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 Κλίμα: οι αλλαγές της ατμόσφαιρας που επηρεάζουν σημαντικά τις αισθήσεις του ανθρώπου, όπως η θερμοκρασία, η υγρασία, η αλλαγή της βαρομετρικής πίεσης του αέρα, ο άνεμος, η καθαρότητα της ατμόσφαιρας, ή η παρουσία βλαβερών αερίων (ορισμός κατά Alexander Hubmolt: ) Ο ορισμός θεωρείται πληρέστερος, γιατί αναφέρεται στον παράγοντα «άνθρωπο» και επηρεάζει και το «εσώκλιμα»

4 κλιματικοί παράγοντες Ηλιακή ακτινοβολία (ένταση και διάρκεια-ηλιοφάνεια) Θερμοκρασία του αέρα Θερμοκρασία του εδάφους Άνεμος (ταχύτητα και διεύθυνση) Υγρασία (σχετική υγρασία Βροχή- κατακρημνίσεις (ύψος βροχής)

5 ΠΟΛΙΚΟ ΚΛΙΜΑ

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

7 ΠΟΛΙΚΟ ΚΛΙΜΑ: IGLOO η βέλτιστη λύση Μειωμένες θερμικές απώλειες (σχήμα, διάταξη χώρων)

8 ΠΟΛΙΚΟ ΚΛΙΜΑ

9 ΨΥΧΡΟ (ΞΗΡΟ) ΚΛΙΜΑ Η θέση και ο προσανατολισμός, κρίσιμοι παράγοντες Χρήση τοπικών υλικώνπέτρα, άχυρο, λάσπη- (δύσκολη η μεταφορά νέων υλικών) Κτίρια θαμμένα Χώροι ανάσχεσης

10

11 ΨΥΧΡΟ (ΥΓΡΟ) ΚΛΙΜΑ χιόνι (και χιονοστιβάδες), άνεμος, βροχή γεωμορφολογία εδάφους (ορεινές περιοχές)

12 ΨΥΧΡΟ -ΥΓΡΟ ΚΛΙΜΑ

13 θερμό-υγρό κλίμα κύρια χαρακτηριστικά: υψηλή υγρασία υψηλή χωρίς διακύμανση θερμοκρασία βασική στρατηγική: ψύξη (αερισμός, σκιασμός)

14 >>>ανάγκη για σκιά και μέγιστη έκθεση στον άνεμο (σύμφωνα με την διεύθυνση των πνεόντων ανέμων >>>ανοιχτή και διάτρητη δομή τύπου δοκού επί στύλου >>>μεγιστοποίηση ελεύθερων πλευρικών επιφανειών >>>στέγη: κυρίαρχο δομικό-μορφολογικό στοιχείο έντονα κεκλιμένη, αδιαφανής, με μεγάλες προεξοχές ανοίγματα για κατακόρυφο αερισμό >>>κτίρια χτισμένα σε απόσταση από το έδαφος >>>εσωτερική δομή: απομόνωση χώρων που παράγουν υγρασία ή θερμότητα, ανοιχτή ροϊκή κάτοψη για μέγιστο αερισμό >>>σκίαση ανοιγμάτων: διατάξεις σκίασης στεγασμένοι υπαίθριοι χώροι τύπου βεράντας προεξοχές της στέγης Θερμό-υγρό κλίμα

15 θερμό-ξηρό κλίμα (κλίμα ερήμου) κύρια χαρακτηριστικά: χαμηλή υγρασία (ξηρότητα) υψηλή θερμοκρασία με μεγάλες διακυμάνσεις (ημερήσιες-ετήσιες) έντονη ηλιακή ακτινοβολία βασική στρατηγική ψύξης: νυχτερινός αερισμός ψύξη με ακτινοβολία και εξάτμιση Θερμοχωρητικότητα σκιασμός

16 δροσισμός Θερμική μάζα Θαμμένα στο έδαφος Επίπεδη στέγη (συλλογή βρόχινου νερού)

17 σκιασμός στενοί δρόμοι ηλιοπροστασία

18 αερισμός

19 Κλίμα εύκρατο- μεσογειακό: ήπιος χειμώνας/ ζεστό καλοκαίρι

20 Μεσογειακό: πρόβλημα υπερθέρμανσης το καλοκαίρι

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

22 κλίμα μεσογειακό: σκιασμός το καλοκαίρι

23 φύλλα ασφαλείας: για χειμώνα και καλοκαίρι

24 απαίτηση δροσισμού το καλοκαίρι:

25 κλιματολογία (σε σχέση με την έκταση του εξεταζόμενου χώρου) Μακροκλιματολογία Μεσοκλιματολογία Μικροκλιματολογία Τοποκλιματολογία

26 Μακροκλιματολογία: εξετάζει το κλίμα μεγάλων εκτάσεων με βάση τις παρατηρήσεις των μετεωρολογικών σταθμών Μακρο-κλιμα: η γενικευμένη κλιματική εικόνα μιας περιοχής με διάφορα γεωφυσικά χαρακτηριστικά. Χαρακτηριστικά στοιχεία: η θερμοκρασία του αέρα Η υγρασία

27 Ισοθερμικός χάρτης: μέση θερμοκρασία (σε στάθμη σταθμού) τον Ιανουάριο

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

29 Τα γεωφυσικά χαρακτηριστικά μεταβάλλουν και εξειδικεύουν το μακροκλίμα- Λεπτομερής κλιματικός διαχωρισμός:

30 το κλίμα στην Ευρώπη 1. ψυχροί χειμώνες με χαμηλή ηλιακή ακτινοβολία, ήπια καλοκαίρια, μικρή διάρκεια μέρας 2.ψυχροί χειμώνες με μέση ηλιακή ακτινοβολία, ήπια καλοκαίρια 3.ψυχροί χειμώνες με χαμηλή ηλιακή ακτινοβολία, θερμά καλοκαίρια 4.ήπιοι χειμώνες με ισχυρή ηλιακή ακτινοβολία και μεγάλες μέρες, θερμά καλοκαίρια

31 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

32 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

33 Η μορφολογία του εδάφους επηρεάζει τον ηλιασμό και κατά συνέπεια τη θερμοκρασία

34 2 ο μάθημα

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

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

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

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

39 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)

40 αστικό μεσόκλιμα: η θερμοφωτογράφιση μιας πόλης

41 Αθήνα: το νέφος

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

43 το κτισμένο περιβάλλον μεταβάλλει τη ροή του ανέμου

44 μεσόκλιμα: αστική νησίδα (ανθρωπογενείς επεμβάσεις)- κατανομή της θερμοκρασίας

45 μεσόκλιμα: αστική νησίδα (ανθρωπογενείς επεμβάσεις)- τυπική ροή ανέμου

46 αναπτυσσόμενες επιφανειακές θερμοκρασίες

47 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 ομίχλη κατά 30% μεγαλύτερη το καλοκαίρι και κατά πολύ μεγαλύτερη το χειμώνα απουσία ανέμων και μικρότερη ταχύτητα

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

49 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)

50 Ροή του ανέμου, όταν πνέει παράλληλα με τον άξονα του δρόμο η ροή παραμένει παράλληλη, εκτός από τις περιοχές κοντά στις κατακόρυφες επιφάνειες (ανοδική ροή)

51 ροή ανέμου υπεράνω των κτιρίων με διεύθυνση κάθετη προς τον άξονα του δρόμου όταν H/W > 0.7 ο αέρας δεν εισέρχεται στο δρόμο η δυνατότητα φυσικού αερισμού, περιορισμένη

52 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

53 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)

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

55

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

57 Καταγραφή κλιματικών στοιχείων με ειδικό τρόπο, σε: Χάρτες Πίνακες ή γραφήματα Στατιστικά μεγέθη

58 ηλιακή ακτινοβολία: ετήσια ημερήσια ολική ακτινοβολία σε KWh/m 2

59 Οι κυριότεροι άνεμοι της περιοχής της Μεσογείου

60 Ηλιακή Ακτινοβολία (Wh/m2) Μέση Θερμοκρασία ( C) 0 Ιαν Φεβ Μαρ Απρ Μαϊ Ιουν Ιουλ Αυγ Σεπ Οκτ Νοε Δεκ 0 Μήνας Ηλιακή Ακτινοβολία (Wh/m2) Μέση Θερμοκρασία ( C) Μέση μηνιαία διακύμανση της θερμοκρασίας αέρα και ηλιακής ακτινοβολίας σε οριζόντιο επίπεδο

61 μέτρηση και επεξεργασία στοιχείων του κλίματος

62 θερμοκρασία

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

64 ημερήσια πορεία της θερμοκρασίας του αέρα

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

66 ημερήσια πορεία της θερμοκρασίας στο έδαφος σε διάφορα βάθη

67 ηλιακή ακτινοβολία

68

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

70 ηλιακή ακτινοβολία στην ατμόσφαιρα στην επιφάνεια της γης υπεριώδης ορατή υπέρυθρη

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

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

73 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

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

75 η ηλιοφάνεια (%) της θεωρητικής

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

77

78

79

80 άνεμος

81 ανεμόμετρα

82 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)

83 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 ταχύτητα ανέμου ανά διεύθυνση Β ΒΒΑ ΒΑ ΑΒΑ Α ΑΝΑ ΝΑ ΝΝΑ Ν ΝΝΔ ΝΔ ΔΝΔ Δ ΔΒΔ ΒΔ ΒΒΔ Μέση μηνιαία προέλευση (διεύθυνση και ένταση ανέμων)

84 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

85 υγρασία

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

87 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.

88 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%

89 Σχετική υγρασία

90 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