Väitöstilaisuus Oulun yliopistossa
Väittelijä
Tekniikan lisensiaatti, arkkitehti Kimmo Kuismanen
Tiedekunta
Teknillinen tiedekunta, arkkitehtuurin osasto
(08) 553 4913
Oppiaine
Arkkitehtuuri
Väitöstilaisuus
28.11.2008 klo 12.00
Väitöstilaisuuden paikka
Arkkitehtuurin osasto, Apajan sali, Aleksanterinkatu 4-6
Aihe
Climate-conscious Architecture — Design and Wind Testing Method for Climates in Change
Ilmastotietoinen arkkitehtuuri — suunnittelu ja tuulitestaus muuttuvassa ilmastossa
Vastaväittäjät
Tohtori Tom Sanya, Durhamin yliopisto ja
professori Rüdiker Höfer, Ruhrin yliopisto
Kustos
Professori Helka-Liisa Hentilä
Väitöskirja
Ilmastotietoinen arkkitehtuuri - suunnittelu ja tuulitestaus muuttuvassa ilmastossa
Väitöstutkimuksen päätavoitteena oli kehittää käytännöllisiä suunnitteluvälineitä, joilla voidaan parantaa ympäristöä, mikroilmastoa sekä rakennusten ja kaavojen energiataloutta eri ilmastovyöhykkeissä, sekä varautua ilmaston muutokseen. Lukuisat kaavoittajat ja arkkitehdit ovat todenneet, että tarvittaisiin yksinkertaisia ilmastotietoisia analyysi- ja suunnittelumetodeita eri ilmastovyöhykkeisiin. Ilmaston muutoksen huomioivia suunnitteluohjeita, eikä edullista pienoismallien tuulitestausmenetelmää ole olemassa.
Kehitetty työkalupakki on nimetty CASE metodiksi, missä C tarkoittaa climate, A architecture, S science ja E environment. Tutkimuksen osat ovat:
- Selvitys tämänhetkisestä ilmastoon ja suunnitteluun liittyvästä osaamisesta.
- Selvitys ilmastonmuutoksen vaikutuksesta rakennetulle ympäristölle.
- Yksinkertaisten mikroilmasto-, luonto- ja rakennetun ympäristön analyysien kehittäminen.
- Määritellä hyväksyttävän mikroilmaston kriteerit.
- Kehittää pienoismallien tuulitestauslaite.
- Kehittää metodit testitulosten analysoimiseksi ja johtopäätösten vetämiseksi.
- Laatia kaavoitus- ja rakennussuunnitteluohjeet eri ilmastovyöhykkeille.
Työ alkoi ilmaston, ilmastonmuutoksen ja tuulitestaustutkimuksen perusselvityksellä. Lämpötilan, auringon säteilyn, kosteuden ja ilmavirtausten vaikutukset ihmiseen, rakennuksiin ja rakennusryhmiin analysoitiin. Tämän tiedon perusteella kehitettiin bioklimaattisen analyysin rakenne ja osat, ilmastotiedon keräämisen menetelmät, sekä mikroilmaston analysoinnin menetelmät. Työssä esitellään myös CAD ja CFD (tietokonemallinnettu virtausdynamiikka) tekniikoiden käyttäminen suunnittelun yhteydessä.
Tärkeä osa tutkimusta oli CASE tuulitestauslaitteen, erilaisten tuulen simulointitekniikoiden ja testausten havainnointimenetelmien kehittäminen. Analyysien ja tuulitestauksen luotettavuus ja käyttömahdollisuudet tutkittiin.
Kehitettyjen menetelmien ja kerätyn muun aineiston perustella kehitettiin bioklimaattisen kaavoituksen ja arkkitehtisuunnittelun suunnitteluohjeet eri ilmastovyöhykkeisiin. Työssä esitellään eri ilmastoihin sopivia energiansäästö- ja painovoimaisen ilmanvaihdon ratkaisuja. Tekijä ei kuitenkaan halua tarkkaan määritellä mitään lopputulosta eikä ehdottaa mitään mekaanisia metodeita, vaan haluaa lisätä tieto-taitoa sekä uusia näkökulmia ja työtapoja nykyisiin kaavoitus- ja konsultointikäytäntöihin. ”Metodi” on siinä, ettei ole mitään kaavamaista metodia, vaan bioklimaattisten tekijöiden syvempi ymmärtäminen.
Väitöstutkimus keskittyi helppokäyttöisen ilmastotietoisen rakennus- ja kaupunkisuunnittelun metodin ja tuulitestauslaitteen kehittämiseen. Kehitetyt analyysimenetelmät antavat laadullisen yleiskuvan, jota voidaan syventää määrällisen analyysin suuntaan käyttämällä tuulitestausmittauksia ja karheuslaskelmia. Suunnitteluprojektin kulku on suunnilleen seuraava:
- Alueen ilmastotiedon kerääminen ja analysointi.
- Pienoismallin tai virtuaalimallin tekeminen.
- Luonnon ja rakennetun ympäristön analysointi.
- Mikroilmaston analysointi, johtopäätökset ja vaihtoehtoiset suunnitelmat.
- Vaihtoehtojen tuulitestaus ja arviointi.
- Lopulliset suunnitelmat tai suunnitteluohjeet.
Työn aikana syntyi suunnitteluun, rakentamiseen, hallintoon ja koulutukseen liittyviä kehitysideoita, ja ilmeni useita kohteita, jotka vaativat jatkotutkimusta.
|