RTS 19:22 OHJEKORTTIEHDOTUS 28.6.2019 1 (16) ILMASTOTIETOINEN SUUNNITTELU Maankäyttö Tässä RT-ohjekortissa tarkastellaan paikallisilmastoon vaikuttavia tekijöitä, hyvän pienilmaston luomista sekä muuttuvan ilmaston ja sään vaikutuksiin varautumista keinoin alue- ja yhdyskuntasunnitteussa. Ohjeet on tarkoitettu kaikille rakennushankkeen osapuolille. SISÄLLYSLUETTELO 1 JOHDANTO 2 PAIKALLIS- JA PIENILMASTOANALYYSI 2.1 Aineistojen kokoaminen Käsitteitä 2.2 Paikallis- ja pienilmastoanalyysi 2.3 Maankäyttömuodot ja toiminnot Viherkerroinmenetelmä 3 AURINKO 4 TUULI Tuulen ja tuulettumisen analysointi 5 VESI JA LUMI 6 LÄMPÖSAAREKE 7 ILMANLAATU 8 YHTEENVETO KIRJALLISUUTTA 1 JOHDANTO Ilmastotietoinen suunnittelu huomioi alueen paikallis- ja pienilmasto-olosuhteet ja pyrkii vaikuttamaan niihin suotuisasti. Ennustetut muutokset ilmastossa huomioidaan ja niihin pyritään sopeutumaan. Ilmastonmuutoksen seurauksena suunnittelu monimutkaistuu, kun tavoitteet voivat olla osin ristiriitaisia sään äärevöityessä. Esimerkiksi helteiden lisääntyessä varjostus ja ilman liikku minen korostuvat, korkean rakentamisen tuodessa oman lisänsä huolellisine tuuliolosuhteiden tutkimisineen. Ilmastotietoisella suunnittelulla pyritään pienentämään ilmastonmuutoksesta koituvia äärevöityvän sään vaikutuksia ja luomaan kestävää ja miellyttävää asuin- ja toimimisympäristöä. Puisto voi viilentää paahteista kaupunkia jopa kilometrin etäisyydellä. Sateiden lisääntyessä viherkatot ja piha-alueiden käsittely auttavat hulevesien hallinnassa. RTS 19:20 Ilmasto. Perustietoa suunnittelijalle RTS 19:21 Ilmastonmuutos. Hillintä ja sopeutuminen rakennetussa ympäristössä RTS 19:22 Ilmastotietoinen suunnittelu. Maankäyttö RTS 19:23 Ilmastotietoinen suunnittelu. Rakennussuunnittelu Kuva 1. Hulevesiallas ja sitä ympäröivä rehevä kasvillisuus luovat miellyttävää pienilmastoa ja lähiympäristöä sekä rikastuttavat paikallista luonnon monimuotoisuutta verrattuna tavanomaisiin, mahdollisimman nopeaan kuivatukseen perustuviin, ratkaisuihin. Vantaa, Kartanonkoski. Kuva: Pekka Hänninen. Kuva 2. Tämä RT-ohje on osa Ilmastotietoinen suunnittelu RTohjekorttisarjaa, joka kattaa neljä itsenäistä korttia.
ohjekorttiehdotus 2 2 PAIKALLIS- JA PIENILMASTOANALYYSI Pienilmasto muodostuu alueen paikallisilmaston ja yhdyskuntarakenteen yhteisvaikutuksesta. Pienilmasto vaikuttaa asuinympäristön miellyttävyyteen, turvallisuuteen ja terveellisyyteen sekä rakennusten ja rakenteiden kestävyyteen. Miellyttävä pienilmasto houkuttaa ulkona olemiseen ja liikkumiseen sekä jalan että pyörällä. Ilmastotietoisen suunnittelun pohjaksi tehtävän paikallis- ja pienilmastoanalyysin vaiheet ovat: aineistojen kokoaminen (luku 2.1) aineistojen analysointi ja tulkinta (luku 2.2) eri maankäyttömuotojen ja toimintojen pienilmastovaatimusten ja -vaikutusten arvionti (luku 2.3). 2.1 Aineistojen kokoaminen Ennen varsinaisen suunnittelun aloittamista perehdytään alueen paikallis- ja pienilmaston ominaisuuksiin. Kartoitettavia asioi ta ovat muun muassa säteily-, lämpö- ja kosteusolosuhteet sekä ilmanlaatu. Rakennetun ja luonnonympäristön vaikutusten arviointia varten tarvitaan: maastokartta (korkeuskäyrät ja maankäyttö) ja/tai korkeustiedot (2 m), jotka toimittaa Maanmittauslaitos maaperä- ja kallioperäkartat, jotka toimittaa Geologian tutkimuskeskus arvokkaat elinympäristöt ja -muodostumat sekä tarkemmat vesistötiedot, jotka toimittaa Suomen ympäristökeskus korkeuseroja kuvaavat rinnevarjostusaineistot. Paikallisten ilmasto-olosuhteiden arviointi Selvitetään alueen yleisimmät tuulensuunnat, -nopeudet ja -voimakkuudet eri vuoden- ja vuorokaudenaikoina ilmaston tyypilliset paikalliset piirteet, kuten sademäärät ja niiden jakautuminen tyypilliset sääolosuhteet aurinkokulma. Lähtöaineistot kootaan Ilmatieteenlaitoksen palveluista: tuuliruusut (tuulensuunnat eri vuodenaikoina) tuulitilastot (tuulennopeus ja -voimakkuus eri vuoden ja vuorokaudenaikoina) tuuliatlas (muun muassa tuulen keskinopeus kartalla) sademäärät säteilyhavainnot Ilmanlaatuhavainnot lisäksi erityyppisiä havaintoja voi ladata avoimen datan rajapinnasta. Alueen tuulisuus ja ilmanlaatu muuttuvat merkittävästi rakentamisen myötä ja vaativat mallintamista suunnittelun edetessä (ks. luku 4: Ratkaisuja). Pienilmaston yksityiskohtainen arviointi Kartoitetaan pintamateriaalit ja kasvillisuuden piirteet, jotka vaikuttavat esimerkiksi todelliseen tuulennopeuteen lähellä maanpintaa tai lämpösaarekeilmiöön. Lähtöaineistoja ovat: ladattavat ilmakuvat (Maanmittauslaitos, kuntien karttapalvelut) korkearesoluutioiset ilmakuvat (Google Maps/Google Earth). KÄSITTEITÄ Ainavihanta kasvillisuus säilyttää lehvästönsä läpi vuoden. Hulevesi tarkoittaa maan pinnalta, rakennuksen katolta tai muilta vastaavilta pinnoilta pois johdettavaa sade- tai sulamisvettä. Hulevesien hallinta tarkoittaa hulevesien kertymiseen vaikuttavat ja niiden johtamiseen ja käsittelyyn liittyvät toimenpiteet. Kestävä hulevesien hallinta perustuu luonnon omien veden kiertoon ja laatuun vaikuttavien prosessien hyödyntämiseen hulevesien hallinnassa. Kylmäilmajärvi (kylmän ilman järvi tai kylmäilmatasku) voi syntyä esimerkiksi ympäristöään alempana olevalle pellolle, ojitetulle suolle tai savikolle, johon kylmä ilma patoutuu; kylmäilmatasku kuvaa ilmiötä pienemmässä mittakaavassa, esimerkiksi kaupungissa. Lämpösaarekeilmiö tarkoittaa kaupungin suhteellinen lämpenemistä verrattuna ympäröiviin väljemmin rakennettuihin alueisiin, johtuen rakenteisiin varastoituneen auringon säteilyenergian vapautumisesta, ihmistoiminnan aiheuttamasta hukkalämmöstä sekä haihdunnan vähäisyydestä. Paikallisilmasto (mesoilmasto) on esimerkiksi yhden kaupungin tai sen sisäisen yhtenäisen alueen (esimerkiksi kaupunginosa, puisto) ilmasto, johon vaikuttavat alueellisen suurilmaston lisäksi esimerkiksi pinnanmuodot ja rakennukset. Pienilmasto (mikroilmasto) tarkoittaa muutaman metrin etäisyydellä maanpinnasta vallitsevia ilmastotekijöitä, jotka ovat ihmisen ja muiden eliöiden koettavissa; vaihtelee voimakkaasti alueellisesti maaston pinnanmuotojen, kasvillisuuden, vesipintojen ja rakennusten ja rakenteiden mukaan. Pienilmaston lämpötila voi poiketa suurilmaston lämpötilasta huomattavastikin. Pienilmastoherkkä toiminta tai paikka on pienilmasto-olosuhteiltaan tavallista vaativampi ja haitoille (muun muassa ilman epäpuhtaudet, ylilämpeneminen) herkempi kohde. Suurilmasto (mesoilmasto) on laaja alueen ilmasto; Suomen suurilmastoa luonnehtii sekä merellisen että mantereisen ilmaston piirteitä sisältävä väli-ilmasto. Kesävihanta kasvillisuus pudottaa lehtensä talveksi. Topografia tarkoittaa maaston korkeusvaihtelua. Tuulensola on tuulensuuntainen, alava ja kapeahko käytävä, esimerkiksi jokiuoma tai kaupungissa katukuilu. Tuulitunneli on virtausmekaniikkaan perustuva laite, jolla havainnoidaan kohteen ympärille muodostuvaa virtauskenttää, painetta, vastusta ja kohteeseen vaikuttavia voimia. Tuuliviihtyisyys tarkoitaa tuulisuuden vaikutusta ulkotilojen viihtyisyyteen; yleensä kasvaa tuulisuuden vähentyessä. Valuma-alue on alue, jolta pinta- ja pohjavedet laskevat mereen, järveen tai tiettyyn uoman kohtaan. Viherkerroin (vihertehokkuus) on ekologisuuden ja muiden arvojen perusteella painotetun pinta-alan sekä tontin pinta-alan suhdeluku. Painotettu pinta-ala koostuu erilaisten viherkerroinelementtien (esimerkiksi nurmi, viherkatto, istutettu puu) yhteenlasketuista painotetuista pinta-aloista. Viherkerroinmenetelmä on tonttien ja kortteleiden vihertehokkuuden lisäämiseen kehitetty suunnittelutyökalu.
ohjekorttiehdotus 3 2.2 Aineistojen analysointi ja tulkinta Paikallis- ja pienilmastoanalyysissa (mittakaavat 1:50 000... 1:1 000) määritetään ihmisen elinympäristöksi suotuisat ja epäsuotuisat alueet. Suotuisin pienilmasto on useimmiten lämmin ja tyyni. Luonnostaan viileitä, liian paahteisia tai tuulisia alueita pyritään välttämään. Alueet jaetaan kolmeen ryhmään. 1. Rakentamisen ulkopuolelle jätettävät alueet pienilmaston säätelyn, luonnon monimuotoisuuden ja virkistyskäytön kannalta tärkeät alueet, tuulelta suojaavat metsät sekä kasvillisuudeltaan herkät lakialueet vesitasapainon ja tulvasuojelun kannalta tärkeät kohteet, kuten luontaisesti kosteat painanne- ja kosteikkoalueet. 2. Suotuisat alueet valoisat ja lämpimät alueet eli etelä lounaissektorin rinteet; kaakkoisrinteet ovat myös valoisia, mutta niitä jäähdyttää aamuisin haihtuva kosteus tyynet alueet, joilla on olemassa olevan kasvillisuuden tai kaupunkirakenteen antama tuulensuoja voimakkaita (mereltä puhaltavia) tai kylmiä (pohjoisvirtaukset) tuulia vastaan tyynet ja paahteiset alueet voivat ylikuumentua ja muuttua epäsuotuisiksi; suojaava puusto ja haihduttava kasvillisuus ovat tärkeitä. 3. Epäsuotuisat alueet varjoisat ja viileät alueet eli luode koillissektorin rinteet, kylmäilmajärviä (kuva 4) tai hienojakoisia, runsaasti kosteutta sisältäviä maalajeja omaavat alueet voimakkaan tuulen alueet, muun muassa merenrannat, suurien järvien rannat, peltoaukeat, salmien tai pitkien laaksojen muodostamat tuulensolat, aukeat rinteenharjat (kuva 4), tuulensuuntaiset kadut eli tuulitunnelit häiriötä (muun muassa ilmanlaatu ja melu) aiheuttavien toimintojen läheisyys, muun muassa teollisuus, jätteenkäsittely, energiantuotanto, varastointi, maanotto, logistiikka ja vilkasliikenteiset väylät (ilman epäpuhtaudet ja hajut voivat kulkeutua tuulen mukana ja melu avoimen vesistön yli pitkiäkin matkoja) potentiaaliset lämpösaarekkeet, esimerkiksi tiiviisti rakennetut kaupunkikeskustat, jossa ei ole riittävästi vihreää infrastruktuuria, sekä ojitetut suot, joilla kuiva turve eristää ja äärevöittää pienilmastoa. Erityisen pienilmasto herkät toiminnot SUOTUISIMMAT ALUEET Kuva 3. Lindåsin passiivitalot Etelä-Ruotsissa (Efem arkitektkontor 2001) on sijoitettu pienilmastotietoisesti lounaaseen avautuvaan rinteeseen, jossa metsä suojaa niitä kylmitä pohjoistuulilta. Rakennukset avautuvat etelään ja hyödyntävät aurinkoenergiaa aktiivisesti ja passiivisesti. Pitkät räystäät ja parvekkeet estävät kesäisin ylikuumenemisen, mutta sallivat talviauringon lämmittää sisätiloja. Kuva: Pekka Hänninen. Kuva 4. Paikallis- ja pienilmastoanalyysi. Pinnanmuodoiltaan ja kasvillisuudeltaan vaihteleva alue on tuulensuojainen: poikkeuksena kuvaan nuolella merkitty avoin rinnealue (laskettelukeskus), jolla tuulet pääsevät voimistumaan. Pohjoisrinteet ovat yleisesti ottaen suotuisia laskettelurinteiden paikkoja lumen pysyvyyden vuoksi. Kuva: MA-arkkitehdit, maisemaselvitys, Talman osayleiskaava, perusselvitykset ja tavoitteet 2011. MUUT ALUEET Koulujen ja päiväkotien pihat Kiinnitetään Erityisen pienilmasto erityistä huomiota herkät ilman epäpuhtauksien toiminnot ja ylilämpenemisen torjuntaan Pienilmasto herkät toiminnot Asuinpihat Urbaaneilla Pienilmasto alueilla erityishuo herkät mio tuulisuuden toiminnot torjuntaan Vähemmän ilmastolle herkät toiminnot Logistiikan ja varastoinnin alueet Huomioidaan häiriöiden kantautuminen; mahdollisuus tuulija aurinkoenergian tuotantoon Häiriöitä aiheuttavat toiminnot Liikenne- ja teollisuusalueet Huomioidaan häiriöiden kantautuminen; mahdollisuus tuulija aurinkoenergian tuotantoon Palvelutalojen ja sairaalojen pihat Kiinnitetään erityistä huomiota ilman epäpuhtauksien ja ylilämpenemisen torjuntaan Julkiset ja yksityiset ulkotilat Riittävästi aurinkoisia paikkoja ja tuulensuojaa Aurinkoisia ja varjoisia paikkoja, suojaa ylilämpene miseltä Parannetaan pienilmastoa edelleen Tuulensuojaa, suojaa ilman epäpuhtauksilta Suojaa sateelta, liukkaudelta ja lumelta Kuva 5. Erilaisten toimintojen sijoittaminen pienilmaston ja erilaisten häiriöiden (ilmansaasteet, melu) kannalta. Häiriövaikutusta ehkäistään sijoittamalla toiminnot erikseen.
ohjekorttiehdotus 4 2.3 Maankäyttömuodot ja toiminnot Pienilmastoherkkiä toimintoja ovat muun muassa: koulut ja päiväkodit asuinpihat, puistot, urheilualueet, palvelutalojen pihat, leikki paikat, aukiot ja torit yksityiset ulkotilat, ravintoloiden terassialueet, urheilu kentät Näissä kohteissa suuri osa toiminnoista tapahtuu pihalla ja ulko alueilla. Palvelutalot, sairaalat, koulut ja päiväkodit pihoineen ovat erityisen herkkiä paahteisuudelle, voimakkaalle tuulelle ja ilman epäpuhtauksille. Vähemmän pienilmastolle herkkiä ja mahdollisesti myös häiriöitä (ilmanlaatu, haju ja melu) aiheut tavia toimintoja ovat esimerkiksi: liikenne (erityisesti vilkasliikenteiset väylät, raskaan liikenteen varikot/pysäköintipaikat, lastaus- ja purkupaikat, bussiterminaalit) teollisuus, jätteenkäsittely, energiantuotanto, maanotto logistiikka, varastointi. Viherkerroinmenetelmä (vihertehokkuus) on tonttien ja kortteleiden vihertehokkuuden lisäämiseen kehitetty suunnittelutyökalu, joka kehitettiin alun perin Berliinissä. Sittemmin se on jalostunut eri kaupunkien tarpeisiin vastaaviksi omiksi laskentamenetelmikseen. Vihertehokkuus edistää myös suotuisan pienilmaston syntymistä. Viherkerroin on ekologisuuden ja muiden arvojen mukaan painotetun viherpinnan ja tontin pinta-alan suhdeluku. Alueen viherkertoimelle määritellään tietty (maankäytöstä riippuva) tavoitetaso. Työkalu on kuntakohtainen; esimerkiksi Helsingissä painotusten ja laskennan taustalla ovat tutkimukset ja asiantuntija-arviot eri kasvillisuuselementtien ja -pintojen hyödyistä. Tavoitteena on ilmastonmuutokseen sopeutuminen muun muassa tonttikohtaisella hulevesien hallinnalla, jolloin läpäisemättömät pintarakenteteet korvataan vihreillä pinnoilla ja elementeillä. Kaavoituksessa viherkertoimen tavoitetasot voidaan määrittää maankäyttökohtaisesti tai alueellisesti; kaavoittaja huomioi tontin mahdollisuudet ja rajoitukset (muun muassa maaperä, pohjaveden taso) vihertehokkuuden suhteen. Edelleen pihasuunnittelussa lasketaan tontin viherkerroin ja tiettyjä suunnitteluratkaisuja suosimalla (esimerkiksi olemassa olevan kasvillisuuden ja maaperän säilyttäminen, viherkatot, huleve sien hallinta rakenteet) parannetaan pienilmastoa ja myös sopeudutaan ilmastonmuutokseen. Kuva 6. Viherkertehokkuudesta kertova raportti Kuninkaantammessa. Kuva: Helsingin kaupunki. Helsingin Lisätietoja www.stadinilmasto.fi > kaupungin ilmastotyö > sopeutuminen > viherkerroin Ilmatieteenlaitoksen palvelut ilmatieteenlaitos.fi > palvelut ja tuotteet > mennyt sää ja ilmastotilastot > tuuliruusut ilmatieteenlaitos.fi > ilmasto > tuulitilastot tuuliatlas.fi ilmatieteenlaitos.fi > Sää ja meri > Havaintojen lataus ilmatieteenlaitos.fi > Sää ja meri > Havaintojen lataus ilmatieteenlaitos.fi > sää ja meri > havaintojen lataus Ohjeita: https://ilmatieteenlaitos.fi/avoin-data Kuva 7. Viherkertoimen käyttöä pihasuunnitelussa Helsingin Kuninkaantammessa. Kuva: Helsingin kaupunki.
ohjekorttiehdotus 5 Taulukko 1. Eri maanpeite- ja maankäyttötyyppien vaikutus lämpö- ja vesiolosuhteisiin sekä ilmavirtauksiin. Maanpeite/-käyttö Lämpöolosuhteet Ilmavirtaukset Vesiolosuhteet Metsä Suo Avoin alue; pelto, niitty Ojitettu suo, painanne Vihersormi tuo raikasta, viileää ilmaa rakennettuun ympäristöön Vajaakäytössä olevia alueita voidaan määrätietoisesti muuttaa viheralueiksi Tuuletuskäytävä voi parantaa ilmanlaatua keskusta-alueilla Vesistöt ja luonnonmukainen hulevesien käsittely tasaavat kaupungin kosteus- ja lämpöolosuhteita Lämpötilan vaihtelu pientä, tasaava vaikutus. Kasvillisuuden haihdutus madaltaa lämpötiloja. Vesipitoisuuden vuoksi lämpötiloja tasaava vaikutus. Aurinkoisella säällä lämpimiä, yöllä ympäristöään kylmempiä alueita. Aurinkoisella säällä lämpimiä, yöllä ympäristöään kylmempiä alueita. Tasalatvuksisen metsän sisällä tuuli on heikompaa kuin latvuston yläpuolella. Harvakin lehvästö hidastaa virtauksia. Avoimuus voimistaa ilmavirtauksia, mahdollinen puusto hidastaa. Avoimuus voimistaa ilmavirtauksia. Tyyninä öinä ja talvella mahdollisia kylmäilmajärviä. Avoimuus voimistaa ilmavirtauksia, mahdollinen puusto hidastaa. Tyyninä öinä ja talvella todennäköisiä kylmäilmajärviä. Vesistö Lämpötiloja tasaava vaikutus. Avoimuus voimistaa ilmavirtauksia. Etenkin merenrannat ovat usein hyvin tuulisia. Väljästi Rakennusten kovat pinnat voivat Rakennusten kovat pinnat ohjailevat ja rakennettu alue imeä tai heijastaa säteilyä. Runsas paikoin voimistavat ilmavirtauksia. kasvillisuus rakennusten välillä tasaa Kasvillisuus hidastaa ilmavirtauksia. lämpötiloja. Rakennusten noustessa korkeintaan puuston latvuston tasalle säilyvät jalankulkuympäristö ja rakennukset tuulensuojassa voimakkaiden tuulten puhaltaessa latvuston ja kattojen yläpuolella. Latvuston yläpuolelle yltävä rakentaminen voi voimistaa ilmavirtauksia korttelitasolla. Tiiviisti Vähäinen kasvillisuus johtaa suuriin Vähäinen kasvillisuus yhdistettynä rakennettu alue lämpötilaeroihin. korkeaan rakentamiseen voimistaa Rakennetut pinnat voivat imeä tai ilmavirtauksia korttelitasolla. heijastaa säteilyä. Tiiviisti rakennetut ympäristöt varastoivat lämpöä. Tiiviisti rakennetussa ympäristössä syntyy lämpösaarekkeita; alue on ympäristöään lämpimämpi. Veden kierron kannalta tasapainottavia. Sadevesi imeytyy maahan ja puusto haihduttaa sitä takaisin ilmakehään. Merkittävä tasaava vaikutus suuren varastointikapasiteetin ansiosta. Tasaava vaikutus kasvillisuuden ansiosta. Tasaava vaikutus kasvillisuuden ansiosta, joskin ojitus vähentää varastointikapasiteettia. Merkittävä tasaava vaikutus. Runsaalla kasvillisuudella on tasaava vaikutus. Läpäisemättömät pinnat (katot, asfaltti jne) aiheuttavat hulevesiä. Vähäinen kasvillisuus ja suuret määrät läpäisemättömiä pintoja aiheuttavat runsaasti hulevesiä. Puustoinen etäsuoja vähentää tuulisuutta koko alueella suojaa esimerkiksi aina samasta suunnasta puhaltavalta merituulelta. Kuva 8: Vihreä infrastruktuuri kaupunkirakenteessa. Kuva Nomaji/Helsingin kaupunki.
ohjekorttiehdotus 6 3 AURINKO Rakennuspaikan valinnalla, kaupunkirakenteen mittakaavalla ja pienilmastoherkkien toimintojen sijoittelulla voidaan optimoida auringon tuomia hyötyjä valo- ja lämpöolosuhteisiin. Rakennuksen sijoitus tontilla, erityisesti suhteessa olemassa olevaan kasvillisuuteen, sekä pihan toimintojen sijoittelu ovat tärkeitä riittävän päivänvalon ja pienilmaston kannalta. Lämpösaarekeilmiön torjuntaan on kiinnitettävä huomiota ilmaston lämmetessä (luku 6). Erityisesti pienten lasten ja vanhusten oleskelupaikoilla varataan myös varjoisia oleskelupaikkoja esimerkiksi olemassa olevaa puustoa säilyttämällä. Ratkaisuja Riittävän suuri koko puistoissa, aukioissa, urheilu- ja leikkipaikkoissa sekä pihoissa, jottei alue jää kokonaisuudessaan ympäröivien rakennusten varjoon. Kaakkois lounaispuolelle jätetään tilaa valoa kaipaaville toiminnoille, kuten pihojen oleskelualueille, leikkipaikoille, puistojen urheilunurmille ja oleskelualueille sekä ravintoloiden terassialueille. Pienilmastoherkissä maankäyttömuodoissa edellä mainitut oleskelualueet sijoitetaan siten, että ne saavat vähintään neljä tuntia päivänvaloa välillä 9...17 (päiväntasauksien aikaan). Kattojen suuntauksella ja kulmalla voidaan lisätä myös aurinkoenergian hyödyntämismahdollisuuksia. Lounais kaakkoon suuntautuvat katot ovat aurinkoisimpia, joskin aurinkoenergiaa voidaan tuottaa myös lännen- ja idän suuntaislla lappeilla, jolloin teho noin 10 % pienempi, mutta tuotto jakautuu paremmin vuorokauden tunneille. Kuvat 9...10. Helsingin Eko-Viikissä talorivit on suunnattu aurinkoa kohti, ja aurinkoenergiaa hyödynnetään sekä passiivisesti että aktiivisesti. Sormimaiset viheralueet palstoineen työntyvät asuinalueelle, toimien osana hulevesijärjestelmää ja luoden miellyttävää pienilmastoa. Arkkitehti Petri Laaksonen, kilpailuvaiheen suunnitelma. Helsingin kaupunki, 1994...2002. Kuvat Helsingin kaupunki ja Pekka Hänninen. Kuva 9. Auringon kulman ja topografian vaikutus pihan saamaan valoon ja aurinkopaneelien suotuisimpaan sijaintiin. Etelä-lounas-sektorin rinteet ovat tyypillisesti valoisimpia. Lähde: Winter City Manual, 1991; ref. Oulun kaupunkisuunnittelu, 2014
ohjekorttiehdotus 7 4 TUULI Tuulisuuteen vaikuttavat merkittävästi sekä paikallisilmasto että maankäytön suunnittelussa tehtävät pienilmastoa muokkaavat valinnat. Tuulisuuden hallinnalla vaikutetaan jalankulun ja pyöräliikenteen viihtyisyyteen ja turvallisuuteen. Miellyttävä ulkotila on mahdollisimman tuuleton etenkin viileämmällä säällä. Tuulisuuden säätelyssä kiinnitetään huomiota kaupunkirakenteen kokonaisuuteen: rakennusvaltaisten alueiden, viheralueiden ja katuverkoston keskinäisiin suhteisiin sekä sijoittumiseen toisiinsa, ilmansuuntiin ja topografiaan nähden. Tuulisuuden säätelyssä tärkeintä on huomioida alueen luontaiset tuulensuunnat sekä tuulenvoimakkuus. Suunnitteluratkaisuissa kiinnitetään erityistä huomiota rakentamistypologiaan (kuvat 10...12) ja kasvillisuuden sijoitteluun, etenkin olemassa olevan kasvillisuuden säilyttämiseen (kuva 11). Ratkaisuja Korkean rakentamisen tuulisuutta kasvattava vaikutus huomioidaan suunnittelussa. Latvuston yläpuolelle yltävä rakentaminen voi korttelitasolla voimistaa ilmavirtauksia jalankulkijan tasolla, kun rakennuksen edessä ja takana virtaukset kääntyvät alaspäin suuntautuviksi pyörteiksi (kuva 10). Tuulisuusselvitykset tehdään erityisen perusteellisesti, jos suunnittelualueen keskimääräinen vuotuinen tuulennopeus ylittää 5,5 m/s tai alueelle suunnitellaan tornitaloja. Tuulisuuden mallintamisella vältetään haitallisia suunnitteluratkaisuja (ks. Laskentamenetelmät). Mallintamisen epävarmuutta voidaan vähentää vaiheistamalla suunnittelua ja uusimalla simulaatio rakentamisvaiheiden välissä. Monipuolinen kaupunkirakenne on pienipiirteisesti vaihteleva, suhteellisen tiivis ja tuulta hidastavaa, kerroksellista kasvillisuutta sisältävä. Se on tuuliolosuhteiltaan miellyttävämpi kuin suorien pitkien katujen varrelle väljästi sijoitettujen suurten rakennusten sekä laajojen aukioiden muodostama kaupunkiympäristö. Olemassa oleva puustoinen kasvillisuus on usein luonnostaan monikerroksinen ja siten tehokas tuulensuoja. Puustoista kasvillisuutta säilytetään erityisesti potentiaalisesti tuulisilla alueilla, tärkeillä oleskelualueilla ja rakennettaessa yli kuusikerroksisia rakennuksia. Istutettavan puuston kasvaminen riittävän korkeaksi vie kymmeniä vuosia. Katupuusto vähentää tuulenvoimakkuutta. Tuulta torjuvaa ja hidastavaa kasvillisuutta tulisi sijaita jo ennen tuulisuudelle altista katuosuutta. Suojaava kasvillisuusvyöhyke (etäsuoja) vähentää tuulisuutta laajalla alueella tarjoten suojan esimerkiksi aina samasta suunnasta tulevalta merituulelta. Hyvä etäsuoja on korkea, mutta harvarakenteinen (läpäisevyys 20 %). Lisäohjeistus Kasvillisuutta säilytettäessä puusto valmennetaan rakennusaikaisiin muutoksiin, jotta jäljelle jäävä puusto kaadu myrskysäällä tai ränsisty kuivuuden ja lisääntyneen auringonvalon myötä, ks. Viherrakenteen yleinen työselostus VRT 17. Tuulisia paikkoja voidaan hyödyntää tuulivoiman tuotannossa. Esimerkiksi korkeissa rakennuksissa kattojen ja julkisivujen pientuulivoimalat voivat tuottaa osan rakennuksen energian tarpeesta. Pientuuli voimaloiden aiheuttama rakenteiden kuormittuminen ja äänen resonointi tulee huomioida suunnittelussa. Kuva 10. Kun tuuli kohtaa läpäisemättömän esteen, esimerkiksi ympäristöään korkeamman rakennuksen, syntyy voimakkaita tuulenpyörteitä rakennuksen kulmille ja maantasoon. Mitä suurempi rakennus on, sitä suuremmat paine-erot ja edelleen tuulennopeuden vaihtelut syntyvät tuulen ja tyvenen sivun välille. (Lähde: Merlier et al 2018) Kuva 11. Rakennukset voivat lisätä pyörteisyyttä pihalla, jos ne sijaitsevat etäällä toisiinsa nähden. Rakennuskorkeuden (H) ja rakennusten väliin jäävän aukean tilan (W) suhteen (H/W) tulisi olla korkeintaan 0,3. Matalat, suhteellisen tasakorkuiset ja lähekkäin sijoitetut korttelit pitävät tuulen kattojen yläpuolella. Suurikokoisia pihoja täydennetään vähintään katonharjan korkuisella puustolla tuulisuuden vähentämiseksi. Puustoa korkeammat rakennukset aiheuttavat aina pyörteitä ympäristöönsä, vaikka rakennukset olisivat suhteellisen lähekkäin ja pihalla olisi tuulta hidastavaa puustoa. Lähde: Oke 31 mukaan. Kuva 12. Umpikortteli suojaa keskelle jäävää pihaa, mutta voi lisätä tuulenvoimakkuutta reunoilla. Tuulensuuntaisista kaduista syntyy usein tuulitunneleita, joten niitä tulee välttää. Toisaalta myös 30...60 asteen kulmaan tuuleen nähden suunnatut kadut voivat muodostua pyörteisiksi.
ohjekorttiehdotus 8 Tuulen ja tuulettumisen analysointi Rakentamista edeltävät tuulisuusselvitykset ja -kartoitukset ovat osa tuuliviihtyisyyden suunnittelua erityisesti alueilla, joiden tuuliolosuhteet ovat oletetusti hankalat. Vaaralliset tuulennopeudet ehkäistään asukkaiden turvallisuuden ja rakennusten sekä rakenteiden kestävyyden takaamiseksi. Toisaalta etenkin runsaasti liikennöidyillä alueilla on tärkeää arvioida kaupunkiympäristön tuulettumista. Paikallisilmaston analyysi tehdään kaavoitusvaiheessa, jolloin tarkistetaan alueelliset tuuliolot ja valitaan suotuisat paikat eri maankäyttömuodoille. Ilmanlaatuhavainnot, tuuliruusut ja -tilastot (muun muassa keskimääräinen vuotuinen tuulennopeus, yleiset tuulensuunnat eri vuodenaikoina) huomioidaan kaupunkirakenteen suunnittelussa. Tuulisuuden hillinnälle ja tuulettumiselle asetetaan tavoitteet alueella. Käytetään esimerkiksi Ilmatieteen laitoksen tai muuta virtauslaskennan asiantuntijaa hankkeen tukena. Simuloidaan suunnitellun kaupunkirakenteen vaikutusta tuulisuuteen ja tuulettumiseen laskennallisilla ilman virtausmalleilla. Aineistoa täydennetään asukaskokemusten ja kenttähavaintojen keräämisellä. Mallilaskelmalla arvioidaan huonoimman realistisen kehitysvaihtoehdon (esimerkiksi liikennemäärien kasvamisen ja puuston vähenemisen) vaikutukset. Mallilaskelma tehdään myös nykyhetkestä ja verrataan mallin tuloksia vastaavista kohteista saatuihin todellisiin mittaustuloksiin. Havaittuja ongelmakohtia suunnitellussa kaupunkirakenteessa korjataan simuloinnin perusteella. Ristiriidat tuulisuuden ja tuulettumisen suhteen sekä mallinnuksen epävarmuudet ratkaistaan asiantuntijan avulla. Simulaatio uusitaan tarvittaessa. Tuotetaan johtopäätökset jatkosuunnittelua varten suotuisien tuuliolosuhteiden turvaamiseksi. Laskentamenetelmiä Laskennallinen virtausmekaniikka CFD (Computational Fluid Dynamics) eli virtauskentän mallintaminen soveltuu hyvin kaupunkisuunnittelussa tuuliviihtyisyyden ja tuulettumisen arvioimiseen. Analyysi on vaativa, mistä johtuen siihen tarvitaan aina virtauslaskennan asiantuntija. CFD-malleja ovat muun muassa: RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes) eli steady state -formalismiin pohjautuva ajasta riippumaton laskenta on yleisesti käytetyin CFD-menetelmä. Menetelmä vaatii vähiten resursseja, mutta on usein epätarkka urbaanissa ympäristössä. URANS (Unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes) eli ajasta riippuva (eng. transient) steady state -laskenta on RANS-laskentaa tarkempi urbaanissa ympäristössä. URANS on edellistä luotettavampi, mutta kalliimpi vaihtoehto. LES (Large Eddy Simulation) eli transient-formalismiin pohjautuvat pyörteiden simulaatiomallit ovat yleisesti ottaen RANS/URANS-malleja parempia, sillä ne huomioivat paremmin kaupunkiympäristön turbulenttisuuden vaikutukset virtauksiin ja ilman vaihtumiseen. Ne ovat myös huomattavasti raskaampia ja vaativat tarkemman lähtöaineiston, mistä johtuen analyysien tarkkuutta usein karsitaan. Käytännössä puhdasta LES-mallinnusta ei urbaaneille ympäristöille ole mahdollista tehdä. URANS-LES -hybridimallit eli scale resolving simulation (SRS) -mallit ovat suosiotaan kasvattava menetelmä urbaanin ympäristöön vastatessaan edellä kuvattujen mallien puutteisiin. Esimerkiksi DES-formalismissa simuloidaan rajakerros URANS-moodissa ja muut alueet LES-moodissa. DES-laskenta on puhdasta URANS-laskentaa raskaampaa. Kuva 13. Suorakulmaisten (a...c), U:n (d...f) ja L:n (g...i) muotoisten rakennusmassojen vaikutus tuulen virtauksiin. U:n ja L:n muotoisen rakennuksen selkä tulee kääntää torjuttavaa tuulensuuntaa vasten pihan suojaamiseksi. U:n ja L:n muotoiset korttelit muodostavat yleisesti ottaen suojaisamman pienilmaston kuin lamelli- ja pistetalot. (Lähde: Merlier et al 2018) Kuva 14. Tuulisuutta on mahdollista vähentää kasvillisuudella. Kapea ja tiivis suoja muodostaa pidemmän suojan kuin leveä ja läpäisevämpi. Kuva 15. Suhteellisen tuulen nopeuksien ( U/Uref ) suuruudet kaikkien tuulen suuntien resultantteina (pisteittäinen maksimi 12 eri tuulen suunnan joukosta). Kuva: Soini ja Kokkonen, 2017 (Sweco Rakennetekniikka oy)
ohjekorttiehdotus 9 Yleisiä ohjeita Mallinnuksen vaatimuksia ymmärtävä asiantuntija on avainasemassa suunnitteluhankkeessa. Ilman riittävää ymmärrystä ja teknisiä resursseja suoritetut CFD-analyysit voivat epäonnistua ja tuottaa harhaanjohtavia tuloksia. Maasto- ja rakennusmallin (esimerkiksi 3D-kaupunkimallin tai Maanmittauslaitoksen maastomallin) rajaus ja esitystavan tarkkuus vaikuttavat mallinnuksen tuloksiin. Esimerkiksi korttelin aiheuttamaa tuulisuutta arvioitaessa vähimmäisrajauksena voidaan pitää tuulen suunnasta rakennusta lähestyttäessä eli ylävirtaan (upstream) etäisyyttä 5H ja alavirtaan (downstream) eli rakennuksen jälkeen 15H korttelin rajalta katsoen (H = rakennusten maksimikorkeus). Pääasiallinen mallinnuksen kohde, kuten kortteli tulee esittää mahdollisimman tarkasti mukaanlukien parvekkeet, katokset, ulkokalusteet, maastonmuodot. Myös kohdealueen välitön ympäristö (esimerkiksi yksi kortteli joka suuntaan) tulee esittää riittävän tarkasti. Muu kaupunkirakenne voidaan laskennan keventämiseksi esittää karkeammin. Kasvillisuus ja puusto voidaan sisällyttää tarkasteluun tarpeen vaatiessa, mutta usein ne jätetään pois tarkasteluista rakentamisen jälkeisen tilanteen (tai ns. pahimman skenaarion ) selvittämiseksi. Istutettavalla puustolla kestää vuosia saavuttaa tuulisuuteen merkittävästi vaikuttava koko. Tuuliviihtyisyys määritellään käyttäen tuuliviihtyisyyskriteerejä. On hyvä käyttää vähintään kahta kriteeriä, esimerkiksi NEN- 8100, tanskalainen FORCE Technology -kriteeri tai Lawsonkriteeri. Vuorovaikutteiset työpajat ja asukaskävelyt ovat hyödyllisiä keinoja nykytilanteen koetun tuulisuuden kartoittamisessa. Kenttämittaukset mahdollistavat rakentamista edeltävän ajan sekä olemassa olevan kaupunkirakenteen tuulisuuden sekä ilmanlaadun tutkimisen, mikäli luvussa 2 esitetyt avoimet aineistot eivät kata suunnittelualuetta. Tuulitunnelit ovat kokeelliseen virtausmekaniikkaan perustuvia laitteita, joissa voidaan tutkia esimerkiksi kaupunkipienoismallin ympärille muodostuvaa virtauskenttää, painetta, vastusta jne. puhaltamalla suljettuun tilaan ilmaa eri voimakkuuksilla. Tekniikkaa voidaan hyödyntää CFD:n tukena. Kuva 16. Esimerkki LES-virtausmallitarkastelusta. Tarkasteltava korkeustaso on neljä metriä maanpinnasta. Lähde: Helsingin kaupunki, 2016 Kuva 17. Osayleiskaavavaiheessa Jätkäsaaressa tuulitunnelilla tehty tuuliselvitys. Kuvassa keskituulta on verrattu referenssipisteen keskituuleen kaikilla tuulen suunnilla. Tummanpunaisella alueella tuulisuus lähenee merellä 22 metrin korkeudessa olevan referenssipisteen tuulisuutta. Kuva WSP Finland Oy.
ohjekorttiehdotus 10 5 VESI JA LUMI Pienilmaston sateisuuteen ei voida vaikuttaa, mutta sateen hait toja on mahdollista vähentää. Merenranta-alueilla tuulen ja sateen yhteisvaikutukset voivat olla poikkeuksellisen voimakkaita. Merenpinnan kohotessa tulvarajat ja rakenteiden perustamiskorkeudet nousevat. Jokien ja järvien rannat ovat etenkin keväisten sulamisvesien ja hyydepatojen vuoksi tulvariskialueita. Tulvasuojauksella, kosteuden kestävällä rakentamisella sekä keskeisten alueiden sadesuojauksella voidaan pienentää sateen haittoja. Sateisuuteen liittyy keskeisesti rakennetussa ympäristössä hulevesien hallinta ja talvisin lumen varastointi. Ratkaisuja tulviin ja merenpinnan kohoamiseen Uutta rakentamista ei osoiteta tulvariskialueille. Uudisrakentamisen alin rakentamiskorkeus on merenrannoilla yleisesti ottaen 3...4 m, mutta korkeus vaihtelee aluekohtaisesti. Järvien ja jokien osalta tilanne selvitetetään vesistökohtaisesti. Merenrannalla turvalliset rakennusten ja rakenteiden perustamiskorkeudet riippuvat vedenkorkeuden ja aallokon yhteisvaikutuksesta. Tulvariskialueilla ei tule rakentaa maanalaisia tiloja. Lähteitä: Tulvariskialueet (http://www.ymparisto.fi/tulvakartat) Turvallisten perustamiskorkeuksien muutokset selvitetään aluekohtaisesti. Suomenlahden keskivedenkorkeus nousee vuosisadan loppuun mennessä eri arvioiden mukaan keskimäärin 30...90 cm. Tarvittavat kaavamuutokset ja suojelutoimenpiteet tehdään tarkempien selvitysten pohjalta. Tulvariski huomioidaan myös kellarirakentamisen korkotasoissa tulvaherkillä alueilla. Tulvavalleilla voidaan suojata rantarakentamista jo rakennetuilla alueilla. Ratkaisuja hulevesien hallintaan Luonnonmukainen hulevesien hallinta vaikuttaa edullisesti koko valuma-alueen vesitasapainoon ja kasvillisuuden hyvinvointiin, luoden samalla lämpötilaeroiltaan tasaisempaa pienilmastoa. Valuma-alueen tarpeet ja mahdolliset ratkaisut määritetään valuma-alueanalyysissa (ks. sivu 11). Vaihtoehtoisten, tontin ulkopuolisten hulevesien käsittelyalueiden ja tulvareittien (esimerkiksi yleisten alueiden) hyödyntäminen voidaan mahdollistaa kaavoituksessa, jos se valumaalueanalyysin pohjalta on edullisinta alueen vesiolosuhteiden sekä tilankäytön kannalta, eikä aiheuta riskiä ympäristön pilaantumisesta. Lumenvarastointipaikat ja hulevesiratkaisut kannattaa mahdollisuuksien mukaan sijoittaa toistensa yhteyteen sulamisvesien käsittelyn mahdollistamiseksi sekä kuljetustarpeen vähentämiseksi. Lisätietoa hulevesien hallinnasta tarjoavat RT 89-11196 Hulevesien hallinta, RTS 19:23 Ilmastotietoinen suunnittelu. Rakennussuunnittelu. Ratkaisuja sateelta suojaamiseen Jalankulkijoiden kulkureiteistä on suositeltavaa tehdä lyhyitä ja sateensuojaisia, erityisesti kaupunkirakenteen merkittävissä solmukohdissa, esimerkiksi kun joukkoliikenteen terminaalit sekä ostos- ja palvelukeskittymät sijaitsevat toisistaan erillään. Myös rakennusten sisäänkäynnit ja oleskelualueet vaativat sateen- ja tuulensuojaa sekä talvisin liukkaudentorjuntaa. Puusto kävelykaduilla, oleskelupaikoilla sekä rakennusten sisäänkäyntien äärellä voi tarjota väliaikaista suojaa sateelta etenkin kasvukausina. Kuva 18. Viherkatot viivyttävät sadevesiä valumasta liian äkkiinäisesti pihalle tai kadulle. Lisäksi ne pienentävät lämpösaarekeilmiötä ja puhdistavat ilmaa kaupungeissa. Meilahden urheiluhallin katto, Helsinki. Kuva: Pekka Hänninen. Kuva 19. Helsingin nykyiset tulvariskialueet. Kuva: Helsingin kaupunki. Kuva 20. Hulevesiallas Helsingin Vauhtitiellä. Kuva: Mari Ariluoma.
ohjekorttiehdotus 11 Tuulisuutta vähentävät ratkaisut auttavat myös viistosateen ja lumen torjunnassa. Etenkin olemassa olevaa, monikerroksista kasvillisuutta kannattaa säilyttää tuulen tulosuunnassa. Tuulisuuteen liittyviä ratkaisuja on kuvattu luvussa 4. Valuma-alueanalyysi Vesiolosuhteet analysoidaan maankäytön suunnittelun lähtötiedoiksi heti suunnittelun alkaessa. Valuma-alueiden analysointiin tarvittavia aineistoja ovat: valuma-alueet, vesistötiedot: Suomen ympäristökeskus SYKE; www.syke.fi > avoin tieto > paikkatietoaineistot sadevesiviemäriverkosto ja tarkemmat valuma-aluetiedot: usein pyydettävä kunnalta topografia: Maanmittauslaitos; www.maanmittauslaitos.fi > asioi-verkossa > avoimien aineistojen tiedostopalvelu maankäyttö ja -peiteaineisto: Suomen ympäristökeskus: www. syke.fi > avoin tieto > paikkatietoaineistot sekä pääkaupunkiseudulla HSY:n seudullinen maanpeiteaineisto: www.hsy.fi > asiantuntijalle > seututieto > paikkatiedot > kartta-aineistot > taustakartat > seudullinen maanpeiteaineisto Tulvakartat: Suomen ympäristökeskus SYKE ja ELY-keskukset: www.ymparisto.fi/tulvakartat Kuva 21. Valuma-alueanalyysi Mikkelin kaupungin alueelta. Kuvalähde: Mikkelin kantakaupungin ekosysteemipalvelut ja viherrakenne, Sito oy, 2016 Kuva 22. Bergenin Brøsetin hulevedet ja osin myös harmaat vedet käsitellään paikallisesti altaissa. Kuva: Arkkitehtitoimisto Kimmo Kuismanen / Ab CASE consult Ltd
ohjekorttiehdotus 12 6 LÄMPÖSAAREKE Tiiviisti rakennetuiila alueilla voi kuumina kesäpäivinä syntyä lämpösaarekeilmiö, joka ilmenee pienilmaston ylilämpenemisenä. Kasvillisuus neutralisoi ilmiötä, joten viheralueille ja väljästi rakennetuille alueille ei synny lämpösaarekkeita. Lämpösaarekeilmiön lieventäminen on Suomen nykyisessä ilmastossa tarpeen lähinnä tiiviisti rakennetuilla keskustaalueil la. Lämpösaarekeilmiö, myös myöhemmin ilmaantuvana ilmaston muutoksen seurauksena, tulee kuitenkin ottaa huomioon kaikkien alueiden suunnittelussa. Erityisen paahteisilla alueilla rakennuksen ja oleskelupaikkojen suojaaminen varjostavalla kasvillisuudella, riittävä ilman liikkumisen varmistaminen sekä muut ylilämpenemiseltä suojaavat rakennustekniset ratkaisut ovat jo nykyisessä ilmastossamme tarpeen. Osa lämpö saarekkeen torjunta keinoista soveltuu myös ilmanlaadun parantamiseen (luku 7). Ratkaisuja Viheralueiden määrä ja jakautuminen kaupunkirakenteessa varmistetaan riittäväksi yleiskaavatasolla. Tehokkaasti rakennettaessa vihersormet ja tuuletuskäytävät voivat tuoda viilennystä keskustoihin (kuva 26). Moottoriliikenneinfrastruktuurin tai pysäköintialueiden lämpösaarekeilmiötä lisäävää vaikutusta pienennetään lisäämällä niiden läheisyyteen kasvillisuutta ja suosimalla läpäiseviä ja vaaleita pintamateriaaleja. Vajaakäyttöiset alueet muutetaan ilmiötä lievittäviksi viheralueiksi. Ylilämpenemiselle herkille alueille kuten maaston painanteisiin tai kattilamaisiin laaksoihin rakentamista vältetään. Piha-alueiden ilmanvaihtoa tehostetaan korttelien reunojen aukotuksella. Tällöin tulee kuitenkin huomioida mahdollinen tuulisuuden lisääntyminen. Muita lämpösaarekkeen torjuntaan soveltuvia keinoja ks. 7 Ilmanlaatu. Kuva 23. Turussa keskimääräinen lämpötilaero keskustan ja ympäristön välillä on noin 2 C, mutta enimmillään ero voi kasvaa jopa 10 C:een. Lähde: Turun kaupunki. https://www.turku.fi/asuminen-jaymparisto/ymparisto/kaupunki-usein-lamposaareke-maaseudunkeskella Kuva 25. Seitsemän kertaa reunustavien rakennusten korkeuden levyinen puisto on todettu optimaalisimmaksi lämpötilaerojen tasaamisessa.
ohjekorttiehdotus 13 7 ILMANLAATU Ilmanlaatu on merkittävimpiä rakennetun ympäristön terveellisyyteen vaikuttavista tekijöistä. Ilman epäpuhtauksien torjuntatarve riippuu suunnittelualueen ja ympäröivien alueiden maankäytöstä, liikennemuodoista ja -määristä, tuulensuunnista ja ilmanlaadusta, jotka tulee selvittää ennen suunnittelun aloittamista (luvut 2 ja 4). Rakentaminen muuttaa merkittävästi alueen tuuli- ja ilmanlaatuolosuhteita, joten niiden analysointi tulee tehdä mallintamalla jo suunnittelun alkuvaiheessa (ks. 4 Laskentamenetelmiä). Ilman epäpuhtauksiksi lasketaan ihmisen toiminnasta tai luonnosta peräisin olevat kaasumaiset tai hiukkasmaiset yhdisteet, jotka aiheuttavat haittaa ihmiselle tai luonnolle. Pienhiukkaset ovat ihmisen terveydelle ongelmallisimpia. Suomessa hiukkaspitoisuuksissa havaittavat huiput ajoittuvat tyypillisesti talvelle ja keväälle, jolloin liikenteen (erityisesti nastarenkaiden) aiheuttama tienpinnan kuluminen sekä hiekoitushiekan jauhautuminen aiheuttavat katupölyn nousun ilmaan. Maaseudulla ilman hiukkaspitoisuudet ovat yleisesti ottaen huomattavasti matalampia. Ratkaisuja Tiivis yhdyskuntarakenne vähentää liikkumistarvetta ja päästöjä. Yleiskaavassa pienilmastoherkät toiminnot (luku 2) sijoitetaan kauimmas päästöjä aiheuttavasta liikenteestä (kuva 28) sekä pistemäisistä päästö lähteistä. Ilmanlaadun raja-arvot huomioidaan toimintojen sijoittelussa. Pistemäisistä päästölähteistä (esimerkiksi teollisuuslaitokset, raskaan liikenteen terminaalit ja jakelukeskukset) suojaetäisyys on vähintään 300 metriä. Ilman epäpuhtauksien kulkeutumiseen vaikuttavat myös tuulensuunnat. Ilman epäpuhtauksien syntyä ja huonoa ilmanlaatua asuinympäristössä voidaan ehkäistä suunnittelulla. Tuuletuksen ja ilmanlaadun mallintamisella vältetään haitallisia suunnitteluratkaisuja (ks. 4 Laskentamenetelmiä). Mallintamisen epävarmuutta voidaan vähentää vaiheistamalla suunnittelua ja uusimalla simulaatio rakentamisvaiheiden välissä. Vilkasliikenteisen pääväylän suojaksi sekä täydennys- että uudisrakentamisessa jätetään riittävä suojaetäisyys tai asuinympäristön hyvä ilmanlaatu varmistetaan muilla keinoin (kuva 28). Kuva 26. Tehokkaasti rakennettaessa vihersormet sekä luontaisiin ilmavirtauksiin perustuvat tuuletuskäytävät voivat tuoda viilennystä sekä parempaa ilmanlaatua keskustoihin. Tuuletuskäytävien riskinä tuulisuus ja keväisin ilmavirtausten nostattama katupöly. Kuvalähde: Lenzholzer, 2015. Kuva 27. Raitisilmasuodatin Helsingin Suutarilassa keväällä 2018 yhden vuoden käytön jälkeen. Kuva: Pekka Hänninen. Kuva 28. Asuinrakentamisen minimietäisyys päästöä aiheuttavista liikennealueista. Lähde: HSY
ohjekorttiehdotus 14 Täydennysrakentaminen ei saa huonontaa ilmanlaatua pienilmastoherkkien toimintojen läheisyydessä. Parantamiskohteet selvitetään; esimerkiksi liikennealueiden ilman epäpuhtauksia vähennetään viherkaistoilla ja kevyen liikenteen väylät eriytetään väylistä. Huonosti tuulettuvat alueet, tunnelien suut ja risteykset suunnitellaan erityisen huolellisesti kattavien mallinnusten pohjalta (ks. 4 Laskentamenetelmiä). Haja-asutusalueilla huomioidaan topografia, talviaikaiset tuulensuunnat ja tuulettuvuus rakennusten sijoittelussa ja suunnittelussa siten, ettei rakennusten puulämmityksestä syntyvä savu kulkeudu tuloilman kautta hengitysilmaan. Polttopuun säilyttämiseen varataan kunnolliset tilat, sillä kostea puu palaa epäpuhtaasti aiheuttaen päästöjä. Suositaan pienpolton hiukkaspäästöjä vähentäviä tulisijoja ja savupiippuja. Tiheillä pientaloalueilla suositaan lämmitysmuotoja, jotka eivät tuota pienhiukkaspäästöjä. Vähäpäästöistä liikennettä suositaan: jalankulku- ja pyöräliikenteen reitistöä parannetaan taataan riittävät leveät ja erilliset kaistat jalankululle ja pyöräilylle rajoitetaan moottoriajoneuvojen kulkua ja ajonopeuksia, käytetään ruuhkamaksuja keskusta-alueilla sijoitetaan bussipysäkit rampeille tai vastaaville paikoille vilkkaan väylänvarren sijasta sujuvoitetaan liikennemuotojen välisiä liittymiä etäisyyksiä pienentämällä ja riittävällä liityntäpysäköinnillä. Ilman epäpuhtauksia synnyttäviä liikenne- ja pysäköintialueita sekä vajaakäytössä olevia alueita muutetaan ilmaa puhdistaviksi lisäämällä niille kasvillisuutta. Teiden ja katujen kunnossapitoa ja hoitoa (hiekoitus, suolaus, puhtaanapito ja pölynsidonta) kehitetään ilmanlaatuhaittojen vähentämiseksi. Korttelien aukotuksella ja rakennuskorkeuden vaihtelulla parannetaan katualueen tuulettumista. Samalla tulee kuitenkin tulee ehkäistä ilman epäpuhtauksien kulkeutuminen katukuilusta piha-alueille. Riittävä korttelin aukotus raikkaan ilman suuntaan takaa piha-alueiden ilman vaihtuvuuden. Piha ja muut oleskelualueet (myös parvekkeet) sijoitetaan rakennuksen ja/tai kasvillisuusvyöhykkeen suojaan paremman ilmanlaadun puolelle. Sijoittamista välittömästi rakennuksen läheisyyteen vältetään mahdollisten katukuilusta kulkeutuvien alaspäin suuntautuvien pyörteiden vuoksi (kuva 30). Rakennuksen selkä käännetään ilman epäpuhtauksia kuljettavan tuulen suuntaan. Tienvarsikasvillisuudella ja meluvalleilla on lievä myönteinen vaikutus ilmanlaatuun katvealueellaan (esteen takana). Umpinaisen latvuston välttäminen ja riittävä istutusväli ovat tärkeitä kapeissa katukuiluissa tuuletuksen takia. Kesävihanta katupuusto mahdollistaa ilman paremman vaihtumisen talvi- ja kevätaikaan, jolloin ilmanlaatu on usein heikoimmillaan. Katukuilun mittasuhteilla on kasvillisuutta merkittävämpi vaikutus tuuletukseen, joskin katukasvillisuudella on muita merkittäviä hyötyjä (kuva 30). Vilkkaasti liikennöidyn kadun varrelle ei suunnitella asuntoja, jotka avautuvat ainoastaan liikennealueen puolelle. Kadun puolelle ensimmäiseen kerrokseen ei sijoiteta asumista tai muita pienilmastoherkkiä toimintoja. Luontaisia ilmavirtauksia hyödynnetään tuuletuskäytävän avulla (luku 6). Tuulisuuden lisääminen on kuitenkin perusteltua vain ilmanlaadullisesti huonoimmilla alueilla. Tuuli voi myös nostattaa katupölyä. Kuva 29. Puun pienpoltto sekä liikenne aiheuttavat pienhiukkaspäästöjä, joiden aiheuttamiin sairauksiin arvioidaan kuolevan ennenaikaisesti Suomessa vuosittain 1200 henkeä. Liikenteen pienhiukkaspäästöt ovat suurimmillaan keväällä. Kuva: Pekka Hänninen. Kuva 30. Piha-alueen ilman typpioksidipitoisuus katualueeseen nähden. Korkea rakentaminen yhdistettynä kapeaan katuun heikentää ilmanlaatua sekä kadulla että piha-alueella. Tuulettuvuus paranee selvästi, kun rakennusten korkeuden suhde kadun leveyteen on pienempi kuin 0,7. Tällä periaatteella suunniteltu kaupunkirakenne voi kuitenkin olla tuulinen ja rakentamistehokkuudeltaan nykystandardeja alhaisempi taajama-alueilla. Lähde: Airola ja Myllyrinne, 2015.
ohjekorttiehdotus 15 8 YHTEENVETO Maankäytön suunnittelulla ja kaavoituksella voidaan vaikuttaa pienilmastoon huomattavasti. Kaupunki- ja viherrakenteella sekä alueen rakennustavalla on ratkaiseva merkitys muun muassa tuulisuuteen, valoon ja lämpöön sekä ilman epäpuhtauksiin. Kuvassa 31 on esitetty ratkaisuja pienilmaston parantamiseen korttelitasolla. Esitetyt ratkaisut ja niiden vaatimat tilantarpeet sisällytetään jo kaavasuunnitelmiin. Niiden jatkosuunnitteluun ja toteutumiseen tarkemmassa suunnittelussa tarjoaa ohjeistusta RT-ohjekortti Ilmastotietoinen suunnittelu. Rakennussuunnittelu. Korttelitypologia, rakennusten korkeus ja suuntaus olevan viherrakenteen hyödyntäminen ja runsas kasvillisuuden käyttö tasaavat lämpötiloja ja tuulisuutta. vältetään pitkiä, yhtenäisiä tuulen suuntaisia katuja ja rakennusten julkisivuja tuulisuuden vähentämiseksi rakennusten sijoittelussa taataan riittävän suuret pihat valonsaannin takaamiseksi; suuren pihan tuulisuutta voidaan vähentää kasvillisuudella ja matalilla rakenteilla korkeampaa rakentamista pohjois-itäsuuntaan suojaksi kylmiltä tuulilta vaihteleva rakennuskorkeus kadun suuntaan katualueen tuulettumisen parantamiseksi korttelin aukotus raikkaan tuloilman suuntaan pihan ilmanvaihdon takaamiseksi matalampi rakennuskorkeus etelä-luoteissuunnassa päivä- ja ilta-auringon hyödyntämiseksi pihalla aurinkoenergian hyödyntämispotentiaali etelän suuntaisilla katoilla ja seinäpinnoilla (myös kaakko ja lounas). Katuympäristö julkisen ja kevyen liikenteen suosiminen; erilliset kävely- ja pyöräilykaistat ilman epäpuhtauksilta suojaavaa pensaskasvillisuutta moottoriliikenne- ja pyöräilykaistan väliin tuulisuutta vähentävä katupuusto tuulettumisen parantamiseksi vältetään kapeita katukuiluja ja umpinaista latvuspeitettä Oleskelupaikat suotuisimmille paikoille (suojaan tuulelta; sekä sekä päivänvaloa että varjoa) Harvakseltaan sijoitetut havupuut tarjoavat suojaa ja varjoa kaikkina vuodenaikoina Piha suotuisimmat (valoisimmat ja vähiten tuuliset) alueet varataan oleskelulle ja leikille epäsuotuisimmat alueet (varjo, tuuli, ilman epäpuhtaudet) jätetään muille toiminnoille, kuten huolto, varasto, pysäköinti, lumen varastointi säilytetään olemassa olevaa kasvillisuutta (etenkin puustoa), jos mahdollista riittävä puusto tuulisuuden pitämiseksi latvuston tasolla; ei kuitenkaan umpinaista latvustoa tuulettumisen ja valonsaannin takaamiseksi varjostavaa matalampaa kesävihantaa puustoa oleskelualueille suojaksi kylmiltä pohjois-itätuulilta korkeaa ainavihantaa puustoa ja monikerroksista kasvillisuutta lämpötilaeroja tasaava vesipintainen hulevesirakenne; yhdistetään mahdollisuuksien mukaan lumen varastointiin talvisin ilman epäpuhtauksia sidotaan katualueen suuntaan sijoitetulla korkealla puustolla (ja kattopuutarhoilla). Rakennuskorkeus kasvaa epäsuotuisiin suuntiin ja laskee suotuisiin suuntiin pihan pienilmaston ja kasvillisuuden menestymlsen parantamiseksi Lumenvarastointipaikat ja hulevesiratkaisut kannattaa mahdollisuuksien mukaan sijoittaa toistensa yhteyteen sulamisvesien luontaisen käsittelyn mahdollistamiseksi. Pensasmainen kasvillisuus parantaa ilmanlaatua ihmisen tasolla Kaakko-lounais-välille istutettu ja såilytetty kesåvihanta kasvillisuus varjostaa kesäisin, mutta päästää valon läpi talvisin Kattopuutarhat voivat torjua tuulta ja ilman epäpuhtauksia Kuva 31. Yhteenveto konkreettisista pienilmastoa parantavista korttelitason ratkaisuista, joita voidaan tukea kaavoituksessa. Kuva: Nomaji Oy. Aurinkoenergian hyödyntäminen kasvillisuus ei varjosta aurinkopaneeleja Huolto- ja varastotoiminnot sekä lumen varastointipaikat epäsuotuisirnmille paikoille (varjoon jäävät, tuuliset) Kesavihanta katu puusto sitoo ilman epäpuhtauksia, mutta mahdollistaa myös ilman paremman vaihtumisen taivi- ja kevätaikaan, jolloin ilmanlaatu on usein heikoimmillaan.
ohjekorttiehdotus 16 KIRJALLISUUTTA RT-kortteja RTS 19:20 Ilmasto. Perustietoa suunnittelijalle RTS 19:21 Ilmastonmuutos. Hillintä ja sopeutuminen rakennetussa ympäristössä RTS 19:23 Ilmastotietoinen suunnittelu. Rakennussuunnittelu RT 07-11300 Aurinkosuojaus RT 85-11203 Viherkatot ja katto- ja kansipuutarhat, periaatteet RT 89-11196 Hulevesien hallinta RT 05-10710 Kosteus rakennuksissa RT 07-10564 Rakennuksen sisäilmasto RT 50-10910 Kesäaikaisten lämpötilojen hallinta asuinkerrostalossa RT 07-10912 Päivänvalon hallinta sisätiloissa RT 07-11300 Aurinkosuojaus RT 103076 Verkkoon kytketyt aurinkosähköjärjestelmät RT 103077 Aurinkolämpöjärjestelmät RT 81-10590 Routasuojausrakenteet RT 85-11203 Viherkatot ja katto- ja kansipuutarhat, periaatteet RT 85-11204 Viherkatot ja katto- ja kansipuutarhat, kasvillisuus ja kasvualusta RT 85-11205 Viherkatot ja katto- ja kansipuutarhat, rakenteet RT 89-10966 Ulkoleikkipaikat RT 89-11002 Pihojen pohja- ja päällysrakenteet RT 89-11196 Hulevesien hallinta RT 103006 Hulevesirakenteet RT 93-10940 Asuntosuunnittelu: Ulko-oleskelu RT 93-10961 Asuntosuunnittelu: Yhteiset ulkotilat RT 85-11253 Vesikaton kaltevuudet, katteen valinta Ratu S-1232 Rakennustyömaan sääsuojaus Ratu S-1234 Olosuhteiden vaikutus rakentamisessa Muu kirjallisuus Best practice guideline for the CFD simulation of flows in the urban environment. COST action 732. Quality Assurance and Improvement of Meteorological Models. Franke, J., Hellsten, A., Schlünzen, H., ja Carissimo, B., University of Hamburg, Meteorological Institute, Center of Marine and Atmospheric Sciences 2007. Climate-conscious architecture-design and wind testing method for climates in change, Kuismanen, K., University of Oulu 2008 Ilmanlaatu maankäytön suunnittelussa, Airola, H., ja Myllynen, M., Ely-keskuksen julkaisuja, 2 / 2015 Computational evaluation of pedestrian wind comfort and wind safety around a high-rise building in an urban area, Janssen, W.D., Blocken, B. ja van Hooff, T., Brigham Young University 2014. Hulevesiopas, Suomen kuntaliitto 2012 Ilmaston vaikutus pientalojen suunnitteluun, Kuismanen, K., Ab CASE consult Ltd/ECONO 2005 Ilmastonmuutoksen vaikutukset rakennettuun ympäristöön, Ala- Outinen, T., Harmaajarvi, I., Kivikoski, H., Kouhia, I., Makkonen, L., Saarelainen, S., Tuhola, M. ja Tornqvist, J., VTT:n tiedotteita 2014 Kaupungin lämpösaarekkeen ominaispiirteitä (pdf), Drebs, A., Suomi, J., Väyrynen R., Kaate, I., Internet-julkaisu saatavilla: http://ilmastotyokalut.fi > Raportit-ja-tyokalut Kuntien hiilitasekartoitus osa 2 Hiilitaselaskuri ja toimenpidevalikoima, Rasinmäki, J. ja Känkänen, R., Helsingin kaupungin ympäristökeskus 2014 Maisema rakentamisen perustana, Rautamäki, M., Selvitys 2/1989, Ympäristöministeriö, Kaavoitus- ja rakennusosasto,1989. LES-virtausmallitarkastelu kaupunkibulevardilla. Kurppa, M., Hellsten, A., Auvinen, M., Kousa, A., Kauhaniemi, M. ja Kaski, N. Helsingin kaupunki 2016, www.hel.fi/hel2/ksv/julkaisut/yos_2016-5.pdf Lämpösaarekeilmiön ymmärtäminen tukee kaupunkisuunnittelua. Suomi, J., Käyhkö, J. Ilmasto-opas 2014 Lippulaiva Tuuliviihtyisyysselvitys. Soini, J. ja Kokkonen, E., Sweco Rakennetekniikka oy 2017 Perustietoa maisemaan vaikuttavista luonnontekijöistä, Iisakkila, L., Espoo 1977 Sää- ja ilmastoriskit Suomessa - Kansallinen arvio, Tuomenvirta, H. ym., Valtioneuvoston selvitys- ja tutkimustoiminnan julkaisusarja 43/2018 Talvikaupunkistrategia, Hiukkavaaran keskus kestävä pohjoinen talvikaupunki. Oulun kaupunkisuunnittelu, sarja B 46, 2014 The influence of green areas on nocturnal temperatures in a high latitude city (Göteborg, Sweden). Upmanis, H., Eliasson, I. ja Lindqvist, S. International journal of climatology 1998. Turvalliset rakentamiskorkeudet Helsingin rannoilla 2020, 2050 ja 2100. Helsingin kaupunki, Geoteknisen osaston julkaisu 96, 2016. Viherrakentamisen yleinen työselostus VRT 17. Viherympäristöliiton julkaisu nro 57. s. 21, Viherympäristöliitto 2017 Viheralueiden hoito VHT 14. Hoidon laatuvaatimukset. Viherympäristöliiton julkaisu nro 55. s. 89, Viherympäristöliitto 2014 Weather in the City How Design Shapes the Urban Climate. Lenzholzer, S., Nai 010 Uitgevers/Publishers 2015 Verkkosivustoja Ilmatieteen laitos. ilmatieteenlaitos.fi/ > Teematietoa > Ilmakehä ja sääilmiöt Ilmastonkestävän kaupungin suunnitteluopas. Ilmastotyokalut.fi Ilmasto-opas. ilmasto-opas.fi Stadin ilmasto -sivusto. Stadinilmasto.fi Suomen Arkkitehtiliiton kestävän rakentamisen tietosivut. eko-boxi. safa.fi Kuvaluettelo (kootaan ennen julkaisemista) Ohjekortin on laatinut Rakennustietosäätiö RTS:n toimikunta 386 Ilmasto maisema-arkkitehti Varpu Mikolan ja MMM Elina Inkiläisen käsikirjoituksen pohjalta: Kimmo Lylykangas, Arkkitehtuuritoimisto Kimmo Lylykangas Oy, puheenjohtaja Kimmo Kuismanen, Arkkitehtitoimisto Kimmo Kuismanen / Ab CASE consult Ltd Simon Le Roux, YM Varpu Mikola, Nomaji maisema-arkkitehdit Oy Kirsti Jylhä, Ilmatieteen laitos Sari Hartonen, Ilmatieteen laitos Taina Riekkinen, Turun kaupunki Suvi Tyynilä, Helsingin kaupunki, Kaupunkisuunnitteluvirasto Jari Viinanen, Helsingin kaupungin ympäristökeskus Ranja Hautamäki, Aalto yliopisto Seppo K Niiranen, Rakennustieto Oy Pekka Hänninen, IAH/Rakennustieto Oy; sihteeri