Modellierung der städtischen Wärmeinsel und der thermischen Belastung in der Stadt

Im Rahmen der Diskussion über die Auswirkungen des globalen Klimawandels auf unser tägliches Leben und unsere Gesundheit wird der Urban Heat Island-Effekt (UHI) häufig als zusätzliche Quelle von Hitzebelastung in städtischen Gebieten erwähnt. Tatsächlich geht der Begriff „Urban Heat Island“ auf das Jahr 1833 zurück, als Luke Howard sein Buch „The climate of London“ veröffentlichte.

In diesem Buch und in zahlreichen späteren Studien anderer Autoren bezieht sich dieses Phänomen auf die Tatsache, dass städtische Gebiete in der Nacht wärmer sind als ländliche Gebiete. Es gibt viele Gründe dafür und viele davon haben sich im Laufe der Jahrhunderte geändert. Die Hauptgründe für die UHI liegen jedoch in der fehlenden Wasserverdunstung, der erhöhten Wärmespeicherung in Gebäuden und im Boden, der verminderten Belüftung und in Hindernissen, welche Wärme darin behindern, in die offene Atmosphäre zu entweichen.

In seiner ursprünglichen Bedeutung ist die städtische Wärmeinsel jedoch ein großräumiges Phänomen (städtische Gebiete versus ländliche Gebiete) und ein nächtlicher Effekt. Tatsächlich können städtische Gebiete tagsüber aufgrund der Verschattungseffekte von Gebäuden im Vergleich zur ländlichen Landschaft im Allgemeinen kühler sein.

In den letzten Jahren, insbesondere im Zusammenhang mit der Anpassung der städtischen Gebiete an den Klimawandel, wurde der Begriff „städtische Wärmeinsel“ in einem allgemeineren und häufig kleineren Zusammenhang verwendet, um die Auswirkungen von Krisenherden in städtischen Gebieten zu jeder Tageszeit zu beschreiben. Allgemeiner ausgedrückt können wir von „urbaner thermischer Belastung“ sprechen, die sowohl die nächtlichen Auswirkungen der städtischen Umgebung, als auch die tagsüber auftretenden Wärmebelastungselemente wie Infrarotstrahlung (Wärme), Reflexion und Verglasung von Sonne und Sonnenlicht und fehlende Verdunstung umfasst.

In Bezug auf Stadtplanung und Architektur ist es wichtig zu verstehen, dass es nicht „das eine“ städtische Mikroklima gibt. Das Mikroklima einer Stadt ist ein Flickenteppich aus sehr unterschiedlichen Klimazonen im kleinen Maßstab, die durch die direkte Umgebung erzeugt werden. Hitzepunkte können nur wenige Meter von Kältepunkten entfernt liegen, und Orte, die morgens zu kühl sind, können abends zu warm sein. Es ist daher unumgänglich, numerische Simulationen zu verwenden, um zu verstehen, welche Auswirkungen Stadtplanung oder Designentscheidungen auf das Mikroklima im Freien haben werden.

ENVI-met ermöglicht es, die Auswirkungen standortspezifischer Umweltgestaltungen wie städtische Grünflächen, die Auswahl von Boden- und Baumaterialien oder die Verwendung von Vegetation an Wänden oder auf Dächern auf die städtische Wärmebelastung für jede denkbare Konfiguration zu analysieren.

Mit den interaktiven Werkzeugen von ENVI-met können Sie jeden Aspekt des Mikroklima-Komplexes bewerten und die Leistung Ihrer Entwürfe analysieren.

ENVI-met wird weltweit angewendet – von den Tropen bis zu den Polarregionen. Mit mehr als 3.000 unabhängigen Studien (Google Scholar) ist ENVI-met das am besten bewertete Mikroklima-Modell auf dem Markt und in der Lage, das Mikroklima im Freien für jeden Ort auf der Erde genau zu simulieren.