Browsing by Subject "ilmanlaatu"

Air pollution is the most severe environmental problem in the world in terms of human health. The World Health Organisation (WHO) estimates that 91% of the world's population is exposed to high air pollutant levels. The risks are particularly high in urban areas, where often high population densities are combined with high air pollutant levels. Urban street canyons are especially prone to high pollutant levels due to the proximity of traffic and reduced exchange of air with the street canyon and air above, referred to as ventilation. As a result, one of the most important topics in city planning is how to avoid designs that impact the air quality negatively. Street trees are often planted in street canyons for aesthetic purposes while they can also improve thermal comfort. The air quality within street canyons is affected by street trees in two ways. They provide leaf surface for air pollutants to deposit on, thus cleaning the air. On the other hand, they block the airflow within the street canyon, thus decreasing the ventilation of air pollutants. In previous studies the latter effect has generally been found stronger. However, due to the various benefits of street trees, leaving them completely out from street canyon designs is rarely an option. The City of Helsinki is planning to develop its current inbound motorways into city boulevards which has raised concerns towards the local air quality levels due to high projected traffic rates. The aim of this study was to find which of five street-tree scenarios, realistic for the city boulevards, is the best in terms of air quality. Pedestrian-level aerosol mass concentrations were used as the measure of air quality. Furthermore the impacts of vegetation and dependency of aerosol mass concentrations on various flow statistics were studied in order to explain the differences between the scenarios. Large-eddy simulation (LES) model PALM was utilised to study the flow field above and within a city boulevard and to model the dispersion of traffic-related aerosols. Aerosol particles of different sizes were represented using a sectional aerosol model SALSA. The suitability of the used LES setup for such intercomparison studies was also investigated. The results showed that the street trees have generally a considerable negative impact (-2% to 54%) on pedestrian-level aerosol mass concentrations. Trees were find to reduce the mean wind speeds within the street canyon, which correlated strongly with the pedestrian-level concentrations. This was particular with a parallel wind direction to the street canyon due to decreased ventilation. Turbulence produced by the street trees was partially able to compensate for the reduced ventilation in some scenarios. The increased turbulence could be observed up to heights exceeding the maximum building height. Based on the results, it is recommended to prefer variable-height street-tree canopies over uniform ones within street canyons similar to the studied one. Uneven canopy increases turbulence and related pollutant transport which partially compensates decreased ventilation due to decreased wind speeds. It is also recommendable to consider minimising the ratio of the total crown volume to the street canyon volume, as ventilation decreases sharply as the ratio increases.

Kaupungistuminen on nopea ilmiö maailmanlaajuisesti. Kaupungistuminen johtaa myös muutoksiin maankäytössä, mikä usein näkyy kaupunkien tiivistymisenä viherrakenteen kustannuksella. Viherrakenteen ilmalaatuun liittyvistä vaikutuksista on tehty paljon tutkimusta, mutta tutkimuksien tulokset aiheesta ovat ristiriitaisia. Maisterintutkielma käsittelee viherrakenteen vaikutuksia ilmanlaatuun kaupungeissa. Työ pyrkii kartoittamaan mitkä taustalla olevat tekijät vaikuttavat viherrakenteen ilmanlaadullisiin seurauksiin. Lisäksi työ tarkastelee voiko tuloksia soveltaa suomalaiseen kaupunkisuunnitteluun ja jos voi niin millä tavoin. Tutkielma suoritetaan käyttäen systemaattista kirjallisuuskatsausta, joka tiivistää ja arvioi jo valmiina olevaa tutkimusaineistoa sekä kartoittaa epävarmuusalueita. Kokoavan tutkimuksen avulla voidaan selvittää ovatko tutkimusten tulokset esimerkiksi yhteneviä sen osalta, että viherrakennetta kannattaa integroida kaupunkeihin ilmaa puhdistavan vaikutuksen takia Tutkielman aineistona toimii hakulausein sekä sisäänotto- ja poissulkukriteerein huolellisesti ja kriittisesti valitut tieteelliset tutkimukset. Tutkielmaan valikoitui 51 alkuperäistutkimusta. Aineiston analyysissä käytettiin sisällönanalyysiä, joka tarjoaa mahdollisuuden tarkastella asioiden välisiä yhteyksiä, yhtäläisyyksiä ja eroavaisuuksia. Valikoidut tutkimukset koottiin tiivistetysti taulukkoon tutkimuksen läpinäkyvyyden lisäämiseksi. Aineiston sisällönanalyysin perusteella käy ilmi, että viherrakenteen vaikutus kaupunkien ilmanlaatuun on pääosin positiivinen. Neljännes tutkimuksista viittaa siihen, että sillä voi olla myös ilmanlaatua heikentäviä vaikutuksia. Erityisesti viherseinillä ja -katoilla havaitaan eniten ilmanlaatua parantavia ominaisuuksia. Toiseksi tulevat puut, pensaat ja nurmi, ja kolmanneksi suuremmat viheralueet kuten metsät ja puistot. Viherseinät ja -katot aiheuttavat vähiten haitallisia vaikutuksia, kun taas suurimmat haitat liittyvät puihin, pensaisiin ja nurmikkoon. Tulosten vaihtelevuus johtuu erilaisista tutkimusmenetelmistä, tutkimusajankohdista, ilmastollisista olosuhteista, vuodenaikojen vaihtelusta, ilmansaastepitoisuuksista alueella, vuorokaudenajoista, kasvuston sijainnista, viherrakennetyypistä sekä kasvilajeista. Tulosten soveltaminen suomalaiseen viherrakentamiseen on haastavaa, sillä tutkimusten ilmasto-olosuhteet eroavat merkittävästi Suomen oloista. Samankaltaisiin suomalaisiin olosuhteisiin valikoitujen tutkimusten mukaan viherkattojen ja puistojen suosiminen kaupunkirakenteessa, metsien säilyttäminen vilkkaampien teiden varrella ja viherseinien hyödyntäminen katujen varsilla voivat osittain parantaa ilmanlaatua.