Efeito térmico das plantas nas cidades: Uma análise utilizando a abordagem de dinâmica de fluxo

Abstract

Em um cenário global de crescimento populacional, alta urbanização, esgotamento de recursos e aumento da intensidade das ilhas de calor urbanas, são necessárias iniciativas para construir cidades resilientes e abordar a ligação entre alimentação, água e energia. Assim, este estudo aborda a vegetação urbana como uma alternativa que permite a integração de diversas atividades em sua prática (tratamento de água, agricultura urbana e redução de custos energéticos) e melhorar a qualidade de vida da população com, por exemplo, o aspecto que será tratado principalmente neste trabalho: a capacidade de mitigar as temperaturas externas que as paredes e coberturas verdes podem oferecer, na escala do microclima urbano. Uma primeira versão para uma ferramenta de apoio à decisão foi proposta, para ser integrado a um grande sistema como parte do projeto JPI EnLarge. Esta primeira análise desenvolvida traz duas modelagens trabalhando com os softwares Optirrig, ANSYS / Fluent, Vensim e ENVI-met e é baseada no balanço energético existente entre o edifício, o substrato e a planta, em interação com os fluxos turbulentos presentes em um cânion urbano. Assim, para avaliar a aplicabilidade dos modelos inicialmente propostos simulando um cânion urbano de referência (sem cobertura vegetal), foi realizada uma comparação entre os resultados simulados e os observados com um estudo de caso. Resultados satisfatórios foram obtidos nas primeiras simulações com o modelo 1 e modelo 2 estudados, considerando as simplificações adotadas. Os dois modelos geraram resultados com precisões próximas e os resultados iniciais são um ponto de partida para a continuidade do estudo sobre a unidade elementar de uma cidade, o cânion urbano.

In a global scenario of population growth, large urbanization, resource depletion and increased occurrence of urban heat islands, initiatives to build resilient cities and with the Nexus food, water and energy are needed. Therefore, this study approaches urban vegetation as an alternative that makes it possible to integrate various activities with its practice (e.g. water treatment, urban agriculture and reduce energy costs) and improve the quality of life of the population with for example the aspect that will be mainly discussed in the work that is the ability to mitigate the outdoor temperatures that green walls and roofs can generate on the urban microclimate scale. A first analysis of two models to create a tool to help decision-making is proposed and will later be integrated into a large system under the JPI EnLarge Project. This models use the Optirrig, ANSYS Fluent, ENVI-met and Vensim software’s and is based on the existing energy balance between the building, substrate and plant system and their interactions with the turbulence that is present in an urban canyon. Thus, to evaluate the applicability of the initially proposed models modeling a reference urban canyon (without green covers), a comparison of the simulated results and those obtained with a case study was performed. Satisfactory results were obtained in the first simulations with model 1 and model 2 studied, considering the simplifications adopted. The two models provided results with close precision and the initial results are a starting point for the continuity of the study on the elementary unit of a city, the urban canyon.