Modelowanie cienia w obszarach zurbanizowanych

Michał Brach
Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
Wydział Leśny
Polska

Joanna Stępniak
Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
Wydział Leśny
Polska

Streszczenie

Światło i promieniowanie słoneczne są czynnikami, które od dawna wywierały znaczny wpływ na proces projektowania środowiska życia człowieka. Zapewnienie prawidłowego oświetlenia przestrzeni otwartych i wnętrz mieszkalnych wymaga uwzględnienia zjawiska zacienienia. Szczególnie ważne okazuje się to na terenach zurbanizowanych, gdzie gęsta zabudowa ogranicza w znacznym stopniu dostęp do światła słonecznego. Wykorzystując komputerowe narzędzia do symulacji można jednak przewidzieć miejsce i czas wystąpienia cienia. W niniejszej pracy zaprezentowano metodę modelowania zjawiska zacienienia przy wykorzystaniu danych z lotniczego skaningu laserowego oraz narzędzi GIS. Zastosowano proste narzędzia do modelowania budynków w oparciu o sklasyfikowaną chmurę punktów oraz numeryczny model pokrycia terenu. Dedykowana aplikacja programu ArcGIS o nazwie Sun Shadow Volume, pozwoliła na budowę bryłowego modelu zacienienia. Umożliwiło to ocenę wpływu zabudowy na ograniczenie dostępu do światła słonecznego na wybranym obszarze badawczym w Warszawie, co przedstawiono za pomocą mapy (rys. 4) i zestawienia tabelarycznego (tab. 2). Dla badanego terenu stwierdzono, że jedynie 11% jego powierzchni spełnia warunki optymalnego nasłonecznienia. Wyniki mogą pomóc w reorganizacji sposobu zagospodarowania i wykorzystania terenu przez mieszkańców okolicznych wieżowców.

Słowa kluczowe:

cień; systemy informacji geograficznej (GIS); lotniczy skaning laserowy

Pełny tekst:

PDF

Bibliografia

Al-Qeeq F., 2008: Passive Solar Urban Design – Shadow Analysis of Different Urban Canyons. An-Najah University Journal for Research vol. 22: 107-140.

Andreou E., 2014: The effect of urban layout, street geometry and orientation on shading conditions in urban canyons in the Mediterranean. Renewable Energy 63: 587-596.

Capeluto I., 2010: Design Tools for Solar and Daylight Access in Urban Design. SEUS Solar Energy at Urban Scale. Compiegne, France.

Compagnon R., 2004: Solar and daylight availability in the urban fabric. Energy and Buildings vol. 36: 321-328.

Dapeng L., Gang L., Shengming L., 2015: Solar potential in urban residential buildings. Solar Energy vol. 111: 225-235.

Deroisy B., Deneyer A., 2013: Daylight and solar access at urban scale: a methodology and its application to a high density development in Brussels. CIE Centenary Conference 12-19.04.2013. Paris.

Gröger G., Kolbe T.H., Czerwiński A., Nagel C., 2008: OpenGIS City Geography Markup Language (CityGML) Encoding Standard. Open Geospatial Consortium.

Kurczyński Z., Stojek E., Cisło-Lesicka U., 2015: Zadania GUGiK realizowane w ramach projektu ISOK. Podręcznik dla uczestników szkoleń z wykorzystaniem produktów LIDAR. Główny Urząd Geodezji i Kartografii, Warszawa: 22-56.

Lam J.C., 2000: Shading effects due to nearby buildings and energy implications. Energy Conversion & Management 41(7): 647-659.

Lin T., Matzarakis A., Hwang R., 2010: Shading effect on long-term outdoor thermal comfort. Building and Environment 45: 213-221.

Littlefair P., 2001: Daylight, Sunlight and Solar Gin in the Urban Environment. Solar Energy 70(3): 177-186.

Machnik-Kłusek A., Stojek E., Ujczak A., Zugaj-Macinek D., 2015: Kontrola jakości danych referencyjnych. Podręcznik dla uczestników szkoleń z wykorzystaniem produktów LIDAR. Główny Urząd Geodezji i Kartografii, Warszawa: 132-157.

Morello E., Ratti C., 2009: Sunscapes: ‘Solar envelopes’ and the analysis of urban DEMs. Computers, Enviroment and Urban Systems vol 33: 26-34.

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Dz.U. 2002 nr 75, poz. 690, ze zmianami.

Santamouris N., Papanikplau I., Koronakis I., Assimakopoulos D.N., 1999: Thermal and Air Flow Characteristics in a Deep Pedestrian Canyon and Hot Weather Conditions. Atmospheric Environment 33: 4530-4521.

Shishegar N., 2013: Street Design and Urban Microclimate: Analyzing the Effects of Street Geometry and Orientation on Airflow and Solar Access in Urban Canyons. Journal of Clean Energy Technologies vol. 1(1): 52-56.

Witkowska A., 2012: Określenie zacienienia zabudowy jednorodzinnej na podstawie danych z lotniczego skaningu laserowego. Roczniki Geomatyki t. 10, z. 4(54): 157-164, PTIP, Warszawa.

Witkowska A., Bielecka E., 2014: Wykorzystanie danych z lotniczego skaningu laserowego do analizy nachylenia i ekspozycji dachów w celu montażu kolektorów słonecznych. Biuletyn WAT vol. LXIII, 2: 103-115.