In-Output microclimatico outdoor: processi di analisi, valutazione e verifica degli interventi ˈrealiˈ di riqualificazione con i ˈcool pavementsˈ in ambito mediterraneo

Abstract

The research elaborates on urban regeneration, specifically on existing real interventions to outdoor spaces in the Mediterranean area, attempting to highlight mitigation strategies for climate change by using cool pavements. The thesis focuses on prioritizing effective design options, methods, analysis, evaluation, verification and practices for regulating and improving microclimatic conditions and thermal comfort of the human energy balance in urban space. The study is developed in three axes: 1) at first, there are presented the basic mitigation strategies as well as an international database of cool materials applied at different scales, both in the involucre of buildings and in public spaces, 2) there follows the presence of evaluation methodology and prioritizing of data through quantitative evaluation of with relation to the microclimate benefits in ‘real’ urban spaces before and after regeneration, with improvement scenarios. Specifically, the analysis is associated with three “neighborhoods” (Kaisariani in Athens, Pavlou Mela in Thessaloniki, and Serres) in three different climatic zones of Greece, and the tool used is parametric analysis with modeling and simulations of specialized dynamic software for the purpose of evaluating and verifying positive effects of consultants in the program “Bioclimatic Upgrades of Public Open Spaces”, funded by the National Strategic Reference Framework (NSRF) and Operational Program ‘Environment and Sustainable Development’ (OPESD). In this case, deviation from the initial goals set was established, however, the microclimate and thermal comfort were improved, 3) in addition, the investigation of aging of ‘cool pavements’ thermophysical properties in urban spaces after three years of their application with on-site and laboratory measurements is studied. Furthermore, an attempt is made – through literature reviews, experiments and calculations – to reveal the measurable effect of design, mode of approaching and evaluating the microclimate and thermal comfort. Finally, this thesis deals synthetically with the correlations between parameters in terms of the magnitude of their influence, as well as in terms of the power of their design through linear relationships, which is the main finding of the study and, at the same time, a practical benchmarking tool for comparative evaluation of design options.

To πεδίο της έρευνας εντάσσεται στις αστικές αναπλάσεις, ειδικότερα σε υφιστάμενες υλοποιημένες παρεμβάσεις υπαίθριων χώρων στην περιοχή της Μεσογείου και επιχειρεί να αναδείξει στρατηγικές μετριασμού ως προς την κλιματική αλλαγή με την χρήση των “ψυχρών” υλικών σε οριζόντιες επιφάνειες. Η διατριβή επικεντρώνεται στην ιεράρχηση αποτελεσματικών σχεδιαστικών επιλογών, μεθόδων, ανάλυση, αξιολόγηση, επαλήθευση και πρακτικών για τη ρύθμιση και βελτίωση των μικροκλιματικών συνθηκών και της θερμικής άνεσης του ανθρώπινου ενεργειακού ισοζυγίου στον αστικό χώρο. Η μελέτη αναπτύσσεται σε τρεις άξονες: 1) αρχικά, παρουσιάζονται οι βασικές στρατηγικές για τον μετριασμό και μια διεθνής βάση δεδομένων (database) των ψυχρών υλικών που έχουν εφαρμοστή σε διαφορετικές κλίμακες, τόσο στο κέλυφος των κτιρίων όσο και στους δημόσιους χώρους - 2) ακολουθεί, η παρουσία της μεθοδολογίας αξιολόγησης και της ιεράρχησης στοιχείων μέσω της ποσοτικής εκτίμησης σε σχέση με τα οφέλη του μικροκλίματος σε ‘πραγματικούς’ αστικούς χώρους πρίν και μετά την υλοποίηση της ανάπλασης και με σενάρια βελτίωσης. Συγκεκριμένα η ανάλυση αφορά τρεις “γειτονίες” (Καισαριανή-Αθήνα, Παύλου Μελά- Θεσσαλονίκη και Σέρρες) σε τρεις διαφορετικές κλιματικές ζώνες της Ελλάδας και τo εργαλείo που χρησιμοποιήθηκε είναι η παραμετρική ανάλυση με μοντελοποιήσεις και προσομοιώσεις εξειδικευμένου δυναμικού λογισμικού με σκοπό την αξιολογήση και επαλήθευση των θετικών αποτελεσματών των συμβούλων στο πρόγραμμα «Βιοκλιματικές Αναβαθμίσεις Δημοσίων Ανοικτών Χώρων» το οποίο χρηματοδοτήθηκε από το ΕΣΠΑ και ΕΠΠΕΡΑΑ. Εν προκειμένω, διαπιστώθηκε απόκλιση από τους αρχικούς στόχους που είχαν τεθεί όμως υπήρξε βελτίωση του μικροκλίματος και της θερμικής άνεσης – 3) επιπλέον, μελετάται η διερεύνηση της γήρανσης των θερμοφυσικών ιδιοτήτων των ψυχρών υλικών στους αστικούς χώρους μετά από τρία έτη από την εφαρμογή τους με επιτόπιες και εργαστηριακές μετρήσεις. Ακόμα, επιχειρείται μέσα από βιβλιογραφική επισκόπηση, πειράματα και υπολογισμούς η ανάδειξη της μετρήσιμης επίδρασης του σχεδιασμού, του τρόπου προσέγγισης και εκτίμησης του μικροκλίματος και της θερμικής άνεσης. Τέλος, η παρούσα διατριβή αντιμετωπίζει συνθετικά τους συσχετισμούς μεταξύ των παραμέτρων ως προς το μέγεθος της επιρροής τους αλλά και ως πρός την ισχύ του σχεδιασμού τους μέσω γραμμικών σχέσεων που αποτελεί το βασικό εύρημα της μελέτης και συγχρόνως ένα πρακτικό εργαλείο συγκριτικής αξιολόγησης με στόχο να συνοψίζει τις σχεδιαστικές επιλογές.