การออกแบบผนังพืชพรรณที่เหมาะสมในการลดมลพิษทางอากาศ: กรณีศึกษามหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

Main Article Content

วงศธร ศรีสุ่ม
กันติทัต ทับสุวรรณ
ศนิ ลิ้มทองสกุล

บทคัดย่อ

มลพิษทางอากาศเป็นปัญหาสำคัญในเมืองขนาดใหญ่ โดยเฉพาะในพื้นที่ที่มีความหนาแน่นของการจราจร ซึ่งมักก่อให้เกิดการสะสมของฝุ่นละอองและก๊าซมลพิษ งานวิจัยฉบับนี้มุ่งศึกษารูปแบบการออกแบบผนังพืชพรรณที่เหมาะสมสำหรับการลดมลพิษทางอากาศในพื้นที่มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ การศึกษาประยุกต์ใช้แบบจำลอง ENVI-met ร่วมกับข้อมูลภาคสนาม เพื่อวิเคราะห์ผลกระทบของชนิดพืชพรรณ รูปแบบการติดตั้ง และสัดส่วนพื้นที่ปกคลุมที่แตกต่างกันต่อระดับความเข้มข้นของ PM2.5, PM10 และคาร์บอนไดออกไซด์ โดยจำลองการติดตั้งผนังพืชพรรณ 3 รูปแบบ ได้แก่ การปลูกระดับคนเดิน การปลูกในแนวนอนตามแนวชั้นอาคาร และการปลูกในแนวตั้งเว้นช่วง ครอบคลุมสัดส่วนพื้นที่ปกคลุม 25%, 50% และ 75% ของพื้นที่หน้าอาคาร และเลือกพืชพรรณ 3 ชนิดเป็นตัวแทนกลุ่ม LAI คือ ถั่วแขก สร้อยอินทนิล และจัสมินใบด่าง


ผลการศึกษาพบว่า ผนังพืชพรรณสามารถช่วยลดระดับฝุ่นละอองได้ในทุกกรณีเมื่อเทียบกับสภาพปกติ โดยการลดลงจะไม่เพิ่มขึ้นตามสัดส่วนพื้นที่ปกคลุม โดยรูปแบบแนวตั้งเว้นช่วง ในกรณีของพืชพรรณชนิดจัสมินใบด่าง ให้ประสิทธิภาพลด PM2.5 และ PM10 สูงที่สุด สามารถลดฝุ่นได้เกือบ 20% และพืชพรรณชนิดสร้อยอินทนิล ในรูปแบบการติดตั้งเดียวกันให้ผลที่ใกล้เคียงกัน ขณะที่การลดคาร์บอนไดออกไซด์ ไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญระหว่างชนิดพืช ซึ่งสะท้อนว่า ประสิทธิภาพการลดมลพิษขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์ระหว่างการไหลของลมและโครงสร้างพืชมากกว่าปริมาณพื้นที่ปกคลุมเพียงอย่างเดียว

Article Details

ประเภทบทความ
บทความวิชาการ

เอกสารอ้างอิง

ข้อมูลพันธุ์ไม้ : ระบบฐานข้อมูลเกษตรดิจิทัล. (ม.ป.ป.). https://data.addrun.org/plant/

Barwise, Y., & Kumar, P. (2020). Designing vegetation barriers for urban air pollution abatement: A practical review for appropriate plant species selection. npj Climate and Atmospheric Science, 3(1), 12. https://doi.org/10.1038/s41612-020-0115-3

Bréda, N. J. J. (2003). Ground‐based measurements of leaf area index: A review of methods, instruments and current controversies. Journal of Experimental Botany, 54(392), 2403–2417. https://doi.org/10.1093/jxb/erg263

Borna, M., & Yeganeh, M. (2024). Analysis of the impact of growing green walls based on the reduction of PM2.5 particles in the resilient central urban fabric. Frontiers in Built Environment, 10. https://doi.org/10.3389/fbuil.2024.1443554

Choomanee, P., Bualert, S., Thongyen, T., Salao, S., Szymanski, W. W., & Rungratanaubon, T. (2020). Vertical variation of carbonaceous aerosols with in the PM2.5 fraction in Bangkok, Thailand. Aerosol and Air Quality Research, 20(1), 43-52. https://doi.org/10.4209/aaqr.2019.04.0192

Ciacci, C., Banti, N., Di Naso, V., & Bazzocchi, F. (2023). Green strategies for improving urban microclimate and air quality: A case study of an Italian industrial district and facility. Building and Environment, 244, 110762. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2023.110762

Cui, D., Zhang, Y., Li, X., Yuan, L., Mak, C. M., & Kwok, K. (2022). Effects of different vertical façade greenery systems on pedestrian thermal comfort in deep street canyons. Urban Forestry & Urban Greening, 72, 127582. https://doi.org/10.1016/j.ufug.2022.127582

Ferm, M., & Sjöberg, K. (2015). Concentrations and emission factors for PM2.5 and PM10 from road traffic in Sweden. Atmospheric Environment, 119, 211-219. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2015.08.037

Gardenia. (n.d.). Thunbergia grandiflora (Blue trumpet vine). https://www.gardenia.net/plant/thunbergia-grandiflora

Ghafar, A. A., Said, I., Fauzi, A. M., Shai-in, Jaafar, B., & Said, I. B. (2020). Comparison of leaf area index from four plant species on vertical greenery system in Pasir Gudang, Malaysia. Pertanika Journal of Science and Technology, 28(2), 735-748. http://psasir.upm.edu.my/id/eprint/38310/

Guo, Y., Xiao, Q., Ling, C., Teng, M., Wang, P., Xiao, Z., & Wu, C. (2023). The right tree for the right street canyons: An approach of tree species selection for mitigating air pollution. Building and Environment, 245, 110886. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2023.110886

Han, L., Zhou, W., Li, W., & Qian, Y. (2017). Global population exposed to fine particulate pollution by population increase and pollution expansion. Air Quality, Atmosphere & Health, 10(10), 1221–1226. https://doi.org/10.1007/s11869-017-0506-8

Heshani, A. L. S., & Winijkul, E. (2022). Numerical simulations of the effects of green infrastructure on PM2.5 dispersion in an urban park in Bangkok, Thailand. Heliyon, 8(9), e10475. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2022.e10475

Jareemit, D., Liu, J., & Srivanit, M. (2023). Modeling the effects of urban form on ventilation patterns and traffic-related PM2.5 pollution in a central business area of Bangkok. Building and Environment, 244, 110756. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2023.110756

Jin, M. Y., Zhang, L. Y., Peng, Z. R., He, H. D., Kumar, P., & Gallagher, J. (2024). The impact of dynamic traffic and wind conditions on green infrastructure performance to improve local air quality. Science of The Total Environment, 917, 170211. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.170211

Jonckheere, I., Fleck, S., Nackaerts, K., Muys, B., Coppin, P., Weiss, M., & Baret, F. (2004). Review of methods for in situ leaf area index determination: Part I. theories, sensors and hemispherical photography. Agricultural and Forest Meteorology, 121(1-2), 19–35. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2003.08.027

Kaveh, S., Habibi, A., Nikkar, M., & Aflaki, A. (2024). Optimizing green infrastructure strategies for microclimate regulation and air quality improvement in urban environments: A case study. Nature-Based Solutions, 6, 100167. https://doi.org/10.1016/j.nbsj.2024.100167

Khalili, S., Kumar, P., & Jones, L. (2024). Evaluating the benefits of urban green infrastructure: Methods, indicators, and gaps. Heliyon, 10(19), e38446. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e38446

Li, Y., & Jing, X. (2025). Optimization design of tree array space in pedestrian street based on PM2.5 distribution. In B. J., He, D., Prasad, L., Yan, A., Cheshmehzangi, & G., Pignatta, (Eds.), International Conference on Urban Climate, Sustainability and Urban Design (pp. 590-602). Springer.

Liu, X., Shi, X. Q., Peng, Z. R., & He, H. D. (2023). Quantifying the effects of urban fabric and vegetation combination pattern to mitigate particle pollution in near-road areas using machine learning. Sustainable Cities and Society, 93, 104524. https://doi.org/10.1016/j.scs.2023.104524

Liu, Z., Cheng, W., Jim, C. Y., Morakinyo, T. E., Shi, Y., & Ng, E. (2021). Heat mitigation benefits of urban green and blue infrastructures: A systematic review of modeling techniques, validation and scenario simulation in ENVI-met V4. Building and Environment, 200, 107939. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2021.107939

Mobarhan, M., Yeganeh, M., Motie, M. B., & Ahmadi, S. (2024). Assessing the efficacy of green walls versus street green lanes in mitigating air pollution: A critical evaluation. Environmental and Sustainability Indicators, 24, 100475. https://doi.org/10.1016/j.indic.2024.100475

NC State Extension. (n.d.). Phaseolus vulgaris. https://plants.ces.ncsu.edu/plants/phaseolus-vulgaris/

Pérez, G., Coma, J., Chàfer, M., & Cabeza, L. F. (2022). Seasonal influence of leaf area index (LAI) on the energy performance of a green facade. Building and Environment, 207, 108497. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2021.108497

Perini, K., Ottelé, M., Fraaij, A. L. A., Haas, E. M., & Raiteri, R. (2011). Vertical greening systems and the effect on air flow and temperature on the building envelope. Building and Environment, 46(11), 2287–2294. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2011.05.009

Rodrigues, V., Augusto, B., Oliveira, K., Ascenso, A., Rafael, S., Nascimento, D., & Miranda, A. I. (2024). Setting up a CFD model to evaluate the impact of green infrastructures on local air quality. Air Quality, Atmosphere & Health, 17(10), 2151-2167. https://doi.org/10.1007/s11869-024-01567-6

Rui, L., Buccolieri, R., Gao, Z., Gatto, E., & Ding, W. (2019). Study of the effect of green quantity and structure on thermal comfort and air quality in an urban-like residential district by ENVI-met modelling. Building Simulation, 12(2), 183-194. https://doi.org/10.1007/s12273-018-0498-9

Srivanit, M., & Jareemit, D. (2020). Modeling the influences of layouts of residential townhouses and tree-planting patterns on outdoor thermal comfort in Bangkok suburb. Journal of Building Engineering, 30(7), 101262. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2020.101262

Šuklje, T., Hamdy, M., Arkar, C., Hensen, J. L. M., & Medved, S. (2019). An inverse modeling approach for the thermal response modeling of green façades. Applied Energy, 235(1), 1447-1456. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.11.066

Tripathi, D. P., & Nema, A. K. (2023). Seasonal variation of biochemical parameters and air pollution tolerance index (APTI) of selected plant species in Delhi city, and detailed meta-analysis from Indian metropolitan cities. Atmospheric Environment, 309, 119862. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2023.119862

Valappil, A. K., Kumar, P., Gallagher, J., McNabola, A., Baldauf, R. W., Pilla, F., Broderick, B., Di Sabatino, S., & Pulvirenti, B. (2017). Air pollution abatement performances of green infrastructure in open road and built-up street canyon environments – A review. Atmospheric Environment, 162, 71-86. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2017.05.014

Vallero, D. A. (2020). 27 - Energy and the Environment. In T. M. Letcher (Ed.), Future energy (3rd ed., pp. 583-609). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-102886-5.00027-X

Viecco, M., Jorquera, H., Sharma, A., Bustamante, W., Fernando, H. J. S., & Vera, S. (2021). Green roofs and green walls layouts for improved urban air quality by mitigating particulate matter. Building and Environment, 204, 108120. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2021.108120

Vitaliano, S., Cascone, S., & D’Urso, P. R. (2024). Mitigating built environment air pollution by green systems: An in-depth review. Applied Sciences, 14(15), 6487.

Vox, G., Blanco, I., & Schettini, E. (2018). Green façades to control wall surface temperature in buildings. Building and Environment, 129(1), 154-166. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2017.12.002

Wang, P., Wong, Y. H., Tan, C. Y., Li, S., & Chong, W. T. (2022). Vertical greening systems: Technological benefits, progresses and prospects. Sustainability, 14(20), 12997. https://doi.org/10.3390/su142012997

Wu, J., Luo, K., Wang, Y., & Wang, Z. (2021). Urban road greenbelt configuration: The perspective of PM2.5 removal and air quality regulation. Environment International, 157, 106786. https://doi.org/10.1016/j.envint.2021.106786

Xue, W., Lin, Y., Sun, Z., Long, Y., Chen, D., & Yin, S. (2025). Effects of leaf trait variability on PM retention: A systematic review. Atmosphere, 16(2), 170. https://doi.org/10.3390/atmos16020170

Yates. (n.d.). How to grow pandorea. https://www.yates.com.au/how-to-grow/pandorea/