Wpływ zagospodarowania osiedli mieszkaniowych na warunki klimatu lokalnego Magdalena Kuchcik

Transkrypt

1 Development and application of mitigation and adaptation strategies and measures for counteracting the global Urban Heat Islands phenomenon Wpływ zagospodarowania osiedli mieszkaniowych na warunki klimatu lokalnego Magdalena Kuchcik MIEJSKA WYSPA CIEPŁA W WARSZAWIE, 3 październik 2012

2 UKŁAD PREZENTACJI Cel prezentacji Informacje o osiedlach i metodzie badań klimatu lokalnego Ogólna charakterystyka klimatu osiedli Zróżnicowanie mikroklimatyczne wewnątrz wybranych osiedli Wnioski MIEJSKA WYSPA CIEPŁA W WARSZAWIE, 3 październik 2012

3 Celem prezentacji jest przedstawienie wyników badań warunków termiczno-wilgotnościowych w osiedlach mieszkaniowych o różnym zagospodarowaniu przestrzennym i udziale powierzchni biologicznie czynnej i pokazanie, że planiści mogą mieć znaczący wpływ na warunki odczuwalne wewnątrz osiedli. MIEJSKA WYSPA CIEPŁA W WARSZAWIE, 3 październik 2012

4 OCENA WSKAŹNIKA TERENÓW BIOLOGICZNIE CZYNNYCH JAKO STANDARDU KSZTAŁTOWANIA STRUKTURY PRZESTRZENNEJ TERENÓW MIESZKANIOWYCH projekt KBN nr N527/0669/33; kierownik: dr hab. Barbara Szulczewska, prof. SGGW KRYTERIA DOBORU OSIEDLI - zróżnicowany Wskaźnik terenów biologicznie czynnych: trawniki, kwietniki, żywopłoty, krzewy, nawierzchnie ziemne i trawiaste, powierzchnia wód, powierzchnie stropodachów i ścian pokrytych roślinnością - i różne otoczenie osiedla (tereny otwarte, zabudowane)

5 TBC 67,4% do 2010 r. obok teren otwarty (40 lat) MIEJSKA WYSPA CIEPŁA W WARSZAWIE, 3 październik 2012 TBC 17,7% Wokół gęsto zabudowany obszar (20-90 lat)

6 Osiedle TBC (%) os. Bernardyńska - 67,4 % os. Limanowskiego - 65,1 % os. Conrada - 59,6% os. Bokserska - 58,6% os. Langego 56,9% os. Koło 54,3% os. Olbrachta 52,5% os. Duracza 51,8% os. Orzycka 48,6% os. Kamińskiego 44,5% os. Zgrupowania Żmija 41,7% os. Włodarzewska 40,7% os. Pańska 17,7% os. Hoża 16,4% MIEJSKA WYSPA CIEPŁA W WARSZAWIE, 3 październik 2012

7 METODY BADAŃ Pomiary termiczno-wilgotnościowe Stacje bazowe - czujniki HOBO: temperatura powietrza (0,1 i 1,5 m nad gruntem) lub temperatura i wilgotność powietrza 1,5 m nad gruntem Wybrane dni lata 2009 r. oraz 2012 r. Pomiary marszrutowe temperatury i wilgotności powietrza oraz prędkości wiatru na uprzednio wyznaczonych stanowiskach (8-12 na każdym osiedlu).

8 METODY BADAŃ

9 ( ) Bernardyńska Kamińskiego Hoża Tśr 10, ,8 Tmin 4,1 4,8 6,4 2,3 0,8 0,8 ( ) Suwałki Warszawa Słubice Tśr 6,2 7,9 8,7 Tmin 2,2 3,8 4,1 1,9

10 :00 11:00 21:00 7:00 17:00 3:00 13:00 23:00 9:00 19:00 5:00 15:00 1:00 11:00 21:00 7:00 17:00 Temperatura powietrza [ C] zima: różnice Tmin do 5,5 C Tmax ok. 2 C Bernardyńska Conrada Kamińskiego Olbrachta Włodarzewska Zgr Żmija Hoża Pańska Temperatura minimalna [ C] Temperatura maksymalna [ C] Bernardyńska Conrada Kamińskiego Olbrachta Włodarzewska Zgr Żmija Hoża Pańska Bernardyńska Conrada Kamińskiego Olbrachta Włodarzewska Zgr Żmija Hoża Pańska

11 40 35 Temperatura powietrza [ C] 30 lato: różnice Tmin do 6,8 C Tmax do 9,6 C Bernardyńska Conrada Kamińskiego Olbrachta Włodarzewska Zgr Żmija Hoża Pańska 1:00 11:00 21:00 7:00 17:00 3:00 13:00 23:00 9:00 19:00 5:00 15:00 1:00 11:00 21:00 7:00 17:00 20 Temperatura minimalna [ C] 40 Temperatura maksymalna [ C] Bernardyńska Conrada Kamińskiego 30 Bernardyńska Conrada Kamińskiego 12 Olbrachta Włodarzewska Zgr Żmija 25 Olbrachta Włodarzewska Zgr Żmija Hoża Pańska Hoża Pańska

12 Średnia dobowa amplituda temperatury powietrza na wybranych osiedlach (Bernardyńska, Olbrachta, Włodarzewska i Hoża) 20 Średnia dobowa amplituda temperatury powietrza [ C] TBC [%] kwi 09 maj 09 cze 09 lip 09 sie 09 wrz 09 paź 09 lis 09 gru 09 sty 10 lut 10 mar 10 kwi 10 maj 10 cze 10 lip 10

13 Średnia miesięczna wilgotność względna powietrza

14 ZRÓŻNICOWANIE MIKROKLIMATYCZNE WEWNĄTRZ OSIEDLI HOŻA 16% ( lat) klasyczne centrum MIEJSKA WYSPA CIEPŁA W WARSZAWIE, 3 październik 2012

15 1,2 C 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0-0,2 Różnica temperatury powietrza między stacją bazową (klomb z niską roślinnością, na dużym podwórzu 8p. budynku) a poszcz. stanowiskami rano południe wieczór południe HOŻA 16% -0,4 klomb na dachu garażu (7) chodnik pod drzewami (4) małe podwórze 6p. budynku, asfalt (3) pas drzew obok 8p. budynku (11) duża pow. asfaltu otoczona budynkami (8) ażurowa płyta betonowa, trawa (12) Powietrze nad betonową płytą ażurową obsianą trawą nagrzewa się prawie w takim samym stopniu jak nad dużą powierzchnią asfaltu. Pozytywne oddziaływanie pasa wysokich drzew liściastych: są źródłem cienia latem, zaś zimą nie przeszkadzają w dopływie promieniowania słonecznego do okien.

16 Włodarzewska 41% (10-15 lat)

17 Włodarzewska 41% zmarnowany potencjał

18 2,5 C 2 1,5 Różnica temperatury powietrza między stacją bazową (poza osiedlem, duży trawnik, otoczonym blokiem i murem) a poszcz. stanowiskami popołudnie wieczór Włodarzewska 41% zmarnowany potencjał 1 0,5 0 wąski trawnik obok krzewów i muru (6) skrzyż. alejek bruk. (5) plac bruk. na zewnątrz osiedla (7) plac zabaw, piasek (2) bruk. alejka między blokami (6a) ogródek przy bloku, poziom wysokiego parteru (12) żyzna łąka o pow. ok. 2500m2 (9) wąski pas gęstego trawnika w pobliżu łąki (10) trawnik w parku, 2 m od jeziora (8) Osiedle odwrócone tyłem do parku dodatkowo oddzielone od niego murem. Nie widać ochładzającego wpływu malutkich obszarów zielonych, a nawet więcej: powietrze nad klombami utworzonymi na podwyższeniach, na dachach czy tuż przy ścianach budynków bywa cieplejsze niż nad powierzchniami sztucznymi.

19 Kamińskiego 44,5% (15 lat) MIEJSKA WYSPA CIEPŁA W WARSZAWIE, 3 październik 2012

20 Kamińskiego 44,5% jest dobrze

21 Kamińskiego 44,5%

22 Kamińskiego 44,5% 4 bp - wąskie przejście między blokami 5 drzewa - niewysokie, na brzegu osiedla 6 trawnik - S bloku 7 asfalt - duży wewnątrz osiedla 8 trawnik duży, w obniżeniu, w dużej studni w kształcie C 8a piasek - plac zabaw w dużej studni w kształcie C 9 asfalt - średni wewnątrz osiedla 10 drzewa - średnie, w zaciszu bloku 11 trawnik - mały, N bloku, na brzegu osiedla

23 Conrada 60% (35-40 lat) MIEJSKA WYSPA CIEPŁA W WARSZAWIE, 3 październik 2012

24 Conrada 60% (35-40 lat) efekt tunelowy wiatru

25 Efekt tunelowy wiatru był obserwowany na wielu osiedlach: w zwężeniach między blokami, w przejściach dla pieszych w blokach, lecz tylko w 1 przypadku na osiedlu Conrada układ budynków na całym osiedlu pracuje na wzrost prędkości wiatru 3-8-krotny w stosunku do warunków na zewnątrz osiedla Δt v RH 6 5 r. p. w -0,2 0,7-0,7 1,1 0,9 0, p. -0,6 0,4 47 Conrada 60% 5 7 Δt v RH r. -0,3 2, p. 0,5 5,2 46 Δt v RH w -0,6 3,3 48 r. -0,3 0,9 78 p. -1,5 4,5 48 p. 0,0 2, w -0,8 1,2 50 p. -1,4 2, Δt v RH r. -0,1 0,7 81 r. p. w p.. Δt v RH -0,1 1,0 80 0,8 1,9 45-0,4 1,1 50-0,8 2,3 48 N data v [m/s] p. 0,8 1,1 44 w -0,4 1,6 48 p. -1,1 2,2 48 stan. rano połud wieczór połud średnia 1 1,4 0,6 0,6 1,7 1,1 2 0,3 1,2 0,3 1,7 0,9 4 0,7 1,1 1,6 2,2 1,4 5 2,2 5,2 3,3 4,5 3,8 6 0,9 2,1 1,2 2 1,6 9 1,9 2,9 1,3 2,7 2,2 8 Δt v RH Δt v RH r. w 1,0-0,3 2,9 1, ,2 1,9 79 r. p. w p. 1,4 1,2 48-0,3 0,6 51 0,0 4,8 46-0,1 0, B p. p. r. p. w p. -0,1 Δt 0,3 1,0 0,5-0,9 2,7 v 0,1 1,7 0,0 0,7 45 RH Δt v RH 3 r. p. w p. 0,3 1,2 0,3-0,3 1,7 51 r. p. w p. Δt v 1,4 0,6 0,6 1,7 RH

26 NAJWAŻNIEJSZE WYNIKI: osiedla z najmniejszym udziałem TBC, położone w centrum (Hoża, Pańska, Sandomierska), w ramach Miejskiej Wyspy Ciepła cechuje najwyższa temperatura powietrza (szczególnie zimą), najmniejsza prędkość wiatru i zmniejszone różnice termiczne między różnymi powierzchniami: na osiedlu Hoża różnice termiczne wynoszą zaledwie 1,1 C; osiedla z najwyższym TBC (Bernardyńska 67%) cechują się największymi różnicami termicznymi, sięgającymi 3 C. Duże, otwarte tereny zielone umożliwiają dobrą wentylację, ale wywołują też efekt tunelowy wiatru; wraz ze wzrostem TBC notowany jest istotny statystycznie spadek minimalnej temperatury powietrza oraz średniej dobowej temperatury powietrza; niedopuszczalne jest traktowanie powierzchni betonowych płyt ażurowych jako w pełni aktywnych biologicznie obszarów; ważna jest nie tylko sama wartość wskaźnika TBC, ale też układ, rodzaj i kształt zabudowy układ budynków, który nie wywołuje efektu tunelowego wiatru, ale też nie tworzy przestrzeni całkowicie zamkniętych na ruch powietrza.

27 W celu poprawy warunków klimatycznych korzystne są: ogródki przy budynkach o zróżnicowanych wysokościowo gatunkach, z drzewami i krzewami liściastymi, a nie tylko płożącymi gatunkami iglastymi gdyż nie tylko powierzchnia zajęta przez roślinność, ale także struktura tej roślinności ma znaczenie dla przebiegu procesów przyrodniczych pasy zadrzewień wysokich i generalnie wprowadzanie wysokich drzew liściastych bardzo istotna jest dbałość o jakość istniejącej zieleni w osiedlach: niezadbane, wyschnięte trawniki, czy niedbałe zakrzewienia odgrywają niewielką rolę w kształtowaniu warunków klimatycznych brak murów wokół osiedla, zastąpienie ich ogrodzeniem, umożliwiającym przepływ powietrza i generalnie projektowanie osiedli tak by umożliwić i wykorzystać wpływ sąsiednich terenów otwartych na klimat wnętrza osiedla rozdrobnienie płaskich powierzchni sztucznych i nie tworzenie szerokich, asfaltowych ciągów komunikacyjnych o przebiegu zgodnym z najczęstszym kierunkiem wiatru w danym rejonie (w Polsce centralnej: zach.-wsch.)

28 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ Wpływ zagospodarowania osiedli mieszkaniowych na warunki klimatu lokalnego Magdalena Kuchcik MIEJSKA WYSPA CIEPŁA W WARSZAWIE, 3 październik 2012

29 INNE WYNIKI PROJEKTU FUNKCJONOWANIE BIOLOGICZNE Najwyższe wartości wskaźnika GPR uzyskały osiedla: Kamińskiego 2.2 (TBC - 44,5%), Literacka 2.1 (TBC - 47,1%), Langego 2.2 (TBC - 56,9%) i Bernardyńska 2.1 (67,4%). Zatem intensywność procesów przyrodniczych, tj. fotosynteza, transpiracja i metabolizm (np. wiązanie dwutlenku węgla) na osiedlu Kamińskiego o wskaźniku TBC 44,5% jest wyższa niż na osiedlu Bernardyńska o wskaźniku TBC 67,4%. Potwierdza to znaną już prawidłowość, że nie tylko powierzchnia zajęta przez roślinność, ale także struktura tej roślinności ma znaczenie dla przebiegu procesów przyrodniczych. GPR - stosunek powierzchni zajmowanej przez rośliny zwielokrotnionej o odpowiadającą im wartość LAI (całkowita powierzchnia liści mierzona po jednej ich stronie) do całkowitej powierzchni osiedla w badanych osiedlach

30 INNE WYNIKI PROJEKTU Projektowane przepisy urbanistyczne określające minimalny udział PBC dla zabudowy mieszkaniowej Przepis urbanistyczny Zabudowa mieszkaniowa wysoka (o wysokości kondygnacji) Zabudowa mieszkaniowa średniowysoka (o wysokości 5-9 kondygnacji) Udział powierzchni biologicznie czynnej Zabudowa mieszkaniowa niska (o wysokości do 4 kondygnacji) Miasta 200 tys. mieszk. 25% 25% 30% Miasta tys. mieszk. 25% 30% 40% Miasta 50 mieszk. 30% 40% 50% Ustalanie wskaźnika na poziomie minimalnym 25% nie gwarantuje stworzenia właściwych warunków funkcjonowania środowiska przyrodniczego oraz dobrej jakości życia w obrębie osiedli mieszkaniowych. Polski wskaźnik terenów biologicznie czynnych jest za mało kompleksowy. Nie uwzględnia zróżnicowania w pokryciu terenu, nie uwzględnia trzeciego wymiaru, zarówno w odniesieniu do kubatury roślin, jak i ogrodów wertykalnych. Nie zachęca do stosowania proekologicznych technologii, np. związanych z gospodarowaniem wodami opadowymi. Jego niewątpliwą zaletą jest natomiast łatwość stosowania.