Kiihtyvä muuttoliike maaseuduilta kaupunkeihin tulee lähivuosikymmeninä edelleen kasvattamaan tiiviisti rakennettuja kaupunkialueita. Rakennusten ja rakenteiden varastoiman lämpösäteilyn sekä osittain myös liikenteen ja teollisuuden tuottaman hukkalämmön vaikutuksesta kaupunkialueiden ympärille muodostuu lämpösaareke ja se havaitaan voimakkaimpana usein erityisesti yöaikaan. Voimistuessaan lämpösaarekkeilla on monia haitallisia ominaisuuksia. Kesäkuukausina tukahduttavat helteet yleistyvät ja lisääntyvän sähkönkulutukset myötä myös kiinteistöjen ylläpidon kustannukset kasvavat. Talvella lämpösaareke voi vaikeuttaa teiden kunnossapitoa ja kiihdyttää rakenteisiin ja tienpintoihin syntyviä routavaurioita. Kiihtyvän muuttoliikkeen myötä myös tiedon tarve kasvaa, jotta kaupunkilaisten elinympäristö voidaan säilytetään mahdollisimman miellyttävänä.
Tässä työssä tutkittiin eri menetelmillä kaupunkien lämpösaarekeilmiötä voimistavaa ihmisperäisen lämpövuon sekä lämmön varastotermin käyttäytymistä Helsingin kantakaupungin alueella. Lämmön varastotermin käyttäytymistä tutkittiin energiataseyhtälön jäännösterminä sekä mallintamalla varastotermiä suoraan hystrereesimallin avulla. Työssä pyrittiin myös selvittämään, voidaanko lämmön varastotermin muutoksen suuruutta arvioida suoraan pintalämpötilahavaintojen avulla. Ihmisperäisen lämpövuon käyttäytymistä mallinnettiin LUCY-mallin sekä yksinkertaisen viilennys- ja lämmitystarvelukuihin perustuvan HDD/CDD-mallin avulla. Työssä tarkasteltiin lisäksi mallien suorituskykyjä sekä eri menetelmillä saatujen tulosten eroja.
Ihmisperäisen lämmön vuota mallinnettaessa havaittiin, kuinka sekä LUCY- että HDD/CDD-malli tuottivat samoilla lämpötilan kynnysarvoilla varsin samankaltaisia tuloksia. Keskikesällä arvot vaihtelivat pääosin välillä 25-30 Wm-2, keskitalvella välillä 40-50 Wm-2. Tulosten pohjalta HDD/CDD-malli voi jatkossa olla monessa tilanteessa yksinkertaisuutensa vuoksi helpompi menetelmä mallintaa ihmisperäisen lämpövuon käyttäytymistä.
Lämmön varastotermin tapauksessa havaittiin, että myös hystereesimalli tuottaa etenkin kesäkuukausien aikana muiden menetelmien avulla laskettujen arvojen kanssa hyvin samankaltaisia tuloksia. Talvella heikentyneen säteilypakotteen havaittiin hävittävän tuloksista lyhytaikaisen vaihtelun, mutta keskiarvoistetut tulokset olivat yhä hyvin linjassa muiden menetelmien tulosten kanssa. Lämmön varastotermin käyttäytymistä tarkisteltiin myös suoraan energiataseyhtälön avulla olettamalla ihmisperäinen lämmön vuo merkitykkettömän pieneksi. Nyt käytetty yksinkertaistus havaittiin kuitenkin tuloksista selvästi, talvella residuaalimenetelmällä lasketut varastotermin arvot olivat noin 50 ja kesällä noin 25 Wm-2 pienempiä kuin muilla menetelmillä saadut tulokset. Sekä hystereesimalli että residuaalimenetelmä vaikuttivat tulosten perusteella toimivalta tavalta mallintaa varastotermin käyttäytymistä. Pintalämpötilojen avulla lasketut varastotermin arvot eivät kuitenkaan näyttäneet olevan vertailukelpoisia muiden menetelmien tulosten rinnalla. Mallin havaittiin olevan hyvin herkkä muutoksille käytettyjen vakioiden arvoissa ja niiden tarkkojen arvojen määrittäminen osoittauitui hyvin haastavaksi.
