Sään ääri-ilmiöiden mallintaminen paljastaa asuinalueen tuulitunnelit ja lämpösaarekkeet – siksi se on tärkeä työkalu ilmastokestävien kaupunkialueiden suunnittelussa

/siteassets/uutiset-2020/kari_nojd_770_380.jpg

Sään ääri-ilmiöiden mallintaminen paljastaa asuinalueen tuulitunnelit ja lämpösaarekkeet – siksi se on tärkeä työkalu ilmastokestävien kaupunkialueiden suunnittelussa

16 kesäkuuta 2020
Miten tulevaisuuden kaupunkikortteli selviää rankkasateista tai paahtavasta kuumuudesta? Sään ääri-ilmiöihin sopeudutaan mallintamalla niiden vaikutuksia asuinalueeseen. Lue Swecon kestävien aluehankkeiden projektipäällikön ajatuksia kaupunkien kehittämisestä ilmastokestävämmiksi mallintamisen avulla.

YK ennustaa, että vuoteen 2050 mennessä kaksi kolmasosaa maailman väestöstä asuu kaupungeissa. Tulevaisuuden kaupunkien on paitsi tiivistyttävä myös sopeuduttava ilmastonmuutoksen vaikutuksiin, kuten helleaaltoihin, kuivuuteen, rankkasateisiin ja tulviin. Swecon tuore Urban Insight -raportti tutkii, miten kaupunkeja kehitetään kestävästi ilmastotoimia unohtamatta. Kaupunkien asukasluku, työpaikkojen määrä ja viheralueet on raportin mukaan kaksinkertaistettava niin, että asuinympäristöjen ilmastokestävyys paranee.

Mutta mistä tiedämme, että asuinalue toimii 30 tai 50 vuoden kuluttua? Miten tuulisuus muuttaa alueen olosuhteita? Miten rankkasateet vaikuttavat hulevesien määrään? Swecon kestävien aluehankkeiden projektipäällikön Kari Nöjdin työ tapahtuu hankkeiden kehitysvaiheessa. Silloin ei vielä suunnitella taloja, vaan mietitään, miten aluetta kannattaisi käyttää. Swecolla kehitetään jatkuvasti parempia mallinnustyökaluja, joilla esimerkiksi sään ääri-ilmiöiden vaikutuksia voidaan simuloida.

”Mietimme varautumista ja sitä, miten alue tulevaisuudessa kehittyy. Ilmastonmuutoksen aiheuttamat olosuhdemuutokset ovat yksi asia, jota tarkastelemme. Tässä korostuvat sateet ja kuivat jaksot, joista on olemassa tieteellisiä ennusteita. Tiimimme koostuu insinööreistä, jotka analysoivat ja antavat reunaehtoja, jotka arkkitehdin on otettava huomioon, jotta alueesta tulee toimiva.”

Toimivan alueen raja-arvot ohjaavat arkkitehtien suunnittelua

Nöjd kollegoineen ei mallinna varsinaisesti sään ääri-ilmiöiden kehitystä. Siitä on olemassa tilastollisia, tieteellisiä ennusteita, joita asiantuntijat hyödyntävät tarkastellakseen olosuhteiden muutoksia tietyllä alueella.

”On olennaista, että tänä päivänä kehittämämme alueet toimivat tulevassa maailmassa, eikä ilmastonmuutokseen sopeutumista ja varautumista voi sivuuttaa. Valitettavasti emme pääse tekemään kenttäkokeita siitä, miten 50 vuoden kuluttua jossain sataa nykyistä enemmän ja toisaalla on kuivempaa, mutta voimme analysoida alueita simuloinnin ja mallintamisen avulla.”

Nöjd ottaa esimerkiksi supertietokoneella laskettavat kolmiulotteiset mallit, joilla simuloidaan, miten rakennettu ympäristö vaikuttaa tuulisuuteen. Siten nähdään, miten rakennukset ohjaavat ilman virtauksia eri tuulensuunnista tai minne syntyy epäviihtyisiä tai jopa vaarallisia alueita. Kun ne havaitaan jo suunnitteluvaiheessa, niihin voidaan varautua ja negatiivisia vaikutuksia pienentää.

”Toinen esimerkki mallintamisesta on auringon kierto. Simuloimalla näemme, miten tulevat rakennelmat, kuten talot ja sillat, varjostuvat. Auringon kiertoa ilmastonmuutos ei muuta, mutta säteilyn voimakkuus voi vaihdella sen mukaan, miten pilvisyys alueella kehittyy”, Nöjd kertoo.

Nöjd puhuu niin sanotuista lämpösaarekkeista. Jos alueella on paljon asfaltoitua katualuetta, parkkipaikkoja ja paljaita talon kattoja, lämpötila voi nousta yli kymmenen astetta korkeammaksi, kuin jos tilalla olisi viheralueita.

Mallintaminen tehostaa suunnittelua ja lisää ymmärrystä

Mallit nopeuttavat ja tehostavat suunnittelua ja parantavat sen laatua, mutta olennaista on myös niiden kyky visualisoida ja tuottaa ymmärrystä. Nöjd oli esimerkiksi mukana ulkomaisessa kohteessa Siperiassa, jossa tehtiin tuulisuuden, auringon kierron ja ilmastonmuutoksen vaikutusarviointeja. Siellä ikirouta hiljalleen sulaa teiden, talojen ja muun infrastruktuurin alta.

Simulointien voimasta Nöjd kertoo esimerkin puolestaan Suonenjoelta, jonka keskusta-alueelle tehtiin alueellinen energiasimulointitarkastelu. Swecon asiantuntijat kehittivät VTT:n ja Siemensin kanssa yhteistyössä mallin, jolla pystyttiin dynaamisesti simuloimaan 170:tä erilaista rakennusta, kaukolämpöverkostoa sekä lämpövoimalaitoksia tuntitasolla läpi vuoden. Vastaavaa ei ollut ennen tehty.

”Uskon, että mallinnukset ja simuloinnit jatkavat kehitystään ja tulevat aluekehityksen käyttöön yhä voimakkaammin. Jo nyt aluesuunnitteluun saadaan apua pelillistämisestä ja pelimoottoreista. Arkkitehti- ja insinöörisuunnittelussa pelimaailmasta tutut moottorit tarjoavat uusia mahdollisuuksia tuottaa videoita ja animointeja siitä, miten kaupunkialue elää. Katsoja voi myös itse liikkua maailmassa ja vaikuttaa siihen. Näin visualisoinneista saadaan entistä ymmärrettävämpiä”, Nöjd kertoo.

 

Neighbourhoods of Tomorrow: Designing for climate resilience in dense urban areas on toinen Swecon vuoden 2020 Urban Insight -raporteista, joissa käsitellään ilmastotoimia. Raporttisarjassa Swecon asiantuntijat nostavat esiin dataa, tietoa ja tieteellistä tuktimusta, joita tarvitaan turvallisten ja kestävien tulevaisuuden kaupunkiympäristöjen suunnittelussa ja rakentamisessa.