Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Im Sommer führen ein hoher Bebauungsgrad und versiegelte Oberflächen in Städten zu Hitzestress und einer reduzierten nächtlichen Auskühlung. Die richtige Auswahl von Baumaterialien kann dazu beitragen, diese Effekte zu mindern. In einem Vorgängerprojekt wurde ein Materialkatalog, der Aussagen zur Wirkung auf das städtische Mikroklima macht, für Baustoffe und Materialkombinationen für Fassaden- und gebäudenahe Böden erarbeitet. Zusätzlich umfasst der Katalog Aspekte wie Blendung, Akustik, Treibhausgasemissionen und Lebensdauer. In dem hier beantragten Projekt soll der vorhandene Materialkatalog in Bezug auf Dächer und horizontale Grünflächen vertieft und erweitert werden. Der Materialkatalog ist ein Planungsmittel und bietet Hilfestellung dazu, Materialien im Spannungsfeldzwischen bestmöglichen Eigenschaften für einen geringen Hitzestress, bauphysikalischen und energierelevanten Anforderungen, sowie der Nachhaltigkeit zu bewerten.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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High urban density with heat accumulating materials and sealed surfaces can cause heat stress and reduced nocturnal cooling in summer. Appropriate building materials may contribute to the mitigation of these effects. A preceding project provided a material catalogue for construction materials and material combinations for façades and outer surfaces (ground). The catalogue assembles data on the effect on the microclimate as well as glare, acoustics, embedded energy and life span. The project wehereby apply for aims at the extension of the existing catalogue by roofs and horizontal green spaces. The catalogue is a planning tool and supports the evaluation of building materials on the resulting urban microclimate and on factors like thermal properties, optical and spectral characteristics and sustainability.
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Kurzbeschreibung
(Französisch)
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En été, un taux de construction élevé et des surfaces imperméables dans les villes entraînent un stress thermique et une réduction du refroidissement nocturne. Le bon choix des matériaux de construction peut contribuer à atténuer ces effets. Dans le cadre d'un projet précédent, un catalogue de matériaux, qui fournit des informations sur l'effet sur le microclimat urbain, a été élaboré pour les matériaux de construction et les combinaisons de matériaux pour les façades et les sols à proximité des bâtiments. De plus, le catalogue comprend des aspects tels que l'éblouissement, l'acoustique, les émissions de gaz à effet de serre et la durée de vie. Dans le projet demandé ici, le catalogue de matériaux existant doit être approfondi et élargi en ce qui concerne les toits et les espaces verts horizontaux. Le catalogue de matériaux est un outil de planification qui permet d'évaluer les matériaux en fonction de leurs propriétés optimales pour réduire le stress thermique, des exigences physiques et énergétiques et de la durabilité.
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Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
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Im Sommer führen ein hoher Bebauungsgrad und versiegelte Oberflächen in Städten zu Hitzestress und einer reduzierten nächtlichen Auskühlung. Die richtige Auswahl von Baumaterialien kann dazu beitragen, diese Effekte zu mindern. In einem Vorgängerprojekt wurde ein Materialkatalog, der Aussagen zur Wirkung auf das städtische Mikroklima macht, für Baustoffe und Materialkombinationen für Fassaden- und gebäudenahe Böden erarbeitet. Zusätzlich umfasst der Katalog Aspekte wie Blendung, Akustik, Treibhausgasemissionen und Lebensdauer. Im vorliegenden Projekt wird der vorhandene Materialkatalog in Bezug auf Dächer und horizontale Grünflächen vertieft und erweitert. Im Berichtsjahr 2023 werden die zu untersuchenden Dachkonstruktionen final bestimmt und die Parameter recherchiert. Weiter wird auf der Basis von Testsimulationen entschieden, dass alle Dachkonstruktionen im Modell als Flachdach untersucht werden und dass die Erweiterung des Materialkatalogs mit der aktuellen Programmversion durchgeführt wird. Im Sommer werden fünf vergleichende Messungen auf einer versiegelten Fläche und einer Grünfläche mit unterschiedlichen Feuchtezuständen durchgeführt. Im Mittel ist die Aussenlufttemperatur 1.5 m über dem Hartbelag 0.8 – 2.9 K höher als über der Grünfläche. Die maximale Lufttemperatur ist bei zwei Messungen über dem Hartbelag höher als über der Grünfläche (0.9 – 1.3 K), bei zwei Messungen, in einer eher trockenen Periode, ist die maximale Lufttemperatur über der Grünfläche höher (0.4 - 1.5 K). Bei einer Messung ist die Maximaltemperatur gleich. Die aus der physiologisch äquivalenten Temperatur (PET) abgeleitete gewichtete Wärmebelastung ist bei der Messung mit der höchsten Wärmebelastung über der Grünfläche geringfügig höher. Bei den anderen Messungen ist sie über dem Hartbelag höher oder gleich. Die gemessenen Unterschiede zwischen Grünfläche und Hartbelag decken sich mit Ergebnissen aus der Literatur. Ein Simulationsmodell der Messorte wird in ENVI-met erstellt. Die Resultate für die Lufttemperatur und die relative Feuchte decken sich gut mit den Messungen. Die Ergebnisse für die Strahlungstemperatur und die Windgeschwindigkeit decken sich weniger gut. Dies stimmt mit der ausgewerteten Literatur überein. Der Vergleich der Messungen mit den Simulationen zeigt, dass ein Wechsel des Strahlungsmodells bei den Simulationen keine substanzielle Verbesserung der Vorhersagequalität des Modells ergibt.
Zugehörige Dokumente
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Publikationen / Ergebnisse
(Englisch)
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High urban density with heat accumulating materials and sealed surfaces can cause heat stress and reduced nocturnal cooling in summer. Appropriate building materials may contribute to the mitigation of these effects. A preceding project provided a material catalogue for construction materials and material combinations for façades and outer surfaces (ground). The catalogue assembles data on the effect on the microclimate as well as glare, acoustics, embedded energy and life span. The present project aims at the extension of the existing catalogue by roofs and horizontal green spaces. In the 2023 reporting year, the roof constructions to be analysed are finalised and the parameters researched. Furthermore, on the basis of test simulations, it is decided that all roof construction systems in the model will be examined as flat roofs and that the extension of the material catalogue will be based on the current version of the software used. During the summer, five comparative measurements are carried out on a sealed surface and a green area with varying moisture conditions. On average, the ambient air temperature at a level of 1.5 m above the concrete stones is 0.8 - 2.9 K higher than above the green surface. The maximum air temperature is higher above the concrete stones than above the green surface by 0.9 - 1.3 K in two measurements, in two other measurements, during a rather dry period, the maximum air temperature is higher above the green surface by 0.4 - 1.5 K. In one measurement, the maximum temperature is the same for both surfaces. The weighted heat load derived from the physiologically equivalent temperature (PET) is slightly higher for the measurement with the highest heat load above the green area. For the other measurements, it is higher or the same above the concrete stones. The measured differences between the green area and the concrete stones are consistent with results found in the literature. A simulation model of the measurement locations is created in ENVI-met. The results for air temperature and relative humidity correspond well with the measurements. The results for the radiation temperature and wind speed are less consistent. This agrees with results given in the analysed literature. The comparison of the measurements with the simulations shows that changing the radiation model in the simulations does not result in a substantial improvement in the prediction quality of the model.
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Publikationen / Ergebnisse
(Französisch)
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Un taux d’urbanisation élevé et des surfaces imperméables entraînent dans les villes en été un stress thermique et un affaiblissement du refroidissement nocturne. Le bon choix des matériaux de construction peut contribuer à atténuer ces effets. Dans un projet antérieur, un catalogue a été élaboré pour les matériaux de construction et les combinaisons de matériaux pour les façades et les sols à proximité des bâtiments, qui reflète l'effet sur le microclimat urbain. De plus, ce catalogue prend en compte des aspects tels que l'éblouissement, l'acoustique, les émissions de gaz à effet de serre et la durée de vie. Dans le projet actuel, le catalogue de matériaux existant sera approfondi et élargi aux toitures et aux espaces verts horizontaux. Au cours de l'année de référence 2023, les constructions de toitures à étudier sont définitivement déterminées et les paramètres font l'objet de recherches. En outre, il est décidé, sur la base de simulations tests, que toutes les constructions de toitures sont considérées dans le modèle comme des toitures plates, et que l'extension du catalogue de matériaux est réalisée avec la version actuelle du programme. En été, cinq mesures comparatives sont effectuées sur une surface imperméable et sur un espace vert avec différents degrés d'humidité. En moyenne, la température de l'air extérieur à 1,5 m au-dessus du revêtement imperméable est supérieure de 0,8 à 2,9 K à celle au-dessus de l’espace vert. Pour deux mesures, la température maximale de l'air est plus élevée au dessus du revêtement dur qu'au-dessus de l’espace vert (0.9 - 1.3 K), tandis que pour deux mesures, pendant une période plutôt sèche, la température maximale de l'air est plus élevée au-dessus de la surface verte (0.4 - 1.5 K). Pour une mesure, la température maximale reste identique. Le stress thermique pondérée dérivée de la température physiologiquement équivalente (TEP) est légèrement plus élevée pour la mesure où le stress thermique est la plus élevée au-dessus de l'espace vert. Pour les autres mesures, elle est plus élevée ou égale au-dessus du revêtement dur. Les différences mesurées entre les espaces verts et le revêtement dur correspondent aux résultats de la littérature. Un modèle de simulation des lieux de mesure est créé dans ENVI-met. Les résultats pour la température de l'air et l'humidité relative coïncident bien avec les mesures. Les résultats pour la température de rayonnement et la vitesse du vent correspondent moins bien. Cela s’accorde à la littérature évaluée. La comparaison des mesures avec les simulations montre qu'un changement de modèle de rayonnement dans les simulations ne permet pas d'améliorer substantiellement la qualité de prévision du modèle.
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