The effect of wind pattern change on the environmental/climatic conditions within cities

Abstract

Endüstri Devrimi'nin beraberinde getirdiği iş gücü ihtiyacı şehirlerin nüfüsunun artmasına neden olmuştur. Bunu takiben, artan iş gücünü sanayi bölgelerinin çevresinde barındırabilmek için kentsel alanlar on dokuzuncu yüzyıldan itibaren ani bir şekilde gelişmeye başlamıştır.Kentsel alanların gelişmesi arazi ve arsaların yerlerini binalara, otoparklara, yollara ya da diğer yapılara bırakmasına neden oldu. Bununla birlikte, bütün bu kentleşme adımlarının düzgün bir şekilde atıldığı da söylenemez. İnsan eliyle yapılmış bu değişiklikler kentsel alanlardaki rüzgar akımı etkilemiştir. Gelişigüzel inşa edilmiş kentsel alanlar, sokaklardaki rüzgar akımını kısıtlamış ve yavaş bir hale getirmiştir. Böylece, sokak seviyesinde rüzgarın serinletici etkisi azalmıştır. Buna rağmen, sokaklardaki rüzgar hızı arttırılarak insanların termal konforu konvektif ısı transferi yoluyla iyileştirilebilir.Yeni kentsel alanların dizayn sürecinde, termal konfor ve rüzgar akımı yönleri önemli birer sorundur. Bu noktadan hareketle, bu tezde; hesaplamalı akışkanlar dinamiği modelleri ile Mecidiyeköy'deki gelişigüzel inşa edilmiş kentsel alanlarda termal konfor ve rüzgar akımı incelenmiştir. İstanbul'un en kalabalık merkezlerinden biri olan Mecidiyeköy, gerçeğine uygun olarak modellenmiş ve alternatif dizayn senaryoları ile rüzgar akımı ve termal konfor sonuçlarına göre karşılaştırılmıştır. Genel olarak bu tezde, binaların şehirlerdeki rüzgar akımı ve dolayısıyla termal konfor üzerindeki etkisi analiz edilmiştir.

The labor force demand by the Industrial Revolution has led to an increase in the population of cities. This situation was followed by rapid development of urban areas with starting of nineteenth century to accommodate labor force around the industry.This situation has ended up with altering more land surfaces to buildings, car parks, roads or other structure types. However, it cannot be said that all the urbanization steps are taken properly. Thus, these anthropogenic developments have affected wind flow in urban. Arbitrary built urban areas restrict the wind flow in street canyons and make it slower than the flow above the building blocks, hence reduce the cooling effect of wind at near-ground levels. However, increasing the wind speed in streets can improve thermal comfort of people by the means of convective heat transfer through the skin.Thermal comfort and wind flow patterns are important environmental issues when designing new urban areas. Starting from this point, this thesis focuses on computational fluid dynamics (CFD) models to observe wind flow and thermal comfort of arbitrary built urban areas in Mecidiyeköy, Istanbul. Mecidiyeköy is an arbitrarily urbanized and one of the most crowded hubs of Istanbul, which is modelled as it is and compared with alternative design scenarios in wind flow and thermal comfort results. In general, this thesis analyzes the impact of buildings on wind flow, hence thermal comfort in cities.