より持続可能な都市環境の課題に直面しているが、開発の密度は、物議を醸す経済的、社会的、環境的結果のために、依然として重要で議論されているトピックです.
実際のところ、2008 年以降、都市部はすでに世界の人口の半分以上を占めており、この大きなしきい値を超えています (世界銀行のデータ )。実際の成長傾向では、この数字は 2050 年までに 70% に達すると予測されています。都市は世界経済の焦点であるだけでなく、現在の環境およびエネルギー問題の主な原因でもあります。地球規模の気候変動の原因となる過剰な温室効果ガスの排出は、輸送と建物のエネルギー需要のために、ほとんどのエネルギー消費が行われる都市部で実際に大部分が生成されます。
したがって、都市は複雑な物理システムであり、その機能は、地球規模の気候変動などの大規模な現象や、都市の微気候、建物や都市空間における市民の健康と生活の質などの局所的な現象に影響を与えます。この状態は、都市を環境問題の中心に位置付けます。一方では、都市部は巨大な環境フットプリントを持ち、気候変動の影響に対して最も脆弱な場所でもあります。一方で、現在の炭素排出量を世界レベルで大幅に削減し、資源集約型の都市開発モデルを促進する複数の機会を提供することもできます。
都市部の環境行動の重要な変数は、都市構造の密度と形態です。都市の物理的形状は、輸送の消費と建物のエネルギー需要に影響を与えるため、建築環境のエネルギー挙動に直接的および間接的な影響を与えます。建物の密度は、地方の環境と比較して都市の気温が上昇する、いわゆる「都市のヒート アイランド」効果など、局所的な気候の変化にも寄与します。
建築環境の研究に関わる多くの分野において、都市の「密度」と「コンパクトさ」の概念は、持続可能性の指標として使用される可能性を示しています。しかし、「密度」と「コンパクトシティ」の概念は、分析の目的と分野、つまり社会的領域、市民の認識、およびシステムの健康状態またはエネルギーおよび環境パフォーマンス。
この研究は、地中海の状況における建物のエネルギー性能に対する都市のコンパクト化の影響の定量的分析を提供します。この研究は、共同博士号の一環として開発されました。イタリアのローマにあるサピエンツァ大学の「SOS Urban_Lab」と、スペインのバルセロナにある建築学部の「建築エネルギーと環境」研究グループとの間のプログラム。 2 つのグループは、都市で発生する複雑な環境現象を理解するための適切な分析ツールを政策立案者、専門家、学生に提供することにより、都市計画と建築設計の実践における統合的かつ学際的な知識を育成することを目的とした多くの研究活動を実施しました。
地中海性気候における都市のコンパクトさと建物のエネルギー性能
都市のコンパクトさは、都市環境における建物のエネルギー性能に反作用を及ぼします。コンパクトな都市構造は、いわゆる都市ヒート アイランド (UHI) 強度を高め、都市部の気温を大幅に上昇させます。それにもかかわらず、都市のコンパクトさは、建物のファサードへの直射日光の減少を決定します。これらの現象は、暖房と冷房の需要が同等に関連する温暖な気候の建物のエネルギー性能に反対の結果をもたらします。 UHI の存在は、建物の暖房需要の削減に貢献しますが、冷房には非常に有害です。一方、直射日射量の削減により、建物は夏季に機械冷却を必要とせずに快適な温度を維持できますが、冬季にはエネルギー需要が高くなります。したがって、都市のコンパクトさが建物のエネルギー性能に及ぼす全体的な影響は、両方の影響を考慮して分析する必要があります。
この研究では、研究ケースとしてローマ (イタリア) とバルセロナ (スペイン) の都市テクスチャのサンプルを考慮して、地中海の都市環境における建物のエネルギー性能の変動性を示しています。テクスチャは、地中海の都市部の都市のコンパクトさの典型的な範囲を表しています。テスト アパートメントのエネルギー需要は、さまざまな都市構造の UHI 強度と日射量の対応するさまざまな条件の下で計算されました。
テクスチャのコンパクトさは、建物の総面積に対する建物の設置面積の比率によって与えられる指標「Site Coverage Ratio」を使用して測定されました。サンプル エリア内の建物の密集度に応じた UHI 強度の変動性は、気候モデル「Urban Weather Generator」を使用して分析され、建物の動的熱シミュレーションはソフトウェア Design Builder を使用して実行されました。
テスト アパートメントのエネルギー需要は、さまざまな都市のテクスチャの形状と対応する UHI 強度によって決定される日射障害を考慮して計算されました。結果として生じるエネルギー負荷は、さまざまな都市構造の敷地被覆率に関連して分析されています。
結果は、暖房需要、冷房需要、および都市構造の密集度の間のさまざまな関係を示しています。冷房負荷は、都市構造のサイト カバレッジ率と負の線形相関を持っています。つまり、コンパクトな都市レイアウトは、UHI 効果にもかかわらず、地中海の都市環境で冷房需要を減らすのに役立ちます。逆に、加熱需要は、テクスチャのコンパクトさと非線形の相関関係を示します。都市のコンパクトさがサイトカバー率の閾値を超えて増加すると、暖房需要は減少します。これは、日射量の減少にもかかわらず、強力な UHI 強度の有益な効果のおかげで、コンパクトな都市構造が建物の暖房性能を向上させることを意味します。
したがって、この研究は、コンパクトな都市構造が、地中海の状況で年間を通じて建物のエネルギー性能を改善するのに役立つ可能性があることを強調しています.これはまた、この地域の多くの都市中心部の密集した歴史的構造は、最近の都市開発に典型的な疎で密度の低い都市パターンよりもエネルギー効率が高い可能性が高いことを意味します.コンパクトさとエネルギー性能の間に特定された定量的な関係は、都市計画者や意思決定者が都市部のエネルギーの脆弱性を迅速に認識し、都市規模で効果的な改修戦略を実施するのに役立ちます。
この研究、地中海性気候における建物のエネルギー性能に対する都市のコンパクトさの影響は、ジャーナル Energy Procedia に最近掲載されました。 .
