ANALYSIS OF THE INFLUENCE OF GEOMETRIC PARAMETERS OF URBAN CANYONS IN A TROPICAL SAVANNAH CLIMATE
DOI:
https://doi.org/10.46421/encac.v17i1.4077Keywords:
microclimate, urban canyon, thermal comfort, urban geometry.Abstract
The growing population growth in urban centers has driven a gradual process of modification from the natural to the built environment. These transformations condition a typically urban climate, often characterized by increased air temperature, a phenomenon known as urban heat islands (ICU). In the search for sustainable and resilient cities, the literature points to the compact city model, and verticalization emerges as an alternative to enable the increase in population density. The study of urban canyons, can contribute to the creation of microclimatic conditions favorable to thermal comfort for pedestrians. The objective of this investigation was to analyze the effects of the geometry of the urban canyon, based on the H/W ratio and the orientation of roads on the urban microclimate, taking as object of study the city of Arapiraca, Alagoas, with a tropical savannah climate. For that, computer simulation was used in the ENVI-met software in predictive analysis from 18 hypothetical scenarios. The scenarios have variations regarding the application of minimum setback and progressive setback to the number of floors, with the predominant incidence of ventilation perpendicular (N=0°) and oblique (N=45°) to the buildings, for the hot and dry period. The canyon performance was evaluated by comparing mean radiant temperature and wind direction/speed, at 15h, as it is the hottest period of the day. The results revealed that in deep canyons using the initial setback, the extent of the shaded area was greater, which decreased the mean radiant temperature. However, the scenarios using progressive retreat showed better performance in terms of wind direction/speed. In this case, the oblique orientation of the pathways enhanced this result.
References
AFIQ, W. M. Y.; AZWADI, C. S. N.; SAQR, K. M. Effects of buildings aspect ratio, wind speed and wind direction on flow structure and pollutant dispersion in symmetric street canyons: a review. Int. J. Mech. Mater. Eng., v. 7, p. 158–165, 2012.
ALCHAPAR, N. L.; PEZZUTO, C. C.; CORREA, E. N. Parámetros urbanos morfomateriales y su correlación con las temperaturas de aire en verano. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 18, n. 4, p. 199-213, out./ dez, 2018. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/s1678-86212018000400301
ACHOUR- YOUNSI, S.; KHARRAT, F. Outdoor thermal comfort: Impact of the geometry of an urban street canyon in a Mediterranean subtropical climate – Case study Tunis, Tunisia. Procedia - Social and Behavioral Sciences, v. 216, p. 689-700, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.sbspro.2015.12.062
ANDREOU, E. The effect of urban layout, street geometry and orientation on shading conditions in urban canyons in the Mediterranean. Renew. Energy, v. 63, p. 587–596, 2013. DOI: https://doi.org/10.1016/j.renene.2013.09.051.
Código de Obras e Edificações no Município de Arapiraca. (2001). Lei Municipal nº 2.220, de 2001. Recuperado de 20 de abril de 2023, de www.arapiraca.al.gov.br
Código de Urbanismo e Edificações do Município de Maceió. (2007). Lei Municipal nº 5.593, de 8 de fevereiro de 2007. Recuperado de 20 de abril de 2023, de www.maceio.al.gov.br
COCEAL, O.; BECHER, S. E. A canopy model of mean winds through urban areas. Q. J. R. Meteor. Soc., v. 130, n. 599, 2006. DOI: http://dx.doi.org/10.1256/qj.03.40.
DE, B.; MUKHERJEE, M. Optimisation of canyon orientation and aspect ratio in warm-humid climate: Case of Rajarhat Newtown, India. Urban Climate, n. 24, p. 887–920, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.uclim.2017.11.003
GIVONI, B. Climate considerations in building and urban design. New York: John Wiley & Sons, 1998.
GUSSON, C. dos S. Efeito da Densidade Construída Sobre o Microclima Urbano: Construção de Diferentes Cenários Possíveis e seus Efeitos no Microclima para a Cidade de São Paulo. Dissertação de mestrado, Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, USP, São Paulo, 2014.
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE. (2010). Censo Demográfico - 2010. Arapiraca: IBGE. Recuperado em 15 de janeiro de 2023, de www.ibge.gov.br
JOHANSSON, E. Influence of urban geometry on outdoor thermal comfort in a hot dry climate: A study in Fez, Morocco. Building and Environment, v. 41, p. 1326–1338, 2006. DOI: 10.1016/j.buildenv.2005.05.022
KRÜGER, E. L.; MINELLA, F.O.; RASIA, F. Impact of urban geometry on outdoor thermal comfort and air quality from field measurements in Curitiba, Brazil. Building and Environment, v. 46, p. 621-634, 2011. DOI:10.1016/j.buildenv.2010.09.006.
MUNIZ-GÄAL, L. P.; PEZZUTO, C. C.; CARVALHO, M. F. H. de; MOTA, L. T. M. Parâmetros urbanísticos e o conforto térmico de cânions urbanos: o exemplo de Campinas, SP. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 18, n. 2, p. 177-196, abr./jun, 2018. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/s1678-86212018000200249
MUNIZ-GÄAL, L. P.; PEZZUTO, C. C.; CARVALHO, M. F. H. de; MOTA, L. T. M. Urban geometry and the microclimate of street canyons in tropical climate. Building and Environment, v. 169, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2019.106547
NAKATA-OSAKI, C. M.; SOUZA, L. C. L. de; RODRIGUES, D. S. Impacto da geometria do cânion urbano na intensidade de ilha de calor noturna: análise através de um modelo simplificado adaptado a um SIG. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 16, n. 3, p. 73-87, jul./set, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/s1678-86212016000300093
NOGUEIRA, A. M. P.; ARAÚJO, I. A. L. de; BITTENCOURT, L. S.; RESTAINO, G. Impacto da verticalização no microclima urbano: o caso do bairro Guaxuma, em Maceió-AL, Brasil. PARC Pesquisa em Arquitetura e Construção, Campinas, SP, v. 9, n. 2, p. 72-85, jun, 2018. DOI: https://doi.org/10.20396/parc.v9i2.8650267.
OKE, T. R. Canyon Geometry and the Nocturnal Heat Island: comparisons of scale model and field observations. Journal of Climatology, v. 1, n. 3, p. 237-254, jul./set., 1981.
OKE, T. R.; MILLS, G.; CHRISTEN, A.; VOOGT, J. A. Urban Climates. 1. ed. New York: Sheridan Books, 2017.
OLIVEIRA, P. M. P. de. Cidade Apropriada ao Clima: a forma urbana como instrumento de controle do Clima Urbano. Dissertação de Mestrado, Universidade de Brasília. Brasília, 1988.
SILVA, M. F. da. Estratégias bioclimáticas para seis cidades alagoanas: contribuições para a adequação da arquitetura ao clima local. Dissertação de mestrado, Programa de Pós Graduação em Arquitetura e Urbanismo, UFAL, Maceió, 2019.
SILVA, M. F. da.; BARBOSA, R. V. R. Regime de ventos em cidades de diferentes regiões geográficas de Alagoas a partir de dados meteorológicos recentes. Revista Brasileira de Climatologia, Dourados, MS, v. 31, 2022, ISSN 2237-8642
TALEGHANI, M. Outdoor thermal comfort by different heat mitigation strategies- A review. Renew. Sustain. Energy Rev., v. 81, 2018. DOI: https://doi.org/ 10.1016/j.rser.2017.06.010.
TONG, S.; WONG, N. H.; TAN, C. L.; JUSUF, S. K.; IGNATIUS, M.; TAN, E. Impact of urban morphology on microclimate and thermal comfort in northern China. Sol. Energy, v. 155, p. 212–223, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.solener.2017.06.027.
TORK, L. D.; TIBIRIÇÁ, A. C. G.; TIBIRIÇÁ, Á. M. B. Análise da ventilação natural conforme planos diretores: resultados de pesquisa em Belém, PA. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 17, n. 1, p. 329-351, jan./mar., 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/s1678-86212017000100138
TORRES, S. C. Forma e Conforto: estratégias para (re)pensar o adensamento construtivo urbano a partir dos parâmetros urbanísticos integrados à abordagem bioclimática. Tese de doutorado, Programa de Pós-Graduação em Desenvolvimento Urbano, UFPE, Recife, 2017.
WAI, K. M.; YUAN, C.; LAI, A.; YU, P. K. N. Relationship between pedestrian-level outdoor thermal comfort and building morphology in a high-density city. Science of the Total Environment, v. 708, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.134516
XUE, Y.; WANG, Y.; PENG, H.; WANG, H.; SHEN, J. The impact of building configurations and anthropogenic heat on daily urban air temperature cycles. Building and Environment, v. 169, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2019.106564
YANG, H.; ZHAO, L.; BRUSE, M.; MENG, Q. Evaluation of a microclimate model for predicting the thermal behavior of different ground surfaces, Build. Environ., v. 60, p. 93-104, 2013. DOI: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2012.11.00
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