En bys skyline giver en enkel måde at måle sin energieffektivitet, siger urban forskere.
I New York, omkring to-tredjedele af byens energiforbrug går til køling, opvarmning og belysning i bygninger. Det ligner i andre nordamerikanske byer.
De former af disse bygninger i vid udstrækning bestemme, hvordan denne energi udstråler i miljøet. Med andre ord, en bys skyline er en vigtig faktor i sit carbon footprint.
Det rejser et interessant spørgsmål. Hvordan bygning og former varierer fra den ene by til den næste, i særdeleshed med byens størrelse? Og kan dette føre til en mere generel forståelse af, hvordan energiforbrug, ændringer som byer vokse eller skrumpe?
I dag, får vi et svar med tak til arbejde af Markus Schlapfer på Santa Fe Institute og venner, der har analyseret form af næsten fem millioner bygninger i byer af forskellige størrelser og på tværs af Nordamerika. Disse fyre sige, at der er en simpel sammenhæng mellem den gennemsnitlige bygnings højde og byens størrelse, og at dette har vigtige konsekvenser for den måde, byer forbruger energi.
Denne form for arbejde er blevet muligt, fordi byerne er forskerne i stand til at måle størrelsen af bygninger er relativt nemt ved hjælp af teknikker såsom laser lige. Disse data er i stigende grad placeret i det offentlige rum af de byer, der selv eller ved open source-projekter såsom OpenStreetMap.
Schlapfer og co blot hentet oplysninger fra omkring fem millioner bygninger fra 12 nordamerikanske byer. Disse spænder fra de største, New York og Los Angeles (med populationer af 20 millioner, og 13 millioner euro), at mellemstore byer som San Francisco og Austin (har en befolkning på fire millioner og to millioner euro) til små byer som Ann Arbor og Santa Fe (har en befolkning på 300.000 og 100.000 henholdsvis).
Størrelsesfordelingen viser et klart mønster. Schlapfer og co sige, at ved første øjekast de data, der matcher den generelle forventning, at den gennemsnitlige højde af bygninger vokser med byens størrelse, og at i en by, bygninger, få højere nærmere centrum.
Men et nærmere kig på de data, der afslører nogle af de mere detaljerede mønstre. Til en start, i centrum af byer, gennemsnit bygning størrelsen stiger med befolkningen over to størrelsesordener. Og dette afspejler en ændring i form af bygninger fra større, fladere strukturer i de mindre byer højere, smallere dem i de større byer.
Grunden til, at denne tendens er ligetil at model. Da befolkningen i en by stiger, jorden bliver dyrere. Ja, jord prisen stiger hurtigere end personlig indkomst. Så den eneste måde at gøre det overkommeligt at reducere mængden af plads, som folk bruger, en tendens, der i sidste ende resulterer i slumkvarterer, eller til at øge antallet af bygninger, for at gøre dem højere.
Da jord er dyrere i bycentre, bygninger bør være højere der.
I teorien, at denne tendens skulle være godt for energieffektivitet. Højere bygninger bliver mere som terninger og så generelt har en mindre forholdet mellem overflade og volumen. Dette hjælper med at gøre bygninger mere energieffektive. “Vi kan se, at bygningen størrelser stiger med byens størrelse, skabe betingelserne for større energieffektivitet i form af klima kontrol,” siger Schlapfer og co.
Op til et punkt. I byer som New York og Boston denne tendens har ført til opførelsen af en meget højere skyskrabere, som er mindre energieffektive. “Overflade-til-volumen-forholdet stiger igen i centrum af kernerne i de store byer, på grund af spredning af høje, nåle-lignende bygninger,” siger de.
Men der er en praktisk grænse for, højden af bygninger, som er pålagt af mængden af bygning, der skal afsættes til elevatorer, trappeopgange, og så videre. “Mange arkitekter ser det som en tommelfingerregel, at med den nuværende teknologi, en bygning, der er højere end seks om 100 historier er ikke økonomisk rentabelt,” siger team.
De konkluderer, at den gennemsnitlige former for bygninger i den nordamerikanske byer konvergere på en terning-lignende form som byer bliver større—det er den mest energieffektive form.
Der bør få stor betydning for energiforbruget i fremtidens megabyer. Over hele verden, populationer er sammenfaldende på byer på en sats, som kører de største og mest hurtig periode af byen bygning i historien.
Byplanlæggere forvente, at bystrukturen i at udvikle byerne til at overstige alle, der har været bygget indtil nu. Kina, for eksempel, hældes mere konkrete mellem 2011 og 2013 end OS, der anvendes i hele det 20.århundrede.
Det vil have store konsekvenser, da den energi, der anvendes i disse byer vil uundgåeligt stige.
Den nye videnskab om skylines skal hjælpe urban forskere til at forstå de processer, der er involveret. Men, i hvilket omfang de kan bidrage til at afbøde konsekvenserne for miljøet er mindre klart.
Ref: arxiv.org/abs/1512.00946 : Urban Skylines: bygnings Højder Og Former, Som Foranstaltninger Af Byens Størrelse