Περιβαλλοντική αναβάθμιση θερμικών συνθηκών σε κλίμακα γειτονίας: Η περίπτωση της ακαδημίας Πλάτωνος με τη χρήση του λογισμικού envi-met

Κουτσανίτης, Στέργιος

Environmental improvement of thermal conditions in scale of neighborhood: Case study of Akadimia Platonos using ENVI-met software

Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία

Author

Κουτσανίτης, Στέργιος

Date

2021-05-12

Advisor

Sinou, Maria

ΣΤΕΡΓΙΟΣ ΚΟΥΤΣΑΝΙΤΗΣ signed.pdf (4.268Mb)

Keywords

Αστικό μικροκλίμα ; Θερμική άνεση ; Γειτονιά ; Ακαδημία Πλάτωνος ; ENVI-met ; Βιοκλιματικός σχεδιασμός ; Κλίμακα γειτονιάς ; Urban microclimate ; Thermal comfort

Abstract

Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία διερευνά τους τρόπους βελτίωσης ενός αστικού μικροκλίματος στην Αθήνα, και συγκεκριμένα στην περιοχή της Ακαδημίας Πλάτωνος. Η εργασία εστιάζει στην κλίμακα της γειτονιάς, όπου θα χρησιμοποιηθεί το λογισμικό μικροκλιματικής ανάλυσης Envi-met, προκειμένου να αναλυθούν οι τρόποι βελτίωσης συνθηκών του αστικού μικροκλίματος μέσω τεχνικών σχεδιασμού και διαφορετικών παραμετρικών σεναρίων. Θα αποδειχθεί ότι η εφαρμογή ψυχρών υλικών και υψηλής πυκνότητας βλάστησης έχουν τη δυνατότητα να μειώσουν τη θερμοκρασία του αστικού περιβάλλοντος και να βελτιώσουν τις συνθήκες θερμικής άνεσης, ακόμη και σε πυκνοδομημένες περιοχές με μικρά αστικά κενά. Με τον όρο «αστικό μικροκλίμα» νοούνται οι συνθήκες του μικροκλίματος, όπως αυτές διαμορφώνονται λόγω της αλληλεπίδρασης τους με τα στοιχεία αστικής μορφολογίας (δομικά στοιχεία, κτίρια, βλάστηση κ.α.). Η διαρκής υποβάθμισή του τα τελευταία χρόνια, με τα πυκνοδομημένα αστικά κέντρα, την άνοδο της θερμοκρασίας και την περιβαλλοντική μόλυνση, έχουν αναδείξει την αναγκαιότητα του βιοκλιματικού σχεδιασμού και της αειφόρου ανάπτυξης. Στόχος της εργασίας είναι η μοντελοποίηση του αστικού μικροκλίματος σε κλίμακα γειτονιάς, βάσει της πολυπλοκότητας που διαμορφώνει ο τρισδιάστατος χώρος στη περιοχή της Ακαδημίας Πλάτωνος για την βελτίωση των θερμικών συνθηκών μέσω της συμβολής του αστικού πρασίνου και παθητική ψύξη μέσω τεχνικών ψυχρών υλικών. Η παραμετρική μοντελοποίηση των διαφορετικών μικροκλιματικών σεναρίων βελτίωσης έγινε μέσω προσομοιώσεων στο υπολογιστικό μοντέλο ENVI-met v4.4.5 Summer20 Lite και εστιάζει στην ανάδειξη του βέλτιστου σεναρίου. Τα αποτελέσματα της μελέτης εστιάζουν στη ανάλυση της θερμοκρασίας του αέρα και της μέσης θερμοκρασίας ακτινοβολίας, που επιδρούν στη διαμόρφωση των συνθηκών θερμικής άνεσης. Η έρευνα οδήγησε σε συμπεράσματα σχετικά με τις παρεμβάσεις βιοκλιματικής ανάπλασης που δύναται να συνεισφέρουν στην περιβαλλοντική αναβάθμιση των πυκνοδομημένων κέντρων των ελληνικών πόλεων και στη βελτίωση των συνθηκών θερμικής άνεσης των κατοίκων.

Abstract

This master's thesis explores ways to improve an urban microclimate in Athens, and specifically in the neighborhood of Academia Platonos. The research focuses on the scale of a neighborhood, where the ENVI-met (v4.4.5 Summer20) software for microclimate analysis will be used, in order to analyze the ways of improving the conditions of an urban microclimate through design techniques and different parametric scenarios. We will prove that the application of passive cooling technologies (such as reflective materials) and urban green (such as vegetation of high density) can reduce the urban environment’s temperature and improve the conditions of thermal comfort, even in densely populated areas with small urban voids. The term of «urban microclimate» consists of local variations in wind, humidity, solar radiation and temperature as a result of urban morphology parameters (build infrastructures, vegetation, surface materials). Given the complexity of the urban environment and the severe urban problems, the need for adaptation and change of that situation becomes increasingly important. The connection between the ecosystem and the cities should subsist as a sustainable way of development. The aim of this thesis is the modeling of the urban microclimate on a scale of a neighborhood, based on the complexity of the three-dimensional space in the area of Academia Platonos to improve thermal conditions through the contribution of urban green and passive cooling techniques and cold materials. For the parametric modeling of the different scenarios for microclimatic improvement the computer model ENVI-met v4.4.5 Summer20 Lite was used in order to highlight the best scenario. The results of this study focus on the analysis of air temperature and the average radiation temperature, which affect the thermal comfort conditions. The research led to conclusions regarding the urban design for bioclimatic redevelopment that can contribute to the environmental upgrade of urban cities in Greece and the improvement of thermal comfort conditions.