Αξιολόγηση της επίδρασης των παραμέτρων σχεδιασμού στη διαμόρφωση του μικροκλίματος των αστικών υπαίθριων χώρων και στις συνθήκες θερμι...

Abstract

The thesis attempts a research on the interaction of various design parameters affecting the microclimate and thermal comfort in open urban spaces as well as the relative effect of each parameter, and aims on generating an evaluation tool of design options and practices for improving microclimate conditions in urban areas. The research begun with literature review continued with on site observations and microclimate monitoring in selected urban spaces and was supplemented by a parametric analysis through simulations. The on site research aimed on detection of microclimate variations in real urban environments and on data collection for validating simulation software. Monitoring was followed by modelling and simulations of the examined urban microclimates by specialized software which were evaluated based on the simulation results convergence with real conditions. Simulations by the appropriate software were used for examining isolated design parameters aiming to a comparative evaluation and hierarchy of their effects on the urban microclimate and thermal comfort. The major contribution of the present study is twofold and consists in the hierarchy of several basic design parameters’ influence on specific open space typologies on the one hand, and in an urban design evaluation methodology based on microclimate and comfort on the other. Moreover, the on site research and parametric analysis results confirm the negative effect of high albedo ground surfaces on thermal comfort during daytime, a finding that contradicts the common impressions, and has never been clearly stated in previous studies. Finally, the on site monitoring method which was based on successive improvements and resulted in a detailed and complete microclimate and comfort data record, in terms of space and time, in the examined spaces as well as the combination and the selective use of the different software has not been presented before. In conclusion, the present thesis revealed the measurable influence of design on open urban spaces microclimate, the possibility of its evaluation and its utilization for forming the thermal conditions in the urban environment.

Η διατριβή επιχειρεί να διερευνήσει την αλληλεπίδραση διαφόρων παραμέτρων σχεδιασμού που επηρεάζουν το μικρόκλιμα των υπαίθριων αστικών χώρων και τη θερμική άνεση των πεζών , και τη σχετική επιρροή της κάθε παραμέτρου, με στόχο τον καθορισμό ενός εργαλείου αξιολόγησης και ιεράρχησης σχεδιαστικών επιλογών και πρακτικών για τη ρύθμιση και βελτίωση των μικροκλιματικών συνθηκών στον αστικό χώρο. Η έρευνα ξεκίνησε με βιβλιογραφική επισκόπηση, συνεχίστηκε με επιτόπια παρατήρηση και καταγραφή πραγματικών μικροκλιματικών δεδομένων σε επιλεγμένους υπαίθριους χώρους και συμπληρώθηκε με παραμετρική ανάλυση μέσω προσομοίωσης. Η επιτόπια έρευνα έγινε με στόχο τον εντοπισμό των διαφορών του μικροκλίματος σε πραγματικούς αστικούς χώρους και τη συλλογή στοιχείων για τη ρύθμιση προγραμμάτων προσομοίωσης. Ακολούθησε μοντελοποίηση και προσομοίωση του μικροκλίματος των υπαίθριων χώρων με διαφορετικά εξειδικευμένα προγράμματα, τα οποία αξιολογήθηκαν ως προς τη δυνατότητα προσέγγισης των πραγματικών συνθηκών. Η προσομοίωση χρησιμοποιήθηκε ως εργαλείο, για την ανάλυση μεμονωμένων παραμέτρων σχεδιασμού, με στόχο τη συγκριτική αξιολόγηση και την ιεράρχηση της επίδρασής τους στο μικρόκλιμα αστικών χώρων και στις θερμικές συνθήκες. Η κυριότερη συνεισφορά της παρούσας μελέτης, είναι διττή και συνίσταται αφενός στην ιεράρχηση της επίδρασης ορισμένων βασικών παραμέτρων σχεδιασμού σε συγκεκριμένους χώρους και αφετέρου στην παρουσίαση μιας μεθοδολογίας αξιολόγησης του αστικού σχεδιασμού ως προς το μικρόκλιμα και τη θερμική άνεση. Ακόμη, τα αποτελέσματα της έρευνας πεδίου και της παραμετρικής ανάλυσης επιβεβαιώνουν την αρνητική επίδραση της υψηλής ανακλαστικότητας των επιφανειών των δαπέδων των υπαίθριων χώρων στις συνθήκες άνεσης κατά τη διάρκεια της ημέρας, μια διαπίστωση, που έρχεται σε αντίθεση με διεθνώς εδραιωμένες εντυπώσεις, και δεν έχει διατυπωθεί με σαφήνεια στο παρελθόν. Τέλος, η μέθοδος μετρήσεων πεδίου, που βασίστηκε σε διαδοχικές βελτιώσεις και κατέληξε σε μια πλήρη και λεπτομερή καταγραφή του μικροκλίματος, χωρικά και χρονικά στους υπό εξέταση υπαίθριους χώρους και ο συνδυασμός και η επιλεκτική αξιοποίηση των συγκεκριμένων προγραμμάτων προσομοίωσης δεν έχει επαναληφθεί. Συνοψίζοντας, η παρούσα διατριβή ανέδειξε τη μετρήσιμη επίδραση του σχεδιασμού στο μικρόκλιμα των υπαίθριων αστικών χώρων, τη δυνατότητα αξιολόγησής της και αξιοποίησής της στη διαμόρφωση των θερμικών συνθηκών στο αστικό περιβάλλον.