Zwarta przestrzeń miejska jako środowisko budynków energooszczędnych /Energy-efficient buildings in urban space 51
buildings and their walls. The part of radiation that di-
rectly reaches the space between buildings is refl ected or
emitted back to the atmosphere. Its remaining part is accu -
mulated in the surfaces which create thermal masses:
hardened surfaces, walls, and roofs of the buildings
(Fig. 1). The distribution of solar energy depends also on
the geographical orientation of the buildings.
Tim Oke gave an example of distribution of radia-
tion on the basis of the analysis of sunlight exposure of
a street in Vancouver, Canada, laid out on the north–south
axis, with H/S
= 0.9 [4]. According to his research about
60% of radiation at around noon reached its space as heat,
30% was accumulated on surfaces and 10% evaporated
through the surface. Most of the thermal energy reached
the ground and the upper sections of the space, whereas
the rest reached the walls of the buildings. The east wall
was most intensively exposed to the radiation in the mor-
ning hours. A noticeable, though smaller, increase was
recorded in the afternoon. It was caused by the radiation
refl ected against the opposite wall. The distribution on the
west wall was similar but in the opposite hours of the day.
The greatest radiation on the ground and the upper layer
of the air was at around noon.
The distribution of energy of the solar radiation depends
closely on the H/S ratio. The greater its value, the more
uneven distribution of the energy coming from the sun.
These relationships were analyzed by Anthony J. Arn fi eld
who compared the values of the radiation reaching diffe-
rent parts of the street (pedestrian zones, ground, walls of
the buildings), depending on the H/S ratio (for the follow-
ing values: H/S = 0.25, 0.5, 1, 2, 3 and 4), street orientation
(north–south axis and east–west axis) and its latitude [5].
It turned out that the values of radiation decrease along
the increase of the H/S ratio (that is the “depth” of the
street) in all studied zones. The greatest differences re-
gard the summer time. Interestingly, in the latitudes corre-
sponding to the moderate climate the sunlight exposure of
the ground and pedestrian zones is similar for the streets
laid out along the north–south axis and east–west axis (in
e.g. hot climates the orientation affects the level of sun-
light exposure). Consequently, in our climatic conditions
it is the geometry of the buildings that affects the values of
solar radiation that reaches the street interiors more than
their geographical orientation.
In the case of walls, just like in the case of the street
interiors, the level of radiation is lower along with the
“depth” of the streets. According to Arnfi eld for the lati-
tude of Poland, in June the walls of the streets laid out on
the north–south axis, where H/S = 0.25, receive four times
greater radiation than the walls of the streets with H/S = 4.
The difference is more or less twice as big for perpendicu-
lar streets. However, the geographical orientation is sig-
nifi cant only for the streets with a relatively low H/S ratio.
When its value exceeds 2, the radiation is similar in both
cases. The walls exposed to the east and west (the street
laid out on the north–south axis) receive generally more
energy of the solar radiation than the walls of perpendicu-
lar streets. In the winter the geographical orientation of
the street does not signifi cantly affect the insolation of the
walls for all studied values of H/S.
Zauważalny, choć mniejszy wzrost odnotowano po połu-
dniu. Spowodowany był promieniowaniem odbitym od
przeciwległej ściany. Na ścianie zachodniej rozkład był
analogiczny, ale w odwrotnych porach dnia. Na podłożu
i w górnej warstwie po wietrza szczyt promieniowania na-
stąpił w godzinach po łudniowych.
Rozkład energii promieniowania słonecznego jest ściś-
le uzależniony od współczynnika H/S. Im większą war-
tość ma ten współczynnik, tym bardziej nierównomier-
nie dystrybuowana jest energia pochodząca ze słońca.
Zależności te analizował Anthony J. Arnfi eld, który po-
równał wartości promieniowania docierającego do róż-
nych stref ulicy (strefa pieszych, podłoże, ściany budyn-
ków) w zależności od parametru H/S (uwzględnił wartoś ci
H/S
= 0,25, 0,5, 1, 2, 3 i 4), orientacji ulicy (na osi północ–
południe i wschód–zachód) oraz szerokości geografi cz-
nej [5].
Okazało się, że wartości promieniowania maleją wraz
ze wzrostem współczynnika H/S (czyli „głębokości” ulicy)
we wszystkich badanych strefach. Największe różni-
ce dotyczą okresu letniego. Co ciekawe, dla szeroko-
ści odpowiadających klimatowi umiarkowanemu strefy
podłoża i pieszych są podobnie nasłonecznione dla ulic
położonych zarówno na osi północ–południe, jak i wschód–
zachód (w klimatach np. gorących orientacja wpływa na
war tości nasłonecznienia). A zatem w naszych warunkach
kli matycznych to geometria zabudowy bardziej wpływa
na wartości promieniowania słonecznego trafi ającego do
wnętrza ulicy niż orientacja ulicy względem stron świata.
W przypadku ścian, podobnie jak dla stref we wnętrzu
ulicy, ilość promieniowania jest tym mniejsza, im „głęb-
sza” jest ulica. Wed
ług Arnfi elda dla szerokości geogra-
fi cznej Polski, w czerwcu, ściany ulicy o współczynniku
H/S = 0,25 położonej na osi północ–południe otrzymu-
ją czterokrotnie więcej promieniowania niż ściany ulicy
o H/S = 4. Dla prostopadłej ulicy różnica jest mniej wię-
cej dwukrotna. Orientacja ma jednak znaczenie jedynie
dla ulic o stosunkowo niskim współczynniku H/S. Gdy
jego wartość przekracza 2, promieniowanie jest zbliżone
dla obu rozważanych orientacji. Ściany eksponowane na
wschód i zachód (ulica orientowana na osi północ–połu-
dnie) przyjmują sumarycznie więcej energii promienio-
wania słonecznego niż ściany ulicy prostopadłej. Zimą
orientacja ulicy nie wpływa wyraźnie na nasłonecznienie
ścian dla wszystkich badanych współczynników H/S.
Rozkład promieniowania słonecznego w przestrze-
niach miejskich wpływa na ich charakterystykę termicz-
ną. Latem panująca w nich temperatura jest wyraźnie
wyższa niż w strefi e ponad dachami. Największe różni-
ce występują nocą w „głębokich”, ściśle zabudowanych
wnętrzach, gdy ciepło zakumulowane w powierzchniach
oddawane jest do atmosfery. Zimą różnice są nieznaczne.
Przestrzenie ulic i placów podlegają także zróżnico-
waniu termicznemu w tym samym czasie. W przypadku
nasłonecznionych wnętrz występują różnice temperatur
powietrza i powierzchni. Temperatura powierzchni pod-
dawanej bezpośredniemu promieniowaniu może być na-
wet do 10 °C wyższa niż powietrza, podczas gdy ściana
zacieniona może być o kilka stopni od niego chłodniejsza.
W przypadku wysokich wartości parametru H/S znacz-
