NOTAT Asplan Viak Lokalklimaanalyse på Torget 2011-2012 Nina Rieck 02.03.2012 Asplan Viak AS - Tempev eien 22 - Postboks 6723 - 7490 Trondheim - Tlf 73949797 - Faks 73949790 asplanv iak.no NOTAT LOKALKLIMAANALYSE PÅ TORGET INNLEDNING I forbindelse med planer for utvikling av Torget i Trondheim er det gjennomført en lokalklimaanalyse på oppdrag for Trondheim kommune ved idrett, park og friluftsliv. Torget skal bygges om og stedet utnyttes på best mulig måte for de ulike aktiviteter og hendelser som finner sted i byens mest sentrale punkt. I denne henseende er det viktig å ta hensyn til de lokalklimatiske forholdene for å utforme et best mulig sted å oppholde seg for alle. Lokalklimavurderingen redegjør for de lokalklimatiske forholdene i denne delen av sentrum, hvordan lokalklimaet eventuelt kan bli endret og påvirke planområdet og hva som bør tas hensyn til i den videre planleggingen. Analysen gir anbefalinger til hvilke områder som er egnet til opphold ut fra lokalklimatiske hensyn. Det er ikke gjennomført meteorologiske målinger i planområdet. Modelldata fra vindkart for Norge og fra Voll meteorologiske stasjon er benyttet for å beskrive vind-, temperatur-, sol- og nedbørsforhold. Analysen er gjennomført i samarbeid med Kjeller Vindteknikk ved Øyvind Byrkjedal og Asplan Viak ved Nina Rieck. LOKALKLIMA Metode og datagrunnlag er beskrevet i Notat fra Kjeller Vindteknikk av 28.09, vedlegg 1. I urbane strøk påvirkes de lokalklimatiske forholdene på ulike måte. Vindens strømningsmønster påvirkes og styres i gatenettet, og kan på denne måten dreies i forhold til høyere oppe i atmosfæren. Høyhus vil hente ned og forsterke vinden i områdene omkring bygningen. Det er imidlertid ingen høyhus på Torget som vil gi en slik virkning. Temperatur og fuktighetsforhold vil også bli modifisert ved store areal med harde og tette overflater (asfalt, brostein, etc). Lokalklimaanalyse på Torget 1 NOTAT Vindretning. Vinddataene forteller at det gjennom hele året er fremherskende vind fra sør og sør-sørvest som kommer inn dalen fra Heimdal og inn mot sentrum. I sommermånedene fra mai til august er det imidlertid største hyppighet av vind fra nordvest som dreier rundt Byneset og inn mot sentrum. Vind fra denne retningen er også den sterkeste. Vindstyrke. Gjennomsnittlig vindstyrke er ved vind fra sørlig sektor mellom 0 og 10 m/s, det vil si fra stille til frisk bris. I det meste av tiden er vindhastigheten mellom 0 og 5 m/s, det vil si stille til lett bris. Fra nordlig sektor kan vindstyrken komme opp i 10 til 15 m/s, det vil si frisk bris til stiv kuling, men dette forkommer sjelden og om vinteren. Det meste av tiden er vindstyrken mellom 1 og 5 m/s men intervallet mellom 5 til 10 m/s forekommer også. Vindhastigheten bør relateres til komfortkriterier for dem som oppholder seg ute. Vi har benyttet Lawsons komfortkriterier utviklet ved Universitetet i Bristol i England over en 30 års periode. Det er viktig å være klar over at en slik klassifisering til en viss grad vil være subjektiv og at komfort knyttet til vind kan oppfattes forskjellig fra person til person. Lawsons kriterier viser at i fotgjengerområder bør vindstyrken være under 5,5 m/s. For inngangspartier til bygninger og utearealer for sittegrupper bør styrken være under 3,5 m/s. Sammenstiller vi disse tallene med vindroser fra modellen, vil vi se at vindforholdene for det meste er akseptable på Torget. Vindstyrken som hyppigst forekommer er under 5 m/s gjennom hele året. Lokalklimaanalyse på Torget 2 NOTAT Vindroser for 4 sesonger; mars, april, mai øverst til venstre, juni, juli, august øverst til høyre, septemb er, oktober, novemb er nederst til venstre og desember, januar, feb ruar nederst til høyre. Temperatur. Temperaturforholdene varierer med vindretningen. I sommerhalvåret er temperaturen gjerne høyere med vind fra østlig og sørlig sektor. Vind fra sørvest og nordvest vil oftere ha sammenheng med lavere temperaturer i sommerhalvåret. Vindroser som illustrerer temperaturfordelingen i hver vindsektor. Venstre figur er for månedene desember, januar, feb ruar. Høyre figur er for månedene juni, juli, august. Blå farge illustrerer temperatur lavere enn 0 grader. Lokalklimaanalyse på Torget 3 NOTAT Nedbør. Målinger fra Voll stasjon viser at månedene februar-mai har minst nedbør mens månedene juli-oktober har betydelig mer nedbør. I juli og august når vind kommer fra nordvest og nordøst er det også lite nedbør, mens det ved vind fra sørvest-vest er målt mer nedbør. Soltimer. Den nærmeste meteorologiske stasjon hvor data for soltimer er tilgjengelig er Værnes. Det kan være lokale forskjeller mellom Værnes og Trondheim. For juni til august er det vist mest overskyet vær (mindre enn 2 soltimer i døgnet) ved vindretning fra vestsørvestvestnordvest. SOL OG SKYGGE Sol/skygge-studier er vist i vedlegg 2 i tillegg til utvalgte tidspunkt satt inn i teksten under. Situasjonen er beskrevet for februar, mars, mai, juni, august og september. I februar er det lite direkte sol på Torget. 2.feb kl.1300 I mars er det om morgenen slagskygge på deler av nordøstlige og sørvestlig kvadrant og full skygge på den sørøstlige. Mellom 13.00 og 16.00 er det full sol på alle kvadranter bortsett fra den sørvestlige. 21.mars kl. 1300 Lokalklimaanalyse på Torget 21.mars kl. 1600 4 NOTAT I mai er det gode solforhold på hele Torget fra morgen til kveld, kl. 19.00. Det er noe slagskygge på deler av sørvestlige kvadrant. 01.mai kl. 1000 01.mai kl. 1600 For juni er det også gode solforhold for hele Torget, men utover ettermiddagen faller slagskyggene på sørvestre og nordvestre kvadrant. 21.juni kl. 1600 21.juni kl. 1900 I august er situasjonen som for juni men slagskyggene er noe lengre. 01.aug kl.1600 Lokalklimaanalyse på Torget 01.aug kl.1900 5 NOTAT I september faller det slagskygger på deler av nordøstlige, sørøstlige og sørvestlige kvadrant om morgenen. Utover formiddagen er det kun på den sørvestre kvadranten det er slagskygge. Fra kl. 16.00 og utover faller slagskygger på store deler av Torget bort sett fra på nordøstre kvadrant. 21.sept kl. 1000 21.sept kl. 1600 Ut fra sol/skygge-studiene kan det konkluderes med at den nordøstre kvadrant er den mest solfylte gjennom hele året mens den sørvestlige er den mest skyggefulle. ANALYSE AV DE KLIMATISKE PARAMETRENE PÅ TORGET Vinddataene er sammenstilt i to temakart; sommer- og vintersituasjon, vedlegg 3 og 4. Kartet for sommersituasjonen viser at den nordøstlige kvadranten ligger i le og har gode solforhold. Det er også et mindre område i le i den nordvestlige kvadranten. I vinterhalvåret ligger den sørvestlige kvadranten på Torget i le. Det er også et mindre område i den sørøstlige kvadranten som er i le. Fremherskende vinder både fra nordlig og sørlig sektor følger Munkegata. Ved vinder fra sørvest vil det også trekke inn mot Torget fra krysset Kongensgate/Prinsensgate. Vindene vil kunne virke mer i de åpne kjørefeltene i Munkegata enn på fortauene. Gatetrærne vil ha en viktig vinddempende effekt. Fasadene og tiltak på fasadene vil også dempe vinden i denne sonen. Sol- og skyggestudien viser at det er gode solforhold på Torget. Den mest solfylte delen er imidlertid den nordøstre kvadranten. Den sørvestre kvadranten ved Trondheim Torg er den mest skyggefulle. Lokalklimaanalyse på Torget 6 NOTAT AVBØTENDE TILTAK Avbøtende tiltak vil kunne forbedre lokalklimaet på Torget. Det vil være summen av mange mindre tiltak som vil gi lesoner lokalt. Det vil først og fremst være vinddempende tiltak som er aktuelt. På grunn av at det vil medføre inngrep i kulturlagene under Torget, er elementer som nye trerekker og paviljonger ikke ønsket. Avbøtende tiltak for å dempe vinden på Torget vil være å bryte ned vindhastigheten ved å plassere lokale skjermingstiltak på tvers av vindretningen. Tiltakene kan skje både på Torget men også i Munkegata og Kongensgate. Eksempler på tiltak kan være trær, hekker, busker, paviljonger, levegger, skulpturelementer, sykkelskur etc. Trær i bymiljø er som regel oppstammete, og vinden vil blåse langs bakken under trekronene. Hekker, felt med busker eller andre elementer kan plasseres i denne sonen for å redusere vindhastigheten. Vegetasjon med flere sjikt vil gi den beste leeffekten. Tiltak knyttet til fasadene i Munkegata som for eksempel utspring og balkonger, vil også medvirke til å dempe vinden. Inntrukne inngangspartier eller baldakin over inngangspartier og over fortau, vil styre vinden bort fra disse sonene og gi le i viktige område der mange mennesker beveger seg. Den nordøstre delen av Torget som i sommerhalvåret har flest vindstille og solfylte perioder, er viktigst å skjerme. Her bør målet være at man kan sitte stille på uterestaurant og benker med så godt lokalklima som mulig. Det er viktig at skjermingstiltakene utformes som en del av planen med en god estetisk utforming. Lokalklimaanalyse på Torget 7 Vedlegg 1 Postadresse Besøksadresse Telefon Boks 122, 2027 Kjeller Gunnar Randers vei 12 480 50 480 Notat nummer: Dato 28.09.2011 KVT/ØB/2011/N060 Notattittel: Vindstatistikk for Trondheim Sentrum Kunde: Asplan Viak Kundens referanse: Nina Rieck Sammendrag: Basert på meso-skala simuleringer er fremherskende vindretninger for Trondheim Sentrum vurdert. De viktigste vindretningene er fra sør og fra nordvest. For vintermånedene finner vi at vind fra sør er mest hyppig, mens vind fra nordvest vil være knyttet til de høyeste vindhastighetene. Om sommeren er vind fra sør mindre hyppig, mens vind fra nordvest opptrer oftere. Også om sommeren er gjerne vind fra nordvest knyttet til høyere vindhastigheter enn vind fra sør. Stasjonen på Voll som er brukt i analyse av nedbør og temperatur har en litt annen retningsfordeling enn Trondheim sentrum ved at den er mer eksponert for vind fra nordøst og samtidig mer skjermet for vind fra nordvest. Fordeling av temperatur på retning viser at sørvest til nordvest om sommeren gjerne er preget av lavere temperatur enn vind fra østlig retning. Nedbør er mest hyppig i tilfellene med vind fra sørvest-vest. Det er også disse vindretningene som oftest har sammenheng med overskyet vær. Forbehold: Selv om det i arbeidet i dette notatet, så langt vi kjenner til, er benyttet oppdaterte analysemetoder, og vi i vårt arbeid forsøker å gi et så godt resultat som mulig, kan Kjeller vindteknikk AS ikke holdes ansvarlig for resultatene i notatet eller for framtidig bruk av det, og heller ikke for eventuelle direkte eller indirekte tap som skyldes eventuelle feil i notatet. Et notat er en forenklet rapport. Notatet har ikke vært igjennom e n intern review prosess på samme måte som en rapport Revisjonshistorie Utgave Dato Kommentar 0 26.09.11 vindroser 1 05.10.11 Navn Utarbeidet av Øyvind Byrkjedal Dato 05.10.11 Distribusjon Signatur KVT/ØB/2010/N060 Innledning I forbindelse med utarbeidelse av plan for Trondheim Torg vil det være aktuelt å vurdere vindforholdene i byen og ta hensyn til fremherskende vindretninger for å skape lune uteområder. I tillegg vurderes temperatur og nedbør for å finne de dagene hvor det er størst sannsynlighet for at mennesker oppsøker disse uteområdene. Vindstatistikk er tilgjengelig for hele Norge fra meso-skala meteorologisk modell i gridruter med 1km avstand basert på vindkart for Norge (Byrkjedal & Åkervik, 2009). Sammenlignet med meteorologiske stasjoner rundt om i Norge er det funnet at disse modelldata beskriver vindforholdene godt. Særlig er fordelingen av vindretning for de ulike stedene godt beskrevet. For å vurdere vindforholdene for Trondheim Torg er det tatt ut vindstatistikk fra meso-skala modellen for det nærmeste gridpunktet til Trondheim torg basert på 1km x 1km simulering. Data fra denne modellkjøringen er gyldig for året 2005. For å vurdere eventuelle avvik i 2005 i forhold til et normalår er også vindstatistikk for det nærmeste gridpunktet fra en modellkjøring med 5km x 5km horisontal oppløsning tatt ut. Denne dataserien dekker årene 2000-2010 og er derfor mer representativ for et normalår. Modellen beskriver terrengeffekter ned mot den modelloppløsningen som er benyttet i simuleringen. Modellen beskriver derimot ikke effekter på mindre skala slik som mindre topografiske variasjoner eller kanalisering av vind i bygater, påvirkning fra bebyggelse og lignende. For modellen er byen kun representert ved større overflateruhet. Det vil si at byen bidrar til å gi modellen større oppbremsing av vind langs bakken enn for mer åpent terreng. Temperatur, nedbør i tillegg til vindstatistikk er også hentet fra meteorologistasjonen på Voll. Fra eklima.no er det tilgjengelig data for denne stasjonen fra 1997 fram til i dag. Soltimer er tilgjengelig fra Værnes fram til 2003. 2 KVT/ØB/2010/N060 Fremherskende vindretninger for Trondheim Torg Figur 1 Vindrose for Trondheim torg for perioden 01.01.2005 – 31.12.2005. Data kommer fra modellkjøring med 1km oppløsning. Figur 1 viser fremherskende vindretning for Trondheim torg for året 2005. Høyest hyppighet finner vi for vind fra sør som kommer inn dalen fra Heimdal og inn mot sentrum. For en del tilfeller er vinden også dreiet mot sør-sørvest. Vi finner også høy hyppighet av vind fra nordvest som kommer inn Trondheimsfjorden. Nordvest er gjerne knyttet til de høyeste vindhastighetene. Figuren viser at det er tydelig en del skjerming av vind fra vest og fra øst. 3 KVT/ØB/2010/N060 Figur 2 Vindroser for 4 sesonger, mars-april-mai (oppe til venstre), juni-juli-august (oppe til høyre), septemberoktober-november (nede til venstre), desember-januar-februar (nede til høyre). Data kommer fra 1km simulering og gjelder for året 2005. Figur 2 viser sesongvariasjon gjennom 2005. Vind fra sør er fremherskende vindretning for alle årstidene, men er særlig tydelig for høst og vintermånedene. I sommermånedene er det størst hyppighet av vind fra nordvest. De sterkeste vindene kommer også gjerne fra nordvest i sommermånedene. Vind fra nordvest er mindre hyppig vinter og høst, men er gjerne preget av høye vindhastigheter når de inntreffer. Figurene som er vist gjelder for året 2005. Det kan være noen forskjeller fra det ene året i forhold til lenger statistikk. 10 års serien kan være mer representativ, men er dårligere på å beskrive terrengeffekter som for eksempel skjerming av vind fra ulike retninger. Fordelingen av vind fra 5km modellen (ikke vist) gir også er en del tilfeller med vind fra nordøst. Det er altså vind som kommer innenfra Trondheimsfjorden. Denne vindretningen kan være noe skjermet i Trondheim sentrum, men kan være mer tydelig for områdene øst i byen (Lade og østover). For meteorologistasjonen Voll er vindretning fra nordøst mer hyppig (det gjelder også for WRF data tatt ut for punktet Voll) samtidig som vind fra nordvest er mer skjermet. 4 KVT/ØB/2010/N060 Temperaturforhold for Voll Data for temperaturforhold er hentet fra meteorologistasjonen Voll. Fra 6 timers-data for stasjonen har vi beregnet daglige maksimums-, middel- og minimumstemperaturer. For hver måned er det beregnet middelverdien av disse temperaturene. Den årlige temperaturvariasjonen er vist i Figur 3. Figur 3 Månedsmiddel av temperatur for stasjonen på Voll. Stiplede linjer viser middel av daglige maximums- og minimumstemperatur. Heltrukken linje er middeltemperaturen. Temperaturforholdene vil gjerne variere med vindretning. I sommerhalvåret vil det gjerne være knyttet høyere temperaturer til vind fra østlige og sørlige retninger. For Voll ser vi også at vind fra nordøst har sammenheng med høyere temperaturer. Vind fra sørvest til nordvest vil oftere ha sammenheng med lavere temperatur i sommerhalvåret. Figur 4 illustrerer fordelingen av temperatur i forskjellige vindretninger for sommermånedene og vintermånedene. Tabell 1 viser fordelingen av temperaturklasser fordelt på vindretninger. 5 KVT/ØB/2010/N060 Figur 4 Vindroser som illustrerer temperaturfordelingen i hver vindsektor. Venstre figur er for månedene Desember-Januar-Februar, Høyre figur er for juni-juli-august. Blå farge illustrerer temperatur lavere enn 0 grader. Tabell 1 Fordeling av temperatur for ulike vindretninger i månedene juni-juli-august. I antall tilfeller og gitt i % innenfor hver vindretning. 1–N 2 – NNØ 3 - ØNØ 4–Ø 5 – ØSØ 6 – SSØ 7–S 8 –SSV 9 – VSV 10 - V 11 – VNV 12 – NNV 0-5°C 5-10°C 0 0.0 % 6 1.7 % 10-15°C 85 23.6 % 165 45.8 % 86 23.9 % 18 5.0 % 0 0.0 % 4 0.6 % 158 23.6 % 302 45.1 % 171 25.5 % 35 5.2 % 0 0.0 % 9 1.9 % 121 25.5 % 178 37.6 % 139 29.3 % 27 5.7 % 0 0.0 % 7 2.9 % 51 21.0 % 101 41.6 % 69 28.4 % 15 6.2 % 0 0.0 % 13 9.2 % 33 23.4 % 46 32.6 % 46 32.6 % 3 2.1 % 0 0.0 % 3 2.3 % 32 25.0 % 45 35.2 % 42 32.8 % 6 4.7 % 0 0.0 % 6 1.2 % 90 17.7 % 203 39.9 % 176 34.6 % 34 6.7 % 0 0.0 % 41 5.0 % 314 38.4 % 287 35.1 % 145 17.8 % 30 3.7 % 0 0.0 % 62 12.3 % 245 48.6 % 147 29.2 % 46 9.1 % 4 0.8 % 0 0.0 % 61 13.9 % 226 51.6 % 107 24.4 % 37 8.5 % 7 1.6 % 0 0.0 % 58 12.3 % 211 44.8 % 139 29.5 % 47 10.0 % 16 3.4 % 0 0.0 % 10 3.0 % 120 36.0 % 124 37.2 % 66 19.8 % 13 3.9 % 6 15-20°C 20-25°C 25-30°C Totalt 360 670 474 243 141 128 509 817 504 438 471 333 KVT/ØB/2010/N060 Nedbørsforhold for Voll Figur 5 Månedlig nedbørsnormal for Voll basert på data for perioden 1961-1990. Den månedlige nedbørsfordelingen (normalen) for Voll er gitt i Figur 5 og viser at månedene februar til mai har minst nedbør, mens månedene fra juli til oktober typisk har mer nedbør. For månedene juli-august ser vi at vind fra nordvest-nord-øst gjerne har sammenheng med lite nedbør, mens vind fra sørvest-vest er mer typisk for dager hvor der er observert nedbør ved Voll (Tabell 2). Tabell 2 Fordeling av nedbør for ulike vindretninger for månedene juni-juli-august. Antall tilfeller og gitt i % innenfor hver vindretning. 1–N 2 – NNØ 3 - ØNØ 4–Ø 5 – ØSØ 6 – SSØ 7–S 8 –SSV 9 – VSV 10 - V 11 – VNV 12 – NNV 0 mm 0-2 mm 85 65 % 37 28 % 2-5 mm 5 4% 4 3% 0 0% 131 168 70 % 52 22 % 10 4% 8 3% 1 0% 239 108 62 % 51 29 % 13 8% 1 1% 0 0% 173 63 59 % 28 26 % 9 8% 6 6% 1 1% 107 33 45 % 23 32 % 5 7% 11 15 % 1 1% 73 30 46 % 32 49 % 0 0% 1 2% 2 3% 65 103 57 % 61 34 % 5 3% 12 7% 0 0% 181 99 39 % 107 42 % 29 11 % 16 6% 2 1% 253 50 30 % 77 46 % 20 12 % 19 11 % 0 0% 166 72 44 % 63 38 % 15 9% 13 8% 2 1% 165 122 60 % 59 29 % 13 6% 8 4% 3 1% 205 71 66 % 28 26 % 6 6% 3 3% 0 0% 108 7 5-20mm > 20mm Totalt KVT/ØB/2010/N060 Soltimer Observasjoner av soltimer er ikke tilgjengelig fra Voll stasjon. De nærmeste stasjonene hvor soltimer er registrert er Værnes fram til 2003. Det kan være en del lokale forskjeller mellom Værnes og Trondheim sentrum. Fordelingen av antall soltimer på vindretning for juli-juniaugust er gitt i Tabell 3 og viser størst hyppighet av overskyet vær (mindre enn 2 soltimer i døgnet) ved vindretning fra VSV-VNV. Tabell 3 Fordeling av soltimer for ulike vindretninger for månedene juni-juli-august. Antall tilfeller og gitt i % innenfor hver vindretning. 1–N 2 – NNØ 3 - ØNØ 4–Ø 5 – ØSØ 6 – SSØ 7–S 8 –SSV 9 – VSV 10 - V 11 – VNV 12 – NNV 0-2 timer 39 21 % 84 25 % 47 20 % 28 29 % 15 27 % 10 20 % 72 29 % 166 37 % 119 46 % 105 52 % 92 44 % 65 35 % 2-6 38 77 61 25 18 11 56 93 58 47 39 27 timer 20 % 23 % 26 % 26 % 33 % 22 % 22 % 21 % 23 % 23 % 19 % 15 % 6-12 66 100 74 22 17 14 84 129 65 35 54 53 8 timer 35 % 29 % 31 % 23 % 31 % 29 % 34 % 29 % 25 % 17 % 26 % 29 % > 12 44 78 54 22 5 14 37 60 14 16 22 39 timer 24 % 23 % 23 % 23 % 9% 29 % 15 % 13 % 5% 8% 11 % 21 % Totalt 187 339 236 97 55 49 249 448 256 203 207 184 Vedlegg 2 02.feb kl. 1300 02.feb kl. 1600 21.mars kl. 1000 21.mars kl. 1300 21.mars kl. 1600 21.mars kl. 1900 01.mai kl. 1000 01.mai kl. 1300 01.mai kl. 1600 01.mai kl. 1900 21.juni kl. 1000 21.juni kl. 1600 21.juni kl. 1900 21.juni kl. 2200 01.aug kl. 1000 01.aug kl. 1600 01.aug kl. 1900 01.aug kl. 2200 21.sept kl. 1000 21.sept kl. 1300 21.sept kl. 1600 21.sept kl. 1900 Vedlegg 3 Vindutsatt sone Ekstra vindutsatt sone Lesone Fremherskende vind Trekk Torget i Trondheim Lokalklima Sommersituasjon mai-august N Vedlegg 4 Vindutsatt sone Ekstra vindutsatt sone Lesone Fremherskende vind Trekk Torget i Trondheim Lokalklima Vinter, sept-april N