Diplomarbeit zum Download - cpe - Universität Kaiserslautern

Weitere Magazine

Empfehlungen

Info

II. Konzeeptionelle Gru undlagen II.7. . Methodden der Innformationnsgewinnu ung für stadtklimatiische Simulaationen II.7.1. Meteorologgische Messsungen Zur Erfaassung kleinräumiger Strukturen und Unters schiede dess Klimas odder der Luftsituation müssenn zu Beginnn spezielle MMessungen vorgenomm men werdenn. In der Reegel werden n hierbei meteoroologischen Größen wwie Lufttemmperatur, -f feuchte unnd -druck, Windrichtu ung und -geschwwindigkeit, lufthygienissche Schaddstoffe sow wie UV- undd Globalstrrahlung erfa asst. Im Idealfalll sollten die Messstattionen in vvorhandene Netze inteegriert werdden, da an n diesen Stellen bereits Langzeitdateen vorliegeen, währen nd bei speeziellen Unntersuchung gen die Messzeeiten sehr limitiert sindd. Dementssprechend werden diee optimalsteen Ergebnisse von Klimareegelmäßigkeeiten, -abwweichungen und -schw wankungen durch einee Kombinat tion von punktueellen Langzzeitmessstattionen und temporären n, ggf. mobbilen, Messungen in der Stadt erzielt ( Baumüller, 1998). Jede Messmethodik, die der GGewinnung von urbanen Klimadaaten dient, ssollte bezüg glich des Bedarfees an räummlicher odeer zeitlicheer Auflösun ng der Erggebnisse auusgewählt werden. Permannente Messstationen bbesitzen denn Vorteil, dass sie Weerte mit eineer hohen zeitlichen Auflösung registrieeren und beei Einhaltungg internatio onaler Messsnormen dieese zudem weltweit miteinannder verglicchen werdeen können. AAufgrund de er punktuellen Dateneerfassung ka ann eine korrektee Übertragbbarkeit der EErgebnisse jedoch nur r auf die dirrekte Umgeebung gewä ährleistet werden. Mobile Meessfahrten sstellen einee weitere Mö öglichkeit ddar. Währennd sie schon vor 80 Jahren mit einem FFahrrad aussgeführt woorden sind, verwendet man heutee fast aussc chließlich mobile MMesslaboree in einem ddafür vorgessehenen Fa ahrzeug. Diee Präferenzz dieses Verfahrens liegt bei der hohenn Dichte vonn Messwertte, die räum mlich zugeorrdnet werdeen können und u sich dementtsprechend zur Ermitttlung inhoomogener Klimafelder K r eignen. AAls Nachte eile von Messfahhrten erweiisen sich die variierennden Werte in Bezug auf Streckeenlänge, Ab btastrate der Analysatorenn, Fahrtdaauer, Wettterlage, Tageszeit, T Art des Klimapara ameters, Fahrtgeeschwindigkkeit und unnvorhersehbare Stand dzeiten durch Verkehhrsstau. Um m diese Disposittionen zu vermeideen, kann auch auf die 24-Stunden-SStandmessu ung als Zwischeenlösung zzur stationäären und mmobilen Me essung zurrückgegriffeen werden. Hierbei werden i.d.R. mit mobilen MMesslaborenn Punktmes ssungen duurchgeführt, , die tages szeitliche Aussagen über eeine bestimmmte Klimasituation ermöglichen. Besonders eignet sich s die Methodik an reppräsentativeen Standoorten, um für typissche Flächhennutzung gen die entsprechenden Taagesgänge darzustelleen (Henning ger, 2005, SS. 45-56). Empirische Stadtkklimaanalysen erlaubeen anhand klimatologischer Messsungen Au ussagen über daas Klima amm Standort der Messsttation und in i deren unnmittelbarerr Umgebung g. In der heutigen Zeit jedoch stellen dderen Einflussfaktoren n und Auswwirkungen eein sehr komplexes Netz daar, wenn ess sich um die Belangge des Umw weltschutzees in der rääumlichen Planung handelt. Aus diesem Grunde rreichen Messsungen all leine nicht mmehr aus. 40
II. Konzeeptionelle Gru undlagen II.7.2. Numerischee Verfahreen zur met teorologisschen Moddellierung g Es wird immer wicchtiger, einee detailliertee Beschreib bung der meteorologisschen Variablen auf dem gganzen Planungs- uund Unterrsuchungsg gebiet vorzzunehmen. Angesich hts des techniscchen Fortscchritts könnnen stadtklimatologisch he Untersuchungen geegenwärtig anhand von nummerischen MModellierungen vorgennommen we erden. Numerissche Simuulationsmoddelle sind in der La age, die komplexen Wechselwi irkungen zwischeen den versschiedenen urbanen EElementen und u der Atmmosphäre zzu untersuchen, um das AAusmaß vvon Planuungen undd künftige en Situatioonen zu erfassen. Diese Berechnnungsmethooden beschhäftigen sicch mit mög glichst genaauen, effizieenten und stabilen Verfahreen zur Löösung mathhematischer Problems stellungen. Dementspprechende Modelle beruhenn auf physikalischen GGesetzmäßiigkeiten wie e der Erhaltung von MMasse, Energie und Impuls (DWD, 2009). In dieeser Arbeit steht jedo och die Annwendung eeines nume erischen Simulattionsmodellss für die RRaumplanung im Vor rdergrund, weshalb nicht näher auf die mathemmatischen GGleichungenn, die die vverschieden nen Modellee unterscheeiden, einge egangen wird. Numerissche Modelle stellen ddie essentieellen meteorologischenn Prozesse auf dem Erdboden sowie dder Atmosphäre dar unnd beschreiben ihren Einfluss auff die zeitlichhe Entwicklung der Modellvvariablen wie Tempperatur, NNiederschla ag, Luftdruuck, Winddverhältniss se und Feuchtiggkeit. Sie bbedürfen einner entsprechenden Anzahl von EEingangspaarametern wie w auch einer EEignungsvalidierung. Diese Werte werden n vorerst in ein Simmulationspr rogramm eingegeeben, was imstande ist, das Systeem Stadt mit m all seinen verschieddenen Ober rflächen, Bebauuungsstrukturren und Veegetationseelementen als vierdimmensionaless (Raum und Zeit) gekoppeeltes Systeem zu verzeichnen. Demzufolg ge wird die Simulattion mit Hilfe von dreidimeensionalen Gitterpunkktmodellen und der ze eitlichen Entwicklung dder Modellv variablen durchgeeführt. Verrbunden mmit verschiiedenen Modellverfah M hren kommmt es durch die Berechnnung der Strömunggsmechanikk, Thermo odynamik und Agraarmeteorolo ogie zu umfasseenden Ergeebnissen (Bruse, 2000) ). Die Auflösung einnes stadtkliimatischen Modells wird w von deer Maschenweite des s Gitters (Abstannd zweier GGitterpunktee) bestimmtt. Je kleine er die Einsstellung derr Gitterweite e, desto detaillieertere Aussaagen könneen aus dem Modell abg geleitet werdden. Auf meesoskaliger Ebene lieggt die Auflöösung bzw. Gitterweitee im Bereicch von min ndestens einem Dekameterr bis hin zzu einigen Kilometern n. Abhängig von der r raumplane erischen Fragesttellung musss die Auflössung hoch genug sein n, um einzellne Gebäudde und Obe erflächen in die Berechnunng mit ein zu beziehhen. Daher r unterscheeiden sich Stadtklima amodelle grundlegend von Modellen, die bei deer Wettervo orhersage ooder bei KKlimaveränderungen angeweendet werdeen. Im Mitttelpunkt ddieser Arbbeit steht die Erfo orschung vvon Windvverhältnisse en und Kaltluftddynamik. Deementsprecchend wurdden anhand der (VDI-RRichtlinie 37787, Bl. 5, 2003, 2 S. 39) voreerst die Anfforderungenn an numerrische Kaltlu uftmodelle überprüft, uum zu entsc cheiden, welchess Modell zuu gutachterllichen Zweccken in der r Raumplannung eingessetzt werde en kann. Hierbei gibt es zwei zu erfüllende Eigenscha aften. Ersttere ist diie Simulat tion der 41
Seite 2 und 3: Technische Universität Kaiserslaut
Seite 4 und 5: Klimagerechte Stadtplanung durch st
Seite 6 und 7: Vorwort Meine gganze Hochhachtung g
Seite 8 und 9: ABSTTRACT Abstract In largeer citie
Seite 10 und 11: III. SIMMULATIONN DER STÄÄDTISCHE
Seite 12 und 13: I. Einleitung g Stadtklima birgt dd
Seite 14 und 15: I. Einleitung g Universsity durchge
Seite 16 und 17: Abb. 01 II. Konzeeptionelle Gru und
Seite 18 und 19: um kurrzfristige Schwankunggen des
Seite 20 und 21: II.4. . Das Kllima der SStadt II. K
Seite 22 und 23: Klimapparameter Relativve Luftfeuuc
Seite 24 und 25: werden. Besonderrs in Tallaggen kan
Seite 26 und 27: Abgeseehen von deen in Kapiteel II.
Seite 28 und 29: II. Konzeeptionelle Gru undlagen Gl
Seite 30 und 31: Lufttemperaturschwwankungenn im Ver
Seite 32 und 33: Objekt der Unterssuchung Landesszon
Seite 34 und 35: Die Weechselwirkungen von Wirbelbil
Seite 36 und 37: intensivven Hochdrruck-Wetterlage k
Seite 38 und 39: II. Konzeeptionelle Gru undlagen To
Seite 40 und 41: II. Konzeeptionelle Gru undlagen Re
Seite 44 und 45: II. Konzeeptionelle Gru undlagen Th
Seite 46 und 47: III. Simulation von St tadtklima II
Seite 48 und 49: Dank seiner exporrtorientierteen Wi
Seite 50 und 51: Promennaden begleeitet, die einne h
Seite 52 und 53: grenzübberschreitennden Nordd-Süd
Seite 54 und 55: III.22. Erfordernis eineer stadtkli
Seite 56 und 57: Um in nnäherer Ummgebung unnd inmi
Seite 58 und 59: III.44. Bestanndsaufnahhme der KKli
Seite 60 und 61: gemesssen. Da ddas Augenmerk diesee
Seite 62 und 63: Abb. 21 AWS Stanndort an derr Susun
Seite 64 und 65: Abb. 24 Modell einner Windrosse am
Seite 66 und 67: dargesttellt. Bei der Berechnuung w
Seite 68 und 69: III. Simulation von St tadtklima Ab
Seite 70 und 71: Analysee des städttischen Wäärme
Seite 72 und 73: III. Simulation von St tadtklima je
Seite 74 und 75: Anhandd der Simulation des Kaltluft
Seite 76 und 77: Strömunngsfeld auuf. Hierbei ist z
Seite 78 und 79: Abb. 35 III. Simulation von St tadt
Seite 80 und 81: verschieedenen Uhrzeiten nicht dire
Seite 82 und 83: Windveerhältnissee Entgegeen der m
Seite 84 und 85: Da sichh die Grunndstücksfläcche
Seite 86 und 87: Z (m) Z (m) 100.00 50.00 0.00 0.00
Seite 88 und 89: der Aussgangsvariaante V0 lässst s
Seite 90 und 91: Abb. 47 3D-Ansichht mit Bebauuungsh
Seite 92 und 93:
strömt, wird die Geeschwindigkkeit
Seite 94 und 95:
Korea. Hier werdden punktföörmige
Seite 96 und 97:
Windveerhältnissee Der Horrizontal
Seite 98 und 99:
Insgesaamt steht deer Entwurf ddies
Seite 100 und 101:
weitauss geringer wwahrgenommen wer
Seite 102 und 103:
III. Simulation von St tadtklima fr
Seite 104 und 105:
III.88. Parrtizipation an stadtkkli
Seite 106 und 107:
(Cocoloog Nifty, 20008) ausgewwähl
Seite 108 und 109:
IV. Maaßnahmen zuur klimagerec cht
Seite 110 und 111:
Seite 112 und 113:
Seite 114 und 115:
V. Faazit und Ausblickk V. Fazit un
Seite 116 und 117:
V. Fazit und Ausb blick neuen Metho
Seite 118 und 119:
VI. GGlossar uund Abküürzungsvver
Seite 120 und 121:
VII. Liiteratur- und Inteernetquell
Seite 122 und 123:
Kim, H.-D., Ahn, J.- S., & Hong, J.
Seite 124 und 125:
VIII. AAbbildunggs- und TTabellennv
Seite 126 und 127:
Abb. 48 Abb. 49 Abb. 50 Abb. 51 Abb
Seite 128 und 129:
Kaltlufthöhe und SStrömungsfeld u
Seite 130 und 131:
A 02 Detaillierrte Karte ddes Sinch
Seite 132 und 133:
A 04 Y (m) Y (m) 500.00 450.00 400.
Seite 134 und 135:
Y (m) Y (m) 500.00 450.00 400.00 35
Seite 136 und 137:
Y (m) Y (m) 500.00 450.00 400.00 35
Seite 138 und 139:
A 06 Y (m) Y (m) 500.00 450.00 400.
Seite 140 und 141:
Y (m) Y (m) 500.00 450.00 400.00 35
Seite 142 und 143:
Y (m) Y (m) 500.00 450.00 400.00 35
Alle anzeigen

Diplomarbeit zum Download - cpe - Universität Kaiserslautern

Erfolgreiche ePaper selbst erstellen

Template löschen?

Als Template speichern?