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Influence of urban water surfaces on human thermal environments - an obstacle resolving modelling approach
Fischereit, Jana
Hamburg (Deutschland)
Selbstverlag
2018, XV,365 S., Abb., Tab., Lit., Kt., Schn.
Sprache: Englisch
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[Quelle: http://d-nb.info]
Hitze in Städten kann den Komfort, die Gesundheit und die Leistungsfähigkeit von Menschen negativ beeinflussen. Im Rahmen der Arbeit wird das Potenzial von Wasserflächen als Maßnahme zur Reduktion von Hitze mit einem hindernisauflösenden Modell (ORM) untersucht. Zwei thermische Indizes, die Physiologische Äquivalenttemperatur (Physiological Equivalent Temperature (PET)) und der Universelle Thermische Klimaindex (Universal Thermal Climate Index (UTCI)), werden genutzt, um die thermische Umwelt in der Stadt, wie sie vom Menschen wahrgenommen wird, zu untersuchen. PET und UTCI wurden aus 165 begutachteten Indizes ausgewählt, da sie global in ihrer momentanen Form angewendet werden können, um die thermische Umwelt des Menschen in der Stadt, wie sie vom Menschen wahrgenommen wird, in hindernisauflösenden Modellen zu bewerten. PET und UTCI unterscheiden sich unter anderem in Bezug auf ihre Behandlung von Kleidung und Aktivität, die Vollständigkeit des thermo-physiologischen Modells und der bewerteten Reaktion des Menschen. Aus diesem Grund kann es sein, dass sie die gleiche meteorologische Situation in Bezug auf die Wirkung auf den Menschen unterschiedlich bewerten. Um diese Unterschiede zu charakterisieren, wird die Sensibilität von PET und UTCI gegenüber ihrer meteorologischen, ihrer bebaute-Umwelt-bezogenen und ihrer personenbezogenen Eingangsgrößen (dies nur für PET) untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass PET und UTCI am sensibelsten auf Lufttemperatur reagieren, sowohl für sommerliche als auch für winterliche Bedingungen. Beide Indizes sind sehr sensibel gegenüber Windgeschwindigkeit, wobei der Einfluss auf UTCI stärker ist. Von den personenbezogenen Variablen reagiert PET am stärksten auf Änderungen der metabolischen Rate und der Kleidungsisolation, vor allem im Winter. PET, und in geringerem Maße auch UTCI, reagiert auch auf Änderungen der mittleren Strahlungstemperatur und dementsprechend bebaute-Umwelt-bezogene Variablen im Sommer. Um die Empfindlichkeit der thermischen Indizes gegenüber der mittleren Strahlungstemperatur berücksichtigen zu können, wird das hindernisauflösende Modell MITRAS erweitert, um die Berechnung von Strahlung in der Hindernisschicht zu verbessern. Das erweiterte Modell wird angewendet, um zu analysieren, wie unterschiedliche Arten von Wasserflächen in ihrer Umgebung die thermische Umwelt des Menschen beeinflussen. Untersucht wird jeweils der Einfluss eines Kanals und eines großen Sees auf eine kleine idealisierte Stadt für unterschiedliche meteorologische Situationen, die wolkenfreie Bedingungen in Hamburg repräsentieren. Die Ergebnisse zeigen, dass im Vergleich zu einem Kanal, ein großer See tagsüber in Bezug auf UTCI und PET im Mittel fünf mal so stark kühlt. Darüber hinaus zieht diese kühlere Luft weiter in die Stadt, wenn diese neben einem See anstelle eines Kanals liegt. Höhere Windgeschwindigkeiten erhöhen sowohl diese Eindringtiefe als auch die Stärke des Kühlungseffekts des Sees. Auf den Einfluss des Kanals auf die Stadt wirken sich die meteorologischen Bedingungen weniger stark aus. Beide Wasserflächen wärmen die Stadt hinsichtlich PET und UTCI in der Nacht. Die Stärke dieser Erwärmung ist ungefähr halb so groß wie die Stärke der Kühlung tagsüber. Nichtsdestotrotz zeigen die Ergebnisse, dass Wasserflächen trotz ihres großen Kühlungspotenzials am Tag auf Grund ihrer nächtlichen Wärmeeffekte nicht uneingeschränkt zur Gestaltung von thermisch komfortablen Städten empfohlen werden können.
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