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H. El-Sokaily:
"Large-Scale Shading Impact on Outdoor Thermal Comfort and Overheating in Dense Areas";
Supervisor: A. Mahdavi; Institute for Architectural Science, Department of Building Physics and Building Ecology, 2022; final examination: 2022-06-22.

In the time of adaption to climate change and the increase in urban heat island (UHI) effect, there is an increase in the awareness across the European nations and international settings to improve outdoor thermal comfort (OTC) within the urban context. The improvement actions typically comprise creating more recreational
greenery areas, expanding vegetation, and adding water bodies to decrease the temperature, particularly in the high summer-days temperatures. However, in dense urban areas, these ways and procedures are inadequate due to the lack of vacant space. Therefore, it is vital to present a new approach and develop more creative and
practical alternatives such as large-scale shading structures and cooling measures. This research investigates the potential of various artificial urban superstructures to improve outdoor thermal comfort and mitigate urban heat islands. By evaluating the influencing parameters, particularly air temperature (Tair), mean radiant temperature (MRT), universal temperature climate index (UTCI), The Predicted Mean Vote (PMV) and The Percentage of Dissatisfaction (PPD) indices to estimate OTC for a highly dense urban area located in the city center of Vienna. Furthermore, the challenges of
such structures, the possibility of implementation, and the feasibility studies have been carried out. In this master thesis, eight different shading designs have been scrutinized and then compared to the current state to detect the difference and the
impact these shading elements can contribute on outdoor thermal comfort and urban heat island. The simulation has been conducted by Grasshopper, Honeybee, and Ladybug plug-ins. For post-production, data analysis, visualization, and computing thermal comfort indices and charts, RStudio has been used. The research found that
large-scale shading elements reduced air temperature, MRT, UTCI, PMV and PPD. That influence enhances the OTC and reduces the UHI, and consecutively improves the outdoor common areas´ vitality, increasing urban areas´ market value and reducing indoor energy consumption.

In der Zeit der Anpassung an den Klimawandel und der Zunahme des stadtischen Hitzeinsel-Effekts (UHI) wachst in den europaischen Landern und auf internationaler Ebene das Bewusstsein fur die Verbesserung des thermischen Komforts im Freien (OTC) im stadtischen Kontext. Die Verbesserungsmasnahmen umfassen in der Regel die Schaffung von mehr Erholungsgrunflachen, die Ausweitung der Vegetation und das Anlegen von Gewassern, um die Temperatur zu senken, insbesondere bei hohen Temperaturen an Sommertagen. In dicht besiedelten stadtischen Gebieten sind diese Moglichkeiten und Verfahren jedoch aufgrund des Mangels an freien Flachen unzureichend. Daher ist es wichtig, einen neuen Ansatz zu prasentieren und kreativere und praktischere Alternativen wie grosflachige Beschattungsstrukturen und Kuhlmasnahmen zu entwickeln. Diese Forschungsarbeit untersucht das Potenzial verschiedener kunstlicher stadtischer Aufbauten zur Verbesserung des thermischen Komforts im Freien und zur Abschwachung stadtischer Hitzeinseln. Durch die Bewertung der Einflussparameter, insbesondere der Lufttemperatur (Tair), der mittleren Strahlungstemperatur (MRT), des universellen Temperatur-Klima-Index (UTCI) sowie der Indizes Predicted Mean Vote (PMV) und The Percentage of Dissatisfaction (PPD), wird eine Abschatzung der OTC fur ein hochverdichtetes Stadtgebiet im Zentrum von Wien vorgenommen. Auserdem wurden die Herausforderungen solcher Strukturen, die Moglichkeit der Umsetzung und die Machbarkeitsstudien durchgefuhrt. In dieser Masterarbeit wurden acht verschiedene Beschattungsdesigns untersucht und mit dem aktuellen Stand verglichen, um den Unterschied und die Auswirkungen dieser Beschattungselemente auf den thermischen Komfort im Freien und die stadtische Warmeinsel zu ermitteln. Die Simulation wurde mit Grasshopper, Honeybee und Ladybug Plug-ins durchgefuhrt. Fur die Nachbearbeitung, Datenanalyse, Visualisierung und Berechnung von Indizes und Diagrammen fur den thermischen Komfort wurde RStudio verwendet. Die Untersuchung ergab, dass grosflachige Beschattungselemente die Lufttemperatur, MRT, UTCI, PMV und PPD reduzieren. Dieser Einfluss verbessert die OTC und reduziert die UHI, was wiederum die Vitalitat der Ausenbereiche verbessert, den Marktwert der stadtischen Gebiete erhoht und den Energieverbrauch in den Innenraumen reduziert.

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