VDI 3785 Blatt 1-2008 Environmental meteorology - Methods and presentation of investigations relevant for planning urban climate.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREUmweltmeteorologieMethodik und Ergebnisdarstellung von Untersuchungen zum planungsrelevanten StadtklimaEnvironmental meteorologyMethods and presentation of investigations relevant for planning urban climateVDI 3785Blatt 1 / Part 1Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVD

2、I/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 1b: UmweltmeteorologieVDI-RICHTLINIENICS 07.060, 13.040.01Dezember 2008 December 2008Vervielfltigung auchfr innerbetrieblicheZwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedDer Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Ankndigung im Bundes

3、-anzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen.Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.The draft of this guideline has been subject to public scrutiny after announcement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette).The German version of this guideline shall be taken as authori

4、ta-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation.FrhereAusgabe:12.07 Entwurf,deutschFormeredition: 12/07Draft,inGermanonlyZu beziehen durch / Available atBeuth VerlagGmbH, 10772 Berlin AlleRechtevorbehalten / Allrights reserved VereinDeutscher Ingenieuree.V.,Dsseldorf2008K

5、ommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdLArbeitsgruppe Methodik zum planungsrelevanten StadtklimaAusschuss KlimaInhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . .

6、. . 32Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Formelzeichen und Abkrzungen . . . . . . . 74 Klimarelevanz bei Planungsaufgaben. . . . . 74.1 Mastabsgerechter Einsatz umwelt- meteorologischer Methodik . . . . . . . . . 84.2 Regional- und Landschaftsplanung und klimatologische Relevanz .

7、 . . . . . . . . . 114.3 Stadtentwicklungs-/Flchennutzungs- planung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124.4 Ortsteil mit Flchennutzungs-/Bauleit- planung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134.5 Bauleit-/Freiraumplanung. . . . . . . . . . 14 4.6 Gebudearchitektur, Bebauungsplan/ Bauantrag . .

8、 . . . . . . . . . . . . . . . . 154.7 Arbeitsschema und Vorgehen . . . . . . . . 165 Untersuchungsmethodik . . . . . . . . . . . . 175.1 Messplanung, Auswertung allgemein vorhandener Daten . . . . . . . . . . . . . 175.2 Messung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175.3 Modellierung . . . . . . .

9、. . . . . . . . . 226 Klimanderungen. . . . . . . . . . . . . . . . 257 Bewertung mittels bioklimatischer Eignungskriterien. . . . . . . . . . . . . . . . 258 Bewertungen stadtklimatischer Ergebnisse . 268.1 Beurteilungskriterien fr das Human- Bioklima . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278.2 Beurt

10、eilungskriterien fr die meteoro- logischen Ausbreitungsbedingungen . . . . 288.3 Bewertung fr Bioklima und meteoro- logische Ausbreitungsbedingungen . . . . . 29Schrifttum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . .

11、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Terms and definitions . . . . . . . . . . . . . 53 Symbols and abbreviations . . . . . . . . . . 74 Climatic relevance in planning projects . . . 74.1 True to scale application of environmental meteorologica

12、l methodology . . . . . . . . 84.2 Regional planning at regional level and landscape planning and climatic relevance . 114.3 Urban development planning/zoning planning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124.4 District with zoning planning/urban development planning . . . . . . . . . . . 134.5 Urba

13、n development planning/open space planning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144.6 Building architecture, local development plan/detailed planning application . . . . . 154.7 Work scheme and procedure . . . . . . . . 165 Method of investigation . . . . . . . . . . . . 175.1 Measurement planning,

14、evaluating of generally existing data . . . . . . . . . . . 175.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . 175.3 Modelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 Climatic change . . . . . . . . . . . . . . . . 257 Evaluation by means of bioclimatic uitability criteria . . . . . . . . . . . . . .

15、. . 258 Evaluation of urban climate findings . . . . . 268.1 Assessment criteria for human bioclimate. . . . . . . . . . . . . . . . . . 278.2 Assessment criteria for meteorological dispersion conditions . . . . . . . . . . . . 288.3 Evaluation of bioclimate and meteorological dispersion conditions

16、. . . . . . . . . . . . 29Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2008 2 VDI 3785 Blatt 1 / Part 1VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entsta

17、nden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig, sind vorbehalten.Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wahrung des U

18、rheberrechts und unter Beachtung der Lizenz-bedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.EinleitungDie Richtlinie trifft vor dem Hintergrund einer stadt-planerisch

19、en Anwendung Aussagen zu einheitlichen Untersuchungsmethodiken, zur Ergebnisdarstellung und zur Bewertung des Stadtklimas. Bei der Berck-sichtigung von Klima und Lufthygiene im Bereich der Stadtplanung ist es von grter Bedeutung, nicht nur auf die Darstellung der grorumigen mittleren klimatischen Ve

20、rhltnisse einzugehen, sondern die differenzierte Betrachtung der einzelnen innerstdti-schen Kleinklimate einschlielich ihrer gegenseiti-gen Wechselwirkungen zu bewerten.Planungsrelevante Stadtklimatologie liefert qualita-tive und quantitative Aussagen zu den thermischen und lufthygienischen Frageste

21、llungen.Bei einer planungsorientierten Beurteilung der Aus-wirkungen des Stadtklimas (sowie dessen Beeinflus-sung durch Bebauung), die sich vor allem an der Er-haltung von Gesundheit und Wohlbefinden der Men-schen orientieren muss, sind allgemein der thermi-sche und der lufthygienische Wirkungskompl

22、ex des Stadtklimas zu untersuchen.Unter dem thermischen Wirkungskomplex sind die Auswirkungen der gesamten meteorologisch relevan-ten Energetik der Stadtgrenzschicht (Strahlungs-wrme, fhlbare und latente Wrme, anthropogen er-zeugte Wrme, thermische Zirkulation, Wind) zu-sammengefasst.Der lufthygieni

23、sche Wirkungskomplex bezieht sich auf die physikalischen und chemischen Qualitten der Stadtluft (Schadstoffemission, Austauschverhltnisse, Immissionskonzentration von Luftschadstoffen).Dies sollte vor dem Hintergrund der Stadtentwick-lungsprozesse, wie sie sich in wachsenden oder auch schrumpfenden

24、Stdten darstellen, geschehen. Damit verbunden ist auch die Tendenz, innerstdtisches Wohnen wieder attraktiver zu machen und die ver-Preliminary noteThe content of this guideline has been developed in strict accordance with the requirements and recom-mendations of the guideline VDI 1000.All rights ar

25、e reserved, including those of reprinting, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts.The use of this guideline without infringement of copy-right is permitted subject to the licensing conditions specified in

26、 the VDI notices (www.vdi-richtlinien.de). We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this guideline.IntroductionBased on the background of urban planning applica-tions, this guideline makes statements to uniform in-vestigation methods, to presentation of results and to the ev

27、aluation of the urban climate. Considering cli-mate and air quality within the area of urban plan-ning, it is of utmost importance not only to deal with the presentation of large-scale mean climatic condi-tions but also to assess the differing considerations of the individual inner city local climat

28、es including their reciprocal interactions. Urban climatology relevant for planning supplies qualitative and quantitative statements to the thermal and air quality issues.The thermal and air quality efficiency complex of the urban climate needs to be investigated. Planning-orientated assessment of t

29、he effects of urban climate (as well as their influence due to building) needs to focus mainly on the maintenance of human health and well-being. The thermal efficiency complex refers to the effects of the total meteorological relevant aspects of the ur-ban boundary layer (radiant heat, sensible and

30、 latent heat, anthropogenically generated heat, thermal cir-culation, wind). The air quality efficiency complex refers to the phys-ical and chemical qualities of the urban air (pollutant emission, exchange conditions, ambient air quality concentration of air pollutants).This should occur against a b

31、ackground of urban de-velopment processes in growing or shrinking cities. There is a tendency to make inner city living more at-tractive and to prefer the condensed city against a dis-persion of urban spaces. Aims of urban planning and B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 201

32、2-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2008 VDI 3785 Blatt 1 / Part 1 3 dichtete Stadt gegenber der Ausbreitung des Stadt-raums vorzuziehen. Stadtplanungsziele und Pla-nungsebenen sind mit den klimatischen Bewertungs-methoden in ihrer rumlichen, zeitlichen und quanti-tat

33、iven Beschreibung und Festlegung zusammenzu-fhren. berall dort, wo dies bereits geschehen ist oder geschieht, wie in den Regionalplnen hier als Flchen fr schtzenswerte Klimafunktionen oder in den Stadtentwicklungs- und Flchennutzungspl-nen dort als berwrmungsbereiche, Frischluftver-sorgung und Luftl

34、eitbahnen, werden die Funktionen mit Planungsmagaben belegt.1 AnwendungsbereichDer Anwendungsbereich dieser Richtlinie erstreckt sich ber die Bereiche Stadtplanung und Architektur, Gebude- und Bauleitplanung sowie Quartiers- und Stadtentwicklungsplanung.Die Richtlinie untersttzt den Anwender bei der

35、 Be-wertung der thermischen und lufthygienischen Situa-tion und der Auswirkung von Flchen, Verdichtun-gen, Konversionsmanahmen, Stadtrckbau und Ein-zelgebuden.Die Bercksichtigung des Klimas in der Stadtpla-nung erfordert eine detaillierte Kenntnis der Wech-selwirkungsprozesse zwischen den stdtischen

36、 Fak-toren und der Atmosphre. Die Ergebnisse werden in Abhngigkeit von der Stadtplanungsebene als Karten in unterschiedlicher rumlicher Auflsung darge-stellt. Festlegungen von Untersuchungsmethoden und die Bewertung der Ergebnisse fr den thermi-schen und lufthygienischen Wirkungskomplex sind abhngig

37、 von der Planungsebene und den verfgba-ren Daten.Hinsichtlich der Planungsebenen wird auf die Richt-linie VDI 3787 Blatt 1 verwiesen. Die vorliegende Richtlinie hebt auf die dort beschriebenen Fachpla-nungen ab und ergnzt diese um folgende stadtklima-tisch relevante Fragestellungen:rumliche Ausprgun

38、g und Hufigkeit des Luft-massenaustauschs (Be- und Entlftung) und deren Eintrittshufigkeitrumlich zeitliche Ausprgung der thermischen und lufthygienischen Aspekte des Stadtklimas (Belastungsrume, Besonnungs-, Verschattungs-verhltnisse)rumliche Darstellung und Bewertung der Wir-kungs- und Belastungsr

39、umeenergetische Optimierung durch Standortbestim-mung aus der Stadtklimaanalyse heraus mit ber-wrmungsrumen und Kaltluftgebieten, Bau-dichteplanning levels are brought together with climatic evaluation methods in their spatial, temporal and quantitative description and specification. When this occur

40、s in regional plans at regional level areas worth protecting for in their climatic functions or in the urban development plans and zoning plans or where there are areas of heat load, fresh air supply and ventilation lanes, functions are controlled with planning measures. 1ScopeThe scope of this guid

41、eline covers the areas of urban planning and architecture, housing- and urban land use planning as well as urban neighbourhood- and ur-ban development planning.This guideline aids the evaluation of the thermal and air quality situation and impacts of surfaces, densifi-cation, conversion measures, an

42、d urban renewal as well as individual buildings. Consideration of climate within urban planning re-quires detailed knowledge of the reciprocal process between the urban factors and the atmosphere. Re-sults are illustrated in maps of different spatial reso-lution depending on the scale of urban plann

43、ing. Specification of research methods and the assessment for the thermal and air quality efficiency complex are dependent of the level of planning and the available data. Concerning the level of planning, reference is made to guideline VDI 3787 Part 1. The present guideline addresses the described

44、sectoral planning and com-plements those dealing with the following relevant concerns of urban climate:regional occurrence and frequency of air masses exchange (ventilation) and their frequencies regional seasonal occurrence of the thermal and air quality aspects of urban climate (stress areas, inso

45、lation rates, shading conditions) regional presentation and evaluation of the impact area and stress areas energy optimisation of location based on the ur-ban climate analysis with regard to areas with heat load and cold air areas, building density B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormC

46、D - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2008 4 VDI 3785 Blatt 1 / Part 1Untersuchungsgegenstnde, dazugehrige Planungs-ebenen, das methodische Herangehen und die darauf abgestimmten Bewertungskriterien sind immer vor dem Hintergrund existierender Gesetzgeb

47、ungen zu sehen. In Abschnitt 4.1. (Tabelle 1) sind die Pla-nungsebenen und ihre Klima-Relevanz dargestellt.Die Aufgabe einer planungsbezogenen Stadtklimato-logie ist die Verbesserung der lufthygienischen und thermischen Bedingungen:Abbau von Wrmeinseln (Wrmeinsel als Indiz fr den thermischen Komfort

48、/Diskomfort), Frei-raumplanungOptimierung der stdtischen Belftung (Luftaus-tausch, Luftleitbahnen), Stadtplanung und Stadt-entwicklung fr die Lufthygiene und den thermi-schen KomfortVermeidung von Luftstagnation bei Inversions-wetterlagen, Vermeidung von Barrieren fr den Luftaustausch Erhaltung und

49、Frderung von Frischluft- oder Kaltluftentstehungsgebieten fr den Luftaus-tausch und somit zur Verbesserung der lufthygie-nischen SituationAuf Grundlage dieser Erhebungen erfolgt die rumli-che Festlegung in einer verbindlichen Planung. Fest-legungen knnen sein: das Freihalten von Kalt- oder Frischluftentstehungsflchen (Hanglagen) oder von Luftleitbahnen, Gebudeausrichtung, Hhe und Be-bauungsdichte. Solche Festlegungen knnen gem Baugesetzb