Βιοκλιματικός ανασχεδιασμός υπαίθριων χώρων μέσω προσομοίωσης με το λογισμικό Envi-met (πλατεία Καρύλλου Ν. Σμύρνης Αττικής)

Abstract

Στην σύγχρονη δόμηση και ειδικά πριν την περίοδο της ελάττωσης των φυσικών πόρων και της ανησυχίας για το περιβάλλον, το κόστος και η ποσότητα επικράτησαν έναντι της αξίας και της ποιότητας. Παράγοντες βιοκλιματικού σχεδιασμού όπως ο προσανατολισμός, η μορφολογία του εδάφους, ο ηλιασμός, το κλίμα, και οι σχέσεις δομημένου και φυσικού περιβάλλοντος, παραμερίστηκαν και συχνά εξαιρέθηκαν. Οι αμφισβητούμενες πρακτικές δόμησης και η ελλιπής εφαρμογή της νομοθεσίας οδήγησαν στην απουσία ουσιαστικών κατευθύνσεων για καλύτερη ποιότητα ζωής και ορθολογική χρήση της ενέργειας. Όμως τα πράγματα έχουν αλλάξει. Η ολοένα και μεγαλύτερη ανησυχία για το περιβάλλον, η αποδοχή της ανάγκης για οικονομικότερη διαβίωση αλλά και η πρόσφατη οικονομική κρίση, επανέφεραν στην επιφάνεια τις αρχές του βιοκλιματικού σχεδιασμού. Η τάση αυτή δεν θα μπορούσε να μην αφορά τους υπαίθριους αστικούς χώρους και ιδιαίτερα τις πλατείες, οι οποίες αποτελούν χώρους διέλευσης χιλιάδων ανθρώπων σε καθημερινή βάση. Τα τελευταία χρόνια πολύτιμη βοήθεια για την κατά το δυνατό βέλτιστη αναμόρφωση των ανοιχτών υπαίθριων χώρων, παρέχουν ηλεκτρονικά προγράμματα υπολογιστικής ρευστομηχανικής τα οποία έχουν τη δυνατότητα να προσομοιώνουν το μικροκλίμα μιας περιοχής, προσφέροντας σημαντικά στοιχεία για την μελέτη. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η παρουσίαση των αρχών του βιοκλιματικού σχεδιασμού στους ανοιχτούς αστικούς χώρους, η αναλυτική παρουσίαση του πακέτου υπολογιστικής ρευστομηχανικής Envi-met, η αξιολόγηση της αξιοπιστίας και της ακρίβειας του Envi-met, μέσω της σύγκρισης των αποτελεσμάτων του με πραγματικές μετρήσεις ,καθώς επίσης η ανάλυση της επίδρασης τόσο της αστικής γεωμετρίας όσο και της βλάστησης στο μικροκλίμα ,προκειμένου να χαραχθούν κατευθυντήριες γραμμές για τον αστικό σχεδιασμό, οι οποίες θα οδηγήσουν στην βελτίωση των μικροκλιματικών συνθηκών .Για τον λόγο αυτόν πραγματοποιήθηκε μελέτη στην πλατεία Καρύλλου της Νέας Σμύρνης, η οποία περιλαμβάνει τόσο προσομοιώσεις μέσω του προγράμματος όσο και επί τόπου μετρήσεις της θερμοκρασίας και της σχετικής υγρασίας για συγκεκριμένες μέρες και ώρες. Στις προσομοιώσεις χρησιμοποιήθηκαν πραγματικά κλιματολογικά στοιχεία και τα αποτελέσματά τους αξιολογήθηκαν με σκοπό τον έλεγχο της αξιοπιστίας και της ακρίβειας του προγράμματος .Επίσης, με τη χρήση του Envi-met αξιολογήθηκε η επίδραση της βλάστησης στις μεταβλητές του μικροκλίματος που συγκρίναμε.

In modern construction and especially before the period of the decline of natural resources and concern for the environment, cost and quantity prevailed over value and quality. Bioclimatic design factors such as orientation, topography, insolation, climate, and the relationship between built and natural environment, often brushed aside and in many cases excluded. The controversial practices used on building and the imperfect application of legislation led to the lack of effective guidelines for better quality of life and rational use of energy. But things have changed. The growing concern for the environment, the acceptance of the need for more economic welfare and the recent economic crisis, brought back to the surface the principles of bioclimatic design. This trend also concerns the open urban spaces and especially the squares, which are places of transit of thousands of people on a daily basis. In recent years, electronic computational fluid dynamics programs which are able to simulate the microclimate of an area, providing important data for the study are of valuable assistance to the best reform of open outdoor spaces. The purpose of this thesis is to present the principles of bioclimatic design in open urban spaces, the detailed presentation of computational fluid dynamics package Envi-met, the assessment of the reliability and accuracy of Envi-met, by comparing its results with actual measurements as well as the analysis of the effect of both urban geometry and vegetation on microclimate in order to develop guidelines for urban planning, which will lead to the improvement of microclimatic conditions .For this reason a study was conducted at Karyllou Square of Nea Smyrni, which includes both simulations through the program and in situ measurements of temperature and relative humidity for specific days and times. In those simulations actual climatic data were used and the results were evaluated in order to check the validity and accuracy of the program. Also, through the use of Envi-met evaluated the effect of vegetation on the microclimate variables being compared.