Construyendo ciudades geniales para un futuro caliente

Construyendo ciudades geniales para un futuro caliente

Algunos materiales y superficies irradian mucho más calor (áreas rojas) que otros, como se puede ver en esta imagen térmica de la calle Arncliffe en Wolli Creek, Sydney. autor proporcionado

Otro día caluroso y húmedo en Sydney mañana con un máximo de 32 grados en la ciudad y 38 en los suburbios del oeste.

¿Cuántas veces hemos escuchado eso en los informes meteorológicos de la televisión o la radio?

Pero, ¿qué pensarías sobre el siguiente pronóstico?

Las temperaturas en Wattle Street, Ultimo, subirán a 37 grados alrededor de 10 am. Más arriba en la colina en Point Street podemos esperar una cima de 40 grados poco después de 1 pm. Mientras tanto, en la estación meteorológica de Observatory Hill, el máximo de 3 pm tendrá dificultades para pasar los grados de 32.

Es poco probable que podamos pronosticar las temperaturas con tanta precisión. Aún así, el ejercicio anterior refleja las diferencias muy reales en temperatura, y confort térmico, a escala de la calle individual, de hecho, el bloque individual, dentro de nuestras ciudades.

El impulsor de esta sorprendente variabilidad es la interacción entre la forma urbana y la energía térmica del sol. La altura y los materiales del edificio, el ancho y la orientación de las calles, y la presencia o ausencia de vegetación, afectan las temperaturas locales en toda la ciudad. Y si conducimos al trabajo, el calor del motor y el escape de nuestro vehículo podría estar agregando un grado o dos.

Informes recientes de los medios han resaltado el patrones climáticos extraños en Sydney durante enero, febrero y marzo 2016. Algunos informes han relacionado la evidencia de temperaturas extremas con la urbanización y la pérdida de sombra y humedad que proporciona la vegetación. Esto se conoce como el Efecto Urban Heat Island (UHI).

Una colaboración de investigación entre la Facultad de Medio Ambiente Construido de la UNSW y las Universidades del Sur de Australia y Melbourne ha reunido más evidencia de los efectos altamente localizados de la forma del edificio, los materiales de la superficie y la orientación de la calle en el microclima exterior y el confort térmico peatonal. El objetivo es construir una base de evidencia sólida para informar el diseño, la planificación y la política en las ciudades australianas.

Los datos meteorológicos recopilados durante el verano 2015-16 en Sydney revelan que las temperaturas del aire en el "cañón" de la calle pueden variar hasta 5 ℃ de los que registra la Oficina de Meteorología en Observatory Hill.

Construyendo ciudades geniales para un futuro caliente CC BY-SA

Aún más preocupantes son las temperaturas de la superficie medidas en las fachadas de los edificios. Estos pueden exceder 70 ℃ en el sol.

Las superficies verticales de los edificios de varios pisos representan gran parte de la superficie urbana en contacto con el aire circundante. Las temperaturas superficiales más altas elevan las temperaturas del aire cercanas durante el día.

Luego, debido a la masa térmica de los materiales de construcción típicamente densos y oscuros, las fachadas de los edificios continúan emitiendo calor radiante mucho después de la puesta del sol. Esto ralentiza el enfriamiento de la temperatura del aire exterior local.

Sin enfriamiento nocturno, la incomodidad térmica humana se prolonga. Las noches consecutivas de temperaturas elevadas del aire tienen graves impactos en la salud humana. Esto incluye aumento de la mortalidad y la morbilidad relacionadas con el calor.

Más días de calor extremo proyectados por el cambio climático además de la calefacción localizada debido al diseño urbano eleva los riesgos para la salud de las futuras olas de calor.

Construyendo ciudades geniales para un futuro caliente CC BY-SA

Las temperaturas urbanas varían según el diseño.

Nuestra investigación buscó cuantificar los efectos de la forma y los materiales urbanos típicos en el microclima de la calle y el confort térmico exterior. Registramos las temperaturas de la superficie del edificio y la temperatura del aire ambiente utilizando una cámara térmica y una estación meteorológica móvil en varios lugares del área metropolitana de Sydney.

Los resultados preliminares sugieren que los diseños arquitectónicos y urbanos habituales están exacerbando el calor urbano y creando ciudades más cálidas. Esto es alarmante cuando se considera el población actual y proyectada de las principales ciudades de Australia, particularmente el proporción creciente de personas mayores vulnerables.

En enero 14, 2016 - El día más caluroso de Sydney ese mes - las temperaturas del aire 9AM y 3PM registradas en Observatory Hill fueron 30.8 ℃ y 32.4 ℃ respectivamente.

El mismo día, las temperaturas del aire a la altura de los peatones se registraron a media mañana en Wattle Street, Ultimo - 32.34 ℃ en 9am - y a media tarde en Point Street, Pyrmont - 36.34 ℃ alrededor de 3pm. Estas temperaturas en las calles Wattle y Point fueron 1.54 ℃ y 3.94 ℃ más altas, o hasta 12.2% más altas que las máximas en Observatory Hill.

Estudios previos han reportado un aumento significativo de la mortalidad por cada aumento de 1 ℃ en las temperaturas del aire por encima de un umbral de temperatura de mortalidad (generalmente alrededor de 32 ℃ para las ciudades australianas). Esto se aplica particularmente para el población de más de 65 años. Por el contrario, cada grado de enfriamiento tiene beneficios económicos y de salud para los residentes urbanos.

Las temperaturas de la superficie de las fachadas de los edificios cercanos confirman una fuente potencial de calefacción localizada. La fachada de Wattle Street, de siete pisos y orientación noreste, registró una temperatura máxima de punto de 65 ℃ y una temperatura media de superficie de 46 ℃ alrededor de 9AM. La fachada de Point Street, de ocho pisos, orientada al noroeste, registró una temperatura de superficie promedio de 42.4 ℃ y un punto máximo de 54 ℃ a media tarde.

A pesar de la incertidumbre de medición debido a la emisividad (qué tan bien un material emite energía térmica), las temperaturas más altas de la fachada del edificio durante el día sugieren una relación influyente con las temperaturas del aire observadas cerca de la fachada.

Al tener en cuenta los impulsores del diseño, incluida la orientación y la exposición solar, el albedo del material (reflectancia) y la emisividad, y las vistas de edificios opuestos y el cielo, los diseñadores de edificios pueden ayudar a enfriar nuestras ciudades a través de "fachadas frías".

Los edificios son clave para la comodidad al aire libre

También calculamos los efectos de las propiedades del material sobre la temperatura del aire exterior y el confort térmico para enero 14.

Los albedos del sendero (reflectancia) en Wattle Street y Point Street variaron de 0.033 a 0.050 para asfalto rugoso degradado y adoquines de piedra gris más lisos, respectivamente. Superficialmente, los materiales del sendero parecen ser del mismo color. Sin embargo, el betún más áspero tiene una reflectancia más baja y, por lo tanto, absorbe más radiación solar (y se calienta más) que la loseta de piedra más lisa.

Los estudios previos tienen rugosidad de la superficie vinculada a las características de reflectancia. Los efectos potencialmente contradictorios de la reflectancia de la superficie del sendero sobre la temperatura del aire y el confort térmico son evidentes en las mediciones del termómetro de globo gris (GGT).

El GGT mide solo el calentamiento radiante al que los humanos son particularmente sensibles. Las temperaturas del aire más frías a menudo se correlacionan con superficies de albedo más altas, pero una mayor reflectancia puede aumentar la carga radiante en los peatones, lo que aumenta la incomodidad térmica.

La media de GGT 10-minuto entre 8.30AM y 10.30AM en Wattle Street fue 36.95 ℃ y la temperatura media del aire de diez minutos para el mismo período fue 33.70 ℃. Entre 1PM y 2.30PM en Point Street, la media de diez minutos de GGT fue 43.0 ℃ y la temperatura media del aire de diez minutos fue 38.57 ℃.

Las diferencias relativas entre las temperaturas ambiente y GGT son 4.87 ℃ y 6.05 ℃. Esta mayor diferencia de temperatura GGT confirma el calentamiento radiante adicional de la superficie del sendero más reflectante y la fachada caliente cercana.

¿La conclusión? El clima no es simplemente lo que nos dice la oficina. A medida que se producen temperaturas urbanas más altas en la escala en que viven las personas (el edificio, la calle, la manzana), las implicaciones para nuestra salud y bienestar son profundas.

Al informar a los involucrados en la planificación, gestión y diseño de la ciudad sobre las implicaciones de sus decisiones de diseño en el microclima urbano, esta investigación proporciona la base de evidencia para un futuro urbano "fresco".La conversación

Sobre el Autor

Paul Osmond, profesor titular, Entorno de construcción sostenible, UNSW y Jonathan Fox, PhD Candidato de Investigación, Urban Climates Research, UNSW

Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.

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