
密集的住房使城市区域容易受到过热、污染和危险的阵风的影响。气候变化的影响可能会加剧这些问题,但我们也可以采取措施来防止它们。这可以通过模拟微气候来实现。
城市和城区以人口密集和广泛的人造环境为特征。在城市中心,这意味着表面覆盖着混凝土和沥青,植被较少,空气污染更严重,以及大型、密集的建筑物,这些都减少了空气流通和日光的通透性。
同时,在沿海地区特别是在高层建筑之间,由于气流通道效应可能会产生极高的风速。这可能会使步行道和自行车道变得危险和不安全,尤其对于脆弱群体来说。
气候变化可能会使城市变得难以居住。
气候变化的影响可能会加强密集居住的负面影响,世界许多地方面临成为无法居住的风险。欧洲可能不是受影响最严重的地区,但即使在这里,气候变化的影响,如热浪、干旱和洪水,也对基础设施和人类生命构成威胁。2003年的欧洲热浪夺去了超过70,000人的生命。2022年的夏季是欧洲历史上经历过的最热的,有超过20,000人因此热而直接死亡。
因此,减少城市地区极端高温的影响变得越来越重要,尤其是在南欧,但挪威也不例外。特别是在奥斯陆和东南部县的南部地区,我们可以预期未来会经历热浪。这就是为什么我们必须尽我们所能在城市和城市建筑中创造适宜的条件,当温度升高到我们不习惯的水平时。我们必须从建筑过程的规划阶段开始。
先进的模拟技术能够提供更准确的气流计算。
那么城市规划师应该如何考虑更温暖的气候呢?先进的模拟工具,例如计算流体力学(CFD),能够计算各种环境中的空气流动。这可以在较大的建筑项目规划阶段甚至整体城市规划过程中进行。
简要来说,CFD 提供了一种计算流体运动的方法,包括液体和气体,比如空气。近几十年来,随着现代计算机的能力增强,这种方法的使用量迅速增加。在过去的15到20年里,这种方法也被应用于微气候研究中。微气候代表着在小于两公里范围内形成的气候条件,我们过去根据测量和观察来研究这种条件。
特隆赫姆研究证明了不同措施的效果。
在特隆赫姆的Gløshaugen进行的微气候研究表明,不同建筑材料的使用对当地气候条件产生的影响,植被和自然环境数量的影响,以及这些因素对建筑能源消耗和户外人员热舒适性的影响。
模拟还表明,草坪和树木的累积蒸发可以将空气温度降低几度(在格罗沙根高达2.4°C),从而减少夏季建筑物冷却的需要。
这些结果可以用来研究不同的城市设计方案或计算未来的城市气候。话虽如此,由于系统高度依赖于位置,因此很难提出一般性建议,措施必须考虑所有影响特定情况下微环境的相关因素。
CFD还可以用于进行高分辨率的风条件计算,例如湍流和风速。通过这种方式,将有可能确定适合设置城市风力涡轮机以进行本地可再生能源发电的场所。此外,还可以模拟有害排放和污染在拥挤的道路、工厂以及事故和火灾后的扩散情况。
换句话说,CFD能够提供有用的信息,用于指导建筑项目、城市规划和建筑设计,这在以往是无法获得的,包括分辨率、精确度和我们今天所见到的速度。