرار می دهد. با توجه به ترافیک سنگین و مصرف انرژی عظیم، تصمیم گرفته شده است که سایبان موجود شامل 800 ماژول شیشه ای فتوولتائیک سیلیکون کریستالی شود. این یک نصب و راه اندازی بزرگ از ماژول های PV بر روی ساختار سقف فلزی “V” است. پانل ها از افرادی که در زیر ساختار راه می روند قابل مشاهده هستند و الگوی آنها نیز به سایه زنی خورشیدی منطقه کمک می کند. آنها بر روی پانل های شیشه ای نصب شده اند. چارچوب این نصب ممکن است از حساسیت کم در نظر گرفته شود، زیرا این یک زیرساخت مدنی است. ادغام معماری توسط این واقعیت ارائه شده است که پانل ها سقف ساختار را تشکیل می دهند. یکی دیگر از کاناپهای معروف فتوولتائیک یکی از لودر زغال سنگ سیدنی شمالی است که بخشی از یک پروژه بزرگ بازسازی شهری است. در این مورد، ساختار فلزی سایبان خطی است (قوس مربع). پانل های PV تنها بر روی بخش کوچکی از سایبان توزیع می شوند و تقریبا مسطح هستند (غیر کج). دید پانل ها بالا است، اما آنها سقف ساختار را تشکیل می دهند. از آنجا که پانل ها در کل ساختار توزیع نمی شوند، آنها درک ساختار نور فلزی را تغییر نمی دهند، بنابراین منجر به یکپارچگی معماری متعادل می شود. 2.2. Pergolas به خوبی شناخته شده است که سیستم های فتوولتائیک را می توان در بالای پرگلاس نصب کرد. در اروپا، شاید بهترین مثال شناخته شده، پرگلا عظیمی است که در سال 2004 برگزار شد. این بزرگترین کارخانه فتوولتائیک شهری در اروپا در سال 2004 بود (Frolova et al.، 2015). این یکی دیگر از نصب های بزرگ شهری است که بر روی یک ساختار متمرکز شده است. تاثیر بصری ساختار بالا است زیرا در مقابل دریا نصب شده است (). با این حال، کل منطقه یک پارک شهری پوشیده شده در بتن است و احاطه شده توسط ساختمان های معاصر. در چنین زمینه ای، ساختار بزرگ تنها یکی از زیرساخت های موجود است و با متن یکپارچه شده است. ساختار کوچکتر مانند کیوسک ها می تواند به عنوان مبلمان شهری شهری ایجاد شود و همچنین شبکه ای از گره های شهری دیجیتالی را ایجاد می کند که ارتباطات شهروندان شهروند و تعامل را تسهیل می کنند. 2.3. Carports در میان پروژه های مختلف و نمونه های اولیه طراحی شده و ساخته شده در چند سال گذشته، یک مثال از یک Carport می تواند غرفه تنش خالص Volvo باشد. این یک غرفه کششی بود که در پانل های خورشیدی پوشیده شده بود که می توانست برای شارژ یک ماشین الکتریکی مورد استفاده قرار گیرد و سپس در بوته آن قرار گیرد. این طرح توسط طراحی سنتز + معماری با مهندسین بوروپولبول برای نام تجاری خودرو ولوو طراحی شده بود تا خودرو Hybrid V60 خود را در طول یک تور تبلیغاتی ایتالیا در سال 2013 نمایش دهد. سطح پارچه ساخته شده از یک غشای پلی استر پلی استر کپسوله شده وینیل با توجه به شرایط خارجی، یک کنترل کننده انتقال قدرت به طور خودکار پانل ها را جمع آوری حداقل انرژی برای اطمینان از حداکثر تولید برق، هر چه مکان غرفه. قدرت تولید شده توسط پانل ها از طریق سیم کشی به صورت یکپارچه به یک پارچه پارچه به یک باتری قابل حمل برای شارژ ماشین تغذیه می شود. در شرایط بهینه خورشید، سیستم ها تولید 450 وات از قدرت را تولید کردند که توانستند حدود 12 ساعت باتری خودرویی را به طور کامل تخلیه کنند. این یکنصب کننده موقت (قابل جابجایی) Alessandro بود که در آن سلول های خورشیدی نازک فیلم در یک غشاء یکپارچه شدند. دید از سلول ها بسیار زیاد بود زیرا آنها تقریبا تمام سطح Carport را پوشش دادند. با این حال، سلول های خورشیدی سفارشی با توجه به شکل مایع جسم طراحی شده اند. حساسیت زمینه با توجه به محل نصب متغیر بود. به هر حال، فرم خاص (و قابل حذف بودن) غرفه برای زمینه های مختلف، حتی برای تاسیسات موقت در مراکز تاریخی مناسب بود. 2.4. اتوبوس متوقف می شود نمونه ای از پروژه های اتوبوس هوشمند متوقف می شود و نمونه های اولیه است. توقف های اتوبوس خورشیدی می تواند برای انتقال اطلاعات مانند تبلیغات، اطلاعات مربوط به حمل و نقل عمومی، بلکه اطلاعات توریستی، هشدارهای آب و هوا، دسترسی به ایمیل و موارد دیگر استفاده شود. یک ایستگاه اتوبوس مشابه توسط محققان در آزمایشگاه حساس شهر فناوری ماساچوست، توسعه یافته است. Eyestop یک پروژه برای ایستگاه اتوبوس تعاملی است که برای شهر فلورانس، ایتالیا طراحی شده است. پروژه Eyestop توسط نور خورشید طراحی شده و می تواند آلودگی هوا و تغییرات آب و هوایی را تشخیص دهد. ایستگاه اتوبوس با نقشه های هوشمند و صفحه نمایش لمسی ادغام شده است. کاربران فقط باید بر روی ایستگاه ای که می خواهند بروند ضربه بزنند و صفحه نمایش به طور خودکار آنها را نشان می دهد که مسیر آنها می توانند دنبال کنند. صفحه نمایش اطلاعات زمان واقعی را نشان می دهد که هدف آن حفظ کاربران تا به امروز در مورد هر گونه موانع ممکن است (Willemijn، 2014). ایستگاه اتوبوس به عنوان یک قطعه شیشه ای منحنی طراحی شده است که در آن تمام فن آوری ها یکپارچه شده اند. این شی به عنوان یک قطعه طراحی صنعتی درک شده است. استفاده از شیشه و شفافیت ساختار برای سازگاری با زمینه حساس تاریخی مانند فلورانس انتخاب شد. 2.5. نیمکت ها در چند سال گذشته چندین راه اندازی شروع به ارائه مبلمان جدید شهری جدید کردند. آنها تکنولوژی IoT را برای ایجاد مبلمان کوچک شهری قادر به ارائه خدمات مختلفی کردند. بعضی از نمونه ها، راه اندازی ایالات متحده و MIT SPIN-OFF “تغییر محیط زیست” که Soofa Bench و Soofa Sign، (Müller، 2017) تولید کرد. صدها نفر از این نیمکت های Soofa در اواسط سال 2017 در 65 شهر مختلف در ایالات متحده و کانادا نصب شده اند. این نیمکت های ساده ساخته شده از فولاد و چوب با یک پنل خورشیدی نصب شده در وسط است. پانل خورشیدی، در این مورد، بخشی از نیمکت نیست، زیرا مردم نمی توانند در بالای آن نشسته باشند. طراحی کاربردی است اما پایه و دید از پانل PV به دلیل موقعیت آن بالا است. یکپارچه سازی معماری پانل نیز کم است زیرا پانل فقط در بالای نیمکت قرار می گیرد. نصب و راه اندازی مبلمان خورشیدی خورشیدی جدید در محوطه کوز در عربستان سعودی در سال 2020 تکمیل شده است. این یک صندلی در فضای باز دایره ای است که از فن آوری های خورشیدی انعطاف پذیر، سبک وزن و شفاف توسعه یافته توسط مرکز خورشیدی دانشگاه و فناوری پادشاه عبدالله (Kaust) مرکز خورشیدی است صندلی به عنوان یک شی دایره ای شکل می گیرد که در آن پانل های PV بر روی سطوح منحنی خارجی قرار می گیرند. این ماژول ها توسط فتوولتائیک های آلی (OPV) تشکیل شده اند و نیمه شفاف هستند. با توجه به شکل آن، جسم در یک زمینه شهری بسیار قابل مشاهده است. با این حال، ادغام PVS با شکل نیمکت از طریق انعطاف پذیری سلول های پذیرفته شده که همچنین به طراحی ادغام می شود، به دست می آید. 2.6. آزمایشات درختان خورشیدی و نمونه های اولیه ساختارهای درختی در سال های گذشته بسیار محبوب شده اند. هدف این است که از حداقل زمین برای تولید حداکثر انرژی خورشیدی استفاده کنید. در درختان خورشیدی، پانل های خورشیدی در امتداد شاخه های یک ساختار درختی مرتب شده اند. هر گره فقط باید یک پنل خورشیدی داشته باشد (به عنوان مثال در یک آرایش فیلیپلکلی فلفل). هدف این است که پانل ها از سایه ها از یکدیگر جلوگیری می کنند و هر پانل 969 970 هوشمند خورشیدی خورشیدی: طراحی، کاربرد، محدودیت ها و پتانسیل ها سهم خوبی از انرژی خورشیدی را به دست می آورند. در برخی از ترتیبات، شاخه ها و پانل های خورشیدی از الگوی فیبوناچی پیروی می کنند (Gangwar et al.، 2019). این پیکربندی اجازه می دهد تا پانل ها برای دریافت انرژی خورشیدی در جهت های مختلف، به این ترتیب استفاده از نور خورشید در طول روز. به این ترتیب، یک درخت خورشیدی کارآمدتر می شود و همچنین نیاز به زمین نصب آن در مقایسه با نصب پانل های معمولی کاهش می یابد (Gangwar et al.، 2019). یک درخت خورشیدی معروف در سال 2007 توسط راس Lovegrove طراحی شده است. یک نمونه در Piazza Gae Aulatedi، در میلان، ایتالیا (شکل 1) نصب شد. درختان خورشیدی اغلب با دید بالا از پانل ها مشخص می شوند که معمولا برای تولید انرژی خورشیدی به طورکلی بهینه شده اند. دستاورد این پروژه، شکل “برگ” است که فقط پانل های استاندارد PV را نگه می دارند، بلکه سفارشی طراحی شده با توجه به طراحی کلی حمل و نقل عمومی است. 2.7. روشنایی خیابانی نوع دیگری از مبلمان شهری که در آن فن آوری های خورشیدی می تواند گنجانیده شود، روشنایی خیابانی است. یک نمونه اولیه از نورپردازی PV در تابستان 2006 در باغ Enea (آژانس ملی ملی فناوری های جدید، انرژی و محیط زیست) مرکز تحقیقاتی در Portici، ایتالیا ساخته شد. نمونه اولیه به نام Stapelia به عنوان گل گرمسیری همجنسگرا نامیده شد. هندسه این نورپردازی PV بر اساس یک پنتاگون بود و ایده اصلی این بود که یک یا چند عنصر را می توان نصب کرد که در آن یک منبع برق مورد نیاز است (Scognamiglio et al.، 2007). این نوع روشنایی خیابانی با معماری یکپارچه سازی PV به نظر نمی رسد بسیار رایج باشد. امروز محصولات روشنایی خورشیدی خورشیدی در همه جا در دسترس هستند. روشنایی خیابان PV در خیابان های مهم در بسیاری از کشورهای اروپایی نصب شده و محصولات مشابه نیز در نیوزیلند فروخته می شود. آنها اشیاء بسیار قابل مشاهده هستند. با این حال، این محصولات نیاز به طراحی زیادی دارند و تاثیر بصری آنها هنوز به اندازه کافی بهینه نشده است 2.8. آزمایشات آزمایشی آزمایش همیشه بسیار مهم است که راه حل نوآورانه را پیدا کنید، به ویژه در مقیاس شهری که در آن مشکالت بیش از حد ممکن است بوجود آید. جوزف کوری، طراح Geotectura Studio با کمک مهندس هوا فضا پینی Gurfil، بالن های شناور خورشیدی (Sunhopes) را قادر می سازد که انرژی را از خورشید حتی در مناطقی که تراکم بالایی قرار می دهند، جذب کند این تکنولوژی همچنین می تواند در مناطق بیابانی، در جزایر یا در جنگل ها قرار گیرد. علاوه بر این، مونتاژ سریع و آسان این دستگاه آن را برای شرایط اضطراری مناسب می سازد. Sunhopes شامل یک کنترل پنل، یک کابل عرضه برای هلیوم، کابل برق و یک فلاسک پر از هلیوم است. دومی نیز با یک پارچه پوشیده شده با فیلم نازک، ضد آب، ضد آب، الاستیک و مقاوم در برابر سلول های خورشیدی فتوولتائیک پوشیده شده است. پوشش PV با استفاده از یک ماده خاص ساخته شده از نانوذرات دی اکسید دی اکسید تیتانیوم نیمه هادی ساخته شده است که با سولفید کادمیوم یا سولنید کادمیوم پوشش داده شده است. در نهایت، این سیستم عامل های مدولار به زمین با یک سیستم کابل متصل می شوند که به بالن ها اجازه می دهند که با گاز عرضه شوند و در عین حال برای انتقال انرژی به زمین (Chino 2018). اگر چه اشیاء بسیار قابل مشاهده هستند، این طرح های ویژه ای هستند که ممکن است به دلیل فرم جداگانه آنها به راحتی در زمینه های مختلف یکپارچه شوند (شکل 1). 3. اهداف، پتانسیل ها و محدودیت های مبلمان خورشیدی خورشیدی هوشمند چرا باید شهرهای و جوامع ما “هوشمند” مبلمان خورشیدی شهری را در نظر بگیرند؟ مزایای اغلب توسط متخصصان در شهر های هوشمند کسب و کار (Müller، 2017): • اسکله شارژر خورشیدی رایگان برای گوشی های هوشمند و سایر دستگاه های قابل حمل؛ • اتصال Wi-Fi رایگان؛ • اطلاعات تحویل شده از طریق صفحه نمایش و ابزارهای تعاملی؛ • آموزش در انرژی های تجدید پذیر؛ • صرفه جویی در انرژی مصرف شده توسط مبلمان خیابانی الکتریکی (عمومی)؛ • صرفه جویی در مصرف انرژی توسط خانوارها و شرکت ها (خصوصی)؛ • جمع آوری داده های بزرگ برای بهبود خدمات عمومی (به عنوان مثال ترافیک عابر پیاده، استفاده از امکانات عمومی، مقایسه مکان های مختلف؛ داده های هواشناسی)؛ • تبلیغات لازم به ذکر است که مبلمان هوشمند همچنان خدمات خود را نیز در طول دوره های قفل شدن ادامه می دهد، همانطور که در طول پاندمی Covid-19 اتفاق افتاد. از این رو، اگر به شبکه متصل شود، آنها می توانند برق را برای اهداف دیگر تولید کنند. 3.1. جنبه های انتقادی یک مشکل است که معمولا توسط مطبوعات و افرادی که از این فناوری ها تردید دارند، امکان سرقت پانل های خورشیدی است. اگر چه این یک مشکل واقعی (Feek، 2017)، در طول سال ها برای کاهش این خطر (Cabanillas Saldana، 2012) مورد مطالعه قرار گرفته است. علاوه بر این، ادغام در پانل های شیشه ای یا سایر مواد جاسازی شده در مبلمان می تواند این موضوع را کاهش دهد. خرابکاری ممکن است موضوع دیگری باشد، اما آموزش و پرورش ممکن است در کاهش این پدیده کمک کند. یکی از مسائل اصلی هنگام برخورد با فتوولتائیک، تاثیر بصری این فن آوری ها در ساختمان ها و محیط زیست است. همیشه مهم است که نقش استراتژیک طراحی معماری برای ادغام بصری فتوولتائیک را از بین ببریم و این را می توان تنها با طراحی سفارشی و دستورالعمل های پس از شوراها به دست آورد (Munari Probst & Roecker، 2012). اگر چه بسیاری از 971 972 مبلمان هوشمند خورشیدی خورشیدی: طراحی، کاربرد، محدودیت ها، محدودیت ها و توانایی های پتانسیل های موجود دربخش 2 این مقاله نشان دهنده سطح بالایی از ادغام معماری فناوری های هوشمند، برخی از محصولات تجاری (چراغ های خیابانی، چراغ های خیابانی، نیمکت های خورشیدی) نشان دهنده کمبود طراحی و این به این معنی است که برای معماران و طراح اتاق برای بهبود کیفیت این اشیا وجود دارد. تغییرات در توزیع انرژی خورشیدی در طول سال و نیازهای فضا برای نصب و راه اندازی های خورشیدی PV، چالش هایی را برای گسترش گسترده گسترش سیستم های خورشیدی PV (Dey et al.، 2018). در واقع، سومین جنبه انتقادی موقعیت مبلمان در زمینه شهری است. مدل های شهر 3D ترکیبی از تسمه های زمین، ساختمان ها، مبلمان شهر (و احتمالا پوشش گیاهی) به طور فزاینده ای برای شبیه سازی تابش خورشید بر روی سطوح ساخته شده، و بنابراین تولید انرژی خورشیدی استفاده می شود. برای پروژه های جدید شهری ساخته شده در مناطق شهری متراکم، ضروری است که ساختمان های اطراف موجود و سایه های خارجی و بازتاب های خارجی را در نظر بگیریم. مدل های شهر 3D برای افزایش تعداد شهرهای (به ویژه CityGML استاندارد باز) در دسترس هستند. بر اساس مدل 3D شهرستان های جدید توسعه شهری و محیط های موجود، ابزار شبیه سازی خورشیدی برای مدل سازی 3D می تواند در طراحی فرم مبلمان بهینه سازی استفاده از انرژی خورشیدی (Lundgren et al.، 2018) و همچنین موقعیت مبلمان خورشیدی شهری در زمینه شهری برای جلوگیری از طبق گفته لوباکارو (2019) یک رویکرد صحیح به طراحی گیاهان خورشیدی در زمینه شهری، یک پروتکل است که دیدگاه معماری، حساسیت و کیفیت نصب خورشیدی را ارزیابی می کند. “کیفیت ادغام معماری” ارزیابی کیفیت ادغام سیستم های خورشیدی است. با توجه به این ارزیابی، به منظور درک سیستم به عنوان یکپارچه، باید به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از معماری یا حل و فصل شهری طراحی شود. هندسه، مادییت و مدولار ارزیابی می شود. “موضوع بحرانی شهری” بررسی می کند که چگونه الزامات کیفیت برای ادغام معماری به وضعیت محلی، به ویژه حساسیت منطقه شهری و دید مبلمان اقتباس شده است. “حساسیت محتوا” ارزش اجتماعی و فرهنگی منطقه شهری است که در آن مبلمان شهری قرار دارد. مراکز تاریخی به طور کلی به عنوان مناطق حساس به سطح بالا رتبه بندی می شوند، در حالی که مناطق صنعتی و یا حومه های کم کیفیت به عنوان حساس به سطح پایین رتبه بندی می شوند. “دید سیستم”، درک سیستم های خورشیدی را از فضاهای عمومی ارزیابی می کند. این را می توان به عنوان “دید نزدیک” از دیدگاه شهری، یا “دید از راه دور” از یک نقطه مشاهده دور (Lobaccaro و همکاران، 2019) تعریف کرد. یک نظرسنجی اولیه از پروژه های انتخاب شده و نمونه های ساخته شده پس از سه معیار فوق ذکر شده است: “ادغام معماری”، “حساسیت زمینه” و “دید سیستم”. شکل 2 نتایج این تحقیق اولیه را نشان می دهد. واضح است که سایبان ها و پرگلاس اکثریت مطالعات موردی را تشکیل می دهند. در محور عمودی تعداد اشیاء شناسایی شده برای هر نوع مبلمان خورشیدی شهری است. به طور کلی، برای هر دو دسته به نظر می رسد سطح بالایی از ادغام معماری در طراحی است. آنها هر دو در زمینه ها با میانگین به سطح پایین حساسیت نصب شده اند، بنابراین عمدتا در حومه، مناطق صنعتی یا مراکز مدرن شهرستان است. دیدگاه منظومه شمسی به نظر می رسد به طور متوسط به پایین، برجسته کردن یک بار دیگر سطح بالایی از ادغام معماری. به نظر می رسد مبلمان وجود دارد که نیاز به توجه بیشتر در طراحی، مانند روشنایی خیابان و درختان خورشیدی که سطح بالایی از دید سیستم را نشان می دهد.

برنامه های کاربردی ممکن در اوکلند نشان داده شده است که از طریق فناوری‌های هوشمند، حومه اوکلند می‌تواند به تامین‌کننده انرژی نه تنها برای نیازهای حمل‌ونقل خود، بلکه برای کل شهر نیز تبدیل شود (بیرد، 2012).  پتانسیل خورشیدی پشت بام اوکلند نیز توسط تحقیقات انجام شده توسط مرکز انرژی دانشکده تجارت دانشگاه اوکلند، شورای اوکلند و مرکز تحقیقات الکترونیکی (Suomalainen et al., 2017) نشان داده شده است.  پس از این تحقیق یک ابزار وب (مرکز انرژی، 2017) ایجاد شده و در دسترس عموم قرار گرفته است.  کاربر می تواند با کلیک بر روی نقشه یک ساختمان را انتخاب کند و تابش سالانه خورشید در بهترین نقاط پشت بام برای 4 منطقه مختلف داده می شود.  این ابزار فقط بر روی سقف ساختمان ها متمرکز است، اما مناطق باز را که برای مبلمان شهری هوشمند استفاده می شود، تجزیه و تحلیل نمی کند.  لازم به ذکر است که در شهری مانند اوکلند، به دلیل تراکم شهری و وجود ساختمان های بلند که بر یکدیگر سایه می اندازند، تنها چند منطقه باز از CBD می توانند میزبان مبلمان هوشمند شهری باشند.  در CBD این ابزارها می توانند برای کمک به افراد بی خانمان برای شارژ مجدد تلفن هایشان و ارائه دسترسی به Wi-Fi رایگان مفید باشند.  تولید انرژی می تواند برای تامین گرمایش موقت درزمستان نیز مفید باشد.

مبلمان شهری خورشیدی هوشمند: طراحی، کاربرد، محدودیت ها و پتانسیل ها

در مناطق حومه شهر می توان پروژه های گسترده تری را دنبال کرد: می توان از ایستگاه های اتوبوس هوشمند برای ارائه اطلاعات مفید به مردم محلی و گردشگران استفاده کرد.  روشنایی هوشمند خیابان می تواند برای جلوگیری از بزهکاری در محله های مشکل ساز مفید باشد.  علاوه بر این، Tāmaki iwi به پروژه های جامعه خورشیدی علاقه مند است و می توان برنامه های خاصی را با آنها دنبال کرد.

برای درک اینکه مبلمان شهری هوشمند که می تواند در مناطق مختلف شهر بزرگی مانند اوکلند استفاده شود، نیاز زیادی به تحقیق وجود دارد.  این تحقیق در مرحله اولیه است و با هدف گسترش دانش در مورد مبلمان شهری هوشمند و درک کاربرد بالقوه آنها در عرض های جغرافیایی ما، همچنین از طریق نمونه های آزمایشی یا پروژه های آزمایشی است که می تواند توسط موسسات خصوصی یا دولتی تامین شود.  یک پیشنهاد تحقیقاتی که اخیراً توسط دانشگاه اوکلند تأمین شده است، این جنبه ها را بررسی می کند و یک پروژه خلاقانه ایجاد می کند.

5. نتیجه گیری ها

این تحقیق بر روی مبلمان شهری خورشیدی “هوشمند” متمرکز شد، بنابراین بر مبلمان شهری که فناوری‌های خورشیدی را پیاده‌سازی می‌کنند.  علاقه فزاینده به این موضوع توسط چندین پروژه و برنامه های کاربردی در دنیای واقعی، با افزایش تعداد پتنت ها نشان داده شده است.  این تحقیق 7 نوع مبلمان شهری خورشیدی را شناسایی کرد: سایبان، آلاچیق، کانکس، ایستگاه اتوبوس، نیمکت، درختان خورشیدی و روشنایی خیابان.  علاوه بر این، تعدادی از اشیاء تجربی راه‌حل‌های نوآورانه‌ای برای آینده آینده پیدا کرده‌اند.  بیش از 80 مطالعه موردی با توجه به معیارهای “یکپارچگی معماری”، “حساسیت زمینه” و “رؤیت سیستم” مورد بررسی قرار گرفته است.  مجموعه ای از مطالعات موردی در این مقاله شرح داده شده است.  اهداف و پتانسیل های مبلمان شهری خورشیدی و همچنین تعدادی از محدودیت هایی که از مطالعه موردی تجزیه و تحلیل اولیه پدید آمده اند، معرفی شده اند.  این تحقیق امکان میزبانی اوکلند از انواع مختلف پروژه های مبلمان شهری خورشیدی را با توجه به اهداف مورد انتظار و ویژگی های محیط ساخته شده برجسته کرد.  در حالی که CBD اوکلند می‌تواند میزبان پروژه‌های کوچک در مناطق باز مانند پارک‌های عمومی باشد، حومه‌ها می‌توانند میزبان شبکه‌ای توزیع‌شده از ابزارهای مختلف باشند.  این تحقیق می‌تواند در ارتباط با سایر مشارکت‌های استراتژیک برای به حداقل رساندن اتلاف انرژی در توزیع انرژی از طریق توسعه شبکه‌های هوشمند مهم باشد (Passey et al., 2011).  در نیوزیلند، پروژه های تحقیقاتی بر روی شبکه های هوشمند توسط چندین موسسه در حال انجام است (نیر و همکاران، 2015).  مراحل بعدی این تحقیق شامل موارد زیر است: بررسی ادبیات گسترده‌تر، تحلیل سیاست‌های دولتی، مطالعه نمونه‌های اولیه احتمالی، پروژه‌های آزمایشی آزمایشی که همچنین Tāmaki iwi را شامل می‌شود.

سپاسگزاریها

این تحقیق در مرکز تحقیقات شهرهای آینده دانشکده معماری و برنامه ریزی دانشگاه اوکلند انجام شده است.