Αστική θερμική νησίδα και η επίδρασή της στις ενεργειακές καταναλώσεις των κτιρίων
Authors: Παπανικολάου Νικόλαος 
Published: November 2023

Η Αστική Θερμική Νησίδα είναι ένα ατμοσφαιρικό φαινόμενο, που εμφανίζεται στο αστικό και ημιαστικό περιβάλλον, όπου λόγω της πυκνής δόμησης των κτηρίων, η θερμότητα εγκλωβίζεται, με αποτέλεσμα την αύξηση της θερμοκρασίας του αέρα σε σχέση με τις αγροτικές περιοχές γύρω από αυτή. Η μελέτη του φαινομένου της Αστικής Θερμικής Νησίδας και εν γένει του αστικού κλίματος είναι ιδιαίτερα σημαντική διότι, λόγω του φαινομένου της αστικοποίησης που παρουσιάζει μία δραματική έξαρση (υπολογίζεται ότι μέχρι το 2030 πάνω από το 60% του παγκόσμιου πληθυσμού να ζει στις πόλεις), επηρεάζει καθημερινά την ζωή εκατομμυρίων ανθρώπων. Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι, να παρουσιάσει το φαινόμενο της Αστικής Θερμικής Νησίδας στο λεκανοπέδιο της Αττικής, εντός του κτιριακού οριακού στρώματος (BCL), για τους θερινούς μήνες του 1996,1997 και 1998 χρησιμοποιώντας συνολικά 27 αυτογραφικούς σταθμούς με ωριαίο βήμα καταγραφής της θερμοκρασίας του αέρα, σε σχέση με την κατά CORINE κατηγοριοποίηση των χρήσεων γης, να μελετήσει το θερμοκρασιακό καθεστώς 9 αστικών χαραδρών με διαφορετικά γεωμετρικά χαρακτηριστικά σε διάφορες περιοχές του λεκανοπεδίου για την θερινή περίοδο του 1997, ώστε να παρουσιαστούν αναλυτικά οι γενεσιουργίες αιτίες του φαινομένου να εξετάσει την επίδραση της έντασης του αδιατάρακτου ανέμου πάνω από το λεκανοπέδιο στο φαινόμενο της αστικής θερμικής νησίδας και τέλος να αναδείξει την επίδραση του φαινομένου της αστικής θερμικής νησίδας στις ενεργειακές απαιτήσεις δροσισμού ενός κτηρίου, η οποία αποτελεί μία από τις σημαντικότερες και άμεσα κατανοητές επιδράσεις του φαινομένου. Στο πλαίσιο αυτό εξετάσθηκε η μέση μηνιαία ένταση του φαινομένου στην πόλη των Αθηνών, η οποία προσδιορίστηκε στους 6.3 ο C και 5.4 ο C κατά την ημερήσια και νυχτερινή περίοδο αντίστοιχα, με τις μεγαλύτερες τιμές να εντοπίζονται στις αστικές περιοχές που χαρακτηρίζονται ως συνεχής αστικός ιστός σύμφωνα με την κατά Corine κατηγοριοποίηση των χρήσεων γης, ενώ η χωρική αποτύπωση του φαινομένου ανέδειξε για πρώτη φορά την επέκταση του φαινομένου προς τα δυτικά και νότια προάστια της πόλης των Αθηνών. Η μελέτη εξ άλλου του θερμοκρασιακού καθεστώτος εντός των αστικών χαραδρών έδειξε την άμεση εξάρτηση της θερμοκρασίας του αέρα από τις επιφανειακές θερμοκρασίες, όταν αυτή μετριέται κοντά σε αυτές, ενώ η θερμοκρασία του αέρα στο μέσο της οδού, κατά την διάρκεια της ημέρας, είναι γενικά χαμηλότερη ως και 1,5 o C από αυτή που καταγράφεται πάνω από την αστική χαράδρα και συστηματικά υψηλότερη, ως και 2 ο C, κατά την νυχτερινή περίοδο. Οι διαφορές αυτές, όσο και το μέγεθος του φαινομένου, εξαρτώνται άμεσα από την ένταση του ανέμου. Η ένταση της αστικής θερμικής νησίδας παρουσιάζει αντισυσχέτιση με την ένταση του ανέμου, ενώ για εντάσεις πάνω από τα 5 ως 7 m/s το φαινόμενο ελαχιστοποιείται ή σταθεροποιείται. Τέλος, η επίδραση του φαινομένου είναι καταλυτική, στην απαιτούμενη από τα κτήρια ενέργεια δροσισμού. Το φαινόμενο επιδρά τόσο στον βαθμό απόδοσης των κλιματιστικών μονάδων, με διαφοροποίηση που μπορεί να φτάσει στο 14% μεταξύ των εξεταζόμενων σταθμών, όσο και στη απαιτούμενη αισθητή ψυκτική ενέργεια. Αυτή που προέκυψε με βάση το «Τυπικό Μετεωρολογικό Έτος», ήταν μικρότερη κατά 15 ως και 50% από αυτή που υπολογίζεται στις διάφορες περιοχές της Δυτικής Αθήνας.