Αστικό - Ευφυές διασυνδεδεμένο ψηφιακό τοπίο: όρια - διάδραση - ανθεκτικότητα

Abstract

This thesis introduces a method of approaching synergy between urban and intelligent interconnected digital landscape, in terms of limits, interaction and resilience. In this process, urban-intelligent interconnected digital landscape is considered as a single dynamic field that redefines its conditions and retains both spatial (geographically defined) and digital (technologically defined) components, which coexist as a unity.A critical assumption is that contemporary urban landscape, although presupposing urban place, moves beyond, expanding it beyond the usual spatial, social, environmental, technological, energy and communication practices, to dynamics that constitute its extended version, that of the synergy between urban and interconnected digital landscape. The main focus is on the local scale of Greek neighbourhood and more specifically on the contemporary neighbourhood square. Seven neighbourhood squares in the Municipality of Lykovrysi-Pefki are examined as case-studies. Methodologically, criteria for examining urban-intelligent interconnected digital landscape’s synergy derive from the United Nations Sustainable Development Goals (SDGs). Three methods are used: (a) quantitative research via electronic questionnaires to Public Services, Stakeholders and activists, as well as in situ questionnaires to the actual users of the seven examined neighborhood squares, (b) in situ observations and (c) multi-criteria evaluation (ELECTRE III method). Furthermore, analysis is made on the visual/thermal characteristics of the examined squares, with the use of respective software. More specifically, digital visualisation of spatial distribution of shaded/sunny areas, thermal comfort and climatic models are examined (RayMan and ENVI-met, respectively), annual energy consumptions (energy audits), and respective carbon dioxide emissions (CO2) are estimated for these neighbourhood squares, so as to establish a holistic approach in the multi-criteria analysis. With the use of multi-criteria analysis, two baseline scenarios (the square as is, before and during COVID-19 pandemic) and three scenarios of urban-intelligent interconnected digital landscape’s synergy are evaluated, which examine the integration of available technologies. Scenario Α investigates the integration of intelligent materials with advanced optical and thermal properties. Scenario B examines technologies of materials of changing properties for the efficient utilization of the incoming energy. The transition from passively intelligent properties and functions, to the actively intelligent behaviors is indicated. Scenario C focuses on interconnected technologies of energy production. This approach identifies primary directions for urban-intelligent interconnected digital landscape’s synergy based on the selected criteria deriving from the SDGs and the strategy of moderate sustainable interventions. Synergy emerging as an attractive, realistic and achievable choice. The multi-criteria evaluation reveals the overall added value of technological intelligence to sustainable interventions. The contribution of this research lies in the synthetic view of two distinct urban approaches, sustainable development and technologically intelligent development, both in conditions of regularity, as well as in conditions of crisis.

Η διατριβή πραγματεύεται έναν τρόπο προσέγγισης της συνέργειας μεταξύ του αστικού και του ευφυούς διασυνδεδεμένου ψηφιακού τοπίου, υπό το πρίσμα των επιλεγμένων συντελεστών ανάδειξής της, δηλαδή τα όρια, τη διάδραση και την ανθεκτικότητα. Σε αυτή τη διαδικασία, το αστικό-ευφυές διασυνδεδεμένο ψηφιακό τοπίο αντιμετωπίζεται ως ένα ενιαίο δυναμικό πεδίο, χωρικών (γεωγραφικά ορισμένων) και ψηφιακών (τεχνολογικά ορισμένων) συνιστωσών, οι οποίες συνυπάρχουν ως όλον. Βασική παραδοχή αποτελεί ότι το σύγχρονο αστικό τοπίο αν και προϋποθέτει τον αστικό τόπο, τον υπερβαίνει εκτείνοντας τον πέρα από τις συνήθεις χωροκοινωνικές, περιβαλλοντικές, τεχνολογικές, ενεργειακές και επικοινωνιακές πρακτικές, προς δυναμικές που συνιστούν την εκτεταμένη εκδοχή του, αυτή της συνέργειας μεταξύ αστικού και ευφυούς διασυνδεδεμένου ψηφιακού τοπίου. Η τοπική κλίμακα της ελληνικής γειτονιάς, και συγκεκριμένα η σύγχρονη αστική πλατεία γειτονιάς, αποτελεί το πεδίο εφαρμογής. Εξετάζονται επτά πλατείες γειτονιάς του Δήμου Λυκόβρυσης-Πεύκης.Μεθοδολογικώς, τα κριτήρια προσέγγισης της συνέργειας προέρχονται από τους παγκόσμιους Στόχους Βιώσιμης Ανάπτυξης (Σ.Β.Α.) των Ηνωμένων Εθνών. Χρησιμοποιούνται τρεις μέθοδοι έρευνας: (α) η ποσοτική έρευνα, μέσω ηλεκτρονικών ερωτηματολογίων σε φορείς, ειδήμονες, ακτιβιστές/ενεργούς πολίτες, και in situ ερωτηματολογίων στους χρήστες των πλατειών γειτονιάς, (β) οι παρατηρήσεις στο πεδίο και (γ) η πολυκριτηριακή αξιολόγηση (μέθοδος ELECTRE III). Περαιτέρω, γίνεται ανάλυση των συνθηκών των εξεταζόμενων πλατειών γειτονιάς, με τη χρήση αντίστοιχου λογισμικού. Εξετάζεται η ψηφιακή οπτικοποίηση της χωρικής κατανομής των σκιασμένων/ηλιασμένων περιοχών, η αντίληψη της θερμικής άνεσης και των μικροκλιματικών συνθήκων (RayMan και ENVI-met, αντίστοιχα), οι ετήσιες ενεργειακές καταναλώσεις και οι αντίστοιχες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO2) των πλατειών γειτονιάς, για μια ολιστική προσέγγιση της πολυκριτηριακής ανάλυσης.Μέσω της πολυκριτηριακής ανάλυσης αξιολογούνται δύο σενάρια βάσης, δηλαδή οι υφιστάμενες συνθήκες των πλατειών γειτονιάς, πριν και κατά την πανδημική κρίση της COVID-19, και τρία σενάρια εξελικτικής ενσωμάτωσης της τεχνολογικής ευφυΐας. Το σενάριο Α αφορά στην ενσωμάτωση ευφυών υλικών με εξελιγμένες οπτικές και θερμικές ιδιότητες. Το σενάριο Β εξετάζει τεχνολογίες υλικών μεταβαλλόμενων ιδιοτήτων για την αποδοτική χρήση της εισερχόμενης ενέργειας. Υποδεικνύεται η μετάβαση από τις παθητικά ευφυείς ιδιότητες και λειτουργίες, στις ενεργά ευφυείς συμπεριφορές. Το σενάριο Γ εστιάζει στη διασυνδεδεμένη τεχνολογική ευφυΐα παραγωγής ενέργειας. Η προσέγγιση αναδεικνύει πρωταρχικές κατευθύνσεις συνέργειας μεταξύ αστικού και ευφυούς διασυνδεδεμένου ψηφιακού τοπίου, υπό το πρίσμα των παγκόσμιων Σ.Β.Α. και τη στρατηγική των ήπιων αειφορικών παρεμβάσεων. Συνέργεια που αναδεικνύεται ως μια ελκυστική, ρεαλιστική και επιτεύξιμη επιλογή. Η πολυκριτηριακή αξιολόγηση αναδεικνύει τη συνολική προστιθέμενη αξία που προσδίδει η τεχνολογική ευφυΐα στις ήπιες παρεμβάσεις αειφορίας. Η στόχευση και η συμβολή της παρούσας διατριβής έγκειται στο συσχετισμό δύο εξελισσόμενων, αλλά ακόμα, ασθενώς συνδεδεμένων θεωρητικών προσεγγίσεων σε επίπεδο αστικού τοπίου, αυτές της αειφορίας και της ευφυούς πόλης στην κλίμακα της γειτονιάς, εστιάζοντας στην πλατεία της. Υπογραμμίζεται η ανάγκη επαναπροσδιορισμού της σχέσης τους για την επιτάχυνση των μεταβάσεων προς την αειφορία και την ανθεκτικότητα, τόσο σε συνθήκες κανονικότητας, όσο και σε συνθήκες κρίσης.

La presente tesis está enfocada en un método para abordar la sinergia entre el paisaje inteligente digital interconectado y urbano, en términos de límites, interacción y resiliencia. En este proceso, el paisaje digital interconectado urbano-inteligente se considera como un único campo dinámico que redefine sus condiciones y conserva componentes tantas espaciales (definidas geográficamente) como digitales (definidas tecnológicamente), que coexisten como una unidad. Un supuesto crítico es que el paisaje urbano contemporáneo, si bien presupone el lugar urbano, va más allá, ampliándolo fuera de las habituales prácticas espaciales, sociales, ambientales, tecnológicas, energéticas y comunicativas, hacia dinámicas que constituyen su versión extendida, la de la sinergia entre el paisaje inteligente digital interconectado y urbano. El enfoque principal está al nivel local del barrio griego y, más específicamente, en la plaza del barrio contemporáneo. Siete plazas del barrio en el Municipio de Lykovrysi-Pefki se examinan como estudios de caso. Metodológicamente, los criterios para examinar la sinergia del paisaje inteligente digital interconectado - urbano se derivan de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de las Naciones Unidas. Se utilizan tres métodos: (a) investigación cuantitativa a través de cuestionarios electrónicos a Servicios Públicos, Stakeholders y activistas, así como cuestionarios in situ a los usuarios reales de las siete plazas del barrio examinadas, (b) observaciones in situ, (c) multi- evaluación de criterios (método ELECTRE III). Además, se hace un análisis de las características visuales/térmicas de los cuadrados examinados, con el uso del respectivo software. Más específicamente, se examina la visualización digital de la distribución espacial de las áreas sombreadas/soleadas, el confort térmico y los modelos climáticos (RayMan y ENVI-met, respectivamente), se estiman los consumos anuales de energía (auditorías energéticas) y las respectivas emisiones de dióxido de carbono (CO2) para estas plazas del barrio, a fin de establecer un enfoque holístico en el análisis multicriterio. Con el uso de análisis multicriterio, se evalúan dos escenarios de referencia (la plaza tal como es, antes y durante la pandemia de COVID-19) y tres escenarios de sinergia de paisaje inteligente digital interconectado-urbano, que examinan la integración de las tecnologías disponibles. El escenario Α investiga la integración de materiales inteligentes con propiedades ópticas y térmicas avanzadas. El Escenario B examina tecnologías de materiales de propiedades cambiantes para la utilización eficiente de la energía entrante. Se indica la transición de las propiedades y funciones pasivamente inteligentes a los comportamientos activamente inteligentes. El escenario C se centra en tecnologías interconectadas de producción de energía. Este enfoque identifica las direcciones principales para la sinergia del paisaje digital interconectado inteligente urbano en función de los criterios seleccionados derivados de los ODS y la estrategia de intervenciones sostenibles moderadas. La sinergia emerge como una opción atractiva, realista y alcanzable. La evaluación multicriterio revela el valor agregado general de la inteligencia tecnológica para las intervenciones sostenibles. El aporte de esta investigación radica en la visión sintética de dos enfoques urbanos distintos, el desarrollo sustentable y el desarrollo tecnológicamente inteligente, tanto en condiciones de regularidad, como en condiciones de crisis.