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Optimizing the Performance of Public Open Spaces by Enhancing the Human Thermal Comfort
Get PDFOutdoor human comfort is a key parameter in the evaluation of city's liveability. In addition, it helps in promoting people’s health and well-being, leading to the improvement of quality of life. Egyptian cities are impacted by urban heat island due to the dense urban fabric causing an obvious deterioration in the quality of their public spaces. Open public spaces provide various benefits to citizens; as they may intensify the economic, social and environmental aspects of the urban environment. Unfortunately, some cities' open public spaces are unattractive to human activity due to the challenges they face. The enhancement of microclimatic conditions in urban spaces can enable people to spend more time outdoors, with the potential to influence the social cohesion of a space and increase in the economic activity. Therefore, the wider aim of this research is to develop a better understanding of the complex relationship between the microclimate and human behaviour. The study focuses on the open public spaces in Alexandria city's hot arid climate, It is intended to study the effects of socio-economic and cultural diversity on thermal comfort, behaviour and use of space. Field surveys are carried out during the summer of 2019 (19th of August). All of the surveys include, observations of human activities and clothing, along with microclimatic monitoring. The analysis consists of; microclimatic influence on thermal sensation, people attendance; and investigation of socio-economic and sociocultural characteristics for each space. The process is carried out in order to propose a set of recommendations and mitigation strategies, suitable to deal with public spaces. This set is driven by studying the prospects of successfully designed public spaces and mapping the variations in the environmental conditions using ENVI-met and RayMan software in two selected public spaces in Alexandria as a case study
Decision Support System Design as a Method to Enhance Public Participation in Urban Development: The CRISALIDE Project, Rostov-on-Don
Get PDFContemporary urban development in Russia differs from that of the Soviet period by the presence of many new actors, the existence of private property and capital influencing development decisions. A new season of public investment in city planning is emerging in Russia. There is an ongoing discussion of creating new master plans. However, how can be designed and proposed these tools useful and efficient? How to characterize them in their strategic and regulatory aspects? Above all, how to make sure that the master plans are truly tailor-made on the problems of the cities and not standardized tools that do not respond to the needs of the local communities? All these open questions call responsible authorities considering different interests in planning and policymaking. The previous system of administrative planning had to be changed to correspond adequately to new conditions. Officially, the current version of the Russian Urban Planning Code requires ‘public discussion’ of any urban development project that should be organised by local authorities. However, the formal evolution of the planning law has found little consequences in practice. Regularlyorganised public discussions remain more rituals than a real planning tool; they have ‘recommendatory nature’ according to the law that allows public administrations to ignore public opinion in their final decisions. The paper represents the results of the one-year experience of the CRISALIDE (EU/Russian Federation financed project through Eranet Rus Plus) project consortium in enhancing public participation in the urban development process. The R&D project, aiming at bringing together technological, social and organizational innovations, uses the area-based approach and experiments within the territory of a brownfield (old airport) in the selected city Rostov-on-Don. The chosen work area attracts notable attention of different local and regional actors due to its size, location, marketing potential and regional significance. Design of a decision support system for this area redevelopment becomes a kind of provocation that helped to involve in thedesign process local experts, activists and policy-makers. Through a series of the organised by the CRISALIDE consortium events, the new collaborations between the local and external actors established and the public discussions of the possible future redevelopment scenarios boosted. Public participation influences the DSS design process and is resulted in the system's goals and methods used that was its main target. At the same time, public discussions at the pre-planning stage is not a common practice in Russia, CRISALIDE proposed and tested a methodology for effectively and efficiently running a participatory planning process capable of grasping the local territorial demand coming from citizens and stakeholders. Moreover, the development of a smart platform, driven by IGis technology, aims at shaping the local decisional environment towards smart design and land use planning
From Urban Design to Energy Simulation – a Data Conversion Process Bridging the Gap Between Two Domains
Get PDFRapid urbanisation and the ever-growing world population have put a heavy toll on world climatic conditions especially in the way existing and new urban developments emit carbon. As per an estimation1, 28% of all energy related carbon emission worldwide accounts for energy used to heat, cool and light the buildings. In this context along with new approaches in urban designs, it requires continuous new technological developments, smart tools, and processes that can audit these urban designs particularly based on its energy efficiency. This calls for the development of a common process which supports urban designers, sustainable technology experts, and geospatial technology experts alike in producing results which help a) to reach sustainable city targets and b) to create climate change mitigation and adaptation strategies. A majortechnical challenge in developing such a process is the heterogeneity of tools, methods and data formats that architects, urban designers, sustainability experts, and geospatial pundits traditionally work with. This paper tries to counter this challenge and derive an exemplary data exchange process between commonly used urban design tools Rhinoceros3D, AutoCAD, Esri CityEngine and the Open Geospatial Consortium (OGC) standardised open data model of CityGML version 2.0 aiming to assess new urban designs regarding cities’ energy demands using 3D City Models
Application of Gaode OPEN API in the Fire-Fighting Facility Planning Evaluation
Get PDFn recent years, big data has been extensively applied in urban planning and design area. However, its wider application is constrained by the data acquisition approach. Accordingly, many efforts have been made to accurately find and solve urban problems by mining legal open source internet data, which gradually becomes a hot topic among urban researchers. In this context, this study applies the Gaode OPEN API in the urban real-time traffic circle construction and fire-fighting facility planning evaluation taking Nanjing as example. First, a batch processing model is established on the basis of Gaode OPEN API, including automatic acquisition of real-time traffic data in the study area and extraction of average vehicle speed of all the roads during specified time period. It found that speed involves division of the whole Nanjing City into several characteristic zones. Then, a case study is conducted to construct the urban real-time traffic circle through python language and Arcgis software based on existing fire-fighting facilities. In the end, through a subsequent evaluation, it is found that the existing fire-fighting facility planning has a stark regional difference between urban central area and suburban area, which shows a low coverage rate of 22% and 39% for respond time of 6min and 8min respectively. This study provides an integrated approach for acquisition and processing of Gaode data, mining of its space-time features, and application in the planning evaluation practice. This approach demonstrates the advantages of streaming features and distributed processing of big data, effectively utilizes the real-time characteristics of big data in the emergency facility planning, and is expected to broaden ideas for data acquisition
Digitales Entwerfen von Stadt – vom Geodesign zur Echtzeitplanung
Get PDFGeodesign wird in den räumlichen Disziplinen oft als der wichtigste analytische Schritt und manchmal auch als der erste wichtige Entwurfsschritt beschrieben, ohne den ein Raumkonzept nicht mehr planbar ist. Obwohl diese Analyseschritte aufseiten der Stadtplaner wichtig sind, da sie alle für die Beurteilung relevanten Fragestellungen berücksichtigen und in räumliche Modelle übersetzen, interpretieren sie deneigentlichen Entwurfsprozess sehr technokratisch. Diese Entwurfslücke versuchen wir mit unserem neuen ganzheitlichen Entwurfsansatz zu schließen. Dazu verwenden wir einen digitalen Workflow, der Geodesignals Bestandsaufnahme und räumliche Analysemethode methodisch unterstützt, aber eher als Basis/Umfrage für den eigentlichen Entwurf dient. Der Artikel versucht, die folgenden Fragen zu beantworten: Wie können wir einen Workflow in der Lehre vermitteln, der es Architekten und Stadtplanern ermöglicht, in Zukunft sowohl mit frei verfügbaren Datensätzen als auch mit einem bewussten Einsatz von Software effizient zu arbeiten? Welche Vorteile bieten uns geodätische Ansätze in dieser Hinsicht? Und wie können wir mit einfachen Werkzeugen aus denAnalyseergebnissen unsere Entwürfe in Echtzeit planen und überprüfen? Nach einem kurzen Forschungsstand zu Geodesign-Ansätzen in der Stadtplanung und einigen Anwendungsbeispielen dieser Ansätze vergleichen wir diese Ansätze mit bestehenden Wettbewerbsbeiträgen(competitionline, 2019) und stellen unseren neu entwickelten Workflow mit OpenSource GIS und Realtime Editing and Virtual Reality Rendering Tools zur aktiven, partizipativen Verbesserung von Entwurfsprozessen vor. Neben den bekannten Modellierungswerkzeugen wie Rhino, Sketchup, Revit und ArchiCAD stellen wir Enscape3D und Twin Motion als gut handhabbare Echtzeit-Rendering-Tools für den Städtebau vor
Integrated Qualitative and Quantitative Analysis of Causal Urban Food-Water-Energy Relations towards more Climate-Resilient Cities
Get PDFCurrently, the world is facing great challenges in terms of securing water, energy and food for all. With continuous increase in urbanisation and and changed lifestyles, the demand within the three sectors food, water and energy (FWE) in cities is increasing as well (Sukhwani et al., 2019). Due to the limited availability of natural resources, the pressure on urban land use is equally increased, thus more attention needs to be given to sustainability and resource efficiency. Furthermore, climate change and the related increasedfrequency of extreme weather events such as stormwater events and/or dry periods pose additional challenges for infrastructure and (agricultural) land use as well as for the quality of life. These challenges call for more systemic, integrated and cross-sectoral approaches helping to build resilient urban systems. These approaches should focus more on a holistic urban system transformation, rather than tackling problems within one sector. Thus, the main goal of reaching a sustainable future should be to create integrated, informed and well-coordinated interventions to support cities to become more climate resilient. As a response to the problem setting, the concept of FWE Nexus emerged. The Nexus describes and analyses the interlinkages between the three sectors, with the goal to identify potential synergies and minimise trade-offs between the three sectors (Hoff, 2011). The paper discusses a number of methods on how to describe the FWE system: Firstly, to show how different elements in the entire FWE system are interrelated and to create a common system view among the involved stakeholders, a qualitative system analysis, has been carried out. This qualitative system analysis enables experts (from FWE sectors, city authorities, urban planners) to understand the causal relations and the feedbacks between the system elements. Thus, to cope with the challenges and system immanent drivers, a basis for the discussion and development of strategies is established. The qualitative analysis was also used to gain a specific view on the differences between different case study regions. Secondly, based on this qualitative analysis, a more specific quantitative GIS-based analysis of land use changes and resulting water demand has been performed as input for a simulation model. This model will be used to analyse the impacts of spatial planning scenarios for the sustainable resources management and shall support urban planners to create more resilient cities and regions
Herausforderungen der städtischen Szenerien an die Automatisierung von Fahrzeugbewegungen – wo sollen welche Anwendungen aktiviert werden?
Get PDFDie Vielfalt der Stadtlandschaften in Europa schafft eine Unzahl an Herausforderungen für die Automati-sierung des Kraftfahrbetriebes im urbanen Straßennetz und für die praktische Anwendung von Funktiona-litäten in den Kraftfahrzeugen. Testfahrten mit solchen Fahrzeugen im Rahmen von „Living Labs“ erbringen punktuelle Erfahrungen und lassen selektive Erkenntnisse zu, werden aber vermutlich noch keine systema-tischen Grundlagen für den Einsatzbereich im urbanen Verkehrssystem liefern können. Dazu bedarf es einer Herangehensweise, die mit der Vielfalt der Erscheinungsformen städtischer Szenerien und mit der Unmenge an evozierten Szenen im Verkehrsgeschehen umzugehen weiß. Die verheißungsvollen Nutzanwendungen von Automatisierungsfunktionalitäten im Fahrbetrieb fokussieren bislang auf den Einsatz einzelner Kraftfahrzeuge und leiten daraus eine allgemeine Nützlichkeit für das Mobilitätssystem ab. Zur Nachweiserbringung fehlen aber noch Prüfroutinen, die für die allgemeine Zulassung in definierten örtlichen Einsatzbereichen ausreichend fundiert sind. Darüber hinaus werden die Mobilitäts-, die Verkehrs- und die Stadtplanung der Gebietskörperschaften gefordert sein, sich mit dem von der Industrie getriebenen Techno-logiethema auseinanderzusetzen, spätestens wenn die Entscheidungen anstehen, wo welche Anwendungen aktiviert werden oder ausgeschlossen bleiben sollen
Vom Konzept zur Tat – die Weiterentwicklung des Smart-City-Wheels zur Smart-City-Onion
Get PDFDie Digitalisierung ist in Städten und Regionen immer wahrnehmbarer, so dass sie für eine nachhaltige Stadt- und Regionalentwicklung eingesetzt werden kann (Engelke et. al. 2019). Das „Smart City Wheel“ und das „Happy Cities Hexagon“ des Klima- und Stadtstrategen Boyd Cohen zeigen dabei Herangehensweisen, wie Regionen zukunftsgerichtet und smart werden können und welche Themenbereiche dafür essentiell sind(Cohen). Das Sechseck fokussiert sich auf die Bewohnerinnen und Bewohner der Region und illustriert, was Bürgerinnen und Bürger einer Stadt glücklich und zufrieden macht. Das Wheel hingegen symbolisiert einen gesamthaften Zugang mit allen Hauptkomponenten und Sektoren. Mithilfe des Smart City Wheels können Gemeinden und deren Verwaltungen systematisch und transparent erörtern, welche Möglichkeiten vorhanden sind, um die Gemeinde smarter, intelligenter und damit zukunftsfähiger zu machen. Gleichzeitig bietet das Wheel als Prüfinstrument die Möglichkeit, die „Smartheit“ der Stadt zu beleuchten und mit anderen Städten zu vergleichen, wie dies beispielsweise der jährlich erscheinende Smart City Index zeigt. Die Umsetzung von Smart City Strategien in der Realität anhand des Smart City Wheels findet mehrheitlich in einer breiten Akteurskonstellation und prozessorientiert statt. Ziele, Produkte und Ressourcen werden nicht zu Beginn starr definiert, sondern im Laufe des Planungs- und Umsetzungsprozesses agil eingesetzt. Diese Vorgehensweise widerspricht allerdings vielfach der Herangehensweise von Gemeinden, die vorab eine plan- und budgetierbare Herangehensweise wählen. Dies wiederum schränkt die bei der Entwicklung von Smart Cities notwendige Agilität und Anpassungsfähigkeit der Gemeinden ein. Diese Lücke vom Konzept zur Tat soll mit der Smart City Onion geschlossen werden. Das Vorgehensmodell der Smart City Onion soll die beiden Ansätze, agil projektbezogenes und planbar konzeptionelles Vorgehen mit ganzheitlichem Anspruch, verbinden. Vom pragmatischen Einstieg über einzelne Projekte bis hin zur Anpassung bestehender Steuerungsmechanismen führt das Modell durch die wachsende Komplexität. Die Erarbeitung der Smart City Onion stützt sich auf den Forschungsschwerpunkt „Digitalisierung und Raum“ an der HSR Hochschule für Technik Rapperswil. Insbesondere stützt sie sich auf eine breit angelegte Delphi-Studie der Schweizer Raum-, Verkehrs- und Landschaftsplanung (Engelke et. al. 2019) im Rahmen des Forschungsprojekts NUDIG – Nutzung der Digitalisierung für eine nachhaltige Landschafts- und Raumentwicklung“ sowie die IBH-Plattform „Gewerbegebiete 4.0“ (Conrad, Engelke, Schlatter, Zwicker-Schwarm 2019). Dieser Beitrag zielt darauf ab, die Entwicklung und die Komponenten der Smart City Onion zu beschreiben und einen Ausblick auf die Anwendbarkeit in den Reallaboren zu werfen
Wohnungsnot und Siedlungsentwicklung in wachsenden Metropolregionen – Planspiel für politische Entscheidungsträgerinnen und Entscheidungsträger
Get PDFStädte wie Stadtregionen in Deutschland sehen sich zunehmend mit einer neuen Wohnungsnot konfrontiert – insbesondere in wachsenden Ballungsregionen wird es eng. Laut Prognosen und Vorausberechnungen wird sich diese Entwicklung in Zukunft weiter fortsetzen. Spannungen auf den jeweiligen Wohnungsmärkten äußern sich marktwirtschaftlich in teils extrem gestiegenen Miet- und Immobilienpreisen in der Region. Auf Grund anhaltender sozioökonomischer und demographischer Entwicklungen mit sich verändernden Bevölkerungs- und Haushaltsstrukturen verschärfen sich dabei in dicht besiedelten Stadtregionen die Diskussionen um die Schaffung notwendigen zusätzlichen Wohnraums auf der einen und dem „Flächen sparen“ auf der anderen Seite. Mit Blick auf Wohnungsnot und das im Rahmen der nationalen Nachhaltigkeitsstrategie formulierte Ziel „30 Hektar minus X“ bis hin zur Flächenkreislaufwirtschaft ergibt sich ein scheinbarer Konflikt zwischen der notwendigen Schaffung neuen Wohnraums zur Linderung der Wohnungsnot und der ebenso notwendigen Reduzierung der Flächeninanspruchnahme. In den durch „Wachstumsschmerzen“ gekennzeichneten Stadtregionen stehen sich dabei unterschiedliche Akteure der Stadt- und Regionalentwicklung sowie politische Entscheidungsträgerinnen und Entscheidungsträger von den unterschiedlich geprägten Kommunen mit ihren Positionen und Motivationen im Bereich der Siedlungsentwicklung in multiplen Konstellationen gegenüber. Die derzeitigen Verfahren,Konzepte und Planungsinstrumente der Raumplanung zur Sicherung einer nachhaltigen Siedlungsentwicklung scheinen an ihre Grenzen zu stoßen und einer Ergänzung unter anderem durch persuasive Instrumente zu bedürfen, um in politischen Entscheidungsprozessen die Konzepte überzeugend zu vermitteln. Ein mögliches persuasives Instrument ist ein Planspiel, mit dem eben diese Rolle der überörtlichen Raumplanung, mit einem zusätzlichen Fokus auf Moderation, Beratung und Integration in politischen Entscheidungsprozessen „gelebt werden“ kann. Ein solches Planspiel wurde im Rahmen eines Masterprojekts von Studierenden der Masterstudiengänge „Stadt- und Regionalentwicklung“ sowie „Umweltplanung und Recht“ am Fachbereich Raum- und Umweltplanung der Technischen Universität Kaiserslautern zur beschriebenen Problematik in wachsenden Ballungsregionen entwickelt und soll in diesem Beitrag vorgestellt werden. Es adressiert die politischen Entscheidungsträgerinnen und Entscheidungsträger der Gemeinden eines Regionalverbands und bietet als spielerisches Instrument eine Möglichkeit, die Diskussion der Themen Wohnungsnot und Flächeninanspruchnahme verständlich zu gestalten und zu einer Bewusstseinsbildung anzuregen. Die Durchführung kann darüber hinaus zu einer nachhaltig verbesserten interkommunalen wie regionalen Kooperation beitragen. Gleichzeitig wird in diesem Artikel dargelegt, wie es im Rahmen der universitären Lehre darüber hinaus als Lehrmethode eingesetzt werden kann
Environmental Analysis of the Residential Sector in Cairo
Get PDFRapid demographic increase and transition in governmental policies influenced the patterns of Egyptianresidential sector, services and urban fabric. The housing stock in Egypt is dominated by private owners, informally and high consumption rates. Studies attempted to classify historic periods that created the current urban pattern and led to an uncontrollable expansion of a metropolis. Political and demographic changes had a major role in the city’s urban, architectural and legislative transformation, especially after the change of government policies in 1953. The article aims to evaluate the development milestones of the housing stock in Cairo before and after 1953, from an environmental sustainability perspective on a building and urban scale. Based on official statistics, maps from various periods and literature, the urban development of the city is assessed. The impact of governmental policies and strategic plans is analyzed, taking into consideration demographic growth, urban sprawl and environmental aspects. The residential stock is classified in two time phases (before and after 1953) and three dominant typological -urban and architectural- criteria. Based on this classificatory model, representative characteristics of different periods are assessed in terms of morphology, construction materials and environmental design. The results provide a critical analysis of Cairo's environmental and sustainability policies in the second half of the previous century. It provides an evaluation base for comparison with the city's current built environment and offers guidance for future scenarios