تبیین ابعاد و مؤلفه‌های مؤثر شهرهای هوشمند با تأکید بر کارایی انرژی

نوع مقاله : مقاله برگرفته از پایان نامه

نویسندگان

گروه شهرسازی، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه هنر اسلامی تبریز، تبریز، ایران

10.22034/future.2026.24526.1034

چکیده

مسئله انرژی یکی از مهم‌ترین چالش‌ها و موضوعات بحث‌برانگیز قرن حاضر در سراسر جهان است. با توجه به وضعیت کنونی نیاز شهرها به جست‌وجوی راه‌حل‌های هوشمند و پایدار برای مقابله با این چالش‌ها بسیار ضروری است، به‌ویژه در عصری که موجب ظهور شهرهای هوشمند شده است. علیرغم رشد روزافزون مطالعات پیرامون نقش شهرهای هوشمند در مدیریت انرژی، خلأ پژوهشی مشهودی در تدوین یک چارچوب جامع که ابعاد و مؤلفه‌های مؤثر بر بهره‌وری انرژی تبیین نماید، به چشم می‌خورد. لذا پژوهش حاضر با هدف رفع این شکاف نظری، ضمن شناسایی ابعاد و مؤلفه‌های کلیدی بهره‌وری انرژی، برای نخستین‌بار آن‌ها را در قالب یک چارچوب مفهومی جامع در سه سطح کلان، میانی و خرد طبقه‌بندی و ارائه می‌نماید. به منظور دستیابی به هدف پژوهش، از روش‌شناسی کیفی مبتنی بر مرور ادبیات استفاده کرده‌است. اطلاعات مرتبط با ابعاد و مؤلفه‌های مربوط به کارایی انرژی در شهرهای هوشمند از مقالات منتخب استخراج گردیده‌است و علاوه بر مرور ادبیات، تجارب خارجی و داخلی نیز مورد بررسی واقع شده‌است. یافته‌ها نشان می‌دهد که در مقیاس کلان، ابعاد (ساختار انرژی، نهاد سرمایه‌گذار، فضایی، اجتماعی، اقتصادی، زیست‌محیطی، سیاسی، فنّاوری، نوآوری و کالبدی - فضایی)؛ در مقیاس میانی ابعاد (فنّی، کارکردی، کالبدی - فضایی، حمل‌ونقل، کیفیت محیطی، انرژی، روشنایی، سرزندگی و بازآفرینی شهری) و در مقیاس خرد ابعاد (مدل‌سازی، پایداری محیطی، انرژی، روشنایی، مصالح، محیط هوشمند و فرم کالبدی) از ابعاد مؤثر شهرهای هوشمند در راستای بهره‌وری انرژی هستند. دستاورد نهایی این پژوهش ارائه چارچوب مفهومی از ابعاد و مؤلفه‌های از شهرهای هوشمند با تأکید بر کارایی انرژی است.

کلیدواژه‌ها

مراجع

  1. سلیمی امیری، سهیل. (1402). تبیین مؤلفه‌های هوشمند سازی با تأکید بر خودکفایی مرکز محله در تأمین انرژی (مطالعه موردی: محله آبان بانو ساری). پایان‌نامه کارشناسی ارشد معماری، به راهنمایی سیدعلی سیدیان و مشاوره فریال احمدی، دانشکده هنر و معماری، دانشگاه مازندران.
  2. شیرزاد، محمدحسن. (1401). دهکده شهری هوشمند با رویکرد انرژی مبتنی بر معماری بیوتک و بومی. پایان‌نامه کارشناسی ارشد طراحی شهری، به راهنمایی محمود گلابچی، گروه طراحی شهری، مؤسسه آموزش عالی معماری و هنر پارس.
  3. شیرویه‌پور، شهریار؛ مرتضوی، سید مرتضی و بیات، روح‌الله. (1402). ارائه مدل عوامل مؤثر بر توسعه آینده شهرهای هوشمند پایدار با تأکید بر مدیریت بهینه انرژی. اقتصاد و برنامه‌ریزی شهری، 4 (4)، 116-130. https://doi.org/10.22034/uep.2024.423160.1424
  4. عبادی‌نژاد، مریم؛ طاهری دمنه، محسن و ذاکری، علی. (1400). پس‌نگری برای تحقق شهر هوشمند در افق 1420 (مطالعه موردی: شهر اصفهان). چشم‌انداز شهرهای آینده، 2 (4)، 1-23.
  5. فوطه‌بافان، محمدحسین؛ پورمحمدی، محمدرضا و حسین‌زاده دلیر، کریم. (1403). بررسی عوامل مؤثر بر کاهش مصرف انرژی شهری برای پایداری کلان‌شهرهای هوشمند (نمونه موردی: تبریز). جغرافیا و برنامه‌ریزی منطقه‌ای، 14 (56)، 247-262. https://doi.org/10.22034/jgeoq.2023.349317.3760
  6. قنبری، ابوالفضل؛ واعظی، موسی و باکویی، مائده. (1400). ارزیابی تأثیر برنامه‌ریزی کاربری زمین بر مصرف انرژی (مطالعه موردی: شهر تبریز). فصلنامه علمی فضای جغرافیایی، 21 (73)، 55-72.
  7. نصراللهی، الهام. (1401). تبیین مؤلفه‌های طراحی فضای باز عمومی شهری هوشمند مبتنی بر بهره‌وری انرژی (مطالعه موردی: محدوده میدان استقلال و پارک ایران‌زمین، کرج). پایان‌نامه کارشناسی ارشد طراحی شهری، به راهنمایی لیلا کوکبی، پردیس بین‌المللی فارابی، دانشگاه هنر تهران.
  8. مرادی، شیما. (1398). بررسی سیر موضوعی مطالعات حوزه شهر هوشمند. پژوهشنامه علم سنجی، 5 (1)، 139-160. https://doi.org/10.22070/rsci.2018.759
  9. مرادیان، محدثه. (1395). راهنمای طراحی شهری انرژی کارا با تأکید بر جداره شهری (نمونه موردی: خیابان 17 شهریور تهران). پایان‌نامه کارشناسی ارشد طراحی شهری، به راهنمایی میترا حبیبی و مشاوره ریما فیاض، دانشکده هنر و معماری، دانشگاه هنر تهران.
  10. ملائی، اعظم و کامیابی، سعید. (1399). ارزیابی کارایی انرژی در مقیاس محله‌ای با استفاده از مدل لید (LEED) در راستای توسعه پایدار (مورد مطالعاتی: محله یوسف‌آباد منطقه شش تهران). فصلنامه برنامه‌ریزی توسعه شهری و منطقه‌ای، 5 (13)، 37-56. https://doi.org/10.22054/urdp.2021.60081.1313
  11. Appio, F., Lima, M., & Paroutis, S. (2019). Understanding Smart Cities: Innovation ecosystems, technological advancements, and societal challenges. Technological Forecasting and Social Change, 142, 1-14. https://doi.org/10.1016/j.techfore.2018.12.018
  12. Arup. (2008). Fact Sheet for Dongtan Eco-city. Arup Press Office, London, UK. https://ibgeography-atl-meadow.weebly.com/uploads/5/9/8/2/5982078/dongtan.pdf
  13. Barcelona, T. d. (2025, May 7). Tourism of Barcelona – Official Website. https://www.barcelonaturisme.com/wv3/en
  14. Baskar, S., Periyanayagi, S., Mohamed Shakeel, P., & Sarma Dhulipala, V. (2019). An energy persistent Range-dependent Regulated Transmission Communication model for vehicular network applications. Computer Networks, 152, 144-153. https://doi.org/10.1016/j.comnet.2019.01.027
  15. Bibri, S. E., Huang, J., Omar, O., & Kenawy, I. (2025). Synergistic integration of digital twins and zero energy buildings for climate change mitigation in sustainable smart cities: A systematic review and novel framework. Energy & Buildings, 333, 115484. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2025.115484
  16. Chang, I.-C., & Sheppard, E. (2013). China’s Eco-Cities as Variegated Urban Sustainability: Dongtan Eco-city and Chongming Eco-Island. Journal of Urban Technology, 20(1), 57-75. doi:10.1080/10630732.2012.735104
  17. Chen, N. & Chen, Y. (2018). Smart city surveillance at the network edge in the era of IoT: Opportunities and challenges. In Smart Cities: Development and Governance Frameworks, 153–176. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-319-76669-0_7
  18. Cheng, H., & Hu, Y. (2010). Planning for sustainability in China's urban development: Status and challenges for Dongtan eco-city project. Journal of Environmental Monitoring, 12, 119-126. doi:10.1039/B911473D
  19. Cortese, T. T. P., Almeida, J. F. S. d., Batista, G. Q., Storopoli, J. E., Liu, A., & Yigitcanlar, T. (2022). Understanding Sustainable Energy in the Context of Smart Cities: A PRISMA Review. Energies, 15(7), 2382. https://doi.org/10.3390/en15072382
  20. D’Eramo, A. (2021). Masdar City: A Study of Energy, Infrastructure, and Technological Hope. SMU Journal of Undergraduate Research, 6(1). https://doi.org/10.25172/jour.6.1.3
  21. Davies, A. & Frederiksen, L. (2008). Overview of the Dongtan project. The University of Tokyo – Imperial College London Joint Symposium on Innovation in Energy Systems, Tokyo and London. https://www.imperial.ac.uk/events/114419/the-university-of-tokyo-imperial-college-london-joint-symposium-on-innovation-in-energy-systems/
  22. Dong, F., Li, Y., Li, K., Zhu, J., & Zheng, L. (2022). Can smart city construction improve urban ecological total factor energy efficiency in China? Fresh evidence from generalized synthetic control method. Energy, 241, 122909. https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.122909
  23. Ebadi Nejad, M., Taheri Damaneh, M., & Zakeri, A. (2021). Retrospective for the realization of smart city in the horizon of 2041 (Case study: Isfahan City). Future Cities Perspective, 2(4), 1-23. [In Persian]
  24. Encyclopædia Britannica. (2025, May 7). Helsinki. https://www.britannica.com/place/Helsinki
  25. Encyclopædia Britannica. (2025, May 7). Medellín. https://www.britannica.com/place/Medellin-Colombia
  26. Encyclopædia Britannica. (2025, May 7). Singapore. https://www.britannica.com/place/Singapore
  27. Esfandi, S., Tayebi, S., Byrne, J., Taminiau, J., Giyahchi, G., & Alavi, S.A. (2024). Smart Cities and Urban Energy Planning: An Advanced Review of Promises and Challenges. Smart Cities, 7(1), 414–444. https://doi.org/10.3390/smartcities7010016
  28. European Investment Bank. (2012). JESSICA for smart and sustainable cities: Horizontal study, final report. Luxembourg: European Investment Bank. https://www.eib.org/attachments/documents/jessica_horizontal_study_smart_and_sustainable_cities_en.pdf
  29. Fathy, H., & Shearer, W., & Sultan, A. (1986). Natural energy and vernacular architecture: Principles and examples with reference to hot arid climates. Chicago: University of Chicago Press. https://archive.org/details/naturalenergyver0000fath
  30. Futeh Bafan, M. H., Pourmohammadi, M. R., & Hosseinzadeh Dalir, K. (2024). Investigating the factors affecting the reduction of urban energy consumption for the sustainability of smart metropolises (Case study: Tabriz). Geography and Regional Planning, 14(56), 247-262. https://doi.org/10.22034/jgeoq.2023.349317.3760 [In Persian]
  31. Gensler. (2013). New Giza, Cairo, Egypt. Retrieved May 24, 2013, from Gensler: http://m.gensler.com/project/new-giza?service=planning-urban-design
  32. Ghanbari, A., Vaezi, M., & Bakouei, M. (2021). Evaluation of the impact of land use planning on energy consumption (Case study: Tabriz City). Geographical Space Quarterly, 21(73), 55-72. [In Persian]
  33. Hajduk, S., & Jelonek, D. (2021). A Decision-Making Approach Based on TOPSIS Method for Ranking Smart Cities in the Context of Urban Energy. Energies, 14(9), 2691. https://doi.org/10.3390/en14092691
  34. Head, P., & Lawrence, J. (2008). CTBUH 8th World Congress. Dubai, UAE: Council on Tall Buildings and Urban Habitat. https://global.ctbuh.org/resources/papers/download/1310-urban-development-to-combat-climate-change-dongtan-eco-city-and-risk-management-stratagies.pdf
  35. IDRC, & Abdel-Gawad, S. (2011). International Development Research Center. Retrieved July 10, 2013, http://web.idrc.ca/en/ev-127200-201-1-DO_TOPIC.html
  36. Jegadeesan, S., Azees, M., Malarvizhi Kumar, P., Manogaran, G., Chilamkurti, N., Varatharajan, R., & Hsu, C.-H. (2019). An efficient anonymous mutual authentication technique for providing secure communication in mobile cloud computing for smart city applications. Sustainable Cities and Society, 49, 101522. https://doi.org/10.1016/j.scs.2019.101522
  37. Jenks, M., & Jones, C. (2010). Dimensions of the sustainable city (Future Cities, Vol. 2). New York: Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-8647-2
  38. Kim, H., Choi, H., Kang, H., An, J., Yeom, S., & Hong, T. (2021). A systematic review of the smart energy conservation system: From smart homes to sustainable smart cities. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 140, 110755. https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.110755
  39. Köppen, W. (1900). Versuch einer Klassifikation der Klimate, vorzugsweise nach ihren Beziehungen zur Pflanzenwelt. Geographische Zeitschrift, 6, 593–611. https://koeppen-geiger.vu-wien.ac.at/pdf/Koppen_1900.pdf
  40. Lynch, P. (2017, July 12). World's first "smart street" in London turns footsteps into energy. https://www.archdaily.com/875701/worlds-first-smart-street-in-london-turns-footsteps-into-energy
  41. Masdar City. (2025, May 2). Media Resources and Press Kit. https://www.masdarcity.ae/news-and-media/media
  42. Masdar City. (2025, May 2). Sustainable Design. https://www.masdarcity.ae/sustainable-urban-development/sustainable-design
  43. Masdar City. (2025, May 2). Upcoming Projects. https://www.masdarcity.ae/sustainable-urban-development/projects
  44. Molinsky, J., & Forsyth, A. (2018). Housing, the built environment, and the good life. Hastings Center Report, 48(S1), S50–S56. https://doi.org/10.1002/hast.910
  45. Mollaei, A., & Kamyabi, S. (2020). Evaluation of energy efficiency at the neighborhood scale using LEED model in line with sustainable development (Case study: Yousefabad neighborhood, District 6 of Tehran). Quarterly Journal of Urban and Regional Development Planning, 5(13), 37-56. https://doi.org/10.22054/urdp.2021.60081.1313 [In Persian]
  46. Moradi, S. (2019). A review of the thematic course of smart city studies. Scientometrics Research Journal, 5(1), 139-160. https://doi.org/10.22070/rsci.2018.759 [In Persian]
  47. Moradian, M. (2016). A guide to energy-efficient urban design with emphasis on urban facade (Case study: 17 Shahrivar Street, Tehran) [Master's thesis in Urban Design]. Supervised by M. Habibi and advised by R. Fayyaz, Faculty of Art and Architecture, University of Art Tehran. [In Persian]
  48. Mosannenzadeh, F., Bisello, A., Vaccaro, R., D'Alonzo, V., Wayne Hunter, G., & Vettorato, D. (2017). Smart energy city development: A story told by urban planners. Cities, 64, 54-65. https://doi.org/10.1016/j.cities.2017.02.001
  49. Mouzourides, P., Kyprianou, A., Choudhary, R., Ching, J., & Neophytou, M.-A. (2017). How can a Multi-scale Analysis Guide Smart Urban Energy Demand Management? An Example from London City Westminster Borough. Procedia Engineering, 180, 433-442. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.04.202
  50. Nasrollahi, E. (2022). Explaining the components of smart urban public open space design based on energy efficiency (Case study: Esteghlal Square and Iranzamin Park area, Karaj) [Master's thesis in Urban Design]. Supervised by L. Kokabi, Farabi International Campus, University of Art Tehran. [In Persian]
  51. Nasrollahi, F. (2010). Climatic analysis of Hashtgerd New Town. Institute of Architecture, TU Berlin, Berlin.
  52. Nathali Silva, B., Khan, M., & Han, K. (2018). Towards sustainable smart cities: A review of trends, architectures, components, and open challenges in smart cities. Sustainable Cities and Society, 38, 697-713. https://doi.org/10.1016/j.scs.2018.01.053
  53. New Towns Development Corporation of Iran. (1993). An outlook: The New Town of Hashtgerd. Tehran: New Town of Hashtgerd.
  54. Noori, N., Hoppe, T., van der Werf, I., & Janssen, M. (2025). A framework to analyze inclusion in smart energy city development: The case of Smart City Amsterdam. Cities, 158, 105710. https://doi.org/10.1016/j.cities.2025.105710
  55. Paykadeh Consultants. (2008). Revision of Hashtgerd New Town master plan – Summary. Tehran: Paykadeh Consultants. [In Persian]
  56. Pourezzat, A., Abbasi, T., Maghsoodi Kenari, S., & Namdar Joybari, M. (2024). Investigating the Role of the basic Components of Smart Governance in Realizing a Smart City with the ISM Method (Case Study: Tehran). Journal of Public Administration, 16(3), 535-561. https://doi.org/10.22059/JIPA.2024.376694.3505
  57. Prasad, N., Ranghieri, F., Shah, F., Trohanis, Z., Kessler, E., & Sinha, R. (2009). Climate resilient cities: A primer on reducing vulnerabilities to disasters. Washington, DC: World Bank. https://openknowledge.worldbank.org/handle/10986/2241
  58. Qin, Z., Yang, H., Shi, L., Ying, O., & Liu, W. (2024). Do smart city policies improve energy efficiency? Evidence from China. Chinese Journal of Population, Resources and Environment, 22(2), 185-193. https://doi.org/10.1016/j.cjpre.2024.06.010
  59. Reiche, D. (2010). Renewable Energy Policies in the Gulf countries: A case study of the carbon-neutral ‘‘Masdar City’’ in Abu Dhabi. Energy Policy, 38(1), 378–382. https://doi.org/10.1016/j.enpol.2009.09.028
  60. RezaeiRad, H., & Akbarian, Z. (2025). Explaining the role of reducing energy consumption in strengthening healthy cities in smart cities. Information System and Smart City, 5(1), 2213. https://doi.org/10.59400/issc2213
  61. Ridden, P. (2017, July 3). Shoppers in London can turn footsteps into electricity. https://newatlas.com/bird-street-pavegen-clearair-airlite/50321/
  62. Riva Sanseverino, E., Riva Sanseverino, R., Vaccaro, V., Macaione, I., & Anello, E. (2017). Smart cities: Case studies. Dipartimento di Energia, Ingegneria dell’Informazione e Modelli Matematici (DEIM), University of Palermo. https://iris.unipa.it/retrieve/e3ad8910-7b6b-61e2-e053-3705fe0a2b96/Smart Cities Case Studies.pdf
  63. Salimi Amiri, S. (2023). Explaining the components of smartization with emphasis on the self-sufficiency of the neighborhood center in energy supply (Case study: Aban Bano neighborhood, Sari) [Master's thesis in Architecture]. Supervised by S. A. Seyedian and advised by F. Ahmadi, Faculty of Art and Architecture, University of Mazandaran. [In Persian]
  64. Santamouris, M. (2006). Environmental design of urban buildings: An integrated approach. London: Earthscan. https://doi.org/10.4324/9781849771160
  65. Seelig, S. (2011). A master plan for low carbon and resilient housing: The 35 ha area in Hashtgerd New Town, Iran. Cities, 28(6), 545-556. https://doi.org/10.1016/j.cities.2011.06.001
  66. Seelig, S., Wehage, P., & Pahl-Weber, E. (2011). Energie und Identität: Stadtgestaltung für eine energiegerechte New Town in Iran. Stadtbauwelt, 189, 64–69. https://www.bauwelt.de/themen/Stadtbauwelt-189-Energie-und-Identitaet-2109305.html
  67. Shirveyh Pour, S., Mortezaei, S. M., & Bayat, R. (2023). Presenting a model of effective factors on the future development of sustainable smart cities with emphasis on optimal energy management. Urban Economics and Planning, 4(4), 116-130. https://doi.org/10.22034/uep.2024.423160.1424 [In Persian]
  68. Shirzad, M. H. (2022). Smart urban village with energy approach based on biotech and vernacular architecture [Master's thesis in Urban Design]. Supervised by M. Golabchi, Department of Urban Design, Pars Institute of Higher Education of Architecture and Art. [In Persian]
  69. Szpilko, D.; Fernando, X.; Nica, E.; Budna, K.; Rzepka, A.; Lăzăroiu, G. (2024). Energy in Smart Cities: Technological Trends and Prospects. Energies, 17(24), 6439. https://doi.org/10.3390/en17246439
  70. Time Out Abu Dhabi. (2024, June 5). Masdar City Guide. https://www.timeoutabudhabi.com/features-moving-to-dubai/masdar-city-guide
  71. Tundys, B.; Wi´sniewski, T. (2024). Smart City and Sustainable Energy—Evidence from the European Union Capital Cities. Energies, 17(18), 4678. https://doi.org/10.3390/en17184678
  72. Veloso, Á., Fonseca, F., & Ramos, R. (2024). Insights from Smart City Initiatives for Urban Sustainability and Contemporary Urbanism. Smart Cities, 7(6), 3188-3209. https://doi.org/10.3390/smartcities7060124
  73. Wang, C., Gu, J., Sanjuán Martínez, O., & González Crespo, R. (2021). Economic and environmental impacts of energy efficiency over smart cities and regulatory measures using a smart technological solution. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 47, 101422. https://doi.org/10.1016/j.seta.2021.101422
  74. Wang, W., Liu, K., Zhang, M., Shen, Y., Jing, R., & Xu, X. (2021). From simulation to data-driven approach: A framework of integrating urban morphology to low-energy urban design. Renewable Energy, 179, 2016-2035. https://doi.org/10.1016/j.renene.2021.08.024
  75. World Economic Forum. (2020). Smart at scale: Cities to watch – 25 case studies. Global Future Council on Cities and Urbanization. Geneva: World Economic Forum. https://www.weforum.org/reports/smart-at-scale-cities-to-watch-25-case-studies/
  76. Yamamura, S.; Fan, L.; Suzuki, Y. (2017). Assessment of Urban Energy Performance through Integration of BIM and GIS for Smart City Planning. Procedia Engineering, 180, 1462-1472. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.04.309
  77. Yarashynskaya, A., & Prus, P. (2022). Smart Energy for a Smart City: A Review of Polish Urban Development Plans. Energies, 15(22), 8676. https://doi.org/10.3390/en15228676
  78. Youssef, M., & Mohamed, E. (2013). Energy efficient urban configurations for residential projects in Cairo. Master’s thesis, Ain Shams University, Faculty of Engineering and University of Stuttgart, Faculty of Architecture and Urban Planning, Cairo and Stuttgart.
  79. Yu, W., Lobaccaro, G., Carlucci, S., Ruzhu, W., Li, Y., Finocchiaro, L., Yanjun, D., Eikevik, T. M., & Wyckmans, A. (2017). Sustainable Energy in Cities: Methodology and Results of a Summer Course Providing Smart Solutions for a New District in Shanghai. Energy Procedia, 111, 856-866. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.03.248
  80. Zhang, H., Wang, Y., & Liu, H. (2025). Smart cities lighting the way: Optimizing energy structure and efficiency in the border areas. Journal of Cleaner Production, 486, 144481. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.144481
  81. Ziari, K. (2006). The planning and functioning of new towns in Iran. Cities, 23(6), 412–422. https://doi.org/10.1016/j.cities.2006.08.006
شهر آینده، اندیشه بومی
دوره 1، شماره 2
آبان 1404
صفحه 177-194

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار