το κλίμα και η επιρροή του στο σχεδιασμό Κλειώ Αξαρλή

Transcript

1 το κλίμα και η επιρροή του στο σχεδιασμό Κλειώ Αξαρλή

2 Κλίμα: η μέση καιρική κατάσταση δηλαδή η σύνθεση του καιρού για μια μεγάλη χρονική περίοδο (που είναι απαραίτητη για την απαλοιφή των σφαλμάτων και την εδραίωση στατιστικών παραμέτρων). Περιλαμβάνει το σύνολο των ατμοσφαιρικών συνθηκών, και προσδιορίζεται από τις μέσες τιμές τους

3 ΠΟΛΙΚΟ ΚΛΙΜΑ Πολύ χαμηλή θερμοκρασία Μικρή βιοποικιλότητα Δομικό υλικό: πάγος Ένδυση με δερματα ζώων

4 ΠΟΛΙΚΟ ΚΛΙΜΑ: IGLOO η βέλτιστη λύση μειωμένες θερμικές απώλειες (σχήμα, διάταξη χώρων)

5 κλίμα ερήμου

6 κλίμα ερήμου: τέντα η βέλτιστη λύση απαίτηση δροσισμού (αερισμός, σκιασμός)

7 Κλίμα μεσογειακό: όχι πολύ χαμηλές θερμοκρασίες το χειμώνα θερμομόνωση εσωτερικές αυλές

8 Μεσογειακό: πρόβλημα υπερθέρμανσης το καλοκαίρι

9 κλίμα μεσογειακό: σκιασμός και δροσισμός το καλοκαίρι

10 Κατηγορίες κλίματος-περιοχές διαφορετικής έκτασης μήκος εμβαδό Χωρική κλίμακα ΜΙΚΡΟΚΛΙΜΑ 1m - 1km 1m 2-1km 2 τοπική ΜΕΣΟΚΛΙΜΑ 1km - 100km 1km 2-100km 2 περιφερειακή ΜΑΚΡΟΚΛΙΜΑ 100km km 100km km 2 ηπειρωτική Μεσόκλιμα: χωροθέτηση οικισμών, σχεδιασμός πόλεων και κτηρίων Μικρόκλιμα (αστκό μικρόκλιμα, μικρόκλιμα χλοερής επιφάνειας, κρυπτόκλιμα, φυτόκλιμα ): σχεδιασμός κτηρίων και του περιβάλλοντος χώρου τους, υπαιθρίων χώρων * Τα γεωγραφικά όρια μεταξύ μεσοκλίματος και μικροκλίματος δεν είναι σαφή

11 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΟΥ ΚΛΙΜΑΤΟΣ Ηλιακή ακτινοβολία (ένταση, ηλιοφάνεια) Θερμοκρασία αέρα (μέση, μέγιστη, ελάχιστη) Θερμοκρασία εδάφους (επιφανειακή και βάθους) θερμοκρασία υδάτων Άνεμος (ταχύτητα και διεύθυνση) Ατμοσφαιρική πίεση Υγρασία (σχετική υγρασία του αέρα, εξάτμιση) Ατμοσφαιρικά κατακρημνίσματα (βροχή, χιόνι, χαλάζι)

12 Καταγραφή κλιματικών στοιχείων σε πίνακες ή στατιστικά μεγέθη ΣΧΕΤΙΚΗ ΥΓΡΑΣΙΑ ΑΕΡΟΣ (%) Ι Φ Μ Α Μ Ι Ι Α Σ Ο Ν Δ Μ.ΟΡΟΣ ΕΤΟΥΣ Ηλιακή Ακτινοβολία (Wh/m2) Μέση Θερμοκρασία ( C) 0 0 Ιαν Φεβ Μαρ Απρ Μαϊ Ιουν Ιουλ Αυγ Σεπ Οκτ Νοε Δεκ Μήνας Ηλιακή Ακτινοβολία (Wh/m2) Μέση Θερμοκρασία ( C)

13 Καταγραφή κλιματικών στοιχείων σε χάρτες ή γραφήματα Prevailing Winds Wind Frequency (Hrs) Location: THESSALONIKI, GRC (40.5, ) Date: 1st January - 31st December Time: 00:00-24:00 W eather Tool NORTH 50 km/h 15 hrs km/h km/h km/h 116 < km/h Ιανουάριος ΒΒΔ Β ΒΒΑ ΒΔ ΒΑ ΔΒΔ ΑΒΑ Δ ΔΝΔ ΑΝΑ ΝΔ ΝΑ Ν ΝΝΑ ΝΝΔ Α Φεβρουάριος ΒΒΔ Β ΒΒΑ ΒΔ ΔΒΔ Δ ΔΝΔ ΝΔ ΝΝΔ Ν ΝΝΑ ΒΑ ΑΒΑ Α ΑΝΑ ΝΑ Μάρτιος Απρίλιος WEST EAST ΒΔ ΒΒΔ Β ΒΒΑ ΒΑ ΒΔ ΒΒΔ Β ΒΒΑ ΒΑ ΔΒΔ ΑΒΑ ΔΒΔ ΑΒΑ Δ Α Δ Α ΔΝΔ ΝΔ ΝΝΔ Ν ΝΝΑ ΝΑ ΑΝΔ ΝΔ ΝΝΔ ΝΝΑ ΝΑ ΑΝΑ Ν Μάιος Ιούνιος SOUTH 165 ΒΔ ΒΒΔ Β ΒΒΑ ΒΑ ΒΔ ΒΒΔ Β ΒΒΑ ΒΑ Ισοθερμικός χάρτης (μέση θερμοκρασία τον Ιανουάριο) Ανεμολογικοί ρόδακες ΔΒΔ Δ ΔΝΔ ΝΔ ΝΝΔ Ν Ιούλιος ΝΝΑ ΑΒΑ ΔΒΔ Α Δ ΔΝΔ ΑΝ ΝΑ ΝΔ ΝΝΔ Ν ΝΝΑ Αύγουστος ΑΒΑ Α ΑΝ ΝΑ ΒΔ ΒΒΔ Β ΒΒΑ ΒΑ ΒΔ ΒΒΔ Β ΒΒΑ ΒΑ ΔΒΔ ΑΒΑ ΔΒΔ ΑΒΑ Δ Α Δ Α ΔΝΔ ΝΔ ΝΝΔ Ν ΑΝΑ ΝΑ ΔΝΔ ΝΔ ΝΝΔ Ν ΝΝΑ ΝΑ ΑΝ ΝΝΑ Σεπτέμβριος Οκτώβριος ΒΔ ΒΒΔ Β ΒΒΑ ΒΑ ΒΔ ΒΒΔ Β ΒΒΑ ΒΑ ΔΒΔ ΑΒ ΔΒΔ ΑΒΑ Δ Α Δ Α ΔΝΔ ΝΔ ΝΝΔ Ν ΝΝΑ ΝΑ ΑΝΑ ΔΝΔ ΝΔ ΝΝΔ Ν ΝΝΑ ΝΑ ΑΝ Νοέμβριος Δεκέμβριος ΒΔ ΒΒΔ Β ΒΒΑ ΒΑ ΒΔ ΒΒΔ Β ΒΒΑ ΒΑ Κατανομή της ηλιακής ακτινοβολίας (KWh/m 2 ) Οι κυριότεροι άνεμοι της περιοχής της Μεσογείου ΔΒΔ Δ ΔΝΔ ΝΔ ΝΝΔ Ν ΝΝΑ ΝΑ ΑΒΑ ΑΝΑ ΔΒΔ Α Δ ΔΝΔ ΝΔ ΝΝΔ Ν ΝΝΑ ΑΒΑ Α ΑΝΑ ΝΑ

14 Βασικοί τύποι μακροκλίματος Ψυχρό κλίμα (cool) Μέτριο κλίμα (temperate) Θερμό, ξηρό κλίμα (hot and arid) Θερμό, υγρό κλίμα- τροπικό (tropical)

15 μεσόκλιμα: το κλίμα που επικρατεί σε μια ορισμένη περιοχή (πόλη, αγροτική περιοχή, επίπεδο γειτονιάς) Το μεσόκλιμα επηρεάζεται από: τη μορφολογία του εδάφους τα κτίρια του δομημένου περιβάλλοντος το μακροκλίμα της περιοχής

16 Διαχωρισμός της Ελλάδας σε ζώνες, ανάλογα με τα κλιματικά δεδομένα Ζώνη Α από ΒΗΘ (βάση 18 ο C) Ζώνη Β από ΒΗΘ Ζώνη Γ από ΒΗΘ Ζώνη Δ >2201 ΒΗΘ

17 κλίμα μεσογειακό

18 Τύποι μεσοκλίματος παραλιακές περιοχές επίπεδη ανοικτή ύπαιθρος δάσος κοιλάδες ορεινές περιοχές αστικές περιοχές

19 η μορφολογία του εδάφους τροποποιεί τη ροή του ανέμου οι αλλαγές πυκνότητας, λόγω θέρμανσης, του αέρα, δημιουργούν μορφές αέριας κίνησης

20 επίπεδη ανοικτή ύπαιθρος ανώμαλες επιφάνειες (δέντρα, θάμνοι, φράκτες, οικισμοί) επιβραδύνουν τον άνεμο κοντά στο έδαφος Οι συνθήκες της ηλιακής ακτινοβολίας πλησιάζουν τα μακροκλιματικά δεδομένα

21 δάση προπέτασμα για τον ήλιο και τον άνεμο (άνεμοι ασθενείς, σκιά) η θερμοκρασία την ημέρα παραμένει χαμηλή η θερμοκρασία το βράδυ παραμένει υψηλή

22 Το κλίμα στην πόλη τελείως διαφορετικό από αυτό στην ύπαιθρο Το αστικό κλίμα διαμορφώνεται από: Τους μετεωρολογικούς παράγοντες Τους χωροταξικούς παράγοντες Τις ανθρωπογενείς δραστηριότητες (δραστηριότητες της πόλης)

23 Αθήνα: το νέφος

24 Η ακτινοβολούμενη θερμότητα από τα κτίρια, δημιουργεί και μεταβάλλει τη ροή του ανέμου

25 το κτισμένο περιβάλλον μεταβάλλει τη ροή του ανέμου και τον ηλιασμό

26 μεσόκλιμα: αστική νησίδακατανομή της θερμοκρασίας

27 μεσόκλιμα: αστική νησίδα τυπική ροή ανέμου

28 αναπτυσσόμενες επιφανειακές θερμοκρασίες

29 η επίδραση του σκιασμού από τα δένδρα H θερμοκρασία στην επιφάνεια του εδάφους παρουσιάζει θερμοκρασιακή διαφορά έως και 27 ο C, που οφείλεται στην ύπαρξη του φυλλώματος

30 αστικό μικροκλίμα ηλιακή πρόσβαση η ηλιακή πρόσβαση στους υπαίθριους χώρους διαφοροποιείται ανάλογα με τον προσανατολισμό του δρόμου άξονας δρόμου Α-Δ άξονας δρόμου Β-Ν ΙΟΥΝΟΣ ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 10:00 12:00 14:00 10:00 12:00 14:00

31 αστικό μικροκλίμα ηλιακή πρόσβαση η ηλιακή πρόσβαση στους υπαίθριους χώρους διαφοροποιείται και από τις αναλογίες ύψους πλάτους ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ ΙΟΥΝΙΟΣ άξονας δρόμου Α-Δ Γεωγρ. Πλατος 40.5o H/W = 2 H/W = 1 W : πλάτος δρόμου H : ύψος κτιρίου H/W ~0.5

32 αποτέλεσμα: θερμοκρασία κατά 5-8 o C μεγαλύτερη από την ύπαιθρο (ανάλογα και με το μέγεθος της πόλης) ηλιοφάνεια μικρότερη κατά 15% (η μείωση μεγαλύτερη κατά τη διάρκεια του χειμώνα και τις πρωινές και απογευματινές ώρες η υπεριώδης ακτινοβολία μικρότερη κατά 5% το καλοκαίρι και 30% το χειμώνα ετήσια σχετική υγρασία περίπου 6% μικρότερη βροχόπτωση και συννεφιά κατά 10% μεγαλύτερη απουσία ανέμων και μικρότερη ταχύτητα

33 Αστικές χαράδρες Απεικόνιση της ροής του ανέμου. Εξαρτάται από το πλάτος και μήκος του δρόμου και το ύψος των κτιρίων

34 Αστικές χαράδρες οι κατακόρυφες όψεις των κτιρίων μεταβάλλουν τη στρωμάτωση των θερμοκρασιών και τα ανεμολογικά δεδομένα (όπως οι κοιλάδες) η θερμοκρασία εξαρτάται από το χρώμα και την υφή των επιφανειών (διαφορά έως και 30 ο C) στρωμάτωση της θερμοκρασίας κοντά στο έδαφος μεγαλύτερη κατά 1-2 ο C από τα υψηλότερα αέρια στρώματα το βράδυ διαφορετική θερμοκρασία κατά πλάτος την ημέρα (επιρροή των κτιρίων)

35 ροή ανέμου υπεράνω των κτιρίων με διεύθυνση κάθετη προς τον άξονα του δρόμου όταν το πλάτος του δρόμου μεγάλο και το ύψος μικρό (H/W < ): καλός αερισμός

36 μικροκλιματολογία: Ασχολείται με τη μελέτη του κλίματος του αερίου στρώματος ανάμεσα στην επιφάνεια του εδάφους και του ύψους εκείνου πάνω από το οποίο ο χαρακτήρας της υποκείμενης επιφάνειας δεν μπορεί να επηρεάσει το κλίμα της περιοχής. Το ύψος δεν είναι καθορισμένο. Εξαρτάται από το ύψος των επιφανειακών ανωμαλιών (αστικό μικροκλίμα, φυτόκλιμα, κρυπτόκλιμα σπηλαίων, κλπ)

37 μικρόκλιμα:μείωση της ταχύτητας του ανέμου ανάλογα με το ύψος των εμποδίων

38 Το κλίμα Θερμοκρασία αέρα Θερμοκρασία εδάφους Ηλιακή ακτινοβολία (ένταση, ηλιοφάνεια) Άνεμος (ταχύτητα και διεύθυνση) Σχετική υγρασία Κατακρημνίσεις

39 Θερμοκρασία αέρα και εδάφους

40 μετεωρολογικός κλωβός Μέτρηση υπό σκιά Σε ύψος m από το έδαφος

41 ημερήσια πορεία της θερμοκρασίας του αέρα

42 Θερμοκρασία εδάφους Θερμοκρασία επιφάνειας εδάφους (γυμνού ή χλοερού)- μέτρηση σε ύψος 0 ο C και 10 ο C. Θερμοκρασία βάθους εδάφους Θερμοκρασία επιφάνειας υδάτων

43 Θερμοχωρητικότητα της γης

44 ημερήσια πορεία της θερμοκρασίας στο έδαφος σε διάφορα βάθη

45 ηλιακή ακτινοβολία

46

47 ηλιακή ακτινοβολία-φάσμα στην ατμόσφαιρα στην επιφάνεια της γης υπεριώδης ορατή υπέρυθρη

48 Η ηλιακή ακτινοβολία που φτάνει στα όρια της γήινης ατμόσφαιρας: 1. Διαπερνά την ατμόσφαιρα 2. Ανακλάται προς το διάστημα 3. Διαχέεται (σκέδαση σε αιωρούμενα σωματίδια) και επαναακτινοβολείται στο διάστημα ή διαπερνά την ατμόσφαιρα 4. Απορροφάται (λόγω της ύπαρξης όζοντος, σκόνης, οξυγόνου, υδρατμών, CO 2 )

49 Ολική ηλιακή ακτινοβολία: άμεση + διάχυτη

50 μια συγκεκριμένη επιφάνεια στη γή, δέχεται: Άμεση ακτινοβολία Διάχυτη ακτινοβολία Ανακλώμενη ακτινοβολία

51 ημερήσια πορεία της θερμοκρασίας του αέρα ημέρα με σύννεφα ημέρα χωρίς σύννεφα

52 Ένταση ηλιακής ακτινοβολίας Μονάδες: cal / cm 2 /min ή Kcal/cm 2 /h ή W/m 2

53 Ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας ανά μήνα για την Θεσσαλονίκη 900 ΕΝΤΑΣΗ ΗΛΙΑΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ (W/m2) ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΪ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ ΩΡΑ

54 ώρες ηλιοφάνειας για τη 400 Θεσσαλονίκη ΩΡΕΣ ΗΛΙΟΦΑΝΙΑΣ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΪ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ

55 Ετήσιες ώρες ηλιοφάνειας ελληνικών πόλεων kwh/m2/έτος ΕΤΗΣΙΑ ΟΛΙΚΗ ΗΛΙΑΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΣΕ ΟΡΙΖΟΝΤΙΟ ΕΠΙΠΕΔΟ ΙΕΡΑΠΕΤΡΑ ΗΡΑΚΛΕΙΟ ΡΟΔΟΣ ΚΑΛΑΜΑΤΑ ΝΑΞΟΣ ΑΘΗΝΑ ΑΡΑΞΟΣ ΚΕΡΚΥΡΑ ΛΑΡΙΣΑ ΙΩΑΝΝΙΝΑ ΛΗΜΝΟΣ

56 η ηλιοφάνεια (%) της θεωρητικής

57 Η θέση του ήλιου καθορίζεται κάθε χρονική στιγμή, με το: ύψος ηλίου αζιμούθιο

58

59

60

61 άνεμος

62 ανεμόμετρα

63 Ο άνεμος προσδιορίζεται από δύο στοιχεία: Τη διεύθυνση. Ως διεύθυνση ορίζεται το σημείο του ορίζοντα από το οποίο πνέει ο άνεμος Την ένταση: Η ένταση εκφράζεται με την ταχύτητα ή την πίεση που ασκεί ο άνεμος πάνω στην επιφάνεια των διαφόρων σωμάτων. P = kv 2 (το k είναι μια σταθερά που εξαρτάται από το σχήμα της επιφάνειας και την πυκνότητα του ανέμου)

64 Ιανουάριος Β ΒΒΑ ΒΑ ΑΒΑ Α ΑΝΑ ΝΑ Ν ΝΝΔ ΝΔ ΔΝΔ Δ ΔΒΔ ΒΔ ΒΒΔ ΝΝΑ Φεβρουάριος Β ΒΒΑ ΒΑ ΑΒΑ Α ΑΝΑ ΝΑ Ν ΝΝΔ ΝΔ ΔΝΔ Δ ΔΒΔ ΒΔ ΒΒΔ ΝΝΑ Μάρτιος Β ΒΒΑ ΒΑ ΑΒΑ Α ΑΝ ΝΑ Ν ΝΝΔ ΝΔ ΔΝΔ Δ ΔΒΔ ΒΔ ΒΒΔ ΝΝΑ Απρίλιος Β ΒΒΑ ΒΑ ΑΒΑ Α ΑΝΑ ΝΑ Ν ΝΝΔ ΝΔ ΝΔ Δ ΔΒΔ ΒΔ ΒΒΔ ΝΝΑ Μάιος Β ΒΒΑ ΒΑ ΑΒΑ Α ΑΝ ΝΑ Ν ΝΝΔ ΝΔ ΔΝΔ Δ ΔΒΔ ΒΔ ΒΒΔ ΝΝΑ Ιούνιος Β ΒΒΑ ΒΑ ΑΒΑ Α ΑΝ ΝΑ Ν ΝΝΔ ΝΔ ΔΝΔ Δ ΔΒΔ ΒΔ ΒΒΔ ΝΝΑ Ιούλιος Β ΒΒΑ ΑΒΑ Α ΑΝΑ ΝΑ Ν ΝΝΔ ΝΔ ΔΝΔ Δ ΔΒΔ ΒΔ ΒΒΔ ΒΑ ΝΝΑ Αύγουστος Β ΒΒΑ ΒΑ ΑΒΑ Α ΑΝ ΝΑ Ν ΝΝΔ ΝΔ ΔΝΔ Δ ΔΒΔ ΒΔ ΒΒΔ ΝΝΑ Σεπτέμβριος Β ΒΒΑ ΒΑ ΑΒ Α ΑΝΑ ΝΑ Ν ΝΝΔ ΝΔ ΔΝΔ Δ ΔΒΔ ΒΔ ΒΒΔ ΝΝΑ Οκτώβριος Β ΒΒΑ ΒΑ ΑΒΑ Α ΑΝ ΝΑ Ν ΝΝΔ ΔΝΔ Δ ΔΒΔ ΒΔ ΒΒΔ ΝΝΑ ΝΔ Νοέμβριος Β ΒΒΑ ΒΑ ΑΒΑ Α ΑΝΑ ΝΑ Ν ΝΝΔ ΝΔ ΔΝΔ Δ ΔΒΔ ΒΔ ΒΒΔ ΝΝΑ Δεκέμβριος Β ΒΒΑ ΒΑ ΑΒΑ Α ΑΝΑ ΝΑ Ν ΝΝΔ ΝΔ ΔΝΔ Δ ΔΒΔ ΒΔ ΒΒΔ ΝΝΑ Κύριες διευθύνσεις Β ΒΒΑ ΒΑ ΑΒΑ Α ΑΝΑ ΝΑ Ν ΝΝΔ ΝΔ ΔΝΔ Δ ΔΒΔ ΒΔ ΒΒΔ ΝΝΑ Μέση μηνιαία προέλευση (διεύθυνση και ένταση ανέμων)

65 Ανεμολογική κλίμακα BEAUFORT νηνεμία ασθενής μέτριος ισχυρός σφοδρός Καπνός ανέρχεται κατακόρυφα (άπνοια) Αισθητός στο πρόσωπο. Θρόϊσμα φύλλων. Κινεί συνήθη ανεμοδείκτη Σηκώνεται σκόνη και φύλλα χαρτιού. Μικροί κλάδοι δένδρων κινούνται Μεγάλοι κλάδοι δένδρων κινούνται. Δύσκολη η χρήση ομπρέλλας Κινεί ολόκληρα δένδρα. Βάδισμα αντίθετα προς τον άνεμο με δυσχέρεια <0.6 m/sec θύελλα Ελαφρές ζημιές στις οικοδομές τυφώνας Πολύ σοβαρές καταστροφές >29.0

66 υγρασία

67 Απόλυτη υγρασία: η ποσότητα των υδρατμών του αέρα, που περιέχονται στη μονάδα του όγκου του (kg/m 3 )

68 Ποσότητα κορεσμού: η μέγιστη ποσότητα υδρατμών που μπορεί να συγκρατήσει ο αέρας στη μονάδα του όγκου του για μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, την θερμοκρασία (σημείο) δρόσου ή κορεσμού (θs). Στην περίπτωση που ο αέρας περιέχει μια τέτοια οριακή ποσότητα υδρατμών, ο αέρας είναι «κορεσμένος» σε υδρατμούς. Διαφορετικά, είναι «ακόρεστος» σε υδρατμούς.

69 Σχετική υγρασία: το πηλίκο της συγκέντρωσης των μορίων υδρατμού (C) που υπάρχουν σε κάποια συγκεκριμένη θερμοκρασία προς τη συγκέντρωση των μορίων σε κατάσταση κορεσμού (Cs) στον ίδιο όγκο αέρα και στην ίδια θερμοκρασία φ = (C)/ (Cs) Χ 100%

70 Σχετική υγρασία

71 Εφαρμοσμένη κλιματολογία (ασχολείται με την επιστημονική ανάλυση, με στόχο τα αποτελέσματα να χρησιμοποιηθούν για την επίλυση προβλημάτων σε διάφορους τομείς) Βιοκλιματολογία Ιατρική και θεραπευτική κλιματολογία Γεωργική κλιματολογία Εδαφοκλιματολογία παλαιοκλιματολογία