Evaluating Energy Efficiency in Urban Rules and Regulations with an Emphasis on Zoning Model (Case Study: District 6 of Tehran City)

جغرافیا و توسعه فضای شهری

Volume 11, Issue 2 - Serial Number 25, August 2024, Pages 51-72   

Document Type: Scientific-Research

DOI: 10.22067/jgusd.2022.76762.1196

Authors

Mojtaba Rafieian^{* 1}; Asareh Rashidi²; Maryam Farahani³

¹Professor of Urban Planning-Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

²Department of Urban Design and Planning, Faculty of Art and Architecture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

³Assistant Professor of Urban Design, Faculty of Architecture and Urban Planning, University of Art Tehran,Iran

Abstract

Extended Abstract

Introduction

Energy consumption in Iran is currently very high and the energy efficiency of cities is low. Therefore, it seems necessary to prepare urban rules and regulations at the most executive level of urban policy making to increase energy efficiency in zoning as the main output of detailed plans. This research was conducted with the aim of exploring and measuring energy efficiency in urban rules and regulations with an emphasis on the zoning model. This research tried to see the relationship between the concepts of urban rules and regulations and energy efficiency and determine what parameters impact upon energy efficiency in urban rules and regulations. It also tried to examine the energy efficiency evaluation framework in urban zoning rules and regulations, their criteria, indicators, and final weights and to see how the energy efficiency of the existing urban fabric and the rule-based simulated urban fabric can be evaluated and compared.

Method

This applied, descriptive-analytical research used a mixed method of qualitative and quantitative methods. To carry out this research, library and field studies, including questionnaire and secondary data analysis and Analytical Hierarchy Process (AHP) were used. GIS software and Expert Choice software were also used for this purpose. District 6 of Tehran city was selected as the case to be studied in this study.

Results

The results showed that the energy efficiency evaluation criteria in urban rules and regulations that emphasize on the zoning model are as follow in terms of priority, importance, and weight obtained from the Analytical Hierarchy Process (AHP): Land use zoning, passive urban design for making thermal comfort, compactness, and connected network.

Discussion and Conclusion

Exploring energy efficiency in both scenarios (the current situation and the simulated context based on the implementation of the zoning rules and regulations of the detailed plan) and comparing them showed that since there is not any rules and regulations pertaining to the main criteria of this study (passive urban design for the creation of thermal comfort and connected network in the zoning of the detailed plan of 2019 of District 6 of Tehran city), the two criteria have been considered to be fixed in both scenarios. So, if we suppose that zoning rules and regulations are fully executed, no change will happen in the status quo of the scenarios. That is, both criteria have similar energy efficiency in both scenarios.
Moreover, the energy efficiency based on the density criterion in the simulated scenario has increased by 39.85% compared to the existing scenario. This means that regarding this criterion, implementing zoning rules and regulations (including employment level and building density) have increased the density of the fabric compared. The zoning rules and regulations of the detailed plan in District 6 of Tehran, based on the density criterion, have played an effective role in increasing the energy efficiency of the simulated scenario. Moreover, comparing the status-quo scenario and the detailed plan zoning scenario regarding the other variable criterion (that is, land use zoning, which is also considered the most significant criterion of this research) showed that energy efficiency decreased when zoning rules and regulations have been implemented. The issue, in turn, clearly shows that the rules and regulations do not guarantee energy efficiency based on land use zoning indicators (such as green and open spaces, mixed areas, and housing type). Comparing the scenarios clearly showed that the energy efficiency based on land use zoning criteria in the zoning scenario of the detailed plan has decreased by 45.55% compared to the existing scenario.
The most significant finding of this study clearly showed that the energy efficiency has decreased by 22.25%, considering the weighted overlap of criteria in District 6 of Tehran in the zoning scenario and assuming the application of the related urban criteria. Considering this decrease, one can conclude that the urban rules and regulations are not effective in terms of energy efficiency. That is, if the rules are executed, they will increase energy consumption in urban areas and make worse the environmental consequences.
Taking account the findings, it is suggested that when establishing zoning laws and regulations, which is a criterion for the implementation of all future constructions, their undeniable role in energy efficiency be considered, and then all decisions be made based on criteria related to energy efficiency. This study evaluated the energy efficiency in urban rules and regulations with an emphasis on zoning in District 6 of Tehran. Considering the results, the following suggestions are made: The establishment of zoning rules and regulations that are compatible with various types of climates in Iran, and considering such applied factors as population density, density of residential units, general pattern of road network, the size of urban blocks, the length of urban blocks, the orientation of main streets, the orientation of buildings, and types of houses. The final aim is to improve energy efficiency.
 
 
 

Keywords

Keywords: Energy Efficiency; Urban Rules and Regulations; Zoning; Tehran; GIS Software

References

 

1. براتی، ن.، و سردره، ع.ا. (1392). تأثیر شاخص های فرم شهری بر میزان استفاده از اتومبیل شخصی و مصرف انرژی در مناطق شهر تهران. باغ نظر، 10(26)، 12-3.
2. بهزادفر، م. (1394). طرح­ها و برنامه­های شهرسازی: مفاهیم، روندها و الزامات طرح های جامع و تفصیلی در ایران با تأکید بر وضعیت تهران. چاپ چهارم، تهران: موسسه نشر شهر.
3. تقی نژاد، ص.، ذکاوت، ک.، و نعمتی مهر، م. (1398). راهنمای طراحی شهری ارتقاء انرژی کارایی معطوف به کاهش اثرات نامطلوب جزایرحرارتی. پایان نامه کارشناسی ارشد طراحی شهری، تهران: دانشگاه شهید بهشتی.
4. حاجی علی اکبری، ح.، قلعه نویی، م.، و بحرینی، س.ح. (1391). تحلیل ریخت شناسی بافت شهری با رویکرد انرژی کارایی (نمونه موردی: شهر یزد). پایان نامه کارشناسی ارشد طراحی شهری، اصفهان: دانشگاه هنر اصفهان.
5. حافظ­نیا، م. ر. (1396). مقدمه ای بر روش تحقیق در علوم انسانی. چاپ هفدهم، تهران: سازمان مطالعه و تدوین کتب علوم انسانی دانشگاه­ها (سمت).
6. حسینی، م.، شکوهی، م.، نصراللهی، ف.، و چنگلوایی، ی. (1398). مطالعه ی تطبیقی ریخت شناختی بافت قدیم و جدید شهر بیرجند از منظر انرژی کارایی (مطالعه ی موردی: دو بافت قدیم و جدید منتخب از شهر بیرجند). پایان نامه کارشناسی ارشد طراحی شهری، اصفهان: دانشگاه هنر اصفهان.
7. دفتر برنامه­ریزی و اقتصاد کلان برق و انرژی (1399). ترازنامه انرژی سال 1397. تهران: معاونت امور برق و انرژی.
8. رضایی جهرمی، پ.، و برک پور، ن. (1395)، ارزیابی کارایی انرژی در مقیاس شهری در مقایسه دو روش لید و تریس با نمونه مطالعاتی: محله ظهیرآباد شهر تهران. نقش جهان، (1-6)، 30-18.
9. رضویان، م. ت.، مؤذن، س.، و قورچی، م. (1398). ارزیابی کارایی انرژی در مقیاس محله ای با استفاده از مدل لید در راستای توسعه پایدار (مطالعه موردی: محله ولنجک شهر تهران). جغرافیا و توسعه فضای شهری، 6(1)، 237-223.
10. رفیعیان، م.، فتح جلالی، الف.، و داداشپور، ه. (1390). بررسی و امکانسنجی تأثیر فرم و تراکم بلوک­های مسکونی بر مصرف انرژی شهر، نمونه موردی شهر جدید هشتگرد. آرمان شهر، 4(6)، 116-107.
11. صالحی، ا. (1385). نقش ضوابط و مقررات شهرسازی در تحقق شهر خوب و توسعه پایدار شهری (مطالعه موردی: تهران). محیط شناسی، 32(40)، 62-51.
12. عزیزی، م.م.، و قرائی، الف. (1394). برنامه ریزی کاربری زمین در راستای توسعه پایدار محله ای با تاکید بر بهینه سازی مصرف انرژی (مطالعه موردی: محله دروس، تهران). هویت شهر، 9(22)، 18-5.
13. فاضلی، ع.، و حیدری، ش. (1392). بهینه سازی مصرف انرژی در مناطق مسکونی شهر تهران با استفاده از رویکرد برنامه ریزی انرژی رتردام (REAP). پژوهش­های برنامه­ریزی و سیاست­گذاری انرژی، 1(3)، 96-83.
14. فتح جلالی، الف.، رفیعیان، م.، و داداش پور، ه. (1389). تدوین معیارهای برنامه ریزی کاربری اراضی شهری با رویکرد کارایی انرژی (نمونه موردی: واحد همسایگی در شهر جدید هشتگرد). پایان­نامه کارشناسی ارشد برنامه­ریزی شهری، تهران: دانشگاه تربیت مدرس.
15. کاکاوند، ا.، و جباری، س. (1390). ارزیابی پایداری مصرف انرژی در بافت قدیم و جدید شهر یزد. همایش ملی عمران، معماری، شهرسازی و مدیریت انرژی، 10-1.
16. کسمائی، م. (1384). اقلیم و معماری. چاپ سوم، اصفهان: نشر خاک.
17. مرتضایی، گ.، محمدی، م.، نصراللهی، ف.، و قلعه نویی، م. (1396). چارچوب تحلیلی ریخت-گونه‌شناسی بافت‌های شهری از منظر کارایی انرژی: مطالعه موردی سپاهان‌شهر. فصلنامه پژوهش های سیاست گذاری وبرنامه ریزی انرژی، 3(9)، 177-147.
18. مرکز آمار ایران (1395). بلوک آماری سال 1395. تهران: مرکز آمار ایران.
19. مرکز آمار ایران، معاونت برنامه و بودجه (1395). نتایج کلی سرشماری عمومی نفوس و مسکن -1395. چاپ اول، تهران: مرکز آمار ایران، دفتر ریاست روابط عمومی و همکاری های بین الملل.
20. معاونت شهرسازی و معماری شهرداری تهران (1398). پایگاه داده کاربری شهر تهران. تهران: شهرداری تهران.
21. مهندسین مشاور پارس بوم (1391). ضوابط و مقررات طرح تفصیلی جدید شهر تهران. تهران: معاونت شهرسازی و معماری شهرداری تهران.
22. مهندسین مشاور شهر و خانه (1393). طرح تفصیلی شهر شیراز (ضوابط و مقررات شهرسازی و ساختمانی به استثناء منطقه تاریخی – فرهنگی). شیراز: معاونت شهرسازی و معماری شهرداری شیراز.
23. مهندسین مشاور نقش جهان­پارس (1384). تهیه الگوی توسعه و طرح تفصیلی منطقه و همکاری با شهرداری منطقه 6 با موضوع گزارش نهایی اسناد 1:10000. تهران: مرکز مطالعات و برنامه­ریزی شهر تهران و نهاد مشترک مسئول تهیه طرح های جامع و تفصیلی شهر تهران.
24. وبسایت رسمی منطقه 6 شهرداری تهران به نشانی https://region6.tehran.ir

 

25. Aghili, M. )2017(. Energy Efficient Urban Form: A Simulation of Building Energy Performance in Wynyard Quarter Auckland. Master Thesis of Art and Design, Auckland: Auckland University of Technology, New Zealand.
26. Cobalt Engineering and Hughes Condon Marler: Architects (2009). Passive Design Toolkit. Vancouver: City of Vancouver.
27. Energy Efficiency in the Construction Sector in the Mediterranean (2013). Energy Efficient Urban Planning Guidelines.
28. Energy Sector Management Assistance Program (ESMAP) (2014). Planning Energy Efficient and Livable Cities. USA: Energy Sector Management Assistance Program (The World Bank).
29. Fahmy, M., & Sharples, S. (2008). Passive design for urban thermal comfort: a comparison between different urban forms in Cairo, Egypt. 25^th International Conference of Passive and Low Energy Architecture, Ireland. 1-6.
30. Gatica, Y. C. (2019). Zoning, the Wiley Blackwell Encyclopedia of Urban and Regional Studies. The Wiley Blackwell Encyclopedia of Urban and Regional Studies. Edited by Anthony Orum. Bognor Regis: John Wiley & Sons Ltd.
31. Ghazi, F., Charehjoo, F., & Mirmoghtadaee, M. (2019). Spatial Evaluation of Energy Performance at Neighborhood Scale Case Study: Sanandaj City. Space Ontology International Journal, 8(2), 77-88.
32. Hedman, A. (2016). Energy-Efficient City Planning -The Role and Importance of Actionable Regulations. Doctoral Dissertation, Espoo: Aalto University.
33. Heris, M., Middel, A., & Muller, B. (2020). Impacts of form and design policies on urban microclimate: Assessment of zoning and design guideline choices in urban redevelopment projects. Landscape and Urban Planning, 202, 1-15.
34. Jige Quan, S. (2017). Energy efficient neighborhood design under residential zoning regulations in Shanghai. Energy Procedia, 143, 865-872.
35. Kang Ko, Ye. (2012). The Energy Impact of Urban Form: An Approach for Morphologically Evaluating the Energy Performance of Neighborhoods. Doctoral Dissertation in Landscape Architecture and Environmental Planning, Berkeley: University of California.
36. Monkkonen, P., & Ronconi, L. (2013). Land Use Regulations, Compliance and Land Markets in Argentina. Urban Studies, 50(10), 1951-1969.
37. Pakzad, E., & Salari, N. (2018). Measuring sustainability of urban blocks: The case of Dowlatabad, Kermanshah city, Cities, 75, 90-100.
38. Santamouris, M. (2006). Environmental Design of Urban Buildings: An Integrated Approach. UK, and USA: Earthscan.
39. Yildirim, H., Gultekin, A., & Tanrivermis, H. (2017). Evaluation of Cities in the Context of Energy Efficient Urban Planning Approach. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 245(7), 1-10.