Aerodynamika miast, czyli jak planować przewietrzne osiedla.
Aerodynamika miast i zagadnienia związane z klimatem miejskim są bardzo skomplikowane. Znajomość ich jest jednak przydatna podczas projektowania nowych osiedli lub modernizacji istniejących – dostęp do świeżego, niezanieczyszczonego powietrza jest bowiem bardzo istotną kwestią.
Jak zachowuje się wiatr w mieście ?
Na siłę wiatru i jego kierunek ma wpływ wiele czynników. Pierwszym, który powinniśmy uwzględnić jest przede wszystkim chropowatość podłoża. W przypadku miasta mówimy tu o budynkach, których różne wysokości i intensywność wpływają na rozkład powietrza. Zabudowa stanowi opór dla wiatru, co można zauważyć szczególnie w centralnych częściach miasta, gdzie wiat ma dużo niższą siłę niż na jego obrzeżach. Innym czynnikiem wpływającym na siłę wiatru jest miejska wyspa ciepła. Ciepłe powietrze w śródmieściu unosi się do góry i wytwarza się niż, do którego napływa chłodne powietrze z okolic. Na siłę wiatru (w tym wypadku bryzy miejskiej) ma wpływ, zatem intensywność występowania tej wyspy ciepła. Decydującym jednak czynnikiem, kształtującym prądy wietrzne w mieście jest ustawienie budynków i tkanka miejska wykształcona ciągami ulicznymi.
Przepływ powietrza przez zabudowę.
Przez różne kompozycje urbanistyczne powietrze przepływa w różny sposób. I tak wiatr kształtuje się poprzez nakładanie się trzech efektów:
- próżni – powstaje przy wypływie powietrza z gęsto zabudowanego obszaru do otwartej przestrzeni; powstają lokalne zawirowania i spadek prędkości powietrza
- dyszy – powstaje w przypadku dwóch szeregów budynków sukcesywnie zbliżających się do siebie – siła wiatru stopniowo wzrasta lub maleje (w zależności od kierunku wiania)
- zmiany kierunku – powstaje gdy powietrze napotyka przeszkodę i gwałtownie hamuje; pod wpływem ciśnienia zostaje zassane, co powoduje lokalne zawirowania i wzrost prędkości wiatru
Obecność zabudowy bardzo zaburza przepływ powietrza. Zachowanie mas atmosferycznych może być bardzo różne – powstają często nagłe podmuchy – np. w sąsiedztwie dwóch wysokich budynków lub strefy ciszy (zwłaszcza na terenach położonych w cieniu atmosferycznym). Wietrzność obszarów wpływa również na jakość życia na danym terenie – narażone na silne wiatry sprawiają wrażenie ciągłego przeciągu. Z drugiej strony jego brak obniża jakość powietrza – nie napływa czyste z terenów niezabudowanych. Kluczem zatem dobrego napowietrzenia miasta jest eliminowanie lokalnych stref dużej prędkości i zapewnianie takich struktur urbanistycznych, by mogło ono swobodnie przejść przez miasto. Ciągnie to jednak pozytywne i negatywne skutki – z jednej strony oczyszczamy miasto z zanieczyszczeń, z drugiej rozpraszamy je na inne tereny. Konieczne zatem jest integrowanie systemów zieleni miejskiej i pozamiejskiej zgodnie z dominującymi kierunkami wiatrów. Głównymi ciągami przepływu powietrza są przede wszystkim drogi (które również generują zanieczyszczenie).
W Polsce dominują wiatry zachodnie. I tak dla przykładu Kraków, położony w kotlinie “dostaje” powietrze z silnie zanieczyszczonego Górnego Śląska, natomiast od wschodu z Nowej Huty. Powinien zatem tworzyć swoiste zielone bufory w postaci lasów, stanowiące “oczyszczalnie” .Warszawa w studium ma wyznaczone kliny napowietrzające, których nie powinno się zabudowywać, a zagospodarowywać pod tereny zielone.
Znajomość zasad przepływu powietrza przez tereny zabudowane jest istotna. Pozwala na takie planowanie nowych struktur urbanistycznych, które będą zapewniały odpowiednie napowietrzenie mieszkań i osiedli. W perspektywie rozwoju miasta natomiast możemy wręcz manipulować masami powietrza tkanką miejską – układem drogowym i zapisami dotyczącymi wysokości zabudowy.
Źródła:
- R. Gnatowska “Planowanie terenów zabudowanych w zgodzie z zasadami zrównoważonego rozwoju z zastosowaniem metod modelowych”,
- L. Laskowski “Wybrane zagadnienia fizyki miast”.
