Açık ve Yeşil Kamusal Alanlarda Termal Konforun Belirlenmesi Doğrultusunda ENVI-met Tabanlı Kentsel Peyzaj Modellemesi: Afyonkarahisar Kent Örneği

Abstract

İnsan yerleşimleri tarih boyunca iklim koşullarını gözeterek şekillenmiş; doğal yüzeyler, su varlıkları ve bitki örtüsü yaşam alanlarının oluşumunda önemli rol oynamıştır. Ancak günümüzde kentleşmenin hızlanması, geçirimsiz yüzeylerin artması ve yeşil alanların azalması, kentlerin mikroklimasını değiştirerek kamusal açık alanlarda termal konforu olumsuz etkilemektedir. Bu tez çalışması, Afyonkarahisar kentinde kamusal açık alanların mikroklimatik özelliklerini değerlendirmek ve kent genelinde termal konfor düzeylerinin zamansal ve mekânsal değişimini ortaya koymak amacıyla yürütülmüştür. Çalışma alanını kentte yer alan üç meteoroloji istasyonu oluşturmuş; bu istasyonlara ait 2020–2024 dönemine ilişkin meteorolojik veriler Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nden temin edilerek Fizyolojik Eşdeğer Sıcaklık (FES) analizleri yapılmıştır. Elde edilen aylık, gündüz ve gece dönemlerine ilişkin ortalamalar karşılaştırılarak istasyonların termal konfor şartları beş yıllık süreçte değerlendirilmiştir. Kent merkezine yakın konumu, açık alan yoğunluğu ve yaya kullanımı açısından önem taşıması nedeniyle Bölge İstasyonu, mikro ölçekli analizler için seçilmiştir. Bu istasyon özelinde ENVI-met ortamında farklı bitkilendirme düzeylerini temsil eden beş senaryo oluşturulmuştur. Mevcut durumun yaklaşık %10 bitkilendirme içerdiği belirlenmiş; buna ek olarak tamamen bitkisiz bir senaryo, %30, %50 ve %75 bitki örtüsü yoğunluğunu içeren senaryolar hazırlanmıştır. Tüm senaryolar, 15 Ağustos 2023 saat 14:00 koşullarını temsil edecek şekilde çalıştırılarak hava sıcaklığı, ortalama radyant sıcaklık (Tmrt), rüzgâr hızı ve hissedilir sıcaklık (FES) üzerindeki etkileri karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. Sonuçlar, bitkilendirme oranı arttıkça mikroklimanın belirgin biçimde iyileştiğini göstermektedir. Bitki örtüsünün %75'e çıkarıldığı Senaryo 5, hava sıcaklığında 0.5 °C'lik; ortalama sıcaklıkta ise 0.8 °C'lik bir azalma sağlamıştır. Bitki örtüsünün olmadığı Senaryo 2'de sıcaklık 0.3 °C artmıştır. Tmrt değerinde Senaryo 5, maksimum değeri 1 °C; ortalama değeri ise 1.6 °C azaltmıştır. Hissedilir sıcaklık olan FES değerlerinde de Senaryo 5 yaklaşık 0.9 °C'lik bir iyileşme sağlamıştır. Bu bulgular genel olarak, Afyonkarahisar'ın kamusal açık alanlarında bitki yoğunluğunun artırılmasının özellikle yaz döneminde sıcaklık ve radyant sıcaklık değerlerini azaltarak termal konforu iyileştirdiğini; ancak rüzgâr hızını düşürdüğü için tasarım kararlarında yerleşim düzeni, ağaç türü ve ağaç yapısının dikkatle değerlendirilmesi gerektiğini göstermektedir.

Human settlements have historically been shaped by climatic conditions; natural surfaces, water resources, and vegetation have played a significant role in the formation of living spaces. However, today, accelerating urbanization, increasing impervious surfaces, and decreasing green spaces are altering the microclimate of cities, negatively impacting thermal comfort in public open spaces. This thesis was conducted to evaluate the microclimatic characteristics of public open spaces in Afyonkarahisar and to reveal the temporal and spatial changes in thermal comfort levels throughout the city. Three meteorological stations in the city constituted the study area. Meteorological data from these stations for the period 2020–2024 was obtained from the General Directorate of Meteorology, and Physiological Equivalent Temperature (PES) analyses were conducted. The resulting monthly, daytime, and nighttime averages were compared to assess the stations' thermal comfort conditions over a five-year period. The Regional Station was selected for micro-scale analyses due to its proximity to the city center, its importance in terms of open space density and pedestrian use. Five scenarios representing different vegetation levels were created for this station in the ENVI-met environment. The current situation was determined to contain approximately 10% vegetation; in addition, a completely vegetated scenario, along with scenarios with 30%, 50%, and 75% vegetation density, was prepared. All scenarios were run to represent the conditions on August 15, 2023, at 2:00 PM, and their effects on air temperature, mean radiant temperature (Tmrt), wind speed, and sensible temperature (SPH) were comparatively analyzed. The results show that the microclimate improved significantly as the vegetation rate increased. Scenario 5, where vegetation cover was increased to 75%, resulted in a 0.5°C decrease in air temperature and a 0.8°C decrease in mean temperature. In Scenario 2, where there was no vegetation, the temperature increased by 0.3°C. At the Tmrt value, Scenario 5 reduced the maximum value by 1°C and the mean value by 1.6°C. Scenario 5 also improved the sensible temperature (SPH) by approximately 0.9°C. These findings generally indicate that increasing plant density in public open spaces in Afyonkarahisar improves thermal comfort by reducing temperature and radiant heat values, especially in summer; however, since it reduces wind speed, layout, tree species, and tree structure should be carefully considered in design decisions.