„Urbani toplinski otok“. Ova fraza dobro zvuči, zar ne? Je li to kutak sakriven u sjenovitom dvorištu gdje povjetarac hladi, mjesto koje nudi predah od ljetne žege? Ili Vas podsjeća na izležavanje pod krošnjom stabla u gradskom parku, uživanje u tišini te zadivljene poglede usmjerene prema neboderima koji se ljeskaju na suncu? Čovjek se može zamisliti kako odmara pokraj bazena na krovu zgrade, pijuckajući koktel u bojama zalaska sunca – s neizostavnim suncobranom u piću – dok noge namače u hladnoj, osvježavajućoj vodi.
Otok neprikladan za odmor
Ne bi li bilo krasno kada bi upravo to bili toplinski otoci – bijeg za stanovnike grada. Da su mjesto za odmor od svakodnevnih obveza, bijeg od sve češćih i intenzivnijih toplinskih udara koji nemilosrdno zahvaćaju cijeli svijet. Nažalost, upravo je posve obrnuto. Ako se te tri, naizgled nedužne, riječi preispita i s najmanjom količinom opreza, ustanovit ćete da one opisuju nelagodnu istinu. Gradovi su moćne toplinske zamke koje tijekom toplinskih udara postaju i do 10°C toplije od okoline.
Ovaj čudnovati fenomen događa se kada grad ili naseljeno mjesto ima višu srednju temperaturu zraka nego neposredno okruženje. Nije baš sjajno za sve one milijune i milijune ljudi koji žive u gradovima diljem svijeta. Osim što su iznimno neugodni, urbani toplinski otoci mogu biti pogubni po zdravlje ljudi, potrošnju energije i gospodarstvo ne samo u svijetu, već i u Hrvatskoj.
Urbani toplinski otoci najmoćniji su tijekom sušnih razdoblja i profitiraju od stabilnih vremenskih uvjeta, bez naoblake. Kako globalna temperatura polako, ali nemilosrdno raste, problem koji predstavlja fenomen toplinskih otoka još je gori. Naša ljubav za gradnjom vizualno upečatljivih staklenih tornjeva, enormnih betonskih stambenih blokova i prekrivanja prirodnih površina teškim, tamnim asfaltom kumovala je okrutnim odgovorom prirode na promjene u temperaturi zraka.
Vruće gradske ulice
Naše ceste, ulice i parkirališta sjajne su kada je riječ o zadržavanju toplinske energije. Asfalt i beton, materijali od kojih su sazdani moderni putovi, tamne su boje, crni ili sivi. Objekti tamne boje upijaju gotovo svu svjetlost koja na njih padne. Kada se svjetlost apsorbira, pretvara se u toplinsku energiju i emitira u obliku topline. Zbog toga što crne ili sive površine upijaju više svjetla od svjetlijih, one emitiraju više topline u zrak oko sebe. To je problem.
ETH Zurich, jedna od vodećih svjetskih ustanova, objavila je istraživanje s analizom i predviđanjem klimatskih promjena koje će zadesiti više od 200 gradova u idućih 30 godina. To istraživanje navodi da će se klimatski uvjeti u više od 77 % velikih svjetskih gradova toliko promijeniti da će 2050. klima u Londonu u Engleskoj biti kao danas u Barceloni u Španjolskoj. 22 % svjetskih gradova vjerojatno će biti u klimatskoj zoni koja zasad ne postoji na planeti.
URBANI KANJON – PREOKRET KOJI NITKO NIJE OČEKIVAO
Još jedna pojava toplog vremena koja nosi zvučno ime jest „efekt urbanog kanjona“. Aglomeracija visokih zgrada koje stoje jedna do druge – a tako je građena većina gradskih područja – sprječava prirodan protok prohladnog noćnog zraka. Radi toga se stvaraju džepovi vrućeg zraka koji urbanim područjima ne dopuštaju hlađenje tijekom noći.
Konvekcijsko hlađenje je mehanizam kojim toplina prelazi s vruće površine tako da tekućina oko nje teče. Tekućina (u slučaju urbanog kanjona – zrak) se širi tijekom procesa hlađenja čime se njezina gustoća smanjuje. Izmjena gustoće uzrokuje protok tekućine (zraka) koja sa sobom nosi i toplinsku energiju. Ona na taj način prenosi energiju (toplinu) iz vrućeg objekta u okolni zrak hladeći objekte koje je upravo napustila. Konvekcijsko hlađenje nije moguće bez slobodnog protoka vjetra zbog čega zagađenje zraka i vrućina ostaju.
Suvremeno urbano planiranje pogoduje stvaranju urbanih kanjona
U modernim gradovima, hrpa površina samo čeka da upije sunce. Zgrade mogu upiti puno sunčeve toplinske energije tijekom dana te ju potom noću ispustiti u atmosferu. Toplina se prenosi i među strukturnim elementima te se ispušta u okolni zrak.
Što su zgrade u gradu bliže sagrađene, više se toplinske energije pohranjuje unutar gusto naseljenih otoka, bez mogućnosti da se ona rasprši ili da se zgrade ohlade tijekom noći jer su preblizu jedna drugoj te isijavaju i upijaju toplinsku energiju jedna od druge, što nas može podsjetiti na neku izvitoperenu ekonomiju dijeljenja.
Mnoge zgrade imaju tamne površine koje se brzo zagriju zbog čega cijela zgrada pohranjuje daleko više toplinske energije nego što bi u slučaju da je svjetlije boje. Nije potrebno ni spominjati spektakularne staklene fasade koje izgledaju moderno i impresivno kada su prikazane u časopisima za arhitekturu ili u turističkim časopisima, ali nažalost radi se o golemim staklenicima koji toplinu upijaju i zadržavaju ljeti, da bi ju zimi pustili da pobjegne u okoliš – iznimno neučinkovit način reguliranja temperature unutar zgrade zbog kojega su zagrijavanje i hlađenje zgrade veliko opterećenje za svjetske energetske izvore.
Klimatizacijski uređaji nas u gradovima zapravo griju
U brutalnom preokretu, nakon što se grad počne zagrijavati, stanovnici su prisiljeni nekako si pomoći preživjeti sve češće i dugotrajnije toplinske valove. Okreću se klimatizaciji, sada je to više-manje sveprisutan proces hlađenja prostora, koja kao nusproizvod hlađenja tj. smanjenja temperature zraka u unutrašnjosti zgrade, emitira više vrućeg zraka u obližnji okoliš pridonoseći tako nakupljanju vrućine. Naši su strojevi sjajni u pojačavanju toplinskih otoka. Ne samo klimatizacija koja otpadnu toplinu pumpa u zrak nego i naši voljeni automobili – vozila zaglavljena u gužvama koja emitiraju toplinu.
Sva ti transferi toplinske energije vrlo su skupi – klimatizacija je zaslužna za 1/5 potrošnje električne energije zgrade. Diljem svijeta. To je 2,5 puta više od ukupne potrošnje električne energije na cijelom afričkom kontinentu. Potrošnja energije za hlađenje zgrada udvostručila se od 2000. zbog porasta broja stanovnika i gospodarskog rasta. Međunarodna agencija za energetiku procjenjuje da bi se potrošnja energije za hlađenje prostora mogla i više nego udvostručiti do 2040. godine zbog konstantnog porasta primjene klimatizacije.
KAKO DOLAZI DO POJAVE URBANIH TOPLINSKIH OTOKA?
Tvorbi urbanih toplinskih otoka pridonosi mnogo faktora. U nepromijenjenim okolnostima, prirodni okoliš ima svoje načine da izađe na kraj sa suncem i njegovim toplinskim pražnjenjem. Gradovi narušavaju tu ravnotežu.
Asfaltiranje zelenih površina te njihovo pretvaranje u vodootporne površine, kao što to ceste, uklanja efekt hlađenja isparavanjem vode – kolnik zrači toplinu pohranjenu u asfaltu i ona odlazi natrag u zrak. Nogostupi, kolnici i parkirališta su prepreke na tlu koje sprječavaju hlađenje zemlje, biljaka, krošnji stabala i vodenih masa kroz isparavanje.
Biljke upijaju vodu kroz korijenje kako bi preživjele. Tu vodu obrađuju, omogućavajući viškovima da se apsorbiraju u okolni suhi zrak. Voda se potom iz tekućeg stanja pretvara u paru, a tu promjenu potiče vrućina u zraku. Tijekom toga procesa isparavanja iz zraka se izvlači vrućina i tako dolazi do hlađenja.
Isto nam se događa kada se znojimo – zrak oko nas upija vlagu iz naše vlažne kože i postaje hladniji. Proširivanjem gradova, sve više vegetacije zamjenjujemo asfaltom i betonom gubeći tako mogućnost hlađenja isparavanjem. Uz to, gubimo i sjenoviti hlad koje nam biljke pružaju. Štoviše, asfalt, najčešće korišteni materijal, upija iznimne količine sunčeve topline čineći kolnike tako vrućima da se ta vrućina ponovno izbacuje u zrak.
O čemu ovisi intenzitet urbanih toplinskih otoka?
Intenzitet učinka urbanih toplinskih otoka ovisi o nekoliko faktora. Okruženje – ako se grad nalazi u dolini, okružen planinama koje ometaju protok zraka i sprječavaju osvježavajuće vjetrove, toplina nema kamo otići zbog čega se akumulira. Još jedan bitan faktor je broj stanovnika – što više ljudi živi u gradu, više topline stvaraju korištenjem automobila, klimatizacijom i grijanjem. To je začarani krug.
Urbani toplinski otoci ne povećavaju samo temperaturu, nego utječu i na lokalne vremenske uvjete. Imaju utjecaja na padaline, naoblaku, maglu, vlažnost i vjetar. Grmljavinska nevremena češće nastaju u blizini gradova. Lokalna flora i fauna također je zahvaćena ovim fenomenom jer toplinsko zagađenje koje grad stvara mijenja staništa.
Vrijeme utječe na sve nas. Toplinom je jednostavno narušiti mehanizme ljudskog tijela zbog čega je ona glavni uzrok smrtnosti koji dolazi iz okoliša. Iscrpljenost od vrućine uobičajena je reakcija na ekstremne temperature. Vrtoglavica, glavobolja, nesvjestica, dehidracija i zbunjenost manje su značajne posljedice.
Posljedice sunčanice i toplotnog udara na ljudsko zdravlje mogu biti vrlo ozbiljne. Kako gradovi rastu i sve se više ljudi seli u urbana područja, mnoge mogu ugroziti klimatski uvjeti. Oni koji se ne mogu priuštiti klimatizaciju, mladi, stari i bolesni imaju povećani rizik od zdravstvenih tegoba uzrokovanih vrućinom.
ŠTO MI MOŽEMO UČINITI?
Srećom, puno je jednostavnih i učinkovitih načina za ublažavanje uzroka urbanih toplinskih otoka. Ta su rješenja estetski zadovoljavajuća i dokazano je da značajno mogu pridonijeti zadržavanju topline naše izgrađene okoline te da istovremeno mogu stvoriti atraktivnija, ljepša i udobnija mjesta za život, rad i igru.
Za početak, prirodu možemo ponovno donijeti u gradove. Vegetacija može biti snažan saveznik u borbi protiv vrućine. Umjesto sječe vegetacije, možemo ju pustiti da raste na pročeljima naših zgrada. Vertikalna vegetacija jednostavan je i nevjerojatno uspješan mehanizam smanjivanja toplinskog opterećenja zgrada.
Zelene fasade omogućavaju bolju kakvoću zraka, ublažavaju buku i uljepšavaju grad svojim smirujućim bojama. Unaprjeđuju psihološko zdravlje stanovnika, a cijena njihovog održavanja je zanemariva.
Bioraznolikost nudi stanište pripadnicima životinjskoga svijeta koji zauzvrat oprašuju biljke i gradsku vegetaciju čine bujnom. Zelene fasade ne zahtijevaju dodatnu strukturnu potporu. Mogu se pričvrstiti na bilo koju površinu i uglavnom su samo stojeće.
Zgrade se može i ozeleniti
I što je najbolje od svega, zelene fasade povećavaju toplinsku izolaciju zgrada jer se ponašaju kao prirodna klimatizacija koja ne proizvodi emisije. Lišće veže lebdeće mikročestice iz zraka i stvara kisik poboljšavajući tako kakvoću zraka. Zimzelene biljke zimi pomažu izolirati zgrade smanjujući tako troškove energenata. Temperature koje se ljeti mjere u zgradama sa zelenim fasadama niže su i do 13°C nego u susjednim zgradama. Brzorastuće biljke kao što su divlja loza ili glicinija trebaju samo godinu do dvije da bi u potpunosti prekrile područje od 8 m2. To je niskoenergetska, nezahtjevna i zdrava alternativa klimatizaciji.
Isto je moguće i na krovovima. Umjesto tamnih površina koje upijaju toplinu, postavljanje vegetacije na krovove zgrada neće samo spriječiti zagrijavanje krovova nego će i koristiti efekt hlađenja isparavanjem i umanjiti intenzitet urbanih toplinskih otoka. Alternativni pristup je prskanje krovova. Primjenom prskalica (tzv. sprinklera) na krovovima ovlažuje se krovnu površinu omogućavajući hlađenje zraka iznad krova isparavanjem.
Mogli bismo ondje postaviti i stabla, baš kao što su to činili u srednjovjekovnoj Lucci, u Italiji na vrhu tornja Guinigi u 12. stoljeću gdje su ostala do danas. Osvrnimo se malo i na ulice. Što se više stabala posadi, više će hladovine pružati, pločnici će se manje zagrijavati i bit će više isparavanja. Semiramidini viseći vrtovi u Babilonu ne moraju ostati mit.
Crno ili bijelo?
Da bismo spriječili zagrijavanje asfalta toliko da na njemu možemo skuhati jaje, ulice možemo obojiti u bijelo i tako omogućiti da odbijaju sunčevu energiju umjesto da ju apsorbiraju. Prema nekim australskim istraživačima, konvencionalne vrste uličnih obloga i pokrova dosižu temperaturu i do 67°C, a krovovi 50 – 90°C. Tzv. „hladni pločnik“ je ulična površina koja koristi svijetle boje kako bi odbijala sunčevu svjetlost umjesto da ju tamni asfalt upija. Tako se površinska temperatura asfalta može smanjiti za više od 5°C.
Gradovi kao što je Los Angeles u Kaliforniji već testiraju ovu metodu u nastojanjima da suzbiju posljedice klimatskih promjena. 10 % gradske površine toga grada pokriveno je crnim asfaltom koji upija 95 % sunčeve energije, što uvelike pridonosi urbanim toplinskim otocima. Nakon što su ceste obojili u bijelo, inicijalna su mjerenja pokazala pad površinske temperature za otprilike 10°C.
Primjena vode u svrhu hlađenja izgrađenog okoliša prokušana je metoda. U srednjem su vijeku graditelji u Alhambri, biseru andaluzijske srednjovjekovne arhitekture, u dvorišta postavljali bazene i fontane te su kroz isparavanje vode osiguravali hlađenje vrućeg i suhog španjolskog zraka. Danas bi urbani planeri mogli uklopiti bazene, fontane, sustave za stvaranje izmaglice i prskalice u svoje projekte.
Kako onda uopće graditi?
Naš način građenja je također problematičan. Svjetlucave staklene fasade, naši golemi moderni staklenici, zadržavaju toplinu ljeti, a zimi ju gube. Zanimljiv alternativni pristup, također posuđen iz povijesti, bi bio stvaranje sustava za sjenu koji štiti zgrade od sunčeve topline tijekom ljeta.
To nije novi koncept. Godine 1980. francuski arhitekt Jean Nouvel osmislio je složenu fasadu koja je crpila inspiraciju iz izrezbarenih rešetki svojstvenih islamskoj arhitekturi koje su stanovnike zgrade štitile od sunca. Nouvel je tradicionalni element uklopio u novo doba stvorivši sustav od nekoliko stotina mobilnih dijafragmi osjetljivih na sunce koje otvaranjem ili zatvaranjem reguliraju koliko svjetlosti prodire u zgradu. Ta je dinamična fasada u to vrijeme bila istinski iskorak.
A promet?
Spomenimo i ono već opće poznato, naime, znanstvenici također preporučuju smanjenje prometa kako bi se smanjilo zagađenje i emisija topline iz automobila. Učinkovitiji javni prijevoz, vožnja bicikla i drugi alternativni načini prijevoza postaju sve popularniji u velikim, gusto naseljenim gradovima diljem svijeta.
Kada bismo koristili sve te mjere da smanjimo trajanje i intenzitet urbanih toplinskih otoka, naši bi životi bili puno jednostavniji budući da nas toliko mnogo već živi u gradovima, a mnogo će ljudi u budućnosti naseliti urbana područja. Vrijeme je jedna od nekolicine pojava na planetu koje nismo pokorili, stoga ako kao vrsta želimo i dalje biti uspješni bilo bi mudro pripremiti se za buduće posljedice klimatskih promjena. Možda život u urbanoj džungli i nije tako loša ideja.
Pratite nas na Facebooku, Linkedinu i Twitteru da biste bili obaviješteni o novim člancima!
