Χρήση του μοντέλου UMEP στον βιοκλιματικό σχεδιασμό υπαίθριων αστικών χώρων

Abstract

Η διερεύνηση και η κατανόηση των συνθηκών θερμικής αίσθησης σε αστικούς υπαίθριους χώρους, μπορεί να βελτιώσει τη βιωσιμότητα των δημόσιων χώρων κατά τη διάρκεια περιόδων με υψηλές τιμές θερμοκρασίας και κατ’ επέκταση να συμβάλλει στην αύξηση της χρήσης τους από τους κατοίκους της περιοχής. Για το σχεδιασμό καθώς και για την ανάπλαση βιώσιμων αστικών υπαίθριων χώρων σημαντικός παράγοντας είναι η μελέτη του μικροκλίματος και της θερμικής αίσθησης που διαμορφώνεται σε αυτούς. Η παρούσα διπλωματική μελέτη αποσκοπεί στη διερεύνηση των δυνατοτήτων του προγράμματος UMEP σχετικά με τις μικροκλιματικές συνθήκες που διαμορφώνουν τη θερμική αίσθηση σε έναν αστικό υπαίθριο χώρο μιας μεσογειακής περιοχής. Στο πλαίσιο αυτής της μελέτης έγινε μία προσπάθεια εύρεσης των συνθηκών θερμικής αίσθησης σε μια πλατεία κλίμακας γειτονιάς στην περιοχή της Αθήνας για μια ημέρα θερμής περιόδου. Διερευνήθηκε η επίδραση που ασκούν οι βασικές μετεωρολογικές παράμετροι στη θερμική αίσθηση καθώς και η διαφοροποίηση της θερμικής αίσθησης με διαφορετικό σχεδιασμό. Διαπιστώθηκε πως ο βαθμός επίδρασης του θερμικού περιβάλλοντος στη θερμική αίσθηση διαφοροποιείται έντονα ανάλογα με το ύψος βλάστησης και την αναλογία ύψος κτηρίων/ πλάτος δρόμου. Πραγματοποιήθηκαν 8 διαφορετικά σενάρια/ προσομοιώσεις για τα οποία δημιουργήθηκαν θερμικοί χάρτες και αποκτήθηκαν τιμές για το βιοκλιματικό δείκτη ΡΕΤ σε 6 διαφορετικά σταθερά σημεία, ώστε να αξιολογηθούν τα σενάρια ως προς την επίδραση που έχουν στη θερμική αίσθηση σε ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα αστικού υπαίθριου χώρου στο περιβάλλον της Αθήνας. Το μοντέλο UMEP εξετάστηκε αρχικά ως προς την δυνατότητά του να προσομοιώνει τις μικροκλιματικές συνθήκες που διαμορφώνονται στην υπό μελέτη περιοχή προσομοιώνοντας τα 8 διαφορετικά σενάρια για την ίδια ημέρα της θερμής περιόδου. Στη συνέχεια εξετάστηκε αν οι διαφορετικές προσομοιώσεις πληρούν τις αποδεκτές περιβαλλοντικές συνθήκες που ορίστηκαν σε προηγούμενα στάδια της μελέτης. Τα αποτελέσματα έδειξαν πως συνθήκες θερμικής δυσφορίας επικρατούν σε όλα τα σενάρια κατά τη διάρκεια μίας τυπικής ημέρας της θερμής περιόδου και ειδικά κατά τη διάρκεια των μεσημβρινών ωρών. Ανάλογα με τη θέση της υψηλής βλάστησης διαφοροποιούνται και τα αποτελέσματα του δείκτη ΡΕΤ στα διαφορετικά σενάρια. Στη συνέχεια, έγινε εφαρμογή της δυνατότητας του μοντέλου να προτείνει θέσεις φύτευσης δένδρων ανάλογα με αποτελέσματα και τους θερμικούς χάρτες, στις θέσεις που παρουσιάζονται ως πιο δυσμενείς. Μέσω αυτής της δυνατότητας δημιουργήθηκαν άλλα 4 διαφορετικά σενάρια (προσθήκη 3, 10, 30 και 50 δένδρων) βασισμένα στην υφιστάμενη κατάσταση της πλατείας στα οποία συγκρίθηκαν οι τιμές του δείκτη ΡΕΤ για τα ίδια 6 σταθερά σημεία την επιλεγμένη ημέρα θερμής περιόδου. Τέλος, έγινε σύγκριση των αποτελεσμάτων μεταξύ των διαφορετικών προσομοιώσεων και σύγκριση μεταξύ των αποτελεσμάτων μετά την προσθήκη των δένδρων σύμφωνα με το πρόγραμμα.

Investigating and understanding the thermal sensing conditions in urban open spaces can improve the sustainability of public spaces during periods of high temperatures and thus contribute to increasing their use by residents. For the design as well as for the regeneration of sustainable urban open spaces, an important factor is the study of the microclimate and the thermal sensation formed in them. This thesis aims to investigate the potential of the UMEP project on the microclimatic conditions that shape the thermal sensation in an urban open space in a Mediterranean region. As part of this study, an attempt was made to find the thermal sensation conditions in a neighbourhood scale square in the Athens area for a warm season day. The influence of the main meteorological parameters on the thermal sensation and the variation of the thermal sensation with different design was investigated. It was found that the degree of influence of the thermal environment on thermal sensation varies strongly with vegetation height and the ratio of building height/street width. 8 different scenarios/simulations were carried out for which thermal maps were generated and values for the bioclimatic RET index were obtained at 6 different fixed points, to evaluate the scenarios in terms of their effect on thermal sensation in a typical example of urban open space in the Athens environment. The UMEP model was first tested for its ability to simulate the microclimate conditions in the study area by simulating the 8 different scenarios for the same day of the warm season. It was then examined whether the different simulations meet the acceptable environmental conditions defined in earlier stages of the study. The results showed that thermal discomfort conditions prevail in all scenarios during a typical day of the warm season, especially during the midday hours. Depending on the location of high vegetation, the results of the PET index in the different scenarios also differ. Then, the model's ability to suggest tree planting locations according to results and heat maps was applied to the locations presented as the most unfavourable ones. Through this feature, 4 other different scenarios (addition of 3, 10, 30 and 50 trees) were created based on the existing situation of the square in which the values of the PET index for the same 6 fixed points on the selected warm season day were compared. Finally, a comparison of the results between the different simulations and a comparison between the results after the addition of trees according to the program was made.