ODABRANA POGLAVLJA IZ

KLIMATOLOGIJE

Atmosfera, naselja

i stanovanje

Doc.dr.sc. S. Lozić

Odjel za geografiju, Sveučilište u Zadru

UTJECAJ KLIME I VREMENA NA NASELJA I STANOVANJE

- urbanizacija→ klimatske posljedice

- razvoj urbane klimatologije - meteorološka motrenja - razvoj teorije

gradske klime

- klimatološka istraživanja naselja: korist pri projektiranju novih naselja →

ugodnije stanovanje u zatvorenim prostorima i naselju u cjelini; s druge

strane, smanjenje nepovoljnog utjecaja grada na atmosferu

- planiranje svih vrsta naselja (od sela do velikih gradova): potrebno je

uzeti u obzir međusobno djelovanje naselja i okolne atmosfere →

uvjeti u naseljima ovisni su o vremenu ali veća naselja istodobno djeluju

na vrijeme (gradska klima)

- gradska naselja imaju vlastite režime temperature, vlažnosti, strujanja i

onečišćenja zraka

- meteorološka služba: za potrebe građevinske klimatologije daje

podatke o prosječnim i ekstremnim meteorološkim prilikama →

sprječavanje pogrešaka u projektiranju i gradnji

- izbor najprikladnijeg građevinskog materijala - smanjivanje potrošnje

energije, povećanje sigurnosti objekta pri nepogodama (poplave, jaki

vjetrovi i dr.)

1. 12. 2008. Plima u

Trogiru. Najkritičnije je

bilo u staroj gradskoj jezgri,

gdje je poplavilo više

podruma u stambenim

objektima.

Utjecaj grada na klimu

- veliki gradovi i aglomeracije mogu utjecati na regionalne klimatske prilike

- posljedice urbanizacije na najnižoj, mjesnoj razini:

• nastanak gradskog toplinskog “otoka”

• promjene zračnog strujanja

• veće onečišćenje zraka

• djelovanje na naoblaku i padaline

• promjene vlažnosti zraka

TEMPERATURA

- u gradu je viša nego u okolici

- uzroci nastanka toplinskog “otoka”:

a) razlika u toplinskim svojstvima grada i okolice

→ asfalt, beton, kamen i cigla - niži albedo, bolja toplinska vodljivost i veći toplinski

kapacitet nego livade i polja

b) slabije odvođenje topline s ulica i trgova - u gradu je vjetar uglavnom slabiji

nego u okolici

c) isparavanje je u gradu slabije zbog manje zelenih površina

d) povećano je zagrijavanje zraka zbog ljudskih aktivnosti (grijanje, rasvjeta,

industrijska proizvodnja, automobili itd.)

Dnevni hod temperature u

gradu:

- razlika između dnevnog hoda

temperature podloge i zraka na

većoj visini: puno manja amplituda

temperature na visini i zimi i ljeti

- ljeti i zimi je danju podloga toplija

a noću hladnija od zraka na visini

- ljeti i zimi su noćne temperature

na visini više nego temperature

podloge - cijele godine postoji

inverzijski sloj (hladniji zrak uz

podlogu)

STRUJANJE U GRADSKOM PODRUČJU

- smanjuje se brzina vjetra i mijenja se smjer

- uzrok: neravnine gradskih površina, toplinski “otok”

- pri slabom općem strujanju zbog toplinskog otoka nastaje lokalna cirkulacija u

gradu

- ulice - kanaliziranje strujanja, povećanje brzine vjetra

- u središtu grada gdje su

zgrade najviše trenje je

najveće - smanjenje

brzine vjetra osjeća se u

najdebljem sloju zraka

- smanjenjem visine zgrada

(predgrađa i okolica)

smanjuje se sloj trenja i

manje brzine vjetra

- brzina vjetra manja je

prema središtu grada a

veća prema periferiji

Utjecaj grada na promjenu smjera vjetra

- vjetar u gradu ne slabi jednako u svim njegovim dijelovima - slabi pred

zaprekom ali jača između dviju zapreka (npr. u ulicama između

blokova zgrada)

- koliko će vjetar oslabiti ovisi o visini zgrada, smjeru i širini ulica i kutu

pod kojim vjetar puše

- općenito, u središtu grada vektori vjetra su manji (smanjena je brzina)

Nastanak strujanja pod utjecajem grada:

- ako u gradu postoji toplinski “otok”, zrak će strujati iz okolice i periferije prema

središtu

- to je izraženo osobito u vedrim i tihim noćima, kad je strujanje u čitavom širem

području slabo (anticiklonska raspodjela tlaka)

- konvergentno strujanje sa svih strana prema središtu → izdizanje toplijeg zraka

→ na određenoj visini prelazi u horizontalno strujanje prema periferiji →

spuštanje zraka → ponovno strujanje prema središtu → zatvoreni cirkulacijski

sustav

Utjecaj vjetra na grad:

- kontroliranje zagađenja, utjecaj na

koncentraciju i smjer rasprostiranja

aeropolutanata, utjecaj na

temperaturu (miješanje toplijeg i

hladnijeg zraka), čestinu magle,

intenzitet evaporacije i relativnu vlagu,

količinu padalina i naoblaku

Utjecaj grada na vjetar:

- grad pojačava prizemno trenje →

pojačanje mehaničke turbulencije;

utjecaj na smjer i brzinu vjetra - grad

smanjuje brzinu ali povećava

mahovitost

- srednja godišnja brzina vjetra u gradu

je za 25% manja od okolice

- čestina tišine: oko 15% veća

(višegodišnji prosjek)

- udari jakog vjetra: manji za oko 15%

PADALINE I NASELJA

- na režim padalina utječu tri faktora:

1. velika količina lebdećih čestica (jezgre kondenzacije)

2. pojačana turbulencija vjetra nad neravnom podlogom

3. toplinska konvekcija zbog prosječno viših temperatura u gradu

- veći gradovi → veći broj dana s padalinama i grmljavinskim

nevremenom

- kombinacija utjecaja grada i ostalih klimatskih modifikatora: npr.mora,

jezera, reljefa

PLANIRANJE NASELJA

- potreba usklađivanja čovjekovih potreba i prirodnih potencijala

- prenamjena prostora može znatno promijeniti lokalnu klimu

- analiza klimatskih i meteoroloških parametara pridonosi kvalitetnom i

sigurnom stanovanju i ekonomski opravdanoj gradnji

- različite faze planiranja - urbanistima su potrebni različiti podaci

Telheiras district - Lisabon

Položaj naselja

- područja uz rijeke okružena brdima ili u kotlinama, zbog slabog

provjetravanja zimi mogu biti vlažna, maglovita i vrlo hladna a ljeti izrazito

vruća - nisu pogodna za izgradnju naselja (kao ni područja izložena

poplavama)

Spatial distribution of the

classes of slopes (terrain

plus construction)

Struktura naselja

- da bi se očuvalo prirodno provjetravanje naselja, nizove zgrada treba

postavljati u smjeru prevladavajućeg vjetra

- treba uzeti u obzir dnevno periodično strujanje zraka (dolinski i

Planinski vjetar; smorac i kopnenjak)

- zelene i vodene površine → poboljšavanje kakvoće zraka, osobito u

toplom dijelu godine (snižavanje temperature u neposrednoj okolini)

Gustoća i visina zgrada

- gustoćom zgrada i njihovom visinom moguće je djelovati na temperaturu zraka i

prirodno provjetravanje → smanjivanje koncentracije onečišćenja, djelovanje na

osjet ugode

- to je osobito važno u bioklimatski nepovoljnim područjima gdje je provjetravanje

slabo a ljetne temperature po danu su visoke

- što su zgrade gušće, toplinski “otok” je jači

- onečišćenje (promet, industrija) - zadržava se i gomila u prizemnom sloju zraka,

osobito na mjestima gdje su zgrade gusto izgrađene

Estimated PET (ºC)

in a warm summer

night (at 0 h), with

cloudless sky and

weak northerly wind

Estimated PET (ºC)

in a warm summer

day (at 15 h), with

cloudless sky and

weak easterly wind

Smještaj industrijskih pogona

- industrijska postrojenja treba

smjestiti ovisno o dominantnom

smjeru i brzini vjetra → izbjegavanje

dovođenja i zadržavanja nečistog

zraka u naselju

- kotline i predjeli okruženi brdima

nisu pogodni za smještaj

industrijskih pogona

Smještaj ostalih izvora onečišćenja

- cestovne zaobilaznice i željeznička čvorišta – poželjna je gradnja izvan

stambenih naselja

- zajednička toplinska mreža - manje onečišćenje nego brojnija kućna

ložišta; npr. dimnjak toplane nadvisuje prizemni inverzijski sloj zraka

Primjer arhitekture prilagođene utjecajima klimatskih elemenata:

- Dubai - projekt zgrada “Rotating Tower” → akumuliraju energiju sunca i

vjetra fizički se prilagođavajući

- zgrade pomičnih katova - u kontinuiranom pokretu, mijenjaju oblik prema

smjeru puhanja vjetra

- unatoč fleksibilnosti, zgrade imaju visok stupanj otpornosti na potrese, a

stanari pristiskom na kontrolnoj ploči sami utječu na svoju “mobilnost”.

- u tornjeve zgrada bit će ugrađene vjetroturbine između katova, čime se

svakom od ukupno 59 nivoa zgrada osigurava potrebna energija

- zgrade će na taj način, u kombinaciji sa solarnim ćelijama, stvarati 10 x

više energije nego što su njihove potrebe

- procjenjuje se da će 48 vjetroturbina proizvesti do 1 200 000 kWh godišnje

PROJEKTIRANJE NASELJA I ZGRADA

- klimatski podaci koriste se u svim fazama projektiranja zgrade →

određivanje njezina smještaja, detaljno arhitektonsko i građevinsko

projektiranje, izgradnja

- pri izboru visine, horizontalnih dimenzija i oblika zgrade – potrebno

je uzeti u obzir vertikalnu raspodjelu temperature i vjetra u sloju od 0 –100

m visine; ukupnu i osobito nisku naoblaku, količinu pljuskovitih padalina,

maglu, osunčanost, sjenovitost, provjetravanje i opterećenje snijegom

- građevni materijal: veliki utjecaj na

unutrašnju klimu zgrade

- o njemu ovisi toplinska vodljivost,

higrotermička svojstva, provjetravanje

→ toplinska ravnoteža

- detaljan izbor materijala može se

provesti nakon analize sunčevog

zračenja, temperaturnih kolebanja,

količina pljuskovitih padalina i

opterećenja vjetrom i snijegom

- troškovi održavanja zgrade (troškovi

grijanja, klimatizacije, rasvjete, vanjskog

i unutarnjeg čišćenja mogu se znatno

smanjiti uzimanjem u obzir režima

vlažnosti i temperature zraka, vjetra,

zračenja, snijega i bioklimatskog

osjeta ugode

- projektiranje boravišnog i radnog prostora (stanovi, škole, vrtići,

uredi, bolnice i sl.) → raspored prostorija, položaj i veličina prozora,

lođa, verandi, balkona, terasa i ostakljenih prostora → potrebno je

poznavanje zračenja, temperature i vlažnosti zraka, količine

padalina i njihovih međusobnih odnosa - važnost: radi ocjene ugodnosti klime, reguliranja osunčavanja,

zaštite od vjetra, padalina i buke

Shading pattern of the overhang for a sunny day at 10.00. Presentation based on shading analysis with the simulation programme ECOTECT.

Shading pattern of the overhang for a sunny day at 16.00. Presentation based on shading analysis with thesimulation programme ECOTECT.

- pravilan razmještaj parkova, šetališta, dječjih i sportskih igrališta:

potrebno je poznavati odnos smjera i brzine vjetra (utjecaj na

provjetravanje i čistoću zraka nekog prostora), temperaturu,

osunčanost, vlažnost i količinu padalina

- važno je izbjeći pregrijavanje velikih asfaltiranih ili betoniranih površina,

osigurati odvodnju padalinske vode i osigurati provjetravanje radi

raspršivanja onečišćenja