18 Nov Green roofs and green walls layouts for improved urban air quality by mitigating particulate matter
Title | Green roofs and green walls layouts for improved urban air quality by mitigating particulate matter/ Diseños de techos y muros verdes para mejorar la calidad del aire urbano al mitigar el material particulado |
| Author | Margareth Viecco, Héctor Jorquera, Ashish Sharma, Waldo Bustamante, Harindra J.S Fernando, Sergio Vera. |
| Line(s) | Critical Resources/ Recursos críticos |
| Year of Publication | 2021 |
| Journal Title | Building and Environment |
| Keywords | Urban air pollution modeling, Modelización de la contaminación del aire urbano, Green roofs, Techos verdes, Green walls, Paredes verdes, PM2.5 capture, Captura de materia particulada 2.5, PM2.5 concentration, Concentración de materia particulada 2.5, Urban morphology, morfología urbana. |
| Abstract | Urban air quality has been a long-standing problem in most cities worldwide. Many strategies have been proposed to solve it, including green infrastructures such as green roofs (GRs) and green walls (GWs) that provide multiple environmental benefits. Many studies have focused on GRs and GWs strategies to mitigate urban air pollution. However, to the best of authors’ knowledge, these studies have not dealt with different urban morphologies, specifically the impact of building heights and coverage ratios of GRs and GWs on mitigating air pollution. Therefore, the potential of GRs and GWs to alleviate air pollution has not been fully exploited. This paper aims to investigate different GRs and GWs layouts and evaluate their efficacy for capturing particulate matter (PM2.5) in an urban neighborhood of Santiago, Chile. We use ENVI-met model to simulate a metropolitan area with buildings, vegetation, paved surfaces, and traffic emissions to estimate air pollution abatement for varying building heights and coverage ratios of GRs and GWs. We simulate these layouts and coverage for a downtown area of Santiago, and results were compared with the base case scenario. Results showed that the air quality improvement by GRs and GWs depends on building height, surrounding urban infrastructure, vegetation cover and proximity to the pollutant source. Specifically, results showed that 50%–75% of GRs coverage on low-rise buildings could improve air quality at the pedestrian/commuter level. However, just a 25% coverage of GWs yields the highest PM2.5 capture. We conclude that to decrease PM2.5 concentrations, priority should be given to instal GRs in buildings lower than 10 m in height. For GWs, the PM2.5 abatement is favorable in all cases. ENVI-met results also show that the combined use of GRs and GWs could reduce PM2.5up to 7.3% in Santiago compared to the base case scenario. La calidad del aire urbano ha sido un problema de larga data en la mayoría de las ciudades del mundo. Se han propuesto muchas estrategias para solucionarlo, incluyendo infraestructuras verdes como techos verdes (GRs) y muros verdes (GWs) que brindan múltiples beneficios ambientales. Muchos estudios se han centrado en estrategias de GR y GW para mitigar la contaminación del aire urbano. Sin embargo, según el conocimiento de los autores, estos estudios no han utilizado diferentes morfologías urbanas, específicamente el impacto de las alturas de los edificios y las proporciones de cobertura de los GR y GW en la mitigación de la contaminación del aire. Por lo tanto, el potencial de los GR y GW para aliviar la contaminación del aire no se ha aprovechado al máximo. Este artículo tiene como objetivo investigar diferentes diseños de GR y GW y evaluar su eficacia para capturar material particulado (PM2.5) en un barrio urbano de Santiago, Chile. Usamos el modelo ENVI-met para simular un área metropolitana con edificios, vegetación, superficies pavimentadas y emisiones de tráfico para estimar la reducción de la contaminación del aire para diferentes alturas de edificios y proporciones de cobertura de GR y GW. Simulamos estos diseños y cobertura para un área del centro de Santiago, y los resultados se compararon con el escenario del caso base. Los resultados mostraron que la mejora de la calidad del aire por GR y GW depende de la altura del edificio, la infraestructura urbana circundante, la cobertura vegetal y la proximidad a la fuente contaminante. Específicamente, los resultados mostraron que entre el 50% y el 75% de la cobertura de GR en edificios de poca altura podría mejorar la calidad del aire a nivel de peatones/viajeros. Sin embargo, solo una cobertura del 25% de GW produce la mayor captura de PM2.5. Concluimos que para disminuir las concentraciones de PM2.5, se debe dar prioridad a la instalación de GR en edificios de menos de 10 m de altura. Para los GW, la reducción de PM2.5 es favorable en todos los casos. Los resultados de ENVI-met también muestran que el uso combinado de GR y GW podría reducir las PM2,5 hasta un 7,3% en Santiago en comparación con el escenario del caso base. |
| Doi | https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2021.108120 |
| Corresponding Author | Héctor Jorquera jorquera@ing.puc.cl; Waldo Bustamante wbustama@uc.cl; Sergio Vera svera@ing.puc.cl |