Termovizní monitoring tepelných ostrovů jako nástroj pro udržitelné klima ve městech Ing. Pavel Struha Statutární město Hradec Králové, Vysoká škola regionálního rozvoje Doc. Ing. arch Vladimíra Šilhánková, Ph.D. Mgr. Michael Pondělíček, Ph.D. Vysoká škola regionálního rozvoje MĚSTSKÉ TEPELNÉ OSTROVY (URBAN HEAT ISLANDS - UHI) Příčiny vzniku městských tepelných ostrovů: • Zástavby, které vykazují znatelně vyšších teplot než jejich okolí. • Intenzita UHI – rozdíl teploty vzduchu uvnitř města a v okolním venkovském prostředí. • Zastavěné plochy absorbují více tepla než venkovské. • Vysoké budovy poskytují více plochy pro absorpci slunečního záření, brání průchodu větru. • Vliv koncentrované lidské činnosti, zplodiny aut. dopravy, průmyslu • Teplotní rozdíly jsou nejvýraznější při přímém slunečním svitu a slabém větru či bezvětří. • Teplotní rozdíly jsou nejvýraznější při přímém slunečním svitu a slabém větru či bezvětří. Smyslem monitoringu tepelných ostrovů je určení teplotních rozdílů mezi jednotlivými typy povrchů, jako je beton, asfalt, druhy dlažby, zelený pokryv, vzrostlé stromy či vodní prvky a vytvoření metodiky při navrhování struktur veřejných ploch ve městě. Snímkování „tepelných ostrovů“ proběhlo v rámci projektu „Adaptace sídel na změnu klimatu - praktická řešení a sdílení zkušeností“ z iniciativy magistrátu Statutárního města Hradce Králové, jako participujícího člena projektu. http://www.adaptacesidel.cz Termovize – základní principy: • Termografie – termovize (Thermovision, dnes FLIR – první výrobce termovizních kamer). • Zkoumání rozložení teplotního pole na povrchu zkoumaného předmětu. • Výsledek snímání – termogram (IR data neviditelná lidským okem, převedená na viditelné spektrum). SW Optris PI Connect Dron Robodrone Kingfisher • Výrobce Robodrone Industries s.r.o. Brno • Laskavě zapůjčila firma KELCOM International, s.r.o. Hradec Králové Termovizní kamera OPTRIS PI 640 • Nejmenší dostupná termovizní kamera • interpretace dat – SW Optris PI Connect (Optris) Než začneme létat - technika: Max hmotnost [kg] 10 Max výdrž [min] 45 Max dosah [km] 15 Max rychlost [km/h] 70 Rozměry trupu [mm] 1200x1400x220 Odolnost větru [m/s] < 8 (17.9mph / 28.8km/h) Servisní intervaly [hrs] 50 / 100 Max dostup [m] 1000 Příprava ke vzletu [min] < 5 Operační teplota -10 ~ + 50 st.C Optické rozlišení: 640 x 480 pixelů Teplotní rozsah: -20 °C až 900 °C Spektrální rozsah: 7,5 až 13 µm Obnovovací frekvence obrazu 32 Hz Příprava na snímkování: - Volba nosiče a kamery - Povolení ÚCL k činnosti nad zástavbou - Schválení majitele pozemku - Vyklizení prostoru vzletu a přistání Dron a příslušenství: - Nabití baterií, příprava palubního počítače a paměťového média - konektivita - Kontrola snímané oblasti na externím počítači (vzdálená plocha palubního PC) • Povolení Úřadu pro civilní letectví (ÚCL). Vzhledem k nestálosti požadovaného počasí je dobré žádat o více termínů. Povolení ÚCL se uděluje jednorázově na tyto pevně stanovené termíny. • Zajistit povolení záboru komunikace - odbor správy majetku příslušného obecního úřadu. • Uvědomit řízení letového provozu na řídící věži na letišti (pokud je letiště poblíž – kvůli případné eliminaci střetu se zasahující helikoptérou IZS). • Zajistit součinnost s městskou policií a PČR při vyklízení vzletové a přistávací plochy a zajištění bezpečnosti. • Technicky musí být zajištěna neustálá on-line komunikace operátora s dronem. V intravilánu nelze realizovat automatický let podle nastavených náletových os. • Operátor dronu musí mít platnou leteckou licenci a komerční dron musí mít licenci ÚCL. Než začneme létat v intravilánu: Snímkování „tepelných ostrovů“ v Hradci Králové (srpen 2016) Klimatické podmínky v čase snímkování nebyly nijak extrémní, spíše typické pro danou roční dobu a čas – převážně jasno, bezvětří. Teplota vzduchu ve stínu, měřena ve 2 metrech nad zemí byla 24 – 26 stupňů Celsia. Náměstí 28. října Bylo rekonstruováno v letech 2012 a 2013 podle návrhu kolektivu Ing. arch. Martin Hájek, Bc. Václav Hájek, Bc. Radka Košťálová. Před rekonstrukcí: - Zelené plochy (trávníky) zabíraly cca 30 % plochy náměstí - 18 vzrostlých stromů Po rekonstrukci: - Zelené plochy (spíše záhony s řadami keřů) zabírají cca 11 % plochy náměstí - 4 vzrostlé stromy 2005 – před rekonstrukcí 2015 – po rekonstrukci Zdroj – ortofotomapy Hradce Králové 2005 a 2015 Návrh řešení povrchů Zdroj – kolektiv Ing. arch. Martin Hájek, Bc. Václav Hájek, Bc. Radka Košťálová Náměstí 28. října – zelené plochy před a po rekonstrukci Zdroj – GIS Statutárního města Hradce Králové Hradec Králové – náměstí 28. října teploty povrchů různých prvků Datum 19.8.2016, čas 11:40 Riegrovo náměstí Rekonstrukce Riegrova náměstí byla dokončena v roce 2008 podle návrhu Atelieru designu a architektury Ing. arch. Patrika Kotase. Před rekonstrukcí: - Zelené plochy (trávníky) zabíraly cca 22 % plochy náměstí - 16 vzrostlých stromů Po rekonstrukci : - Zelené plochy (záhon, hrabanka se stromky, zelená plocha před Černigovem) zabírají cca 9 % plochy náměstí - 8 vzrostlých stromů - 79 stromků s minimálním stínem 2005 – před rekonstrukcí 2015 – po rekonstrukci Vizualizace Zdroj – ortofotomapy Hradce Králové 2005 a 2015 Zdroj – Atelier designu a architektury Ing. arch. Patrika Kotase Riegrovo náměstí - zelené plochy před a po rekonstrukci Hrabanka + zakrslé stromy záhon Hlavní nádraží Hotel Černigov Zdroj – GIS Statutárního města Hradce Králové Riegrovo náměstí v době snímkování 11 – 13 hod. Osvícení laviček Lavičky jsou na opačné straně stromů, než stín - nevhodné umístění laviček v letních měsících Závěr • Z termovizních záznamů je patrný rozdíl v povrchové teplotě různých druhů dlažby. • Jednoznačně pozitivní vliv na celkové mikroklima mají vzrostlé stromy a vodní prvky. • Naopak – je vidět že lavičky jsou mnohdy nezastíněné. (Například na Riegrově náměstí je většina laviček umístěna v blízkosti dekorativních stromků na „hrabankové“ ploše, ale ve směru k slunci, takže stín je na druhé straně stromků – lavičky jsou v létě mezi 10 a 15 hodinou na přímém slunečním světle). • To se samozřejmě projevilo na povrchové teplotě, která přesáhla 40 st.C. (při teplotě vzduchu 26 st.C.). Při projekční přípravě rekonstrukce je třeba, aby projektanti počítali i tímto faktorem. Závěr - doporučení • Při plánování rekonstrukcí veřejných ploch dbát na tepelnou odrazivost uvažovaných materiálů. • Nepodceňovat úlohu zeleně (zelených ploch i vzrostlých stromů). • Vodní prvky oživují prostor, zároveň jej zchlazují. • Při umísťování mobiliáře (laviček, herních prvků pro děti…) dbát na polohu slunce v letních měsících. • Vytvářet stín tvořící prvky (umístění stromů, alejí, markýz, slunečníků….). • Zelené plochy, sekané na „anglický trávník“ neplní funkci snižování vlivu UHI. Dron sloužící: • Viz předchozí prezentace Dron inspirující: • Například DRONDANCE  … a jak to dělají jinde? – Mapa povrchové teploty Brna Termovizní snímkování města Brna 2015 – 2016 (Oddělení dálkového průzkumu Země, Ústav výzkumu globální změny AV ČR, v. v. i.) Zdroj – Ústav globální změny AV ČR, v.v.i. Děkujeme vám za pozornost Ing. Pavel Struha pavel.struha@vsrr.cz Statutární město Hradec Králové, Vysoká škola regionálního rozvoje Doc. Ing. arch Vladimíra Šilhánková, Ph.D. vladimira.silhankova@vsrr.cz Mgr. Michael Pondělíček, Ph.D. mpondelicek@gmail.com Vysoká škola regionálního rozvoje