Undersøgelse af Sammenhæng Mellem Byrumsgeometri og det Urbane Mikroklima

Under s øg el s ea fS a mmenhæng Mel l em By r ums g eome t r i ogde t Ur ba neMi k r ok l i ma

Afle v e r e taf : E mi l i eNi s s e n s 154236 De n: 27. ma j 2019

- S i d e |i

Abstract The aim of this report is to examine the correlation between buildings geometry and the urban microclimate.

The report is in three parts, one examining Gråbrødretorv, a square in Copenhagen, with architect and urban planner Jan Gehls 12 quality criteria. The focus in this report is here on the human scale and how vibrant the square feels. The second part is a validation of the simulation software ENVI-met. This is to be able to conclude on how exact the ENVI-met results are. This validation is done by a comparison of data measured on Gråbrødretorv. The last part of the report is a study of six different building geometries in ENVI-met and the impact they have on the urban microclimate.

From Jan Gehls 12 quality criteria the design of the square meets the requirements. The square meter of Gråbrødretorv is significantly smaller than Jan Gehl recommend, where the average building height is 14 meters, only 0,5 meters higher than the guideline from Jan Gehl. Studying how vibrant the square is, the result shows that even though Gråbrødretorv has a smaller footprint, the number of people per minute appearing on the square is fulfilling, in four out of six counting’s, the requirements of 17 persons per minute.

The validation study of ENVI-met indicate that using ENVI-met to simulate existing location does not give accurate results. As an example, the results from ENVI-met simulations differ up to 33,3 % regarding UTCI when compared to measured results. The study shows that the building geometry used in this study do not have an impact on the UTCI value. However, they did play a large role on the wind-climate, an important consideration in the design phase, in both building design and in city planning.

- S i d e | ii

Forord Denne rapport er afgangsprojektet for uddannelsen Diplom Bygningsdesign på Danmarks Tekniske Universitet og er normeret til 20 ETCS-point. Grundstenen for afgangsprojektet er at undersøge sammenhæng mellem byrumsgeometri og det urbane mikroklima. Der vil være fokus på arkitekten Jan Gehls grundprincipper indenfor byrum, samt en parametrisk undersøgelse af forskellige byrumsgeometrier.

I rapporten tages der udgangspunkt i udvalgte resultater fra specialkurset Undersøgelse af vindforhold på Gråbrødretorv – Analyse af det urbane mikroklima, der var afholdt i efteråret 2018 på DTU ved vejledning af Holger Koss.

Der skal være en tak til lektor Holger Koss, lektor ved DTU BYG, der har været med til på en gang at gøre emnet stort, men samtidig være med til at lede det på rette vej.

- S i d e | iii

Indhold Abstract ....................................................................................................................................................................... i Forord.......................................................................................................................................................................... ii Indledning ................................................................................................................................................................... 1 1. Teoretisk baggrund.................................................................................................................................................. 2 1.1 Byrum................................................................................................................................................................ 2 1.1.1 Den menneskelige skala .............................................................................................................................. 3 1.1.2 Et stimulerende byrum ................................................................................................................................ 4 1.1.3 Et levende byrum ........................................................................................................................................ 4 1.2 Mikroklima i byrum............................................................................................................................................ 6 1.2.1 Vind ............................................................................................................................................................ 6 1.2.2 Vindmiljø .................................................................................................................................................... 7 1.2.3 Vind omkring bygning ................................................................................................................................. 9 1.2.4 Universal Thermal Climate Index (UTCI) ......................................................................................................11 1.3 De 12 kvalitetskriterier......................................................................................................................................11 1.4 ENVI-met ..........................................................................................................................................................13 2. Fremgangsmåde .....................................................................................................................................................14 2. 1 Case lokation ...................................................................................................................................................14 2. 2 Persontællinger ...............................................................................................................................................14 2.3 De 12 kvalitetskriterier......................................................................................................................................16 2.4 Billeder som et værktøj .....................................................................................................................................16 2.5 Dimensioner .....................................................................................................................................................16 2.6 Beregning af UTCI .............................................................................................................................................16 2.7 Validering af ENVI-met......................................................................................................................................16 2.7.1 ENVI-met: sammenligning af målt data.......................................................................................................17 2.7.2 ENVI-met: sammenligning af resultater fra erosions forsøg i vindtunnel......................................................19 2.8 Design af torv ...................................................................................................................................................20 2.9 Behandling af resultater i ENVI-met ..................................................................................................................24 3 Resultater ...............................................................................................................................................................25 3.1 Gråbrødretorv ..................................................................................................................................................25 3.1.1 Person tællinger .........................................................................................................................................26 3.1.2 De 12 kvalitetskriterier ...............................................................................................................................28 3.2 ENVI-met validering ..........................................................................................................................................34 3.2.1 Sammenligning af ENVI-met og målinger på Gråbrødretorv ........................................................................34 3.2.2 Sammenligning af ENVI-met resultater med resultater fra vindtunnel .........................................................35 3.2.3 Redegørelse af eksisterende valideringsafhandlinger af ENVI-met ..............................................................37

- S i d e | iv

3.2.4 Sammenkobling af de 3 undersøgelser .......................................................................................................37 3.4 Resultater fra undersøgelsen af sammenhæng mellem byrumsgeometri og det urbane mikroklima ..................38 3.4.1 5 indgange .................................................................................................................................................38 3.4.2 Ændring af indgange: 3 indgange................................................................................................................40 3.4.3 Ændring af højde: offentlig bygning 60 meter .............................................................................................41 3.4.4 Ændring af bygningshøjde: alle bygninger 60 meter ....................................................................................43 3.4.5 Ændring af areal på torvet: mindre .............................................................................................................45 3.4.6 Ændring af areal på torvet: større ...............................................................................................................46 3.4.7 Sammenkobling af de forskellige modeller .................................................................................................48 4. Diskussion ..............................................................................................................................................................50 4.1 Diskussion af teori ............................................................................................................................................50 4.2 Diskussion af metoder ......................................................................................................................................50 4.3 Diskussion af resultaterne.................................................................................................................................51 5. Konklussion ............................................................................................................................................................53 6. Perspektivering ......................................................................................................................................................55 Referencer .................................................................................................................................................................56 Bilag ...........................................................................................................................................................................58

- S i d e |1

Indledning Hovedformålet med denne rapport er at undersøge hvorvidt der er en sammenhæng mellem byrumsgeometri og det urbane mikroklima. Dette er interessant, da det påvirker benyttelsen af byrummet.

Et byrum kan defineres som det mellemrum der opstår mellem bygninger. Et godt byrum skal være et levende rum, et rum der er stimulerende og ikke mindst behageligt. Et byrum kan defineres som behageligt ved et godt mikroklima. Her er vindhastighed, luft temperatur, relativ luftfugtighed og solens stråling vigtige faktorer, som alle påvirker den fysiologiske oplevelse. Det er derfor interessant at undersøge, hvordan byrumsgeometri og mikroklima er påvirket af hinanden.

I denne rapport undersøges byrumsgeometriens virkning på mikroklimaet. Dette gøres vha. simuleringsprogrammet ENVI-met. Ydermere vil der være en analyse af et allerede eksisterende byrum, Gråbrødretorv i København. Her vil et udvalg af arkitekten Jan Gehls 12 kvalitetskriterie være fundament for undersøgelsen.

Dette vil blive udført for at få indblik i positive og muligvis negative tiltag på torvet.

Projektet indeholder 3 dele. Første del er undersøgelsen af Gråbrødretorv. Anden del er validering af ENVImet. Denne validering vil være med henblik på eksisterende data fra Gråbrødretorv, samt resultater fra erosions forsøg af torvet i vindtunnel. Ydermere vil der foretages en validering med udgangspunkt i allerede eksisterende valideringsafhandlinger vedr. ENVI-met. Hvor den sidste del er undersøgelsen af sammenhæng mellem byrumsgeometrien og det urbane mikroklima.

1 . Teore ti sk b aggru nd - Sid e |2

1. Teoretisk baggrund I de følgende afsnit vil afgørende faktorer vedrørende byrum blive gennemgået. Her vil der specielt være fokus på byrumsdimensioner. Der vil ydermere være en gennemgang omkring vind, specielt vind i byrum, samt andre faktorer inden for mikroklima. Til slut vil ENVI-met blive præsenteret.

1.1 Byrum Torve har altid været en stor del af den måde, mennesker bruger byen på, hvor byrummet ofte har været brugt som mødested. København er en by fyldt med torve. På Figur 1.1 ses et uddrag af torvene i Indre By, fra de gamle torve som Gråbrødretorv til nyere som Axeltorv ved Axel Towers.

Figur 1.1: Undersøgelse af torves areal i Indre By, København

Fra legenden på Figur 1.1 kan det aflæses, at torvenes areal går fra at være mindre end 2000 m2 til over 7000 m2. Arkitekten og byplanlæggeren Jan Gehl har igennem sin karriere undersøgt byrum og menneskets færden i det. Igennem hans undersøgelser har de bedst fungerende byrum haft et fodaftryk på 6000 - 8000 m2, hvor de karakteristiske mål er 100 x 70 meter (Gehl, 2016). Et mål der stemmer overens med den romerske arkitekt Vitruvius' (ca. 75 f.kr.-25 f.Kr.) idealmål på 3:2 (Danske, u.d.).

Et godt byrum er et byrum, der er designet med øje for mennesket. Hvis et byrum ikke er designet til mennesket, kan det opfattes dødt og til tider utrygt (Gehl, 2016). Jan Gehl har igennem sin karriere arbejdet med forskellige greb for byrummet, hvor der har været stor fokus på det stimulerende og levende rum. Fundamentet for et stimulerende og levende byrum bunder i de menneskelige sanser, hvilket de næste afsnit gennemgår.

1 . Teore ti sk b aggru nd - Sid e |3

1.1.1 Den menneskelige skala De menneskelige sanser har stor betydning for hvordan et byrum opfattes.

Da mennesket er et fremadorienteret individ, er synssansen en vigtig faktor at designe til. Som det kan ses på Figur 1.2 er vores synsfelt mere nedad orienteret end opad. Dette resulterer i, at højhuse er noget der kan opleves på lang afstand, men på klos hold forsvinder følelsen af at være en del af sine omgivelser (Gehl, 2016).

Udover synsfeltets orienteringsgrader spiller afstande en stor rolle i byrummet. Fra 300-500 meter kan øjet skelne mellem objekter, og ved 100 meter begynder øjet at observerer bevægelser. Observeringer i byrum begynder at blive interessante fra 50-70 meter, hvor øjet kan genkende andre mennesker og fra 25 meter kan der aflæses ansigtstræk (Gehl, 2016). Disse afstande er vigtige i byrummet, da for store afstande, over 100 meter, kan fremkalde en distancering, da øjet ikke kan genkende og aflæse. Dette gør at distancer under 100 meter giver en følelse af at være en del af et fællesskab. Denne afstand betegnes derfor som grænsen for det sociale synsfelt. Synssansens evne til kunne at aflæse ansigtstræk illustreres på Figur 1.4 Synssansens orienteringsgrader og dens afstande påvirker grænsen for højder i byrum og hvornår forbindelsen til huse mistes. Jan Gehl har i bogen Byer for mennesker beskrevet denne grænse, se Figur 1.3. Her stopper den sociale grænse ved 13,5 meter og alt højere end 4. etage, kan anses for ikke at være en del af byrummet. Den italienske arkitekt Alberti (1404-1472) arbejdede også med Vitruvius' idealmål, hvor han ydermere beskrev, hvordan højden medførte

Figur 1.2: illustrering af synsfelt i grader, (Gehl, 2016) s.

49

Figur 1.3: Illustrering af grænse højden for byggeri Figur 1.4: Illustrering af afstands opfattelse, (Gehl, 2016) s. 44

1 . Teore ti sk b aggru nd - Sid e |4

en stor faktor af den måde, torvene blev opfattet på. Med for høje bygninger, der ikke passer til målene, vil torvet følelses trængt og ubehageligt, og med for lave bygninger vil torvet hurtigt blive for stort (Anon., u.d.). Udover dimensionerne i byrummet påvirker detaljerne på facaderne opfattelsen af rummet. Noget nedenstående afsnit bl.a. vil gennemgå.

1.1.2 Et stimulerende byrum Den måde synssansen opfatter et byrum på, er også påvirket af den måde mennesket bevæger sig på. Mennesket går med ca. 5 km/t (Gehl, 2016). Dette gør det muligt at opfatte små detaljer på vejen. Dog medfører det, for at undgå ensformighed, at der skal ske et skift i facade og omgivelser pr. 5-6 meter (Gehl, 2016).

Inden modernismen kom til med dens adskillelse af funktioner i byrummet, var byer præget af det gående menneske (Gehl, 2017). I den nyere byrumsstruktur er byrummet præget af lange facader uden skift. Som eksempel på dette kan der til venstre på Figur 1.5 ses en lang, inaktiv facade uden nogen form for funktion.

Derimod ses der til højre på Figur 1.5 en spændende facade med mange funktioner. Der er mange skift i facaden, samt er den præget af mange detaljer. De lange strækninger, uden nogen ændring, kan medvirke til et dødt og utrygt byrum. For at undgå dette, skal der være fokus på detaljerne på bygningerne. Dog skal der være lige så stor opmærksomhed på at invitere mennesker til at benytte rummet. Måden dette kan lykkes på, bliver gennemgået i næste afsnit.

Figur 1.5: Illustrering af en inaktiv og en aktiv facade, (Gehl, 2016) s. 251

1.1.3 Et levende byrum Et levende byrum kræver mennesker. For at mennesker benytter byrummet, kræves det at byrummet inviterer folk til at benytte det. Der er forskellige måder et byrums aktiviteter kan opstå på: nødvendige aktiviteter, hvor en person skal fra A til B, og de valgfrie aktiver, hvor der forekommer ophold, enten stående, siddende eller legende (Gehl, 2016). Begge aktiviteter udløser et levende byrum, der påvirker den måde byrummet opleves på. For at et byrum opleves som levende kræver det, jf. William H. Whyte, at der skal være omkring 17 personer i synsfeltet. Dette kan både være mennesker der går, har ophold eller sidder (Gehl & Svarre, 2013) s. 120.

For at designe et byrum der inviterer til valgfrie aktiviteter, kræver det, at der er ordentlige siddemuligheder, både som bænke og stole, men også sekundære siddemuligheder, såsom trappesten. Ydermere spiller selve designet af byrummet ind; skalaen på de omkringliggende bygninger skal ikke være for høje og der skal være gode gå muligheder.

1 . Teore ti sk b aggru nd - Sid e |5

Derudover har facaden som beskrevet en vigtig rolle, hvor den er med til at påvirke, hvorvidt der forekommer ophold i byrummet. Mennesket vil gerne placere sig sådan, at ryggen er dækket og der er frit udsyn over torvet (Gehl, 2016). Det er her kanteffekten og støttepunkter kommer ind i billedet. Ved kanteffekt menes der nicher i facader og små kroge, der gør det indbydende at opholde sig. Støttepunkter på torve har samme virkning, hvor pullerter, lygtepæle mm. også medfører en naturlig zone at opholde sig ved, i modsætning til at stå midt på torvet uden nogen form for sikkerhed. Piazza del Campo i Sienna, Toscana, er et eksempel på et torv der indeholder ovenstående. For at give et indblik i udformningen af torvet, er der en kort gennemgang af torvet.

Piazza del Campo, et eksempel på et godt byrum

Jan Gehl omtaler ofte torvet Piazza del Campo som et velfungerende torv. Torvets dimension er et eksempel på idealforholdet mellem længde og bredde på dets 135 x 90 meter og dens bygningshøjder på de 4-5 etager (Gehl, 2016).

Torvet kan opdeles i to dele, delt af pullerterne, som kan ses på øverst Figur 1.6. Pullerterne omkranser den inderste del af torvet. Hele torvet har et areal på ca. 10.600 m2, hvor dette formindskes til 6.500 m2 ved det indre torv. Med øje for det rum pullerterne skaber, er den længste længde 116 m og bredde 67 m.

De mange pullerter giver god mulighed for at opholde sig på pladsen og grundet den måde pullerterne er placeret på, har mennesket det optimale overblik med et synsfelt der nærmest ikke overstiger den sociale grænse på 100 m. Figur 1.6 illustrerer synsfeltet fra en af pullerterne. Næsten hele torvet er inden for den sociale afstand, og kun den del af torvet der er længst væk fra den pullert der agerer centrum for målingen, er uden for feltet.

Figur 1.6: Piazza del Campo. Illustrering af synsfelt

Jf. Jan Gehl er det vigtige for et vellykket byrum, at sanserne bliver stimuleret af byggeri i lille skala med skiftende indtryk. Der skal være fokus på ophold, mulighed for bevægelse og fokus på det langsomme og fremadrettede menneske. Dog skal der i lige så høj grad, være fokus på hvordan torvet opleves af kroppen, altså den fysiologiske oplevelse. Her spiller mikroklimaet en væsentlig rolle, hvilket er emnet i de næste afsnit.

1 . Teore ti sk b aggru nd - Sid e |6

1.2 Mikroklima i byrum Udformningen af byrummet er en vigtig faktor i et velfungerende byrum, dog vÌgter mikroklimaet en lige sü stor del. I de følgende afsnit er teorien bag mikroklima beskrevet. Første del er vedrørende vind og hvordan den bliver püvirket af bygninger og deres udformning. Den anden del vedrører hvordan mikroklimaet virker pü kroppen, samt indeks over komfort.

1.2.1 Vind Vind er luft som bevÌger sig mellem lavtryk og højtryk. Lavtryk forekommer nür luften opvarmes, hvor højtryk forekommer ved afkøling (Bjerregaard & Nielsen, 1981). I Norden er vinden püvirket af den kolde polarluft og den varmere vind fra Ìkvator. Disse vinde medfører aggressive og skiftende vinde i vestenvindsbÌltet. Men selv i Norden er der stor forskel pü hvordan vinden püvirker sine omgivelser (Bjerg, 2012).

Ved de høje luftlag er vinden püvirket af trykvariationer i atmosfÌren. Dette lag kaldes den geostrofiske vind og har en middelhastighed pü 10 m/s i Danmark. Dens højde varierer mellem 250 meter til 500 meter, hvor vinden ydermere er püvirket af topografi (Bjerregaard & Nielsen, 1981). Vindens middelhastighed Ìndres jo tÌttere pü terrÌn man kommer. Denne sammenhÌng er udtrykt vha. en kurve kaldet vindhastighedprofilet.

Figur 1.7 illustrerer vindhastighedsprofilerne for et bycenter, en forstad/skov og en flad mark.

Figur 1.7: Vindhastighedsprofil (Bjerregaard & Nielsen, 1981)

Vindens hastighed mĂĽles i 10 meter over terrĂŚn, og derved er kendskabet til vindhastighedsprofilet vigtig.

Vindhastighedsprofilet kan beregne hastigheden i forskellige højder, eks. 1,5 meter over terrÌn, og derved benytte denne hastighed til undersøgelse af vind omkring bygninger. Dette gøres ved følgende ligning: ℎ

đ?‘‰â„Ž = đ?‘‰đ?‘” ∙ (â„Ž ) đ?‘”

hvor: Vh = vindhastigheden i højden h Vg = den geostrofiske vindhastighed hg = den geostrofiske højde h = højden af Vh ι = ruheds eksponenten

�

[1]

1 . Teore ti sk b aggru nd - Sid e |7

Kendskab til vindhastigheden ved terræn er ikke fyldestgørende for et godt vind klima. Vinden har som udgangspunkt en laminar strømning, men grundet forhindringer i byrummet forekommer der turbulens. De faste overflader i byrummet medfører friktion, der påvirker vinden, og derved skaber turbulent vindmiljø.

Turbulens er uorganiseret vind, hvor hvirvlerne opfattes som vindstød (Bjerregaard & Nielsen, 1981). Disse vindstød kan være så kraftige, at de medfører ubehag og fare i byrummet. Dog er det ikke kun overfladernes ruhed der medfører turbulens. Forhindringer i byrummet er også en faktor, hvor forskellige former og bygningernes placering i forhold til hinanden spiller forskelligt ind.

1.2.2 Vindmiljø Et godt vindmiljø er på sin vis lidt modsigende. På den ene side ønskes det at beskytte fodgængere og lette trafikanter, på den anden side ønskes der en vis cirkulation i byen, sådan at udstødningsgasser og andre forurenede lufte kan komme væk fra byrummet. Der skal derved designes med øje for at få en balance mellem vindens termiske og mekaniske virkning.

Den termiske virkning, også betegnet som den termiske komfort, er interessant ved lavere vindhastigheder, hvor den påvirker den måde byrummet påvirker kroppens varmebalance på. Det er balancen mellem den varme kroppen afgiver og den varme den modtager (Bjerregaard & Nielsen, 1981), hvor den ydermere medvirker til en cirkulation i byrummet. Den termiske komfort er påvirket af: o o o o o o

Vinden Direkte og indirekte sol Den relative luftfugtighed Den varme kroppen producerer Lufttemperatur Nedbør

Den mekaniske virkning er den kraft, vinden påvirker kroppen med og svarer til hvor hårdt det er at bevæge sig i byrummet. Den kan fornemmes ved en hastighed mellem 4-5 m/s. Over 10 m/s bruges ekstra kræfter på at opholde sig i byrummet, hvor der ved vind over 15 m/s er risiko for ulykker, (Bjerregaard & Nielsen, 1981).

Der skal derved opstå en balance, sådan at det er behageligt at bevæge sig i byrummet, dog skal der samtidig forekommer en cirkulation, der ikke påvirker kroppens varmebalance negativt. For at få et indblik i hvordan vinden opfører sig ved forskellige vindhastigheder, udformede Sir Francis Beaufort i starten af 1800-tallet en skala, der skulle indikere vindhastigheden til havs. Den er udformet med 12 trin, der beskriver vindpåvirkningen på forskellige genstande. Denne er senere blevet revideret, sådan at den også kan bruges til lands (Cappelen, 2019). Denne skala kan ses på Tabel 1.1. Skalaen kan bruges som et værktøj ved observationer i byrum gennem beskrivelserne af, hvordan vinden påvirker miljøet.

1 . Teore ti sk b aggru nd - Sid e |8

Tabel 1.1: Beauforts skala, (Cappelen, 2019)

Vindstyrke efter Beaufort

Betegnelse

Vindhastighed i 10

Virkning for vindmiljø

meters højde, m/s

0

Stille

0,0 – 0,2

Vindstille

1

Næsten stille

0,3 – 1,5

Næsten vindstille

2

Svag vind

1,6 – 3,3

Vinden føles i ansigt

Let vind

3,4 – 5,4

I vindstødene blæses hår og let tøj i uorden

Jævn vind

5,5 – 7,9

Håret forstyrres uafbrudt. Papir, finkornet sand og støv hvirvels rundt

Frisk vind

8,0 – 10,7

Vindens kraft føles på kroppen. Ved passage om hjørnet af højhus med dårligt vindmiljø virer vindstødene meget generende.

Hård vind

10,8 – 13,8

Svært at slå paraply op. Håret strakt i vindretning. Vanskeligt at gå med jævn hastighed

Stiv kuling

13,9 – 17,1

Utryghed ved at gå

Hård kuling

17,2 – 20,7

Vanskeligt at holde balancen i vindstødene

Stormende kuling

20,8 – 24,4

Fodgængere risikerer at bliver blæst omkuld i vindstødene

10

Storm

24,5 – 28,4

-

11

Stærk storm

28,5 – 32,6

-

12

Orkan

32,7 -

-

3

4

5

6

7 8

9

1 . Teore ti sk b aggru nd - Sid e |9

1.2.3 Vind omkring bygning Den geostrofiske vind er påvirket af trykvariationer i atmosfæren. Denne vind har en laminar strømning. Jo tættere på jorden vinden kommer, jo flere forhindringer forekommer der i strømningen. Forhindringer, såsom bygninger, medfører trykforskelle og turbulens (Bjerregaard & Nielsen, 1981). Når vinden rammer en bygning, vil der forekomme overtryk på vindsiden og undertryk på læsiden. Disse trykforskelle vil medføre, at der sker en forøgelse i vindhastigheden mellem overtryk og undertryk. Trykforskellen vil ydermere medføre en nedadgående strømning, hvor der på vindsiden af bygning vil opstå et sug omkring bygningens hjørner med en stor fart. Der opstår læzoner både på vindsiden og læsiden, hvor disse vil være påvirket af turbulens. Selv ved en relativ lav middelhastighed, vil det, grundet turbulens, opleves som et ubehageligt sted.

Figur 1.8 illustrerer principper for strømningen omkring bygninger.

Figur 1.8: Vind omkring bygninger (Bjerregaard & Nielsen, 1981)

Et vindmiljø kan beskrives vha. Bottemas ligning (Bennet, 2007) s. 7. Ved denne ligning er det vist, at for en bygning på 5 etager vil vindmiljøet i 1,5 meters højde, svarende til den højde mennesket befinder sig i, have ændret sig så meget, at ubehaget vil have en stigning på 20 %. Ved en bygning på 16 etager vil dette ubehag stige med 50 %, hvor stigningen vil være på 120 % for en bygning på 35 etager, (Bennet, 2007). Ydermere påvirker bygningernes udformning og placering i forhold til hinanden vindmiljøet. For en bygning der er 4 gange højere end de omkringliggende bygninger, vil der ske en fordobling af vindhastigheden ved de omkringliggende bygninger, hvor der derved vil skabes mere turbulens, som f.eks. det midterste eksempel på Figur 1.9. Her fanges den nedadgående vind mellem den høje og den lave bygning. I byrummet ønskes det at have et så sikkert vindmiljø som muligt. Dette kan eksempelvis gøres ved at danne en tæppevirkning over byen. Her gælder det, at bygningerne er i samme højde, for derved at tvinge vinden over byen. En tragtformet placering af bygninger vil medføre en horisontal trykforskel, der, med øje for kontinuitetsloven der siger at den samme strømning der kommer ind, også skal ud, vil medføre en forhøjet vindhastighed. Blokbebyggelse, karrébebyggelse med bredde mellemrum, højhuse i lavt bebyggede områder, husblokke forskudt af hinanden samt bygninger med lange strækninger, hvor vinden rammer langsiden, medfører forhøjet vindhastigheder og turbulente områder (Bjerg, 2012). Figur 1.9 illustrerer hvordan blokbebyggelse, højhus i lavt byggeri samt karrébyggeri påvirker vinden.

Figur 1.9: Illustrering af hvordan bygningers placering påvirker vinden (Bjerg, 2012)

1 . T e o r e t i s k b a g g r u n d - S i d e | 10

Jf. Jessica Bennets Wind Design Guide er en god tommelfingerregel for udformning af gårde og torve, en bygningshøjde på 4 etager med en diameter på 50-60 meter. Dette vil medføre et godt vindmiljø, hvor vinden vil blive tvunget over bygninger, se Figur 1.10.

Den udformning der dominerer bybilledet, er de firkantede former. Denne udformning medfører et turbulent vindmiljø med afkast fra hjørnerne. Vindafkastet er påvirket af højden på bygningen, og forøges i sammenhæng med bygningens højde. På Figur 1.11 ses 3 forskellige udformninger, hvor det er illustreret, at en rund form medfører et mindre turbulent vindmiljø. Fra figuren kan det ses, at vindens strømning ikke møder samme form for forhindring, som de to andre udformninger og derved ikke har samme ubehagelige oplevelse.

Figur 1.10: Illustrering af vind ført over en gård (Bennet, 2007)

Figur 1.11: Strømningens forløb omkring forskellige bygningsformer, (Bjerg, 2012)

1 . T e o r e t i s k b a g g r u n d - S i d e | 11

1.2.4 Universal Thermal Climate Index (UTCI) Ved undersøgelse af det urbane mikroklima er UTCIs komfortindeks et relevant værktøj, som kan give vished omkring balancen i det termiske miljø. UTCI er opbygget af følgende inputs: o o o o o

Lufttemperatur Vindhastighed Relativ luftfugtighed Solstråling Fysiologiske parametre

Dette er parametre UTCI inddrager i beregningen. I udarbejdelsen af værktøjet har der været undersøgelser af beklædning, kropstemperatur, svedrate og hudtemperatur (Bröde, et al., 2010). For at beregne UTCI skal lufttemperaturen, lufthastighed i 10 meters højde, relativ luftfugtighed og Mean Radiant Temperature (MRT fremover) vides. MRT er den gennemsnitlige varmeafgivelse fra overflader. Indekset på Figur 1.12 illustrer inddelingen af UTCI. Jf. UTCI komfortindeks vil kroppen og omgivelserne være i balance mellem 9 og 26 ℃.

Figur 1.12: UTCI komfortindeks

1.3 De 12 kvalitetskriterier Jan Gehls 12 kvalitetskriterier på Figur 1.13 er udformet som et værktøj til at bedømme byrum. Kvalitetskriterierne blev udarbejdet i midt 70’erne, hvor der igennem årene har været op til 43 punkter, bl.a. grundet et forhenværende krav til bebyggelsesplanlægning fra kriteriernes side. Disse punkter er blevet revideret og har i dag udgangspunkt i de menneskelige sanser og de vigtigste behov for mennesket (Gehl & Svarre, 2013) s.

116.Punkterne er inddelt i 3 kategorierne: Beskyttelse, Komfort og Herlighedsværdier. Hvor punkterne i kategorien Komfort er i tråd med afsnittene DEN MENNESKELIGE SKALA og ET LEVENDE BYRUM, er der i kategorien Beskyttelse fokus på mikroklimaet samt general tryghed i byrummet. Den sidste kategori, Herlighedsværdier, har fokus både på skalaen i byrummet og mikroklimaet. Dog er der også fokus på, hvordan helheden af byrummet fremstår.

1 . T e o r e t i s k b a g g r u n d - S i d e | 12

Figur 1.13: Jan Gehls 12 kvalitetskriterier

1 . T e o r e t i s k b a g g r u n d - S i d e | 13

1.4 ENVI-met ENVI-met er et holistisk 3-dimensionalt simuleringsværktøj, der varetager undersøgelse af sammenhæng mellem flader, beplantning og luft i både byrum og indendørs. Modelleringsdelen i ENVI-met er baseret på rektangulære grids i et koordinatsystem med en minimumstørrelse på 0,5 meter (ENVI-met, 2017).

En del af ENVI-met er CFD simuleringer. Reynolds-averaged non hydrostatic Navier-Stokes ligningerne er fundament for udregningerne, hvor TKE-e beregner turbulens (ENVI-met, 2017). En ENVI-met simulering tager typisk mellem 24-48 timer.

ENVI-met har 6 underprogrammer der vedrører modellering, simulering og analyse. I denne rapport vil underprogrammerne Spaces, ENVIGuide, ENVI-met og Leonardo blive benyttet.

Ved modellering af geometrien benyttes tommelfingerreglen indenfor CFD vedr. højden af domain. Hvilket er, at højden skal være 2 gange højden af højeste bygning, for at opfylde laminar strømninger over bygningen, og derved undgå turbulens ved domain grænsen. Ydermere anbefaler ENVI-met, at modellen ikke overstiger 1.875.000 celler, da dette vil kræve meget af computeren, (ENVI-met, 2017).

- S i d e | 14

2. Fremgangsmåde I nedenstående afsnit vil metoderne der er benyttet i denne rapport blive gennemgået. Der vil først være en gennemgang af metoder til analyse af Gråbrødretorv, herefter metoden til valideringen af ENVI-met. Til slut fokus på undersøgelsen af sammenhængen mellem byrumsgeometrien og det urbane mikroklima.

2. 1 Case lokation Gråbrødretorv, i Indre By København, er valgt som lokation for undersøgelsen af et eksisterende byrum samt til valideringen af ENVI-met. Valget af Gråbrødretorv er grundet det forarbejde der er udført i specialkurset Analyse af det urbane mikroklima v. Holger Koss, DTU. En undersøgelse hvor der blev foretaget erosionsforsøg af torvet i vindtunnel og målinger med vejrstationen Kestrel. For en forklaring omkring erosionsforsøg samt resultaterne henvises der til rapporten UNDERSØGELSE AF VINDFORHOLD PÅ GRÅBRØDRETORV - ANALYSE AF DET URBANE MIKROKLIMA.

2. 2 Persontællinger I afsnittet ET LEVENDE BYRUM blev det beskrevet, hvordan et byrum kan designes med øje for at være levende.

En metode, for at kunne bestemme hvor levende et byrum er, er persontælling. Metoden går ud på at tælle antallet af mennesker der ses i byrummet. Ofte bliver metoden benyttet som et værktøj for at se virkningen af nye tiltag i områder. Her vil der være foretaget tællinger før og efter omdannelsen, og disse kan så sammenlignes.

For at få data der kan sammenlignes, er det vigtigt, at varigheden er den samme ved alle tællinger. Ydermere er det vigtigt at have valgt, hvilken målgruppe der er relevant. Er det et område til børnefamilier er det denne målgruppe der skal være i fokus osv. (Gehl & Svarre, 2013). Som template for tællingerne er Figur 2.1 på s.

15 benyttet.

Tællingerne til undersøgelsen i dette projekt foretages fra slut februar til start maj og har en varighed på 20 minutter. Det er interessant at undersøge antallet af besøgende på flere forskellige tidspunkter på dagen og i løbet af ugen. Der er ikke én bestemt målgruppe, da fokus er på, hvor mange der bruger torvet. Der vil være tællinger af aktiviteterne gå, ophold, siddende, cyklister, biler og diverse. Diverse er tjenere, leveringer mm., som vil blive beskrevet ved tællingerne. Der vil ikke blive foretaget tællinger ved regn. Dette valg er taget ud fra den antagelse, at personer ikke bruger ude arealer ved regnvejr og det er derfor ikke relevant for undersøgelsen. Det antages at 2/3 af siddende personer sidder mere end 20 minutter, da størstedelen sidder ved udeservering. Det antages at de resterende sidder i 2 minutter. Ydermere antages det at personer minimum har et ophold på 4 minutter, da størstedelen af ophold enten er for at læse menukort eller tage billeder på torvet. Kategorien diverse har en varighed på 1 minut, hvor kategorien gå har samme varighed, se bilag 1 for udregninger.

2 . F r e m g a n g s m ĂĽ d e - S i d e | 15

Figur 2.1: Template til persontĂŚllinger

2 . F r e m g a n g s m å d e - S i d e | 16

2.3 De 12 kvalitetskriterier De 12 kvalitetskriterier bliver benyttet til at vurdere, hvorvidt Gråbrødretorv er et torv der rummer alle aspekter inden for et godt byrum. Der vil igennem analysen af torvet specielt være fokus på den menneskelige skala, samt hvor levende det er. Torvet vil blive bedømt ud fra en farveskala af grøn, gul og rød. Her vil persontællingerne være en del af undersøgelsen, samt vil undersøgelsen bliver understøttet af billeder af torvet.

2.4 Billeder som et værktøj I denne rapport er observationsbilleder en stor del af dokumentationen af Gråbrødretorv. For bedst muligt at illustrere synsfelter, er der taget udgangspunkt i teori omkring forskellen på det menneskelige øje og brændvidder (Cambridge in colour, u.d.). Det er Canons EOS 1000D kamera, der er benyttet. Da dette kamera har en 1.6x crop faktor, tages billederne med en 27 mm brændvidde.

Jf. straffeloven er det lovligt at tage billeder af folk i det offentlige rum. Persondataloven skelner mellem portrætbilleder og situationsbilleder. Så længe et billede er et situationsbillede, hvor det er situationen på billedet der er fokus og ikke enkelte personer, er dette lovligt at benytte til sådan en rapport (Samvirke, 2018).

2.5 Dimensioner For at kunne analysere dimensionerne på Gråbrødretorv benyttes Københavns Kommune DWG-fil over København, (Jensen, ). Eksempelvis bliver AutoCad filen benyttet til at måle afstandene på torvet. Ydermere benyttes Google Maps til areal opmålinger.

2.6 Beregning af UTCI UTCI kan beregnes ved forskellige værktøjer. Hjemmesiden UTCI.org har en lommeregner der udfører udregningen ud fra nedenstående inputs, med den ændring, at den beder om ∆Tmrt = Tmrt – Luft temperatur i kelvin. Til dette projekt benyttes Peter Brödes program med følgende inputs: o o o o

Lufttemperatur i celsius, mellem -50 ℃ og +50 ℃ MRT i celsius, mellem 30 ℃ under og 70 ℃ over lufttemperatur Vindhastighed i 10 meters højde, mellem 0,5 og 30 m/s Relativ luftfugtighed i %

Da programmet beder om en minimumvindhastighed på 0,5 m/s, rundes der op til denne ved vindhastigheder lavere end 0,5 m/s.

2.7 Validering af ENVI-met Inden ENVI-met benyttes til undersøgelsen af sammenhæng mellem byrumsgeometri og mikroklima, foretages der 3 forskellige valideringsundersøgelser af programmet. To af dem er med henblik på Gråbrødretorv.

En undersøgelse der sammenligner data der er målt på torvet. Hvor den anden sammenligner resultaterne fra erosionsforsøg i vindtunnel. Den sidste del af valideringen er en gennemgang af allerede eksisterende valideringsafhandlinger. I denne rapport er det version V4.4.2 Winter 1819 af ENVI-met der benyttes.

2 . F r e m g a n g s m å d e - S i d e | 17

2.7.1 ENVI-met: sammenligning af målt data Den første del af valideringen, omhandler modelleringsdelen af torvet, specielt med øje for CFD-analysen.

Her vil der undersøges hvor præcist simuleringsresultaterne er. Det vil være en gennemgang af opbyggelsen af modellen, samt de udfordringer der har været med ENVI-met. I bilag 5.1 er der en listebeskrivelse af opbyggelsen af modellen.

Ved modelleringen i Spaces er udgangspunktet for domain størrelsen at have så meget areal fra centrum af torvet med for at have nok forhindringer i modellen, uden at antallet af celler kommer over 1.875.000 celler.

Ved en iterativ proces er domain størrelsen endt med en radius på 105 meter fra centrum, grundet fejl som medførte stop i simuleringen. Cellestørrelsen er på 2 meter, hvor der er 150 grids i x og y aksen samt 30 celler i z aksen. Da denne undersøgelse omhandler mikroklimaet for mennesker, er det interessant at se forskellen i klimaet i højden 1,5 meter. I ENVI-met er der 4 modeller der ændrer på højden af z-aksen, se bilag 2 for de 4 modeller. I denne rapport er der valgt model A. Denne medfører en ændring af de nederste 5 cellers størrelser på z-aksen med 0.2ΔZ. Tagene på Gråbrødretorv er saddeltage, hvor den højeste højde er på 20 meter.

Disse er i de første forsøg på simuleringen modelleret, dog er det valgt at have flade tage, alle med en højde på 17 meter der svarer til den gennemsnitlige højde på torvet. Grunden til dette er, at modellen ikke ville fuldende simuleringen. Der er dog 4 bygninger med højder mellem 1-8 meter. Dette er for at matche torvet så præcist som muligt.

På Gråbrødretorv er der 5 mindre træer samt 1 stort. Disse er defaulttyperne SM for det store og SK for de mindre. For opbyggelsen af disse henvises der til bilag 3. Der kan udarbejdes træer med egne inputs. Dog er dette ikke gjort til dette projekt, da der er for mange usikre parametre såsom roddybde. Udover beplantning er det i ENVI-met muligt at indsætte belægning i modellen. Her er det ligeledes muligt at indsætte defaulttyper, såsom asfalt og brosten. Ved de første simuleringer var belægning en del af modellen. Dog medførte dette stop i simuleringen og belægningen blev derfor fjernet fra modellen. Figur 2.2 viser modellen, der benyttes til sammenligning af målt data på Gråbrødretorv.

Figur 2.2: Modellen til sammenligning af målt data på Gråbrødretorv

2 . F r e m g a n g s m ĂĽ d e - S i d e | 18

Ved opsÌtning af konfigurationsfilen i ENVIGuide er der forskellige muligheder for niveau; Beginner, Intermediate og Advanced. Intermediate benyttes til denne undersøgelse med boundary conditions Simple forcing. Den ruhedskoefficient ENVI-met beder om, er den ruhed overfladerne püvirker vinden med. Ud fra Tabel 2.1 kan der aflÌses, at en ruhed i et byrum er mellem 0,5 og 2 meter. Til denne undersøgelse benyttes der en ruhed pü 1 meter, da ruheden højest kan vÌre ½ af ΔX.

Tabel 2.1: Ruhedskoefficient (Salata, et al., 2016) ds koefficient

Inputs vÌrdierne svarer til DMI data, bilag 4, fra den 12. oktober 2018. Samme dag som mülinger der senere sammenlignes med, er foretaget. Grunden til at denne dag er valgt, er at der var skyfri himmel. ENVI-met anbefaler at de første 2 timer ikke medtages i resultats behandling, samt at have lange simuleringsvarigheder. Første simulering, med en varighed pü 24 timer, medførte en ikke fuldendt simulering. Gennem en iterativ proces er varigheden pü 4 timer med starttidspunkt 08:10 valgt. Vindretningen er sat til 221,6 °, som svarer til sydvest. Vindhastigheden er beregnet vha. vindhastigheden mült i 1,5 meters højde. Her benyttes vindhastighedsprofilet, ligning [1], til at beregne vindhastigheden i 10 meters højde: �

â„Ž đ?‘‰â„Ž = đ?‘‰đ?‘” ∙ ( ) = â„Žđ?‘”

đ?‘‰â„Ž 1,4 đ?‘š/đ?‘ đ?›ź = 0,4 = 2,99 đ?‘š/đ?‘ â„Ž 1,5 đ?‘š (â„Ž ) ( ) 10 đ?‘š đ?‘”

Grunden til at vindhastigheden fra DMI ikke er benyttet, er at selvom denne er mült i 10 meters højde, er den mült i übent landskab ved Kastrup Lufthavn. ENVI-met beder om maksimum og minimum af temperatur og luftfugtighed. Disse er fra DMI data og er som følgende:

Temperatur: o o

Luftfugtighed: Minimum: 13,1 ℃ Maksimum: 17 ℃

o o

Minimum: 67 % Maksimum: 89 %

2 . F r e m g a n g s m å d e - S i d e | 19

Der er ikke inkluderet jord, forurening samt skydække i modellen.

Ved de første simuleringer er der en simuleringstid mellem 15-30 timer, før simuleringen stopper. Ved en fuld simulering, med det mindre domain, er simuleringstiden på ca. 9 timer.

For at kunne sammenligne ENVI-met resultaterne med resultaterne fra målinger på Gråbrødretorv, tages der udgangspunkt i samme lokationer på torvet. Disse lokationer kan ses på Figur 2.3. Der vil i resultatbehandlingen blive refereret til disse. Ved målinger blev disse foretaget over 10 minutter. Resultaterne indhentes fra Leonardo.

Figur 2.3: Lokationer for målinger på Gråbrødretorv

2.7.2 ENVI-met: sammenligning af resultater fra erosions forsøg i vindtunnel Modellen til sammenligning af resultater fra ENVI-met og vindtunnel har næsten samme opbygning som modellen benyttet til sammenligning med målt data. Dog er der små ændringer, for at sikre at ENVI-met modellen og modellen til vindtunnelen er ens. Forskellen er, at kun det store træ er modelleret, og den lille mur samt toilettet på Gråbrødretorv er fjernet. Modellerne ses på Figur 2.4.

Figur 2.4: Venstre billede er modellen fra ENVI-met. Til højre er modellen benyttet i vindtunnel

2 . F r e m g a n g s m å d e - S i d e | 20

Den højeste vindhastighed der forekommer i erosionsforsøget, er på 12 m/s. Denne sætter rammen for ENVImet simuleringen. Ved simulering med 12 m/s forekommer der følgende fejlbesked fra ENVI-met:

Terminating thread 11904 Thread raised exception: (EAggregateException) One or more errors occurred

Ud fra logfilen kan det aflæses, at problemet med simuleringen er, at hastighederne ikke konvergerer. ENVImet anbefaler ved denne fejl at mindske vindhastigheden, med argumentet at modellen er for detaljeret og tæt. For at kunne matche vindhastigheden fra erosionens forsøgene så godt som muligt, udføres der simuleringer med korte varigheder, 4 timer, og en vindhastighed i første simulering på 3 m/s. Denne vindhastighed forstørres indtil simuleringen stopper med fejlbesked. Ved at gøre dette kan vindhastigheden blive 10 m/s.

Det er resultaterne fra den simulering, der benyttes til sammenligning med erosionens forsøgene.

2.8 Design af torv For at undersøge sammenhængen mellem byrumsdimensioner og det urbane mikroklima, er der designet et torv jf. Jan Gehls principper indenfor skala, Vitruvius’ idealmål samt placering af kirker i forhold til verdenshjørner. Grunden til at kirkens placering er en del af designet, er for at kunne efterligne et så virkeligheds nært torv som muligt. Mange af de gamle middelaldertorve har været til for at kunne samle folk, og gerne i sammenhæng med kirken eller en offentlig bygning. Kirker er designet sådan, at tårnet vender mod vest (Gyldendal, 2017). Dette princip er taget med i udgangspunktet for torvet, hvor den bygning fremadrettet vil blive kaldt for den offentlige bygning. For at have en smule dybde i modellen, er der modelleret en vej med bygning bagved omkredsningen af torvet. Som udgangspunkt er der 5 indgange til torvet. En på hver langside af torvet, en i modsatte ende af den offentlige bygning, og to på hver side af den offentlige bygning.

Udgangspunktet har følgende dimensioner og kan ses på Figur 2.5:

o o o o o o o

Bredde: 70 meter Længde: 105 meter Torvets areal: 7.350 m2 Højde på bygninger: 15 meter Veje samt indgange til torvet: 10 meter Bygnings tykkelse: 10 meter Offentlig bygning: 70 x 30 meter

Figur 2.5: Udgangspunktet for undersøgelsen af sammenhæng mellem byrumsgeometri og mikroklima

2 . F r e m g a n g s m å d e - S i d e | 21

De ændringer der er i fokus i denne undersøgelse, er: o

Ændring af indgange til torvet Indgangenes antal ændres fra 5 til 3.

o

Ændring af bygningshøjde Ved den første simulering forstørres højden på den offentlige bygning med 4 x bygningshøjden, hvilket medfører en højde på 60 meter. Dette er grundet teorien bag vind omkring bygninger, hvor en bygning der er 4 gange højere end de omkringliggende, medfører en fordobling i vindhastighed ved de omkringliggende bygninger. Næste simulering udføres med en bygningshøjde på 60 meter for alle bygninger omkring torvet.

Ved en ændring af bygningshøjde ændres antallet af grids i z-retningen i ENVI-met til 60.

o

Ændring af torvets areal Arealet formindskes / forstørres med en faktor på 1,5.

Det mindre torv har følgende dimensioner: o o o o

Længde: 70 meter Bredde: 46 meter Areal: 3220 m2 Domain størrelsen i ENVI-met ændres til x = y = 140 grids. Resten beholdes

Det store torv har følgende dimensioner: o o o

Længde: 158 meter Bredde: 106 meter Areal: 16.590 m2

Som note til ændringen i dimensionerne har det været nødvendigt at start nærmest forfra ved ændring af torvets areal. For at ændre bygningshøjden, er det nødvendigt at modellere disse ovenpå i de allerede eksisterende højder.

Modellerne kan ses på Figur 2.6 på næste side.

2 . F r e m g a n g s m ĂĽ d e - S i d e | 22

Figur 2.6: Modeller benyttet til undersøgelsen af sammenhÌng mellem byrumsgeometri og mikroklima

2 . F r e m g a n g s m å d e - S i d e | 23

Ved undersøgelsen af sammenhængen mellem byrumsgeometri og mikroklimaet, er der modelleret et udgangspunkt for alle modeller, Figur 2.5. Den er modelleret som følgende i ENVI-met: Model geometri: o o

o o o o

Model lokation: København Model geometri: o x-grids: 140 o y-grids: 100 o z-grids: 20 o størrelsen på grids: 2 meter o celler: 280.000 Generering af vertikal grid: Model A Model rotation: 90° Resterende indstillinger er som default Ingen nesting grids

Konfigurationsfilen: Her er der taget udgangspunkt i DMI-data fra d. 14. september 2018, bilag 4.2. Dog er vindretningen ændret til 45 grader. Dette skyldes crash i simuleringen ved andre vindretninger. Inputne er som følgende:

o o o o o o o

Dato: 14.09.18 Tidspunkt: 10:00 Varighed: 5 timer Temperatur: 11 ℃ - 18 ℃ Luftfugtighed: 50 - 90 % Vindhastighed: 5 m/s Vindretning: 45 grader, svarende til nordøst

2 . F r e m g a n g s m å d e - S i d e | 24

2.9 Behandling af resultater i ENVI-met Resultatbehandlingen af simuleringerne udføres i underprogrammet Leonardo. Der vil i resultatbehandlingen være fokus på vindmiljøet, med turbulens, vindafkast og læ områder, samt vil der være fokus på UTCI.

Det er muligt at visualisere resultaterne i både 2D og 3D. Ved 2D visualiseringer kan der vises resultater for de enkelte værdier. Her er det muligt at ændre legenden, hvor både farveinddeling samt interval kan redigeres. I denne rapport bliver der taget udgangspunkt i en farveinddeling, hvor rød indikerer de varme områder og blå de kolde. For eksempel ses legenden for vindhastighed på Figur 2.6. Det er ydermere muligt at ændre på z højden ved at ændre k værdien i DataNavigator. I denne rapport undersøges mikroklimaet i en højde af henholdsvis 1,4 og 9 meter.

Ved 3D visualisering kan vindens strømning bland andet visualiseres ved at benytte funktionen Vectorlayer 3D -> TurbularBells3D settings.

Figur 2.6: Legenden benyttet til resultatbehandling

I Leonardo er det muligt at indhente data for specifikke placeringer på modellen, se Figur 2.7. Der vil blive udtaget resultater for vindhastighed, lufttemperatur, relativ luftfugtighed samt MRT fra de 9 forskellige placeringer. Leonardo kan udvikle grafer og Excel ark, dog kun for valgte placeringer.

Figur 2.7: Illustrering af placeringer på modellen hvor der er udtaget resultater i Leonardo

3 R e s u l t a t e r - S i d e | 25

3 Resultater I de nedenstående afsnit vil resultaterne fra undersøgelsen af Gråbrødretorv, valideringen af ENVI-met og undersøgelsen af sammenhæng mellem byrumsgeometrier og det urbane mikroklima blive gennemgået.

3.1 Gråbrødretorv Gråbrødretorv er placeret i Indre By, København, hvor det ligger parallel til Strøget, se Figur 3.1 for overblik over lokationen. Torvet er omkranset af bygninger der stammer fra 1730’erne (Gyldendal, 2017), hvor der er lejligheder, restauranter og caféer. På midten af torvet står et stort træ med bænke rundt om, derudover dominerer de 10 restauranter pladsen med deres udeservering. Der er 3 indgange til torvet, henholdsvis fra Klosterstræde, Skindergade og Niels Hemmingsens Gade. Figur 3.2 viser Gråbrødretorv, øverste billede taget fra torvet mod Niels Hemmingsens Gade. Niels Hemmingsens Gade, og nederste fra Niels Hemmingsens Gade.

Figur 3.1: Overblik over Gråbrødretorv

Figur 3.2: Gråbrødretorv

3 R e s u l t a t e r - S i d e | 26

3.1.1 Person tællinger Ved de udførte persontællinger er variationen af antal personer på Gråbrødretorv meget skiftende. Som Figur 3.3 indikerer, afhænger oplevelsen af torvet af hvornår på dagen samt ugen, man er på torvet.

TIRS 26.02.19 11:10-11:30

86

98

221

273

333

PERSONER I ALT

501

PER S O N ER I A LT F R A S A M T LI G E T Æ LLI N G ER

ONS 27.02.19 16:05-16:25

SØN 07.04.19 13:25-13:45

FRE 19.04.19 14:25-14:45

TIRS 23.04.19 17:30-17:50

TIRS. 07.05.19 10:15-10:35

Figur 3.3: Personer i alt for de forskellige tællinger, som note er fredag d. 19.04.19 en helligdag

Ved undersøgelse af hvordan torvet benyttes, ses det, at størstedelen af torvet er præget af aktiviteten A til B, hvor denne aktivitet udgør 46 % af samtlige tællinger. Aktiviteterne ophold samt siddende har henholdsvis 20 % og 24 %. Der forekommer meget lidt trafik på pladsen, hvor der er 3 % cykler og 4 % biler på torvet. Den resterende 4 % af al aktivitet der forekommer på torvet, er tjenere, håndværkere og leveringer under kategorien diverse. Inddelingen kan ses på Figur 3.4.

SIDDE

4

OPHOLD

4

GÅ

3

20

24

PROCENT, %

46

PR O CENT I ND D ELI NG A F A K T I V I T ET ER

CYKLISTER

BILER

DIVERSE

AKTIVITET Figur 3.4: Procent inddeling af aktiviteter for samtlige tællinger

3 R e s u l t a t e r - S i d e | 27

Ved udregningen af personer pr. minut i synsfeltet, ses det, på Figur 3.5, at ved 4 ud af de 6 tællinger færdes der nok personer på Gråbrødretorv, for at det opleves levende. Det kan fra figuren aflæses, at det er inden middag, at torvet har færre end 17 personer pr. minut. Ved disse dage, tirsdag d. 26. februar og tirsdag d. 07. maj 2019, er det tydeligt, at torvet er præget af forberedelse for restauranterne. Som eksempel forekommer 14 % af al aktivitet på torvet fra tjenere, leverandører og håndværkere, hvor denne form for aktivitet præger torvet med 2 % for fredag d. 19. april. Se bilag 6.2 for antallet af personer.

Personer pr. minut med sammenligning af teori Tællinger

Tirs 26.02.19 11:10-11:30

Ons 27.02.19 16:05-16:25

Søn 07.04.19 13:25-13:45

Teori

Fre 19.04.19 14:25-14:45

Tirs 23.04.19 17:30-17:50

Tirs. 07.05.19 10:15-10:35

Figur 3.5: Personer pr. minut sammenlignet med William H. Whytes teori. Teorien der kategoriserer et torv som levende ved 17 personer inden for synsfeltet pr. minut

3 R e s u l t a t e r - S i d e | 28

3.1.2 De 12 kvalitetskriterier Det er ikke alle 12 punkter, der vil blive gennemgået i resultatbehandlingen. Der er i resultaterne fokus på den menneskelige skala samt mikroklimaet. På Figur 3.13 s. 33 kan resultatet ses, hvor de resultater der ikke gennemgået, er markeret med grå.

Beskyttelse Mikroklimaet på Gråbrødretorv skifter fra placering til placering på pladsen. Dette er både i forhold til sol, læ og MRT. Dog forekommer der ikke så store ændringer, at der er steder hvor torvet er ubehageligt at være på. På Figur 3.6 kan det aflæses, at alle 4 målesteder holder sig inden for UTCI komfortindekset. Disse resultater er fra rapporten Undersøgelse af vindforhold på Gråbrødretorv – Analyse af det urbane mikroklima. Dog kan det aflæses, at der sker en ændring fra den laveste værdi på 10,6 ℃ til den højeste på 20,5 ℃. Ydermere kan det fra rapporten konkluderes, at der er gode læ muligheder på torvet.

30 25

UTCI

20 15 10 5 0 1

2 Målinger fra Gråbrødretorv Nedre grænser for "No thermal stress" Øvre grænse for "No thermal stress"

3

4

Målesteder

Figur 3.6: Resultater fra måling på Gråbrødretorv. For alle 4 placering er UTCI værdien inden for komfortzonen (markeret med grøn)

Komfort Belægningen på Gråbrødretorv er brosten, med bordursten rundt langs kanten, hvor pladsens areal giver plads til at ganglinjer respekteres. Torvet er præget af gennemgang, dog er indgangene forholdsvise store, hvilket medfører at brugerens privatsfære ikke bliver overskredet.

Facader og kanter Ved undersøgelse af facaderne på Gråbrødretorv er der et gennemsnitligt skift hvert 11. meter. Dette er ved et fokus på bebyggelsesskift. Disse skift forekommer pr 6,5 meter – 36 meter, hvor facaderne er præget af forskellige farver. Ved undersøgelse af lodrette afbrydelser på facaderne forekommer disse helt ned til ca.

0,4 meter, hvor den længste afstand indtil afbrydelse er på 3 meter. Figur 3.7 viser lodrette skift på torvet.

3 R e s u l t a t e r - S i d e | 29

Figur 3.7: Facade skift og detaljer på Gråbrødretorv

Ydermere forekommer der ved 66 % procent af bygningerne en vandret adskillelse af stueetagen og resten af bygningen.

Hvor der på midten af Gråbrødretorv ikke forekommer støttepunkter, inviterer facaden til ophold med beskyttelse af ryggen. Specielt er det portene på torvet, der giver god mulighed for at trække sig fra midten uden at miste overblikket på torvet. Eksempler på disse er på Figur 3.8.

Figur 3.8: Porte på Gråbrødretorv der medfører mulighed for ophold med ryggen dækket

Siddemuligheder

Figur 3.9: Sekundære siddemuligheder på Gråbrødretorv

Gråbrødretorv er domineret af udeservering. Udover udeserverings mulighederne er der bænke omkring træet, i alt 8, samt 6 bænke placeret i par rundt på pladsen. Dette giver god mulighed for primære siddemuligheder. Udover de primære siddemuligheder bliver brostenene, se Figur 3.9, samt trappesten udnyttet som sekundære siddemuligheder. Fra Figur 3.4: Procent inddeling af aktiviteter for samtlige tællinger fremgår det at 24 % af personer på torvet, foretager et siddende ophold.

3 R e s u l t a t e r - S i d e | 30

Synsfelter Torvets dimensioner medfører, at lige meget hvilken placering på torvet der tages, vil der hele tiden være mennesker indenfor den sociale afstand - så længe at der er folk på pladsen vel og sagt. Dog er der stor forskel på, hvordan synsfeltet på pladsen påvirker oplevelsen.

På Figur 3.10 ses synsfeltet ved en placering ved indgangen til Gråbrødretorv fra Klosterstræde. Med torvets længde, på 106 meter, medfører det, at nærmest hele torvet er indenfor den sociale afstand, hvilket er illustreret. Dog er den vigtigste afstand, 25 meter, præget af den lange facade til venstre. Denne facade medfører en tunnelfornemmelse og bredden på synsfeltet er indskrænket til indgangens 7,5 meter.

Figur 3.10: Illustrering af synsfeltet fra Klosterstræde

3 R e s u l t a t e r - S i d e | 31

På Figur 3.11 ses synsfeltet for en placering nær Niels Hemmingsens Gade. Her er oplevelsen af torvet en hel anden. Hele torvet er inden for de 100 meter, og den bredde vidde, 25 meter, medfører en åben oplevelse.

Der er mulighed for at opleve hele torvet, samt orientere sig, både mod Klosterstræde samt Kejserstræde.

Figur 3.11: Illustrering af synsfeltet, placering nær Niels Hemmingsens Gade

Fra Kejserstræde, med muren i ryggen, er der samme oplevelse af torvet som fra Niels Hemmingsens Gade, hvor der er muligt at opleve hele torvet. Der er igen mulighed for at aflæse folk på pladsen. Dog er det fra denne placering ikke muligt, at opleve hvad der sker langs Gråbrødrestræde.

Dimensioner Torvets skala er påvirket af den ældre arkitektur. Den gennemsnitlige facadehøjde er på 14 m med 3-5 etager.

Den højeste facadehøjde der forekommer på torvet, er på 17 meter, hvor den laveste er på 11 meter. Højderne på tagryggen varierer meget, hvor den højeste er på 20 meter og den laveste på 15 meter.

Grundet den udformning Gråbrødretorv har, er der taget udgangspunkt i de 3 forskellige udformninger, hvilket er illustreret på Figur 3.12.

3 R e s u l t a t e r - S i d e | 32

Figur 3.12: Gråbrødretorvs forskellige fodaftryk

Det midterste billede på Figur 3.12 er grundet den cykelparkering og offentlige toilet, der er placeret på Kejserstræde. Cykelparkeringen og toilettet optager det meste af pladsen, hvor der derfor ikke plads til anden benyttelse. Grundet dette kan der argumenteres for, at torvet starter ved den lille mur. Fodaftrykket til højre på figuren er formindsket yderligere grundet indgangen fra Klosterstræde, der er snæver og uden nogen anden funktion end som indgang. Dimensionerne samt længde-bredde-forholdet kan ses på Tabel 3.1, hvor udformning 1 rammer idealmålet bedst.

Tabel 3.1: Dimensioner for de forskellige udformninger på Gråbrødretorv

Areal

Længde

Bredde

Faktor forskel på Længde - bredde

Udformning 1

3.422 m2

106 meter

76 meter

1,4

Udformning 2

2.940 m2

106 meter

43 meter

2,4

Udformning 3

2.763 m2

86 meter

43 meter

2

Den menneskelige skala, som gennemgået i tidligere underafsnit, er relaterbar til de menneskelige sanser.

Gråbrødretorv er præget af en lille skala, hvor sanserne bliver stimuleret igennem de forskellige indtryk på pladsen.

Gråbrødretorv er præget af de gamle facader, brostenene samt det store træ midt på torvet. Det er præget af små detaljer, facadeskift og -ryk, samt de forskellige niveauer ved indgange til bygningerne. Der er ikke en ekstraordinær udsigt, men en udsigt der omhandler de små ting i byrummet; såsom detaljer på facaderne.

På næste side er der en oversigt over Jan Gehls 12 kvalitetskriterier.

3 R e s u l t a t e r - S i d e | 33

Figur 3.13: Resultat af undersøgelsen af Gråbrødretorv vha. Jan Gehls 12 kvalitetskriterier

3 R e s u l t a t e r - S i d e | 34

3.2 ENVI-met validering I denne del af resultatbehandlingen gennemgås sammenligningen af ENVI-mets simuleringsresultater fra Gråbrødretorv med målinger fra torvet. Her vil der være fokus på UTCI, dog vil inputs til UTCI blive gennemgået kort. Efterfølgende forekommer resultaterne fra sammenligning af ENVI-met og vindtunnel, og en kort redegørelse af valideringsstudiet. Til slut en kort sammenkobling af de forskellige undersøgelser.

3.2.1 Sammenligning af ENVI-met og målinger på Gråbrødretorv På Tabel 3.2 er resultaterne fra henholdsvis ENVI-met simuleringen og målingerne på Gråbrødretorv. Det kan ud fra denne aflæses, at ENVI-met afviger med op til 33,3 % ved UTCI. Hvor UTCI ved placering 2 på torvet er på 9,6 ℃ fra målingerne, er den på 12,8 ℃ i ENVI-met. Ydermere afviger ENVI-met generelt ved alle resultater. Specielt vedrørende vinden har ENVI-met estimeret vinden på placering 4 til 2,1 m/s lavere end i virkeligheden. Ved fokus på temperaturen er disse estimeret til at være 1 grad over eller under. Relativ luftfugtighed er estimeret højere end virkeligheden, med op til 6,9 % procent mere. Hvor der vedrørende MRT både estimeres højere og lavere.

Tabel 3.2: Resultater samt sammenligning af ENVI-met simulering og målinger på Gråbrødretorv

På Figur 3.14 ses UTCI for ENVI-met simuleringen og målingerne på torvet for de 4 placeringer. Her ses det, at selv med forkerte estimeringer, er tre ud af fire af UTCI-værdierne for resultaterne fra ENVI-met inden for komfortindekset. Dog er UTCI ved placering fire estimeret for højt med fokus på komfortindekset.

3 R e s u l t a t e r - S i d e | 35

Figur

2.3:

Lokationer

for

målinger

på

Gråbrødretorv

30 25

UTCI

20 15 10 5 0

1

2

3

4

Placeringer for resultater, jf. Figur 2.3 Målinger fra Gråbrødretorv

Data fra ENVI-met

Nedre grænser for "No thermal stress"

Øvre grænse for "No thermal stress"

Figur 3.14: Sammenligning af UTCI fra henholdsvis ENVI-met simulering og måling på Gråbrødretorv

3.2.2 Sammenligning af ENVI-met resultater med resultater fra vindtunnel Til sammenligning af vindmiljø benyttes erosions resultater fra rapporten UNDERSØGELSE AF VINDFORHOLD PÅ GRÅBRØDRETORV - ANALYSE AF DET URBANE MIKROKLIMA. På Figur 3.15 og Figur 3.16 er resultaterne med en vindretning fra sydvest. Ved erosionsforsøget forekommer der vindhastigheder op til 12 m/s på torvet, hvor den højeste vindhastighed fra ENVI-met simuleringen er mellem 7,5 og 8,5 m/s. Selvom der ikke er samme hastigheder, ses der en nogenlunde ens udvikling af vinden på torvet. Ved indgangene fra Skindergade og Klosterstræde sker der en forøgelse af vindhastigheden, hvor den største ændring af vindhastighed sker ved indgangen fra Skindergade. Ned langs den horisontale bygning forekommer der en forøgelse af vindhastighed, hvor det samme forekommer langs bygningen til højre for den øverste indgang og ned mod træet.

3 R e s u l t a t e r - S i d e | 36

Vindretning fra sydvest

Figur 3.15: Simuleringsresultater fra ENVI-met, vind fra sydvest

Figur 3.16: Resultater fra vindtunnel forsøg, vind fra sydvest

3 R e s u l t a t e r - S i d e | 37

3.2.3 Redegørelse af eksisterende valideringsafhandlinger af ENVI-met I dette afsnit vil der blive gennemgået 2 afhandlinger vedrørende validering af ENVI-met. En af Giuseppe Maggiotto m.fl. og en af F. Salatas m.fl.

Giuseppe Maggiotto m.fl. har udarbejdet afhandlingen "Validation of temperature-perturbation and CFDbased modelling for the prediction of the thermal urban environment: the lecce (IT) case study" i 2014, hvor ENVI-mets resultater blev sammenlignet med data målt på case lokation. Dette viste, at 80 % af ENVI-met resultaterne var +/- 1 grad fra virkeligheden. Værst var det vedrørende de højeste temperaturer, hvor ENVImet underestimerede disse. Dog, som der også bliver pointeret i afhandlingen, ville ENVI-met resultaterne blive mere præcise, hvis korrekte værdier for materialer blev benyttet og ikke default materialer, såsom belægning.

I F. Salatas (m.fl) afhandling, (Salata, 2016), var en del af afhandlingen at undersøge, hvordan størrelsen på celler i griddet påvirkede resultatet. Ved en sammenligning af resultater med forskelligt mesh, fremkom det at et mesh på 2 x 2 meter var pålideligt. Udover en mesh undersøgelse, bliver MRT og luft temperaturen analyseret grundigere. ENVI-met resultaterne afviger fra målte værdier fra case lokation, dog konkluderer F. Salatas m.fl., at dette er inden for en acceptabelt tolerance.

Til begge afhandlingerne skal det kommenteres, at det er ældre versioner af ENVI-met, der er benyttet. De ældre versioner har haft tendens til at overestimere temperaturer i de varmeste timer, samt underestimere dem i de koldeste timer. Der forekommer ydermere en overestimering af MRT.

3.2.4 Sammenkobling af de 3 undersøgelser Ved en sammenligning af undersøgelsen med egen data og afhandlingerne ses det, at resultaterne stemmer nogenlunde overens. Ved temperaturen fås samme afvigelse, +/- 1 grad, hvor 3 ud af 4 af egne ENVI-met resultater var underestimeret.

Ydermere viser erosionsforsøget og simuleringen næsten en ens udvikling af vinden på torvet. Der er en underestimering af vindhastighed fra ENVI-met, dog kan dette være grundet en lavere vindhastighed i simuleringen. Denne er 10 m/s, hvor højeste vindhastighed ved erosionsforsøget er 12 m/s. De 10 m/s er grundet at simuleringen ikke kunne køre med en vindhastighed på 12 m/s.

3 R e s u l t a t e r - S i d e | 38

3.4 Resultater fra undersøgelsen af sammenhæng mellem byrumsgeometri og det urbane mikroklima Nedenstående underafsnit vil gennemgå resultaterne for hver ændring, hvor der til sidst i afsnittet er en sammenligning af alle ændringer. Der vil være fokus på vindmiljø samt UTCI og tilhørende inputs.

3.4.1 5 indgange Figur 3.17 viser vindmiljøet, hvor vinden har en hastighed mellem 0,4 m/s – 6,2 m/s og en middelvindhastighed på 2,3 m/s. Der forekommer zoner med lavere vindhastighed i det nordøstlige og sydøstlige hjørne, hvor vindhastigheden er mellem 0,4 til 1 m/s. Herfra sker der en ændring af vindhastigheden ned mod udgangene omkring den offentlige bygning, off. bygning på Figur 3.17, samt den sydlige indgang med vindhastigheder på henholdsvis 3,3 m/s og 5,3 m/s. Vindhastigheden på torvet overstiger kun 4 m/s ved 3 af indgangene, hvilket medfører, at den mekaniske vind ikke er et problem på selve torvet. Vinden vil opfattes som let til jævn vind jf. Beaufort skalaen.

N

Off. bygning

Figur 3.17: Vindhastigheder og strømningsretning for model med 5 indgange, vindretning nordøst

På Figur 3.17 er vindens strømning illustreret. Ud fra denne figur ses det at vinden kommer ind på torvet fra den nordlige og østlige indgang, hvor størstedelen strømmer ned mod den sydvestlige indgang. Ved hjørnerne med lavere vindhastighed har turbulensen en hastighed på omkring 2 m/s, hvor denne hastighed stiger til omkring 6 m/s i den sydvestlige indgang, hvilket også ses på figuren. Vinden vil mærkes mest ved denne indgang, samt på midten af torvet, hvor der ved de nordlige facader er et mildt vindmiljø. På Figur 3.18 ses vindens flow, hvor de blå streger indikerer turbulens. Her ses det at der vil opstå turbulens i det sydøstlige hjørne, hvor vinden vil søge over bygningen mod øst, venstre på Figur 3.18. Ligeledes dannes der et turbulent miljø ved den offentlige bygning, hvor vinden delvist vil gå over bygningen og delvist forlade torvet ved indgangen.

3 R e s u l t a t e r - S i d e | 39

Figur 3.18: Vindmiljøet for modellen med 5 indgange. På de 2 figurer illustreres bl.a. vindens strømning i hjørner og over den offentlige bygning

Det kan ydermere på Figur 3.19 ses, at der til dels forekommer en tæppevirkning. En stor del af vinden på torvet kommer fra indgangene, dog har strømningen en nedadgående retning jo tættere på den offentlige bygning den er. Der forekommer både områder hvor strømningerne ikke medvirker til at ubehageligt vindmiljø, men der er også placeringer, eksempelvis ved den offentlige bygning, hvor der er forekommer mange strømninger.

Tabellen i bilag 7.2 indeholder resultaterne for de forskellige placeringer samt middelværdi. Ud fra denne ses det at middelværdien for UTCI er inden for komfortzonen med 21,9 ℃, dog er der en forskel på 15,8 ℃ mellem den højeste og laveste værdi. Temperaturen er nogenlunde stabil med en differens på 0,7 ℃, hvor relativ luftfugtig har en differens på 2,5 %, vindhastighed på 4,84 m/s og MRT på 34,7 ℃.

Figur 3.19: Vindmiljøet for modellen med 5 indgange. Her illustreres bl.a. tæppevirkningen over torvet, dog med vind ind fra indgange

3 R e s u l t a t e r - S i d e | 40

3.4.2 Ændring af indgange: 3 indgange Vindens hastighed på torvet er mellem 0,4 m/s - 3,2 m/s, med en middel vindhastighed på 1,2 m/s. Torvet har lave hastigheder på hele torvet, hvor hastigheden ved facaderne yderligere er sænket til højeste vindhastighed på 2,3 m/s. Der sker en ændring i vindhastigheden ved den nordlige indgang, hvor der opnås en hastighed på 3,6 m/s. Ved denne udformning medfører vindhastigheden ikke gene for personerne på torvet, og vinden vil opfattes som svag vind.

N

Off. bygning

Figur 3.20: Vindhastigheder og strømningsretning for model med 3 indgange, vindretning nordøst

Vinden vil komme ind på torvet fra den nordlige og den nordøstlige indgang og forlade torvet bl.a. fra den sydlige indgang, Figur 3.20. Vinden har en retning ned mod den offentlige bygning, hvilket medfører at vinden trækker op omkring facaden for at komme væk fra torvet, Figur 3.21. Dette forekommer ved begge hjørner af bygningen, hvor midten af den offentlige bygning ikke er påvirket af en lige så tæt opadgående vind. I det sydøstlige hjørne forekommer der opadgående strømning, Figur 3.22, hvor der i det nordøstlige hjørne ikke forekommer turbulens. Det kan fra figuren ses, at størstedelen af vindens strømning bliver ført over torvet. Det kan yderligere på Figur 3.22 ses, at der forekommer flere strømninger på torvet nærmest den offentlige bygning.

Figur 3.21: Vindens forløb på modellen med 3 indgange.

De blå streger illustrerer den opadgående strømning på den offentlige bygning, hvor de resterende streger illustrerer tæppevirkningen

3 R e s u l t a t e r - S i d e | 41

Figur 3.22: Overblik over strømninger på torvet, model med 3 indgange

Fra tabel i bilag 7.3 ses det, at torvets middelværdi af UTCI, 23,5℃, holder sig inden for komfortzonen med en forskel mellem værdierne på 12,6 ℃. Det ses at middeltemperaturen er på 17 ℃, den relative luftfugtighed er på 55,2 % og at MRT har en forskel på 33,8 ℃ med en middelværdi på 40,8 ℃.

3.4.3 Ændring af højde: offentlig bygning 60 meter Ved ændring af den offentlige bygnings højde til 60 meter ændres vindhastigheden til mellem 0,3 m/s til 5 m/s, hvor den højeste vindhastighed forekommer ved den sydvestlige indgang. Middelhastigheden på torvet er 1,8 m/s. Langs facaderne er vindhastigheden højest 2,3 m/s. Vinden strømmer fra den nordlige samt den nordøstlige indgang ned til den sydøstlige indgang, dog forlader vinden også torvet fra den sydlige og den nordvestlige indgang, Figur 3.23. Vinden overstiger kun 4 m/s ved den sydvestlige indgang, hvilket er det eneste sted, den mekaniske effekt fra vinden vil spille ind. Vinden vil opfattes som en svag til let vind.

N

Off. bygning

Figur 3.23: Vindhastigheder og strømningsretning for model hvor den offentlige bygning har en bygningshøjde på 60 meter, vindretning nordøst

3 R e s u l t a t e r - S i d e | 42

Bygningernes placering på torvet vil medføre turbulens ved den nordvestlige indgang samt langs facaden mod og i det nordøstlige hjørne, Figur 3.24. Vinden vil blive hørt over torvet, som det kan ses til højre på figuren, dog vil den offentlige bygning være en forhindring, hvilket vil medføre turbulens bagved samt på siden af bygningen. Det kan ydermere fra figuren ses, at der er et stort areal på torvet, der ikke er påvirket af strømninger, her henvises der til figuren til venstre på Figur 2.24.

Figur 3.24: Illustrering af vindmiljøet på torvet med en højde på 60 meter for den offentlige bygning. Til venstre ses vindens strømning på torvet og til højre ses strømningerne bagved den offentlige bygning

På Figur 3.25 kan det ses, at den høje bygningshøjde medfører et turbulent vindmiljø ved den offentlige bygning. Vinden samles foran bygningen fra 15 – 20 meter af bygningens højde og ned. Ydermere ses vindens strømning over torvet, og den offentlige bygning, tydeligt på denne figur.

Figur 3.25: Illustrering af videns strømning grundet den høje bygningshøjde på 60 meter

I tabellen i bilag 7.4 kan middelværdien af UTCI aflæses til 21, ℃, hvilket er indenfor komfortzonen. Her er forskellen mellem UTCI-værdierne på 15,4 ℃. Ydermere kan aflæses, at lufttemperaturen ligger omkring 16,7 ℃, relativ luftfugtighed på 59,5 % og MRT på 41,4 ℃, hvor der her er en forskel på 33,9 ℃.

3 R e s u l t a t e r - S i d e | 43

3.4.4 Ændring af bygningshøjde: alle bygninger 60 meter Med en bygningshøjde på 60 meter for alle bygninger forekommer der en vindhastighed mellem 0,2 m/s og 6,8 m/s, hvor middelhastigheden er på 2 m/s. Den højeste hastighed forekommer ved den sydvestlige indgang. Strømningen kommer fra den nordlige samt den nordøstlige indgang, og forlader torvet ved de samme indgange som ovenstående modeller. Ved den nordøstlige indgang påvirker vindens strømning et større areal end ved de andre modeller. Her forekommer der højere vindhastigheder længere ind på torvet, Figur 3.26.

Torvet er for størstedelen af areal påvirket af en lav vindhastighed, hvor denne vil opfattes som svag til let vind. Med den lave vindhastighed vil torvet kun være generet af den mekaniske vind ved den østlige, sydvestlige samt nordvestlige indgang.

N

Off. bygning

Figur 3.26: Vindhastigheder og strømningsretning for model hvor alle bygninger har en bygningshøjde på 60 meter, vindretning nordøst

Med den samme bygningshøjde bliver en stor del af vinden ført over torvet, figuren til venstre på Figur 3.27.

Dog forekommer der et mere turbulent vindmiljø på torvet. På begge figurer på Figur 3.27 kan det ses, at der ved det sydøstlige hjørne forekommer turbulens, ligeledes forekommer dette langs den nordlige facade, som suges omkring hjørnet af den offentlige bygning. Det eneste sted hvor der forekommer en læzone, er ved det nordøstlige hjørne.

Figur 3.27: Illustrering af vindmiljøet for modellen hvor alle bygninger har en bygningshøjde på 60 meter

3 R e s u l t a t e r - S i d e | 44

Fra Figur 3.28 ses det til venstre at en stor del af vinden bliver ført over torvet. Dog ses det yderligere, at den vind der ikke bliver ført over, medvirker til et ubehageligt vindmiljø på torvet. Der er store turbulensområder foran den offentlige bygning, hvor vinden specielt ved den nordvestlige indgang bliver suget omkring hjørnet. Ydermere kan det på figuren ses, at det er et lille areal, der ikke er påvirket af strømninger. Vindmiljøet på bagsiden af bygningen er yderligere illustreret på Figur 3.29. Her ses det hvordan vinden suges omkring begge hjørner, samt at der her er et område med turbulens.

Figur 3.28: Illustrering af vindmiljøet for modellen hvor alle bygninger er 60 meter, hvor vindmiljøet ses mod den offentlige bygning.

Figur 3.29: Vindmiljøet på bagsiden af den offentlige bygning fra modellen hvor alle bygninger har en bygningshøjde på 60 meter

Tabellen i bilag 7.5 aflæses middelværdien af UTCI til 22,8 ℃, med en forskel op til 16,3 ℃ for de forskellige placeringer. Alle værdier er inden for komfortzonen. Lufttemperaturen har en middelværdi på 16,7 ℃, hvor den relative luftfugtighed er på omkring 57,6 %. MRT spænder mellem 26,4 ℃ til 61 ℃ med en middelværdi på 40 ℃.

3 R e s u l t a t e r - S i d e | 45

3.4.5 Ændring af areal på torvet: mindre For modellen med et mindre torv-areal er vindens middelhastighed på 1,6 m/s, hvor denne er mellem 0,2 m/s og 4,5 m/s. Der forekommer ikke den store ændring over torvet, hvor vindhastigheden er nærmest ens mellem facader og midten, Figur 3.30. Indgangenes hastigheder har ikke samme stigning som ovenstående modeller, hvor det her kun er den sydvestlige indgang, der medfører til en højere vindhastighed på 5,1 m/s.

Torvet er ikke generet af den mekaniske vind, dog kan denne mærkes ved den sydvestlige indgang.

N

Off. bygning

Figur 3.30: Vindhastigheder og strømningsretning for model med et mindre torv areal, vindretning nordøst

Vinden bliver ført over torvet, dog med strømninger på torvet fra indgangene. Til venstre på Figur 3.31 kan det ses, at det sydøstlige hjørne ikke er generet af turbulens og opadgående strømninger, hvor der ved det sydvestlige hjørne, til højre på Figur 3.31, er en læzone helt inde i hjørnet. Dog er der her en strømning direkte fra indgangen mod øst til indgange mod syd, der ydermere påvirker den lange facade mod syd. Ydermere kan det fra figuren ses, at torvet ikke er påvirket af lige så tættet strømninger som ovenstående modeller.

Figur 3.31: Vindmiljø for torvet med mindre areal

3 R e s u l t a t e r - S i d e | 46

På Figur 3.32 ses der tendens til turbulens ved det nordvestlige hjørne. Det ses også på figuren at den offentlige bygning er påvirket af strømninger langs facaden. Ydermere bliver arealet fra midten og mod den offentlige bygning påvirket af strømninger fra den nordlige til den sydvestlige indgang. Det er fra denne figur tydeligt at se, den tæppevirkning den lave og tætte byrumsgeometri medfører.

Figur 3.32: Vindmiljø for model med mindre torv areal. Her ses vindmiljøet mod den offentlige bygning

I bilag 7.6 ses det at middelværdien for UTCI er inden for komfortzonen med en værdi på 22,9℃. Vedrørende MRT har denne en forskel på 35,6 ℃ med en middelværdi på 44,6 ℃. Den relative luftfugtighed er på 58,4 %, hvor middelværdien for temperaturen er på 16,5 %.

3.4.6 Ændring af areal på torvet: større Ved et større areal har vinden en hastighed mellem 0,4 m/s og 5 m/s på torvet, hvor middelhastigheden er på 2,5 m/s. En vindhastighed der nogle steder opfattes som svag helt op til en jævn vind andre steder, et meget skiftende vindmiljø. Strømningen har samme retning som ovenstående modeller, og vil kun være generet af den mekaniske vind ved den sydvestlige og sydlige indgang. Langs facaderne er der en vindhastighed mellem 0,4 m/s og 2,6 m/s, dog forekommer der en vindhastighed helt op på 4 m/s på midten af torvet, se Figur 3.33.

N

Off. bygning

Figur 3.33: Vindhastigheder og strømningsretning for model med et torv med et større areal, vindretning nordøst

3 R e s u l t a t e r - S i d e | 47

En stor del af vind strømmer over torvet, Figur 3.34, hvor det strømmer fra nordøst mod sydvest. Dog forekommer der en nedadgående strømning som kan ses på Figur 3.35. Denne nedadgående strømning medfører strømninger langs terræn ved halvdelen af den offentlige bygning. Noget af denne strømning skifter retning for at komme over bygningerne, mens resten fortsætter langs facaden og ud ved den sydvestlige indgang.

Der forekommer meget lidt strømning ved facaderne mod nord, dog suges vinden op omkring hjørnet ved den nordvestlige indgang.

Figur 3.34: Illustrering af vindmiljøet på torvet med større areal. Her ses vindmiljøet fra bagsiden af den offentlige bygning

Figur 3.35: Illustrering af vindmiljøet på torvet med større areal. Der ses mod den offentlige bygning

På Figur 3.36 ses vindmiljøet i det sydøstlige hjørne. Her forekommer der et turbulent område, hvor vinden der kommer fra den østlige indgang, strømmer ind mod hjørnet, for derefter at strømme over bygning. Yderligere ses det at der forekommer nedadgående strømninger. Vinden påvirker store dele af torvet, hvor det kun er i det nordøstlige hjørne, der forekommer et område uden strømninger, Figur 3.37.

3 R e s u l t a t e r - S i d e | 48

På tabel i bilag 7.7 kan resultaterne fra simuleringen aflæses. Her ses det at middelværdien for UTCI er 21 ℃, hvilket er inden for komfortzonen. Der er en stor forskel på UTCI-værdien på torvet, hvor den laveste værdi er på 18,9 ℃ ved det nordvestlige hjørne og den højeste er på 30,2 ℃ ved det nordøstlige hjørne. Det kan ydermere ses fra tabellen, at der er en stor forskel på MRT, hvor denne middelværdi er på 21 ℃, med en forskel på 16,3 ℃. Luft temperaturen og den relative luftfugtighed er relativ stabil med henholdsvis middeltemperatur på 16,5 ℃ og en relativ luftfugtighed på 58,7 %.

Figur 3.36: Vindmiljø for modellen med et større torv areal.

Her ses det sydøstlige hjørne på torvet

Figur 3.37: Vindmiljø for modellen med større torv areal. Her ses det nordvestlige hjørne på torvet

3.4.7 Sammenkobling af de forskellige modeller Med en vind fra nordøst ses det at vinden har nogenlunde samme strømning på torvet. Hjørnerne mod nordøst og sydøst har begge de laveste hastigheder, hvor hjørnet mod sydvest er mest påvirket. For samtlige ændringer opleves vindens middelhastighed som næsten stille til svag vind. For modellerne, undtagen modellen med 3 indgange, forekommer den højeste vindhastighed ved den sydvestlige indgang, hvilket giver mening da det er den direkte vej for strømningen. Ved samtlige modeller forekommer der en tæppevirkning, hvor forskellen er i hvor nedadgående denne er, samt hvor stor forskel der er i strømningerne fra indgangene.

Modellen med det største areal er den model der er mindst påvirket af turbulente områder, hvor det samtidig er den model, der er mest påvirket af nedadgående strømning. Den model der er mest påvirket af turbulens, er modellen hvor alle bygninger er 60 meter. Her forekommer der tæppevirkning, hvor det er strømningerne fra indgangene der medfører turbulens samt opadgående strømninger. Ydermere ses det at modellerne med ændringer i højden begge påvirker arealet bagved den offentlige bygning, hvilket bliver et turbulent område med afkast fra hjørnerne. Ved at ændre indgangene til 3 ses der ved en sammenligning af de andre modeller, at der her forekommer en opadgående strømning ved den sydvestlige og nordvestlige indgang. Opadgående strømninger der har et større areal end ved de andre modeller. Fra figurerne med vindens forløb afbilledet af vektorer, ses der en sammenhæng i vindens forløb på modellerne. De største ændringer forekommer ved det større areal, hvor der på midten er en højere hastighed end de resterende modeller. Ydermere ses det at ved at ændre alle bygninger til 60 meter forekommer der et større areal der er påvirket af vindafkastet fra hjørnet på den østlige indgang. Dog er der samme vind forløb for alle modeller ved placering 1, 2, 3 og 4, Figur 3.38. Fra placering 5 til 7 ses der en forskel, hvor modellerne, undtagen modellen med 3 indgange, igen har samme forløb for placering 8 og 9.

3 R e s u l t a t e r - S i d e | 49

Vindhastighed m/s

Vindhastigheder ved placeringerne for de forskellige modeller 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Placering Hovedbygning 60 meter

Alle bygninger 60 meter

5 indgange

3 indgange

Mindre torv

Større torv

Figur 3.38: Vindhastigheder for samtlige modeller ved de forskellige placeringer

Ved sammenligning af de forskellige modeller forekommer der en meget lille ændring af UTCI. Alle modeller er indenfor komfortzonen med en middelværdi mellem 21,8 ℃ og 23,5 ℃. Fra tabel i bilag 7.1, ses det at alle modeller ved placering 1 og 2 har en UTCI-værdi i kategorien ”moderate heat stress”. Ligesom vinden har UTCI samme forløb ved placering 1, 2 og 3, efter placering 3 forekommer der samme forløb noget af vejen for nogle af modellerne. Se Figur 3.39 for sammenligningen.

Sammenligning af UTCI 35,00 30,00

UTCI, ℃

25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 1

2

3

4

5

6

7

Placeringer Hovedbygning 60 meter

Alle bygninger 60 meter

5 indgange

3 indgange

Mindre torv

Større torv

Figur 3.39: Sammenligning af UTCI for hver placering på de forskellige modeller

8

9

4 . D i s k u s s i o n - S i d e | 50

4. Diskussion Følgende diskussion er inddelt i 3 dele. Første del varetager teorien, anden del metoden og til slut resultaterne. Der vil i løbet af diskussionen blive gennemgået videre arbejde.

4.1 Diskussion af teori Teorien brugt i denne rapport er baseret i store dele på Jan Gehls undersøgelser af byrum. Herved bliver teorien afgrænset af hans arbejde. For at få en fuld forståelse af byrumsdesign kan det diskuteres, om hans teori er nok til at understøtte de valg, der er taget i undersøgelsen af Gråbrødretorv. For at få en dybdegående forståelse af emnet, skal der derfor arbejdes videre med andre byplanlæggeres arbejde indenfor feltet.

Dette kunne eksempelvis være den canadiske arkitekt og byplanlægger Jane Jacobs.

En vigtig del af et byrum er at det er levende. I teorien beskrives det hvordan et byrum kan opfattes som levende, hvis der, jf. William H. Whyte, er 17 personer inden for synsfeltet. Der er lavet forskellige undersøgelser af dette, hvilket bliver refereret til i bogen BYLIVSSTUDIER af Gehl og Svarre. Dette er dog et interessant aspekt indenfor levende byrum, da det understøtter, hvornår et byrum er levende. Synsfeltet rummer et stort areal, hvorved 17 personer kan opfattes på forskellige måder. Hvis 17 personer står i udkanten af grænsen af synsfeltet, opfattes de så på samme måde som 17 personer tæt på dig? Og hvis alle opholder sig ude i kanten af torvet, er det så samme oplevelse som hvis folk går frem og tilbage? Kan det antages, at det for alle arealer gælder at 17 person er lig et levende byrum, eller kræver det en undersøgelse, der sammenligner arealer med oplevelsen af, hvor levende et byrum er, for derved at udarbejde en ligning, der resulterer i et indeks over mennesker pr. minut pr. m2 som metode til at bedømme, hvor levende et byrum er. Vedrørende tolerancearealer kommer det igen an på, hvor man er henne? Kan det antages, at samme bredde gælder alle steder, eller er der områder i byrummet, hvor mennesker er mere tolerante end andre steder? Som eksempel er det mere acceptabelt at have mindre plads på Strøget end i Botanisk have i København. Disse spørgsmål åbner op for en masser videre arbejde med undersøgelse af byrum med henblik på opfattelsen af det levende byrum.

I de 12 kvalitetskriterier af Jan Gehl er der specielt fokus på vind og temperatur i byrummet. Disse to faktorer er også en stor del af denne rapport, hvor der med temperaturen tages udgangspunkt i UTCI. Det kan derved diskuteres hvorvidt undersøgelsen af det urbane mikroklima, er bred nok til at konkludere på. Der er i teorien gennemgået vindens forløb i byrum, hvor faktorerne for UTCI er gennemgået kort. Der er i rapporten ikke gennemgået sammenhængen mellem de fem faktorer; lufttemperatur, vindhastighed, relativ luftfugtighed, solstråling og de fysiologiske parametre. For at få en fyldestgørende konklusion på mikroklimaet, kræver det, at der udføres en dybdegående undersøgelse af de forskellige faktorer hver for sig, for derved at knytte dem alle sammen. Ved sådan en undersøgelse, vil det formodentligt være muligt at kunne præcisere, hvordan de hver især påvirkes af forskellige byrumsgeometrier, for derved at kunne komme med en konklusion på et fungerende byrum. Eller hvert fald et svar på hvilke geometrier der skal undgås.

4.2 Diskussion af metoder Ved undersøgelsen af Gråbrødretorv er nogle disse resultater påvirket af den menneskelige faktor. Hvor nogle af kategorierne, såsom Mulighed for at se, er målbar, er andre kategorier, f.eks. Mulighed for at gå, subjektive. Der er stor forskel på hvordan et byrum opfattes, hvilket kommer an på brugeren. Er det en ung bruger, gør det ikke noget at der er brosten, hvor det for ældre kan være svære grundet gangbesvær. I en undersøgelse af byrum er det derfor vigtigt, for læseren, at have in mente hvor mange der har været med til at præge undersøgelsen. Hvor det som videre arbejde derfor er vigtigt at have flere undersøgere ind over

4 . D i s k u s s i o n - S i d e | 51

resultaterne. Ligeledes kan metoden persontællinger diskuteres. Ved tællingerne på Gråbrødretorv er disse fortaget af undertegnet. Tællingerne er foretaget på forskellige placeringer gang for gang, hvor det for alle tællinger gælder, at alle aktiviteter er talt på en gang over 20 minutter. Da der kun er én undersøger der tæller, er der i perioder af de 20 minutter ikke fuldt overblik over Gråbrødretorv, hvilket kan påvirke resultatet med flere eller færre personer på torvet. Det kan diskuteres hvor valid en tælling er, når tællinger af personer ved udeservering er foretaget én gang i starten af de 20 minutter. Dette vil medføre en fejl i resultaterne, da personer der har sat sig under tællingerne, ikke er talt med, hvilket dermed giver et lavere resultat. På den anden side er det antaget, at 2/3 af alle der sidder på Gråbrødretorv, sidder i mere end 20 minutter. Dette medfører en buffer for fejl tællinger. Forstået på den måde, at ved personer der ikke sidder i 20 minutter, stadig fremgår som 2/3 af resultatet. Altså kan det argumenteres, at det overlap af personer der ikke er talt, implicit er med i tællingerne.

De antagelser der er taget vedrørende varigheden på de forskellige aktiviteter, er der ikke andet belæg for end korte observationer på Gråbrødretorv. Som videre arbejde er det derfor yderst relevant at udføre observationer, hvor der tages tid på de forskellige aktiviteter. Sådan en undersøgelse vil medføre at der er belæg for varigheden af aktiviteterne, og for derved at have 100 % valide resultater vedrørende hvor levende Gråbrødretorv er.

4.3 Diskussion af resultaterne Jf. Jan Gehl er det optimale areal for et torv mellem 6000-8000 m2, dette lever arealet på Gråbrødretorv ikke op til. Dog ytrede Vitruvius, at det bedste længde-breddeforhold er på 1,5. Noget som udformning 1 i resultaterne lever op til. Her skal der igen være fokus på udformningen af Gråbrødretorv. Torvet er ikke rektangulært, hvilket påvirker den måde torvet opleves på. Der er nemlig stor forskel på oplevelsen, der kommer an på placeringen på torvet. Det skal dog understreges, at udover arealet og længde-breddeforhold, lever torvet op til den menneskelige skala. Ydermere kan det diskuteres hvad der ligges i ordet facadeskift. Er det bygningsskift, hvor der i denne del samtidig kan være fokus på, hvor tydeligt skiftet skal være. Er det nok at farven på facaden ændres, selvom dette er i samme nuance, som nogle af bygningerne på Gråbrødretorv er, skal det være tydelige facade skift, eller helt klare skift, hvor facaderne enten har et facaderyk eller er helt adskilte fra hinanden? Jf. Jan Gehl forekommer det fra teorien, at det er nok med et skift der indikerer noget nyt. Hvor det kan være nyt såsom en indgang, et vinduesparti eller en detalje. Som gennemgået tidligere i denne diskussion, er det ved subjektive emner, en god idé at have flere undersøgere, for derved at have mulighed for at indgå i en dialog omkring ovenstående spørgsmål. Som enkelt undersøger bliver det undertegnedes mening der præger resultaterne. Udmundet af denne rapport er der stort potentiale for at indgå i fremtidige dialoger omkring resultaterne, der kunne være fundament for en skærpet guideline indenfor byrumsundersøgelser med henblik på de gennemgåede spørgsmål.

De største fejlkilder ved simuleringsresultaterne er de ændringer, der er foretaget i denne rapport for at få fuldendte simuleringer. Der er udført simuleringer med meget lave vindhastigheder, helt ned til 5 m/s, hvor modellernes areal ydermere er blevet mindsket. Ved simuleringen til sammenligning af målt data på Gråbrødretorv, har det været nødvendigt at fjerne belægning. En faktor, som også nævnes i afhandlingerne, kan påvirke resultaterne. Ved at fjerne belægning bliver MRT påvirket, hvilket kan være grund til, at der er en forskel på op til 33 % fra målt data til ENVI-met resultat. For bedst at kunne undersøge ændringer i byrum, er det relevant at udføre simuleringer for alle vindretninger, specielt med fokus på den dominerende vindretning for området. Noget der i denne rapport ikke har kunne lade sig gøre, grundet fejl i ENVI-met simulering. Det kan ydermere diskuteres hvor meget areal der skal med ved CFD simuleringer. Der er generelle

4 . D i s k u s s i o n - S i d e | 52

anbefalinger vedrørende højder i modellen, men der er ikke anbefalinger vedrørende areal bag fokusområdet af simuleringen. Et emne der i sig selv, ville kunne gøre det ud for et afgangsprojekt.

Ud fra de fejlkilder der er ved brugen af ENVI-met som simuleringsværktøj, vil det som videre arbejde være interessant at sammenligne vindresultater med andre CFD-undersøgelser. Sammenligningen af ENVI-mets simulering af Gråbrødretorv med vindtunnelforsøget viste, at vinden har en nogenlunde ens udvikling på torvet. Dog med den fejlkilde at ENVI-met simuleringen ikke havde samme vindhastighed som vindtunnellens højeste. For at kunne have en 100 % valid konklusion på brugen af ENVI-met i allerede eksisterende byrum, kræver det, at det er muligt at udføre simuleringer, der har samme udgangspunkt som vindtunnellen. Da dette ikke var muligt i dette projekt, kan ENVI-mets troværdighed blive be- eller afkræftet ved at foretage en simulering af Gråbrødretorv i et andet CFD-program.

Vedrørende undersøgelsen af forskellige byrumsgeometrier kan det diskuteres, hvor nøjagtige sammenligningsgrundlaget er. Idet det ikke er muligt at udtrækker resultater fra hele arealet, bliver resultaterne ikke taget fra præcis samme placering. Dette kan påvirke det endelige resultat, da der kan ske store spring i værdier fra sted til sted. Ydermere er der kun valgt 9 forskellige placeringer. Disse placeringer er taget ud fra ønsket om indblik i hvad der sker ved indgangene, hjørnerne og foran den offentlige bygning. Der er derfor ikke udregnet UTCI langs facaderne, som måske kunne være endnu vigtigere, da det er her mennesker oftest vil placere sig ved længere ophold. Samtidig kunne det være interessant at undersøge, hvordan mikroklimaet ville ændres, hvis de indgange der var mest påvirket af vinden, blev forstørreret. Som en sidste del af det videre arbejde vil det være interessant at arbejde med Bottemas ligning vedrørende vindkomfort. Dette vil give et ekstra lag til undersøgelsen, som derved kan give yderligere belæg for valg af byrumsgeometri.

Der er i denne rapport ikke gået i dybden med hvad den store forskel fra 9 ℃ til 26 ℃ for ”No thermal stress” betyder. UTCI er udarbejdet sådan, at det skal være et værktøj der kan benyttes over alt i verden. Dog er der stor forskel på hvordan 20 ℃ eksempelvis opfattes. I Danmark er udearealer benyttet når der er sol, uagtet hvornår på årstiden det er, hvor det i syden skal være varmt før man sidder ude og har ophold. Derfor kunne det være interessant at udføre en undersøgelse, der tager udgangspunkt i den nedre grænse, under 9 ℃, og den øvre grænse, over 26 ℃, af UTCI, for derved at udarbejde et indeks der er designet til det nordiske mikroklima.

Et interessant aspekt i denne rapport er, at nogle af resultaterne ikke er 100 % understøttet af teorien. Teorien beskriver eksemplet med at en bygning der er 4 gange så høj som de omkringliggende, vil medføre en fordobling i vindhastighederne omkring disse bygninger. Noget der ikke forekommer ved en sammenligning af modellen med de 5 indgange og modellerne med 60 meters bygningshøjder. Her ses det at der faktisk forekommer højere vindhastigheder i det nordvestlige hjørne samt foran den offentlige bygning i modellen med 5 indgange i forhold til de andre 2 modeller. For at få en fyldestgørende forståelse for, hvorfor resultaterne ikke følger teorien, burde der som videre arbejde forekomme en undersøgelse af, hvor stor betydning arealet bag fokusområdet på modellen har. Modellen der er benyttet til undersøgelsen, har nærmest intet areal bagved. Dette påvirker vindens strømning, hvilket kan være grunden til, at resultaterne ikke understøtter teorien. Ved brug af simuleringsværktøjer er resultaterne præget af brugeren, hvor simuleringerne afspejler de inputs, den får at arbejde med. Altså har jeg underbevidst påvirket resultaterne, med de inputs jeg har givet ENVI-met. Med det in mente vil det være interessant at sammenligne resultater med simuleringer der er foretaget af en erfaren CFD-ekspert.

5 . K o n k l u s s i o n - S i d e | 53

5. Konklussion Formålet med denne rapport var at undersøge sammenhængen mellem byrumsgeometri og mikroklima.

Dette er udført ved at analysere Gråbrødretorv vha. Jan Gehls 12 kvalitetskriterier. Ydermere er der udført simuleringer i ENVI-met med det formål at lave en parametrisk undersøgelse af torve, der er udarbejdet vha.

Jan Gehls principper.

Gråbrødretorv er et lille torv med dens 3.422 m2 i forhold til Jan Gehls karakteristiske mål for torve. Det er fra alle placeringer på torvet muligt at have alt indenfor synsfeltet. Torvet er præget af den ældre arkitektur, hvor facadehøjderne har en gennemsnitlig højde på 14 meter, kun 0,5 meter højere end Jan Gehls grænse for at have sammenhæng mellem byrum og bygning. Torvet er præget af de mange farver på bygningerne, samt de lodrette facadeskift der forekommer mellem 0,3 – 3 meter, hvilket medfører aktive facader. Portene på torvet er steder, hvor det er muligt at have ophold med ryggen dækket. Hvilket til dels er grunden til at aktiviteten ophold, for alle tællinger tilsammen, er på 20 %. Torvet er præget af siddende aktivitet, 24 % ud af alle aktiviteter, hvor det er, selvom der er bænke rundt om på pladsen, udeserveringen der medvirker til det levende aspekt. Selvom torvet ikke ville være det samme uden udeservering, er det aktiviteten at gå der præger torvet allermest med 46 %. En aktivitet hvor folk er på torvet omkring 1 minut. Gråbrødretorv er jf.

William H. Whyte et levende byrum, hvor 4 ud af 6 tællinger har mere end 17 personer pr. minut indenfor synsfeltet. Torvet lever op til de 8 gennemgåede kvalitetskriterier, hvor det fra simuleringerne fremgår at vinden ikke vil have en mekanisk virkning på torvet. Ligeledes fremgår det målingerne på torvet at alle 4 placeringer har en UTCI-værdi inden for komfortzonen.

Vedrørende resultaterne for de 12 kvalitetskriterier er der tidligt i processen af dette projekt, taget det valg, kun at foretage undersøgelser omkring byrumsgeometri. Resultaterne fra undersøgelsen af Gråbrødretorv indebærer derfor ikke emner såsom tryghed, støjniveauer og udfoldelse på Gråbrødretorv. Det er derfor vigtigt at understrege, at konklusionen af Gråbrødretorv som et byrum ikke er fyldestgørende jf. de 12 kvalitetskriterier.

Der kan ud fra undersøgelserne omkring sammenhæng mellem byrumsgeometri og det urbane mikroklima konkluderes, at de undersøgte ændringer i byrumsdimensioner ikke påvirker UTCI i en grad, der medfører et ubehageligt mikroklima. For alle undersøgelserne er UTCI indenfor komfortzonen, hvor disse er mellem 21 ℃ og 23,5 ℃. Den største ændring ses ved vindmiljøet. Her er der stor forskel på hvordan torvet opleves.

Torvenes udformninger og højder medvirker til, at vinden bliver ført over torvet, dog med en nedadgående strømning. Specielt medvirker modellen hvor alle bygninger er 60 meter høje en fuldstændig tæppevirkning over torvet. Det er dog også dette torv, der er mest påvirket af et ubehageligt vindmiljø, da vinden fra indgangene medfører store områder med turbulens. Ud fra resultaterne er der ikke én bestemt udformning der suverænt er den bedste løsning for et torv. Der er både positive og negative aspekter ved alle modellerne.

Derfor er det relevant at balancere mikroklimaet med Jan Gehls principper. Det kan dog konkluderes, at et torv med bygningshøjder på 60 meter ikke medfører til et positivt mikroklima, ej heller for oplevelsen af torvet som menneske. Ydermere kan det ikke anbefales at have for store arealer, da det ud fra denne undersøgelse medfører højere vindhastigheder på midten af torvet, samt medvirker det store areal, at hele torvet ikke er inde for synsfeltet.

For at konkludere på ENVI-met som simuleringsværktøj, udfører programmet ikke simuleringer der 100 % illustrere mikroklimaet ved sammenligning af allerede eksisterende lokationer. Dog kan programmet udføre simuleringsresultater, der viser forskelle ved ændringer udført på designs. Derved et værktøj der er brugbart i en designproces.

- S i d e | 54

Alt i alt kan det konkluderes, at der er sammenhæng mellem byrumsgeometri og mikroklima. Hvor det ved denne undersøgelse er tydeligt, at det specielt er vindmiljøet, der er mest påvirket af ændringer i byrumsgeometrien.

6 . P e r s p e k t i v e r i n g - S i d e | 55

6. Perspektivering Der er sket og forekommer stadig en stor byudvikling i Danmark. Bare fra 4. kvartal i 2018 til 1. kvartal i 2019 er der sket en stigning på 23 % af påbegyndt beboelse-, erhvervs og øvrige bygninger (Danmarks Statistik, 2019). Det er derfor relevant at have gode og konkrete guidelines til at designe byrum efter. Det er utrolig vigtigt, at arkitekter og ingeniører forstår sammenhængen mellem byrumsgeometrier og det urbane mikroklima. Med den store byudvikling der forekommer, er der en tendens til at bygge i højden, for at få så mange kvadratmeter som muligt for pengene. Som gennemgået i teorien og resultaterne påvirker bygningshøjderne den måde et byrum bliver opfattet på, både den måde mennesket opfatter byrummet på, men også den måde byrummet påvirker den fysiologiske oplevelse på. Som eksempel på at negligere vindens rolle i mikroklimaet er Ørestaden på Amager. Denne bydel har ikke haft en overordnet strategi for udviklingen af området, hvilket har medført et byrum med et meget ubehageligt mikroklima. Bygningernes højde medfører, at vestenvinden bliver presset gennem boulevarderne, hvor bygningshøjderne yderligere medfører et dødt byrum. Et område med stort potentiale, men som, efter undertegnedes mening, ikke er et vellykket byrum. Ved at have forståelsen for sammenhæng mellem byrumsgeometri og det urbane mikroklima kan arkitekterne og ingeniørerne være med til at designe spændende og givende byrum. Hvor de ydermere allerede i designfasen kan være med til at spare bygherrerne fremtidige penge, da det ikke senere hen er nødvendigt at udføre tiltag for at forbedre byrummet. Eksempelvis blev der i 2015 vedtaget et forslag til Ørestadens lokalplan (Teknik- og Miljøforvaltning, 2015). I Lokalplanen skal der bl.a. tages forbehold for følgende citat:

”Bebyggelsens højder skal sikre generelt gode lysforhold og samtidigt skal bebyggelsens facader bryde vinden og give et godt vindmiljø egnet til ophold. Facadeudformning og indretning af byrum skal gøre, at området vil blive oplevet trygt, spændende og varieret set fra øjenhøjde. ”

Et tiltag der ikke havde været nødvendigt, hvis der havde været fokus på byrumsgeometrien i designfasen.

Med det sagt er der stor potentiale i byudviklingen i Danmark for at skabe nogle enestående byrum. Det eneste det kræver, er, at der bliver ved med at være fokus på emnet, og at det bliver undersøgt det bid for bid.

R e f e r e n c e r - S i d e | 56

Referencer Anon., u.d. Rom-guide.dk. [Online] Available at: http://www.romguide.dk/Emnesider/UNDER_REJSEN/SEVAERDIGHEDER/Gader_og_Pladser/Emnesider/BYPLAN_RENEASSANCEN.htm [Senest hentet eller vist den marts 2019].

Bennet, J., 2007. Wind design guide , s.l.: Victoria University Wellington.

Bjerg, N. S., 2012. Vindmiljø i arkitekturen , Aarhus: Arkitektskolens Forlag.

Bjerregaard, E. & Nielsen, F., 1981. Vindmiljø omkring bygninger, SBI-anvisning 128. Første udg. red. s.l.:Statens Byggeforskningsinsitut.

Bröde, P., Jendritzky, G., Fiala, D. & Havenith, G., 2010. The Universal Thermal Climate Index UTCI in operational use, s.l.: s.n.

Cambridge in colour, u.d. Cambridge in colour - Camera vs. the human eye. [Online] Available at: https://www.cambridgeincolour.com/tutorials/cameras-vs-human-eye.htm [Senest hentet eller vist den april 2019].

Cappelen, J., 2019. DMI. [Online] Available at: https://www.dmi.dk/vejr-og-atmosfare/temaforside-vind/beaufortskalaen/ [Senest hentet eller vist den februar 2019].

Danmarks Statistik, 2019. Danmarks Statistisk. [Online] Available at: https://www.dst.dk/da/Statistik/nyt/NytHtml?cid=28022 [Senest hentet eller vist den maj 2019].

Danske, D. s., u.d. [Online] Available at: http://denstoredanske.dk/Geografi_og_historie/Ark$%C3%A6ologi/Klassisk_ark%C3%A6ologi,_Italien/forum$ [Senest hentet eller vist den 18 marts 2019].

ENVI-met, 2017. ENVI-met: A holistic microclimate model - Knowledge Base: Model Layout. [Online] Available at: http://www.envi-met.info/doku.php?id=kb:modellayout [Senest hentet eller vist den 22 februar 2919].

ENVI-met, 2017. ENVI-met: A holistic microclimate model. [Online] Available at: http://www.envi-met.info/doku.php?id=kb:turbulence [Senest hentet eller vist den 09 april 2018].

Gehl, J., 2016. Byer for mennesker. Første udg. red. s.l.:Bogværket.

Gehl, J., 2017. Livet Mellem Husene. 7. udg. red. København: Arkitektens Forlag.

Gehl, J. & Svarre, B., 2013. Bylivsstudier. Første udg. red. s.l.:Bogværket.

Gyldendal, 2017. Den store danske. [Online] Available at: http://denstoredanske.dk/Danmarks_geografi_og_historie/Danmarks_historie/K%C3%B8benhavns_historie/Gr%C3% A5br%C3%B8dre_Torv [Senest hentet eller vist den 17 04 2019].

Gyldendal, 2017. Den Store Danske: Kirketårn. [Online] Available at: http://denstoredanske.dk/Kunst_og_kultur/Arkitektur/Kirkearkitektur/Kirket%C3%A5rn [Senest hentet eller vist den 24 04 2019].

R e f e r e n c e r - S i d e | 57

Jensen, T. P., . Copenhagen Data, Bymodel 3D København Bygninger DWG. [Online] Available at: https://data.kk.dk/dataset/bymodel-3d-kobenhavn/resource/a0f60e01-5864-4fb1-8f1b-8b6030369dad [Senest hentet eller vist den 01 02 2019].

Salata, F., 2016. Urban microclimate and outdoor thermal comfort. A proper procedure to fit ENVI-met simulation outputs to experimental data, s.l.: Università degli Studi “Roma TRE”, Italy.

Salata, F., Golasi, I., Vollaro, R. d. L. & Vollaro, A. d. L., 2016. Urban microclimate and outdoor thermal comfort. A proper procedure to fit ENVI-met simulation outputs to experimental data, Italien: DIAEE – Area Fisica Tecnica, Università degli Studi di Roma “Sapienza”.

Samvirke, 2018. Må jeg tage et billede af folk i offentligheden?. [Online] Available at: https://samvirke.dk/artikler/ma-jeg-tage-billeder-af-folk-i-offentligheden [Senest hentet eller vist den 14 marts 2019].

Teknik- og Miljøforvaltning, 2015. ØRESTAD SYD - Forslag til tillæg nr. 2 til lokalplan 398 med tillag nr. 1, København: Teknik- og Miljøforvaltning, Center for Byplanlægning, Københavns Kommune.

Bilag -

S i d e | 58

Indholdsfortegnelse af Bilag Bilag 1: Udregninger brugt ved observationer ............................................................................................ A Bilag 2: Koncepter for det vertikale grid i ENVI-met ................................................................................... B Bilag 3: Default typer fra ENVI-met .............................................................................................................C Bilag 4: DMI-data til ENVI-met simulering .................................................................................................. D Bilag 5: Opbyggelse af ENVI-met modeler .................................................................................................. H Bilag 6: Resultater Gråbrødretorv .................................................................................................................I Bilag 7: Resultater: Sammenhæng mellem byrumsgeometri og mikroklima ............................................... J

Log filerne er vedhæftet i zip fil (Log filer) med følgende navngivning: 01_5 indgange 02_3 indgange 03_Hovedbygning 60 m 04_Alle bygninger 60 m 05_ Torv mindre areal 06_ Torv større areal

Bilag -

S ide |A

Bilag 1: Udregninger brugt ved observationer 1.1 Gå Omregning fra km/t til m/s er en faktor 0,2778 grundet: 1

= 3600

1 =

1000 3600

= 1000 = 0,2778

/

Der udregnes efter længste længde på 106 m samt antages det at mennesket går med 5 km/t jf. Jan Gehl. Derfor taget det: 5 ∗ 0,2778

= 1,4

106 = 75, 7 1,4 / 75,7 = 1,26 min → 1 60

1 min at gå gennem Gråbrødretorv

1. 2 Sidde Det antages at 2/3 dele sidder i 20 minutter, resterende i 2 min Antal siddende pr minut hvor x = antal personer i alt: 1 3∗ 2

2 + ∗ 3

1. 3 Ophold Det antages at ophold er i 4 minutter ud af de 20:

5

=

=

Bilag -

Bilag 2: Koncepter for det vertikale grid i ENVI-met

Fra ENVI-mets hjemmeside: http://www.envi-met.info/doku.php?id=kb:vertical

S ide |B

Bilag -

Bilag 3: Default typer fra ENVI-met 3.1 Type SK til mindre trĂŚer

3.2 Type SM til det store trĂŚ

S ide |C

Bilag -

Bilag 4: DMI-data til ENVI-met simulering 4.1 Data til valideringen af ENVI-met Der tages udgangspunkt i data fra kl. 08:00

S ide |D

Bilag -

S ide |E

Bilag -

S ide |F

4.2 Data til undersøgelsen af sammenhÌng mellem byrumsgeometri og urbant mikroklima Der tages udgangspunkt i mülingerne mellem kl. 10:00 og 15:00

Bilag -

S ide |G

Bilag -

S ide |H

Bilag 5: Opbyggelse af ENVI-met modeler 5.1 Model til validering Model opbygning i spaces: o o

o o o o o

Model lokation: København Model geometri: o x-grids: 150 o y-grids: 150 o z-grids: 30 o størrelsen på grids: 2 meter o Celler: 675.000 Generering af vertikal grid: Model A Model rotation: 33° Resterende indstillinger er som default Ingen nesting grids Beplantning: o 5 af typen SK o 1 af typen SM

Konfigurationsfil o o o o o o o o

Dato: 12.10.18 Tidspunkt: 08:10 Varighed: 4 timer Ruhedskoefficient: 1 Temperatur: 13,1 ℃ - 17 ℃ Luftfugtighed: 67-89 % Vindhastighed: 2,99 m/s Vindretning: 221,6 °

5.2 Model til undersøgelse af byrumsgeometri og mikroklima

Model opbygning i spaces: o o

o o o o

Model lokation: København Model geometri: o x-grids: 140 o y-grids: 100 o z-grids: 20 (se note *) o størrelsen på grids: 2 meter o Celler: 280.000 Generering af vertikal grid: Model A Model rotation: 90° Resterende indstillinger er som default Ingen nesting grids

Note*: Z-grids ændres, da disse er bestemt af højden på højeste bygning. Ved undersøgelsen af højere dimensioner, ændres denne til den dobbelte højde af højeste bygning.

Konfigurationsfil o o o o o o o

Dato: 14.09.18 Tidspunkt: 10:00 Varighed: 5 timer Temperatur: 11 ℃ - 18 ℃ Luftfugtighed: 50-90 % Vindhastighed: 5 m/s Vindretning: 45 grader, svarende til nordøst

Bilag -

Bilag 6: Resultater Gråbrødretorv 6.1 Persontællinger

S ide |I

Bilag -

S ide |J

6.2 Personer pr. minut

Bilag 7: Resultater: SammenhÌng mellem byrumsgeometri og mikroklima 7.1 UTCI for alle modeller ved de forskellige placeringer VÌrdier markeret med grøn = indenfor komfortzonen

Bilag -

7.2 resultater for model med 5 indgange

7.3 resultater for model med 3 indgange

S ide |K

Bilag -

7.4 resultater for model med offentlig bygning pĂĽ 60 meter

7.5 resultater for model med alle bygninger 60 meter

S ide |L

Bilag -

7.6 resultater for model med et mindre areal af torv

7.7 resultater for model med et større areal af torv

S ide |M