Yazılım

Sıcaklık Kontrolünde; Kentsel Isı Ada Etkisi Algoritmaları

Çalışmalar; sokakların ve binaların düzenlenme biçiminin, ısı oluşumunda büyük fark yarattığını ortaya koyuyor.

Bir şehrin sokaklarının ve binalarının düzenlenmesi; kentlerin çevrelerinden daha sıcak olmasına neden olan, yerel kentsel ısı adası etkisinde çok önemli bir rol oynuyor. Yeni bulgu; kent plancılarına ve yetkililere bu etkileri değerlendirmek için yeni yollar sağlayabilir.
New York ve Chicago gibi bazı şehirler, bir kristal içindeki atomlar gibi kesin bir ızgaraya yerleştirilirken; Boston veya Londra gibi yerler, sıvı veya camdaki karışık atomlar gibi daha kaotik olarak düzenlenir. Araştırmacılar, “kristal” olan şehirlerin, “cam benzeri” şehirlerden çevrelerine kıyasla çok daha fazla bir sıcaklık artışı gösterdiklerini keşfettiler.

Physical Review Letters Dergisinde yayınlanan çalışma; “doku” olarak adlandırdıkları kent kalıplarındaki bu farklılıkların bir şehrin ısı adası etkisinin en önemli belirleyicisi olduğunu açıklıyor.

Araştırma, MIT ve National Center for Scientific Research Üst Düzey Araştırmacı Bilim İnsanı Roland Pellenq tarafından gerçekleştirildi.

Isı Adası Etkisi on yıllardır biliniyor. Aslında, beton ve asfalt gibi kentsel yapı malzemelerinin, gün boyunca ısıyı emebilmesi ve bitki örtüsü ile kaplı alanlardan ısıyı (geceleri) daha fazla yaydığı gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Etki Phoenix, Arizona gibi yerlerde gece sıcaklıklarına yaklaşık 10 Fahrenhayt derece ekleyerek, dramatik bir etki yaratabilir. Bu tür yerlerde, bu etki, sıcak havalarda sağlık sorunları ve enerji kullanımını önemli ölçüde artırabilir.

Ekip, materyaldeki atomik yapıları analiz etmek için geliştirilen matematiksel modelleri kullanarak şehrin tasarımının ısı-ada ilişkisinin nasıl etkileyeceğini açıklayan basit bir formül oluşturduğunu keşfetti.

Araştırmacılar başlangıçta, bir maddedeki atomların diğer atomlardan gelen kuvvetlerden nasıl etkilendiğini açıklamak için geliştirilen formülleri uyarladılar. Daha sonra kompleks ilişki takımlarını yakınlardaki binaların birbirlerine göreceli mesafelerinin, çok daha basit istatistiksel tanımlarına indirgediler. Onları, ABD ve diğer ülkelerdeki 47 şehrin uydu görüntülerinden belirlenen bina kalıplarına uyguladılar. Herhangi bir binanın en yakın komşu kümesinin istatistiksel bir tanımını sağlamak için 0 (toplam bozukluk) ile 1 (mükemmel kristal yapı) arasında değişen tek bir endeks numarası ile sonuçlandırdılar.

Her bir şehir için; şehir içi ve dışı ancak yakınında bulunan istasyonda; güvenilir sıcaklık verilerini toplayıp, farkı belirlediler.

Bu yerel düzen parametresini hesaplamak için, fizikçiler tipik olarak içindeki atomların yerlerini bulmada; nötronlarla materyalleri patlatma yöntemleri kullanmak zorunda kalırlar. Ancak; Pellenq’in de belirttiği gibi, bu yöntem yerine; Google Haritaları gibi; şehir haritalarındaki parametreyi belirlemek için geliştirdikleri algoritmaları kullanarak, şehirlerin 0,5 ila 0,9 arasında değişmekte olduğunu tespit ettiler.

Isıtma etkisindeki farklılıklar, binaların ısıyı yeniden ıslah etme biçiminden kaynaklanıyor gibi görünüyor, bu da bundan sonra doğrudan kendileri ile yüzleşen diğer binalar tarafından yeniden emilebilir.

Özellikle Çin gibi yeni şehirlerin hızla geliştiği yerler ve mevcut şehirlerin hızla genişlediği bölgeler için bu bilgilerin olması önem arz etmektedir. Sıcak yerlerdeki şehirler ekstra ısınmayı en aza indirgemek için tasarlanabilir; ancak daha soğuk yerlerde etki aslında bir avantaj olabilir ve şehirler buna göre tasarlanabilir.

Pellenq, “Phoenix’in yeni bir bölümünü planlıyorsanız, bir ızgara inşa etmek istemiyorsunuzdur. Çünkü zaten çok sıcak bir yer. Fakat Kanada’nın bir yerinde bir belediye başkanı hayır diyebilir, biz şeridi daha sıcak tutmak için ızgarayı kullanmayı tercih edeceğiz.”

Etkileri önemli… Ekip, tüm devletleri ayrı ayrı değerlendirdi ve örneğin Florida eyaletinde yalnızca kentsel ısı adası etkilerinin klima için maliyetinin 400 milyon dolar olabileceği tahmininde bulundu. Bu da, kent plancıları için bir strateji sunuyor.  Genel olarak bir ızgara modelinin izlenmesi daha basit olmakla birlikte; elektrik hatlarının, kanalizasyon ve su borularının ve ulaşım sistemlerinin yerleştirilmesi açısından; sıcaklığın ciddi bir sorun olabileceği yerlerde, daha az doğrusal bir düzen için ekstra komplikasyonlara değer olabilir.

Bu çalışma aynı zamanda; inşaat malzemeleri üzerine yapılan araştırmaların, kentlerin tarihi şehir merkezindeki binalar arasındaki ısı etkileşimini düzgün bir şekilde yönetmek için bir yol sağlayabileceğini önermektedir.

 

Kaynak:
mit
Etiketler
1 Oy2 Oy3 Oy4 Oy5 Oy (1 oy verildi, Ortalama: 5 üzerinden 5,00 oy )
Loading...

Benzer Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

İlgini Çekebilir

Close
Close