Monday, June 17, 2013

Towards solar urban planning: A new step for better energy performance

Towards solar urban planning: A new step for better energy performance

Miguel Amado a*, Francesca Poggi b

a Engineering Department, FCT UNL, Campus da Caparica, 2829-516, Portugal
b GEOTPU, FCT UNL, Campus da Caparica, 2829-516,Portugal


Energy Procedia 30 ( 2012 ) 1261 – 1273

Keywords: Solar analysis and parametric urban design; photovoltaic systems; sustainable urban planning; ZEB

Purpose

The aim of this paper is to explore the concept of Solar Urban Planning with the goal of developing an operative methodology to achieve the best conditions towards Zero Energy Building (ZEB).

A “new step” that determines the solar potential of an urban area, implements a model connected to the needs of buildings and their capacity to produce energy from solar resource integrating solar analysis with parametric urban design, represents a useful tool to be added into the conception phase of urban planning.

Definition of term 

• Solar urban design is a “new phase” of sustainable urban planning, a phase that has wide horizons of development and could provide new solutions to the worlds energy problem by reducing its consumption and improves the performance of future buildings
• Solar urban planning is a current topic stemmed from the inadequacy of the traditional urban planning process regarding the use of solar potential: a determining factor to reach smart energy cities formed by zero energy buildings.

Methodology


A case study in Portugal

 Plan the correct orientation and form of new buildings to guarantee the optimal efficiency of  photovoltaic roof and façade systems and
 Calculate their solar energy production
This data is integrated utilizing GIS, which can integrate both qualitative and quantitative data.

It is a method that guarantees the effectiveness and prosecution of the sustainability principles and accurately predicts the solar energy production in urban areas subjected of renewal or regeneration processes.




This methodology is based on determining the solar potential in existing urban area and comparing it to the possible gains if the area is transformed using actions from the sustainable urban planning process.

This new approach results from relating economic, social, and environmental and governance factors with solar energy use.

Case study

Step 1 : Intervention program and energy model definition
The selected urban area of approximately 1.88. In 2006, the precinct had been affected by a municipal renewal


The intervention program: addressing the local authority policies and sustainable factors such as economic development, environmental protection and social needs directly related to the given urban area.
According to the local energy available resources the solar potential has been considered and the methodology develops a new approach to focus on this factor in each its operative steps.


Step 2 : Site analysis and solar potential estimation
Step 2.1: Site analysis

In order to apply a sustainable planning approach, data on the economic, environmental, social and urban factors that characterize the given area have to be rigorously collected.

By means of Arcgis®, a complete data framework of the site has been collected; the most relevant information on the built environment is resumed in Tab.1.

Results:
Not guarantee suitable parcel size to satisfy activities and population needs. Inadequate relationships between:  The height and distance - daylight, ventilation and solar access need  The quality of the public space and activities  - sufficient for the predicted demographic trend and future population demands


Step 2.2: Solar potential estimation of the existing roof areas


2.2.1. Energy analysis
The energy analysis has to be conducted to evaluate what is the better photovoltaic system that could

be utilized in the presents and future buildings according to the statistic date about price electricity and its annual consumption by each sector (tab.2)
2.2.2. Solar radiation
To gather solar radiation data it has been used ArcGis® combining local geographic information and topographical features.
The obtained maps (fig.3, tab.3) describe the annual solar radiation features on the ground and are a useful tool to provide the best location for buildings and open spaces within the case study area.
2.2.3. Existing roof types classification identifying

By mean of satellite images and ArcGIS® has been conducted a roof types classification identifying 34 with flat solution and 59 pitched (fig.4). The graph in fig.4 shows that on a total of 93 existing rooftops corresponding to a gross area of 7137m2, the more frequent size surface is between 50m2 to 100m2.
Results: the final minimum size value of 42m² has been considered as reduction factor during the analysis of the existing buildings.

2.2.4. Shaded analysis

The percentage shaded analysis has been simulated by mean of Ecotect® and an incidence of shadows by other building greater than of 30% reducing the total sunlight hours from 9 to a number inferior of 5 has been considered as another reduction factor (fig.5).

2.2.5. Calculate the predicted annual energy yield for PV systems

it has been adopted the following equation:
After all the described considerations the effective net area on the existing rooftops and the related values of solar radiation incident have been estimated and resumed in the table 4.

Step 3: Plan design and solar design
a. Plan design: new urban layout has been deal with population needs, related functional activities, public spaces and smart linkage for a more ecologically responsive mobility system obtaining a more functional and balanced global urban model.

b. Solar design: all new buildings have been designed:
flat roofs with size areas greater than 42m2

New urban forms to guarantee solar access and minimize the shading

c. Estimation of solar energy production on the new roof and façade areas
This estimation process applies the same approach used to evaluate the given urban area adding some further criteria characterizing the building facades and that are indispensable to obtain the solar energy estimation.
Results
Tables 6 and 7 show that the new buildings roof and façade areas constitute a great potentiality to gather solar radiation and produce the electricity which can contribute for satisfying their own cooling and heating needs.
Conclusions
The ZEB target is achieved if the urban design implements efficient solar orientation to future buildings and public areas in the way to increase a better solar access on building facades.
The obtained results confirm that by applying the proposed methodology to urban interventions is possible achieve better energy performance in urban context and better conditions to ZEB goal.
The methodology Solar Urban Planning is possible to improve urban areas, accommodate more people and areas and at the same time guarantee a better energy performance leading to the effective Zero Energy Precinct.











Friday, June 14, 2013

ニュータウン内の公園・縁道における犯罪不安発生の実態

 Identification of fear of crime in parks and greenways by the residents in new towns
雨宮護 横張真
都市住宅学 Vol. 2003(2003) No. 43
Urban housing sciences

本文PDF: https://www.jstage.jst.go.jp/article/uhs1993/2003/43/2003_18/_pdf

研究の背景
 近年,住環境における防犯性を高めることが都市計画上解決すべき重要な課題として認識されている(都市住宅学会,1998;鈴木,2002).1960年代から70年代を中心に建設された我が国のニュータウンでは,近年の犯罪情勢の悪化等を背景に,当時の計画によって配置された公園・縁道の有する空間的な特徴が防犯上の問題を孕むと問題視されるようになった.住環境にける防犯性の問題は,実際の犯罪発生問題と,犯罪発生への住民の不安感に分けられ,後者は世論調査によって問題の大きさの増加傾向が指摘されている.犯罪不安には犯罪への適切な自衛策を促すといった利点がある一方で,居住者のストレスや行動制限につながるといった不利点もある.この犯罪不安をコントロールするためには,現状の犯罪不安の程度や発生の構造を明らかにすることが重要である.

研究の目的
 ニュータウンにおける公園・縁道における住民の犯罪不安の実態を明らかにすることを目的とした.具体的な方法としては,千葉県つくば市の3つの事例地区において,世帯を無作為抽出し,アンケート調査によって公園・縁道における罪種ごとの犯罪不安の発生状況を明らかにし,次に犯罪不安の発生構造を,個人属性と公園・縁道の特徴の2点から明らかにした.最後に今後の対策のあり方を展望した.

結論
 本研究では,これまで蓄積が不足していた,公園・縁道における犯罪不安発生の実態を明らかにした.結果は以下の4点にまとめられる.
① 犯罪不安の大きさは,罪種によって異なっており,とりわけ「子供への声掛け」と「女性への性的犯罪」に対する不安が大きかった.
② 犯罪不安の発生には,個人属性が関与していた.関与の度合いは罪種によって異なる.
③ 犯罪不安発生場所の特徴では,公園・縁道ともに「監視性の欠如」に関する指摘が多かったが,全般的に指摘は概念間でばらついており,犯罪不安は単一の概念では説明しきれないことが考えられた.
④ 一般的な防犯対策については,「街灯を増やす」,「樹木を剪定して見通しを良くする」ことが住民によって支持されていた.

 犯罪不安発生が,個人属性に依存していたことは,防犯を意図した計画・設計・維持管理の指針を考えるにあたり,すべての個人をひと括りに扱うことはできないことを示唆している.地域住民の属性を把握し,どのような主体のどのような罪種に対する犯罪不安を軽減するのかを明確にした上での対策が望まれる.
 犯罪不安場所の特徴に対する指摘のばらつきは,犯罪不安が複数の概念によって構成されていることを示唆している.対策のあり方をめぐっては,街灯を整備しさえすれば良い,樹木を剪定しさえすれば良いといった一面的な対策ではなく,利用者を増やす,住民の領域意識を向上させるといった手法を組み合わせた,多面的な対策へ展開する必要があると考えられる.

 

Monday, May 27, 2013

New strategy of upgrading slum areas in developing countries using vernacular trends to achieve a sustainable housing development

New strategy of upgrading slum areas in developing countries using vernacular trends to achieve a sustainable housing development
by Tamer Abdel Aziz and Indjy M.Shawket

Energy Procedia 6 (2011) 228–235


Resumed by Pindo Tutuko

This paper will try to investigate the minimum parameters that are required to create vernacular urban spaces through proposing a new strategy for the slums upgrading projects by finding the similarities between vernacular urbanism and slums. By this way we could help the governments (especially in the third world countries) to find out a way to solve their housing problems through the rapid increase in population growth, without facing the troubles of the informal areas and slums phenomena and to achieve sustainable housing development depending on the concept of “Self Built” environments.

SUSTAINABLE ARCHITECTURE

Buildings and the built environment play a major role in the human impact on the natural environment and on the quality of life. Architecture is normally built and meant to stay in a useful order for at least several decades or even hundreds of years.
Since architecture and environment have a close relationship in terms of cause and effect, better building and a more sustainable architecture will be one of the solutions toward sustainability.



SELF-BUILT ARCHITECTURE


Vernacular approach
In vernacular architecture it is equally reasonable for people in daily connection with nature to seek its conquest through processes that smooth the rough and brighten the dull, altering the natural into artificial.

説明を追加

The change of ecology, mixing culture, technology and economic  development has changed the vernacular architecture.



Problems

  1. The problem of the false identity of ecological systems, 
  2. The problem of design and planning as deceit about ecological systems
  3. The problem of invisible ecological systems. These problems for environmental policy may be resolved in part if urban planners and policy-makers use socially recognized signs to display human intentions for ecological systems.



Informal approach-Slums:

There are a set of broad “context” local, global, market, and regulatory that constrain and inform all areas of urban design actions. Although theses contexts change over time at any particular moment they are relatively fixed and typically outside the scope of the urban design practitioner influence. 

Factors affecting the urban context of self-built environments

These factors are: (Location, Topography, Climate, Land sub-division, Economical factor, Socio-cultural factor, Building materials/ methods).
Physical elements of self-built environments:


The Minimum elements which required creating vernacular urban spaces through the slums upgrading

Some main elements are taken into a study to investigate the minimum parameters that are required to create vernacular urban spaces through the slums upgrading projects by finding the similarities between vernacular urbanism and slums.

New strategy of upgrading slum areas in developing countries using vernacular trends - Three phases

FIRST PHASE- Planning Adjustment
a. Layout and building lines b. Space networks c. Town cramming and density d. Street width e. Form of urban tissue f. Road hierarchy

SECOND PHASE - Facades Adjustment; this stage will help in improving the visual image as a whole, through changing in the building`s facades.
a. Openings b. Materials and colors c. Elevation width d. Block size e. Texture

THIRD PHASE - Urban Image Adjustment; when upgrading using a successful landmark, respecting edges of the surrounding environment, and using roofs according to the activities required, there should be a unique image for each individual area.


CONCLUSIONS:



  • Through this study we find that we can adapt some urban elements in the Informal environment areas to transform them into environment using Vernacular.
  • By this way we could help the governments to find out a way to solve their housing problems through the rapid increase in population growth. 
  • Where the simple elegance of things which are designed to do their job functionally and effectively and which communicate visually.













Monday, May 20, 2013

歴史遺産を活用した都市計画についての研究

中国の曲阜市と日本の熊本市におけるサインシステムの構築に関する研究
The research of practical urban planning in archeological places


Zhang Yixin Harada Kazunori
日本デザイン学会研究発表大会概要集 Vol. 59 (2012)

本文PDF link:https://www.jstage.jst.go.jp/article/jssd/59/0/59_188/_pdf

Introduction
曲阜市は孔子の故郷で1994年にユネスコの世界遺産にも登録された観光地である。近年、新しい鉄道駅とバスターミナルができている。
Qufu City  is the sights registered as world heritage at 1994.New train stations and bus stations were made in Qufu  City in late year.

しかし、十分なサイン計画をしてないし、駅から現地への交通ネットワークの整備が遅れており、混乱状態にある。
But the sign system wasn’t projected enough and the network of traffic wasn’t improved  correctly in Qufu city.

そこで、本研究では、曲阜市のサイン計画を主題においているため、熊本市のサインと比較し、観光客や地元の住民にわかりやすくするために世界遺産町との双方向コミュニケーションに対応できる配置システムの構築方法を導くことが目的である。
So, in this research, since the scheme of sign of Qufu is set to the theme, in order to make it intelligible for a tourist or local residents, as compared with the sign of Kumamoto, it is the purpose to draw the construction method of the arrangement system which can respond to interactive communication with a world heritage town.

Method of research
日本の熊本市の熊本城および中心部のサイン配置と中国の曲阜市の三孔(孔子廟、孔子府、孔子林のこと)および中心部のサイン配置を取り上げる。
The subject of research…the sign arrangement(Kumamoto Castle and central part in Kumamoto and Three -CO and central part in Qufu City) 
これらの両国の町を比較することで観光地に必要なサイン情報を把握する。
Author compares these city  and understand necessary sign system of tourist spots

環境、車、歩行者系サイン分布、公共空間における視覚表示、車や歩行者や観光客利用経路に関する研究も必要。
The necessary research… visual representation, use course (car, walker, tourist)

歴史町と観光客や地元の住民を考えた配置システムの構築方法としてのサインの種類、配置、動線との関係を知るため、熊本市と曲阜市の現場調査を行う。
He investigates Kumamoto City and Qufu City to understand relation between the historical cities and kinds, arrangements and traffic lines of sign as developing way of arrangement system thinking tourists and local people. 

熊本市中心部と曲阜市中心部にはサインがどのように分布しているかについて調査し、車と歩行者に調査対象として調査した。今回は、歩行者を対象として報告する。
He investigated distributed signs of  central part in Kumamoto and Qufu City, cars and walkers. I report walkers as object this time. 

Sign investigation around Kumamoto Castle
サインの種類案内、記名、説明
Kinds of sign…guide map, name map,
その他の情報4ヶ国語の言語、ピクトグラム(絵を用いた図表)、地図、行き先情報、現在地情報etc
Other information…four languages, pictogram, map, destination, You are here, etc
内容的には統一されている。歩行者も便利に使える。
Sign’s contents are unified. Walkers can use these signs conveniently

サイン数約52個(歩行者用サイン34個)
Number of signs…about 52(walker’s signs…34 )
熊本城他の施設間の移動可能
Kumamoto Castle - other places…easy
利点大量にある案内サインにより、安心して移動できる。
Good point…People can move easily because there are many guide maps.
欠点サイン位置が高い、看板が小さい、サインが隠れている。
Bad point…There are some signs on high position. Some signs are small. Some sign are hidden.

Sign investigation around Confucius's Mausoleum
サインの種類案内、記名
Kinds of sign…guide map, name map
サイン数34個(歩行者用サイン7個)
Number of signs…about 34(walker’s sign…7)
色やデザインも統一してない。
Sign’s color and design are unified.
三孔-他の施設間の移動移動しにくい。
Three-Co - other places…difficult

Result
熊本城周辺のサイン図と三孔のサイン図を比較
He compares sign maps of Kumamoto Castle and Three-Co.
熊本城周辺サインが多く集中している。統一性、情報の連続性がある。
The surroundings of Kumamoto Castle-There are many signs. These have unity and continuity of information.
三孔周辺サインが少ない。情報の連続性、デザインの統一性が欠けている。
The surroundings of Three-Co – There are few signs. These have few unity and continuity of information.

Conclusion
調査によると、歩行者に対しては的確な案内を行い、地域の情報を分かりやすく伝えるのは大事なことである。
According to investigation, it is important that signs guide walkers properly and inform their local information clearly.
観光客に対しては的確な案内と誘導を行い、地域の情報を分かりやすく伝えると同時に、都市のイメージをアピールできるサインが必要である。
Signs that inform local information and guide properly have to show the urban image for tourists.



Thursday, May 9, 2013

利用と参加への意欲調査を通した大学生が望む公園の享受形態に関する研究

森田 緑,武田 史朗
ランドスケープ研究 Vol.74 (2011) No.5


研究の背景
 近年,都市公園の財政面,担い手面での困難から,行政所有・民間管理型の公園も着目されており,その例として指定管理者制度や自主管理公園などが挙げられる.しかし,短期滞在型住民など,計画から維持管理までの長期的プロセスへの継続的参加が現実的でない住民も存在し,公園づくりの達成感自体をモチベーションの支えとする方法は,必ずしも万人向けのモデルとは言い切れない面もある.そこで,こうした既往の取り組みにおいて,利用型享受と参加型享受の二種類の享受形態をうまく受け入れる公園の計画と運営を考える事が一方で重要であると考える.ここでいう利用型享受とは,施設としての利用を楽しむこと,参加型享受とは,管理や運営などによる地域や場所への参加を通してその場を楽しむことと述べられている.

研究の目的
 地方都市の大学生を対象に,近隣の計画公園の将来像に対するアンケート調査による評価実験を行い,結果の解析によって大学生のという短期滞在型住民のニーズに対応し,かつ維持管理や運営に対する参加意欲を沸かせるような公園の方向性を考究すること,また定量的には,管理意欲やその理由を含めた大学生による仮定的な今後の望ましい公園像に関する客観的な検討材料とすることを目的とする.

対象地:滋賀県草津市に存する野路公園
対象者:立命館大学の学生

まとめ
 イベントを契機として,楽しく継続性の高い管理への参加を導く方法の有効性が示唆された.つまり,イベントを利用した継続的管理参加への導入という方法は,参加型享受に対する吸引力が高く,既往の住民参加の方法論と相通じ,短期滞在型住民の場合にも有効であるということである.また住民参加を重視する場合,あるべき公園のハード面における整備内容が,従来の公園像(グラウンドや芝生など)と異なる可能性が示唆された.
 本研究では,短期滞在型住民として大学生を対象として利用面と参加面でのニーズを調査したが,異なるタイプの住民の間で,二種類のニーズを相互補完する公園の姿を描くため,同地域における異なる住民タイプに対する調査と分析を行うことが今後の課題として示唆された.

Friday, April 26, 2013

Ecological Landscape Planning and Design of an Urban Landscape Fringe Area : A Case Study of Yang’an District of Jiande City

生態景観計画と都市デザイン
周辺地域の景観:建徳の延安地区の事例研究
 
Hong Bo , Liu Shu , Li Shu 2011 International Conference on Green Buildings and Sustainable Cities

Abstract
要旨では景観計画と都市周辺の環境の関係性について言及している。
・The fringe area out of urban hills and rivers is    an important aspect of urban landscape construction.都市の丘や川の周辺地域は景観構造の重要な局面の1つである

Introduction
導入では景観計画の概要と今回の研究調査の方針についての記述がある。
・The fringe area of urban hills and rivers is the transition zone between urban and natural regions, and the transitional area of land use.都市の丘と川の周辺は都市と自然の変わり目であり、土地利用が移り変わるエリアでもある。
・The fringe area of urban hills and rivers is narrow strip of available land with varied relief and limited depth, and the landscape layout is mostly dot and linear distribution. 都市の丘と川の周辺は変化にとんだ起伏と極端な深みのある狭い筋となっており、景観計画はたいてい点状か線状になる。
Combining the ecological landscape planning of Yang’an District as an example, this study discusses new ideas in ecological landscape planning in fringe area.この研究は、一例として延安地区の景観計画を関連させながら、周辺地区での観計画の新しいアイデアを検討する

Ecological landscape planning
In the planning, the author gives full consideration to protect the original ecosystem and ecological landscape.計画において、著者は本来の生態系と景観を守ることにとても考慮している
By the ecological matrix injection method, the planning establishes the benign interaction between city and fringe area.生態基盤を注入することで、計画は都市と周辺地区の有益な相互作用を作り出す

Case Study
この研究では中国の延安地区の景観計画を一例に挙げ、新たな手法を模索しているため、はじめにこの地区についての地理的情報を調査していた。調査を進める上で、著者らは景観を形成する要素を以下のように分割している。
Ecological landscape layout 生態景観配置
Ecological service area  生態サービスエリア
Ecological landscape structure 生態居住エリア
Core 核
Axes 軸
Integration 統一
Ecological landscape  approach 生態景観手法
Water 水環境
Greenbelt 緑地帯
Echo 反響
・上のFig3のように、いくつかの要素は簡単な図で表記され、それぞれの関係性や役割が明示されている。
・私が刺激を受けたのは、景観を多くの要素に区分し、それらの観点から総合して景観の計画を検討している点だ。
この考え方は私の着手した研究テーマでも応用できると確信した。

Conclusion
This study explores new ideas of ecological landscape planning from an ecological point of view:
1)Focuses on the eco-city concept of “mutual integration mountains, water and the city”.
2)Stresses the diversity and ecological vitality of the riverside shoreline, and achieves the continuity and integrity of the overall natural landscape pattern and the earth landscape in urban area.