< Terug naar vorige pagina

Project

Klimaatbestendige wijktypologieën in een warm-vochtig klimaat – Casestudie: Ha Tinh, Vietnam

Ernstige hittestress is al chronisch in veel Vietnamese steden, vooral in de steden in de centrale regio waar jaarlijks de zomers extreem heet zijn . Als een van de meest kwetsbare delen van deze regio heeft de stad Ha Tinh, de hoofdstad van de provincie Ha Tinh, regelmatig te maken met rampen, waaronder hittegolven die door de klimaatverandering zullen verergeren en langer zullen aanhouden, met meer ongemakken, ziektes en zelfs sterfte tot gevolg.

Ingrijpen door middel van stedelijk ontwerp is een van de belangrijkste potentiële benaderingen om hitte te verminderen, duurzame koeling te bevorderen en zo burgers te beschermen tegen extreme hitte. Ondanks de vele inspanningen van de lokale autoriteiten van Ha Tinh op het gebied van klimaatadaptieve woningbouw en het uitbreiden van straatbegroeiing en stadsparken, ontbreken er nog steeds uitgebreide plannen om de extreme hitte in de stad te verminderen, en verder zijn de koelingsinterventies nog niet opgenomen in alle nieuwbouw- of herontwikkelingsplannen van de lokale wijken vanwege het gebrek aan wetenschappelijke basis en/of praktische richtlijnen. Dit is een grote kloof/leemte die overbrugd kan worden  door wetenschappelijke studies naar warmtemitigatie of hittebeperking op buurtschaal, zodat de bekomen resultaten  later aan stadsbestuurders, stedenbouwkundigen en ontwerpers als effectieve duurzame koelingsmogelijkheden gepresenteerd kunnen worden. .

De veerkracht van een wijk wordt enerzijds beïnvloed door de ruimtelijke (fysieke) vorm en anderzijds dient het in relatie met sociale en demografische aspecten beschouwd te worden. De nieuwe ontwikkelingen of de herinrichting van een bepaalde wijk kan dus zorgen  voor een betere klimaatbestendigheid die aan de hand van de thermisch buitencomfort indicatoren (OTC) wordt beoordeeld  en die tegelijkertijd aan de behoeftes en eisen van de bevolking voldoet. De manier op dewelke een wijk fysiek geconfigureerd is en intern zelfregulerend is, vormt de specifieke wijk-typologie. De algemene doelstelling van dit proefschrift is daarom het ontwikkelen van klimaatbestendige wijktypologieën met de focus op de peri-urbane regio van de opkomende steden. De doelstelling is in deze zin de eerste stap in de richting van duurzame koeling op stedelijk niveau en kan worden toegepast zoals het is  of aangepast aan de specifieke contexten van andere tropische steden. Om het uiteindelijke doel te bereiken, heeft dit proefschrift de volgende specifieke doelstellingen: (i) het identificeren van de huidige wijktypologieën, (ii) het analyseren van de thermische prestaties die in verschillende wijktypologieën waargenomen zijn, (iii) het voorspellen van de invloed van stedelijke vergroeiing op OTC, en tot slot (iv) het voorstellen van verbeterde scenario's voor een betere klimaatbestendige typologie van een wijk die als casestudie dient.

Voor doelstelling (i) werden fysieke en niet-fysieke parameters overwogen om vijf wijktypologieën in de stad Ha Tinh te identificeren. Types (1) en (2) van wijktypologieën vertegenwoordigen historische stadswijken met een zeer hoge dichtheid van bebouwing, terwijl  type (3) wijktopologie wordt gevormd door de nieuwe ontwikkelingen van minder compacte stadswijken. De laatste twee types van wijktypologieën, namelijk types  (4) en (5) bevinden zich in peri-urbane en landelijke wijken die worden gekenmerkt  door dun-bebouwde laagbouw en een grote hoeveelheid aan blauwe en groene elementen. Ondanks het feit dat de huidige ruimtelijke vorm en interne woonorganisatie van deze buurten homogeen zijn, wordt een diepgaande transformatie naar wijktypologie (4) voorzien wanneer de voorgestelde gemeentelijke en masterplannen van Ha Tinh volledig zullen gerealiseerd worden.

Om meer diepgaand inzicht in de impact van buurttypologieën op OTC te verkrijgen, zoals het al in doelstelling (ii) vermeld is, werden in de jaren 2019, 2020 en 2021 meetcampagnes uitgevoerd in de meest kritieke buurten van de wijktypologieën (1), (3) en (4). De resultaten tonen aan dat de typologie van een wijk een reële impact heeft op de meteorologische variabelen zoals luchttemperatuur, relatieve vochtigheid, windsnelheid en nattebol temperatuur, en bijgevolg resulteert in een verschillend OTC-niveau, berekend in Thoms' DI, WBGT, PET en UTCI indicatoren. De peri-urbane wijktypologie (4) ervaart een aanzienlijk beter comfortniveau dan de twee andere wijk typologieën, namelijk(1) en (3). De meest bepalende factor hiervoor is de groen-dekking die veel hoger is in de peri-urbane en landelijke gebieden in vergelijking met de verstedelijkte en compacte wijken. De schaduw van de gebouwen is ook een belangrijk factor om de hittevervuiling te verminderen, dankzij het potentieel om zonnestraling te blokkeren, vooral op zonnige en onbewolkte dagen. Van het bodemmateriaal zijn er geen sterke effecten op OTC waargenomen, hoewel het de gemiddelde stralingstemperatuur van de oppervlaktes beïnvloedt. Gras- en wateroppervlakken resulteren in een iets beter comfort dan harde en verharde oppervlakken, maar in de afwezigheid van schaduw leiden deze groene en blauwe elementen niet naar  een aanzienlijke OTC-verschuiving van extreme hitte  naar bijna neutrale warmte condities  .

Als een belangrijk onderdeel van het wijktypologieschema werd de invloed van de straatgeometries, d.w.z. hoogte-breedteverhouding en oriëntatie, bestudeerd door middel van veldmetingen en ENVI-Met simulaties. Het experimentele werk toont de duidelijke positieve correlatie aan tussen hoogte-breedteverhouding en OTC overdag (hogere hoogte-breedteverhouding leidt tot hoger OTC-niveau en omgekeerd) en dat er geen sterke invloed van straatoriëntatie op OTC gevonden was. Bovendien werd de invloed van de hoogte-breedteverhouding en oriëntatie van de straat op nachtelijke OTC niet duidelijk waargenomen. Het effect van zowel de hoogte-breedteverhouding als de oriëntatie van de straten kan echter goed worden afgeleid en onderscheid worden uit de simulaties die aangeven dat de NE-ZW richting voor de straten de voorkeur heeft voor een lagere PET. Naast het experimenteel werk en  theoretische simulaties was er ook een onderzoek gepland naar de thermische perceptie van het zomer buitencomfort van de lokale bevolking, maar dit werd al na twee dagen uitgesteld vanwege de Covid-19 pandemie. Hoewel de gegevens uit de interviews onvoldoende zijn voor een statistische analyse, kan ervan een algemeen ongemakkelijk gevoel mbt de buitencomfort tijdens de zomerperiode afgeleid zijn , wat verder de noodzaak van verbetering van de OTC in de hele stad aantoont en bevestigt.

Voor de voorspelling van OTC-veranderingen als gevolg van stedelijke ontwikkeling is er een typische wijktypologie geselecteerd. Het is de wijktypologie (4) die gevoelig is voor een radicale herinrichting met verdichting en verwijdering van bestaande blauwe en groene elementen. De as-is (zoals het is) en business-as-usual (volgens de geplande ontwikkelingen) gevallen werden gesimuleerd voor een diepte analyse van de OTC-verandering, gekwantificeerd met  PET indicatoren. Het vervangen van een groot waterlichaam (de rivier) en een landbouwveld door laagbouw vrijstaande huizen veroorzaakt een toename van zowel de temperatuur als de PET als gevolg van het veranderen van het verdampingspotentieel. Het veerkrachtige nieuwe voorstel dat meer bomen in combinatie met het behouden van (een deel van) de rivier introduceert, resulteert echter in een betere PET en brengt het OTC-niveau dichter bij het comfortabele gevoel. De plaatsing van hoogbouw appartementengebouwen kan ook een mogelijke strategie zijn om de dagelijkse PET-waarden te verlagen door de schaduwen van gebouwen te vergroten en meer ruimte op de begane grond vrij te maken voor bomen met hoge kruinen en grasoppervlakken. Hoewel de thermische voordelen van meer schaduw door een grotere gebouwhoogte bewezen zijn, kunnen de hoogbouw appartementengebouwenpotentiële risico's veroorzaken met betrekking tot een grotere vraag naar koeling en het ontstaan van een grotere vrijkomende antropogene warmte, de nood voor meer opgeslagen en operationele energie, evenals tot een grotere sociale segregatie. Daarom kunnen deze onderwerpen  in verdere studies worden overwogen. Daarnaast werden parametrische studies van straatgeometrie en vegetatie uitgevoerd, die leidden tot de conclusie dat een hoger OTC-niveau kan  bereikt worden door een hogere hoogte-breedteverhouding door ondiepe straten (hoogte-breedteverhouding 1) door diepere stedelijke canyons (hoogte-breedteverhoudingen 2 en 3) te vervangen. Het PET-niveau wordt nog verder verbeterd door extra vegetatie en verdere interventies zoals gedempte weg- en trottoiroppervlakken. Er is een uitgebreid verbeteringsplan op grotere schaal geïntroduceerd voor de casestudie wijk om de verbetering van het OTC te koppelen aan aspecten van mobiliteit, ecologie en maatschappij. Tot slot wordt in dit proefschrift een workflow ontwikkeld die warmtemitigatie integreert in stedelijke plannen en ontwerpschema's. Deze workflow wordt warm aanbevolen aan lokale bestuurders en spelers in de stedelijke ontwikkelingspraktijk.

Datum:5 nov 2018 →  29 nov 2023
Trefwoorden:climate resilient, energy efficient and comfort rural neighborhood, sustainable rural development
Disciplines:Sensoren, biosensoren en slimme sensoren, Andere elektrotechniek en elektronica
Project type:PhD project