Mestské tepelné ostrovy – prečo je v mestách teplejšie?

Z veľkých miest sa stávajú betónové džungle, z ktorých miznú stromy a mestská zeleň. Intenzívna urbanizácia, väčšia intenzita dopravy a zvyšovanie hustoty obyvateľstva spôsobujú v posledných rokoch nárast efektu mestských tepelných ostrovov a zvyšovanie skleníkového efektu. V spojení s globálnym otepľovaním ide o vážny problém, s ktorým je potrebné sa zaoberať.

V tomto článku sa dozviete:

• Čo sú tepelné ostrovy
• Ako vplýva ľudská činnosť na prehrievanie miest
• Aké riešenia môžu zredukovať efekt mestských tepelných ostrovov
• Aké stavebné materiály pomáhajú redukovať prehrievanie miest

Ako je nám dobre známe, naša planéta sa otepľuje. Zmena klímy zvyšuje priemerné teploty na celom svete. Objavujúce sa horúčavy a rekordne vysoké teploty sú už bežným javom, a to dokonca aj v chladnejších krajinách. Vysoké teploty sú rastúcou hrozbou najmä v husto zastavanom mestskom prostredí. Aktuálne žije v mestách viac ako polovica svetovej populácie. Práve intenzívna urbanizácia spolu s globálnym otepľovaním  sa v mestách podieľajú na vytváraní efektu tzv. tepelné ostrovy. Tento jav má vážny dosah na zdravie obyvateľstva a podieľa sa aj na zvyšovaní nákladov spoločnosti. Dobrou správou ale je, že je možné doň zasiahnuť výberom vhodných stavebných materiálov a posilnením mestskej zelene.

Čo sú mestské tepelné ostrovy?

Mestské tepelné ostrovy sú oblasti, ktoré sú vďaka umelej infraštruktúre a ľudským aktivitám výrazne teplejšie ako prímestské či vidiecke prostredie. Je to v dôsledku toho, že mestské oblasti sú viac uzavretejšie, ulice sú úzke a stavby zachytávajú teplo zníženým prúdením vzduchu. Na vyššiu teplotu v mestách má vplyv aj vykurovanie budov či väčší podiel automobilov. Teploty v mestských oblastiach môžu byť dokonca až o 10 °C vyššie ako na vidieku. Tento fenomén sa výraznejšie prejavuje najmä vo večerných a nočných hodinách, kedy sa teplo naakumulované v budovách a cestách postupne uvoľňuje do ovzdušia.

Faktory vplývajúce na efekt tepelných ostrovov a vznik skleníkového efektu

Ľudská činnosť

Ľudská činnosť prispieva k zvýšeniu tepla v mestách dvomi spôsobmi. Priamo, prostredníctvom konkrétnych činností, ktoré produkujú teplo, a nepriamo prostredníctvom emisií skleníkových plynov, ktoré sa výraznou mierou podieľajú na zmenách klímy a prehlbovaniu skleníkového efektu. K hlavným zdrojom skleníkových plynov z ľudskej činnosti patrí predovšetkým spaľovanie fosílnych palív pri výrobe elektrickej energie, v priemysle, preprave či v domácnostiach. Na vyšších emisiách sa podieľa aj odlesňovanie a poľnohospodárstvo či skládky odpadu.

Keďže priemerné teploty v dôsledku zmeny klímy stúpajú, zvyšuje sa aj používanie klimatizácií. Tieto chladiace systémy však produkujú ako vedľajší produkt teplo, čo prispieva k efektu mestského tepelného ostrova. Dochádza tak k začarovanému kruhu. Nárast efektu mestského tepelného ostrova vedie k ďalšej spotrebe energie, pretože viac ľudí zapína klimatizáciu, aby našli útočisko pred horúčavou. Táto zvýšená spotreba energie môže zaťažovať elektrickú sieť a spôsobovať jej výpadky.

Menej vegetácie a prirodzeného chladenia

Menej vegetácie v mestách znamená menej prirodzeného tieňa a ochladzovania. So zvyšujúcimi sa teplotami sa však rastliny môžu dostať do teplotného stresu a stratiť svoju schopnosť ochladzovať okolité prostredie, čím sa podnecuje skleníkový efekt. So zmenou klímy môžu dokonca niektoré rastliny odumrieť, pretože nie sú prispôsobené na dané klimatické podmienky. Vegetácia zohráva kľúčovú úlohu pri znižovaní teploty v mestách, preto stromom a zeleni v našich mestách musíme pripisovať vyššiu sociálnu a ekonomickú hodnotu.

Neporézne a vysokoemisívne povrchy

Naše mestá sú plné asfaltových a betónových povrchov. Je to aj kvôli tomu, že mestské centrá sa dlhodobo budovali bez zohľadnenia kritérií udržateľnosti. Dnes sú, bohužiaľ, dôsledky zjavné. Asfaltové diaľnice, betónové budovy, vydláždené chodníky a parkoviská – všetky tieto povrchy absorbujú teplo a neumožňujú dostatočnú transpiráciu a odparovanie z pôdy. Okrem toho absorbované teplo uvoľňujú naspäť do okolia, čím zhoršujú tepelnú pohodu obyvateľov mesta.

Zahusťovanie centier vysokými budovami

Na znižovaní efektu tepelného ostrova v mestských oblastiach má vplyv aj rýchlosť vetra. V dôsledku husto rozmiestnených budov v centrách miest však dochádza k tomu, že sa rýchlosť vetra spomaľuje, čo má za následok znižovanie jeho účinku na chladenie mestských oblastí.

Tepelné ostrovy – ako zmierniť ich efekt?

Mestské tepelné ostrovy nás upozorňujú, že by sme mali byť lepšie pripravení na hrozbu tepelného stresu na verejné zdravie a miestnu faunu a flóru. Budúce klimatické scenáre totiž predpovedajú, že letné vlny horúčav a zimné obdobia s vyššími teplotami budú dlhšie a frekventovanejšie. Zmena klímy a globálne otepľovanie efekt mestského tepelného ostrova ešte zintenzívni, čo bude mať za následok, že extrémne horúčavy v mestách sa stanú ťažšie zvládnuteľnými. Je nevyhnutné, aby mestá vo svojich rozvojových stratégiách venovali zvýšenú pozornosť nebezpečenstvám súvisiacim so zmenou klímy a globálneho otepľovania a prijali potrebné opatrenia.

Zníženie emisií skleníkových plynov

Vysokú daň za globálne otepľovanie už pociťuje celý svet. Sme svedkami opakujúcich sa záplav a požiarov, zvyšujú sa hladiny morí, roztápajú sa ľadovce a voľne žijúce zvieratá opúšťajú svoje prirodzené prostredie. Pokiaľ neznížime emisie skleníkových plynov, teplota na celom svete bude stále stúpať a nezvratnej klimatickej zmene sa nevyhneme. Aby sme tomu zabránili, je potrebná kooperácia vlád jednotlivých štátov, miestnych samospráv, komunít aj domácností.

Znížiť emisie skleníkových plynov možno rôznymi spôsobmi: využívaním systému obchodovania s emisiami, používaním obnoviteľných zdrojov energie, zlepšovaním energetickej účinnosti budov či samotných domácich spotrebičov, znižovaním emisií oxidu uhličitého z nových osobných automobilov či prijímaním opatrení na zníženie emisií zo skládok odpadu.

Vytvorenie chladnejších mestských zón a výsadba zelene

Bojovať proti vzniku tepelných ostrovov môže pomôcť vytvorenie chladnejších mestských zón. Manažovať teplotu v mestách sa dá navrhnutím dostatočného množstva prírodných vodných plôch, ako sú fontány, rybníky, jazerá alebo výstavbou ochladzovačov s vodnou hmlou. Voda poskytuje prirodzené ochladzovanie prostredníctvom odparovania, čím zároveň podporuje aj zdravie okolitej vegetácie.

K účinným spôsobom, ako znížiť teplotu v mestách, patrí aj vybudovanie verejných záhrad, výsadba zelene a zelených striech Stromy nielenže poskytujú tieň, ale vytvárajú aj chladnejšie prostredie vďaka procesu odparovania vody. Kríky a stromy totiž na to, aby sa ochladili, vylučujú vodu. Keď sa voda odparí, okolie sa ochladí. Podľa odborníkov môže tento prirodzený ochladzovací systém znížiť teplotu prostredia o 2 až 9 °C v závislosti od veľkosti zalesnenej oblasti. To ale nie je všetko. Zeleň je tiež schopná absorbovať niektoré škodlivé látky z ovzdušia, ako napríklad oxid dusíka či oxid siričitý, a zároveň uvoľňovať do okolitého prostredia kyslík. Zelené plochy v podstate fungujú ako prírodná čistička vzduchu.

Využívanie farieb a odrazivosti materiálov

Tmavé povrchy, asfaltové chodníky či betónové stavby absorbujú až 90 % slnečného žiarenia. Keď slnko zapadne, nahromadené teplo sa z ich povrchu postupne uvoľňuje, čím sa teplota v danej oblasti zvyšuje. Výberom správnych stavebných materiálov, ktoré zabraňujú absorpcii tepla, možno efektívne zamedziť prehrievaniu miest. Riešením je budovanie chodníkov, ciest, fasád, ale aj striech s vysokým indexom slnečného odrazu, čo môže mať nesmierne pozitívny vplyv na efekt tepelného ostrova v intravilánoch miest. Na rozdiel od tmavých materiálov možno kombinovaním produktov v svetlých odtieňoch zvýšiť odrazivosť slnečného žiarenia od týchto povrchov a znížiť prehrievanie vzduchu, a to dokonca až o niekoľko stupňov. Odporúča sa používať dlažby či omietky v sivej, bielej, slonovinovej alebo pieskovcovej farbe. Na strechy sú ideálne moderné termoreflexné nátery, ktoré odrážajú žiarenie, alebo strešné krytiny v svetlosivej či bielej farbe.

Výstavba priepustných povrchov

Súčasťou mestských oblastí sú rozsiahle verejné priestranstvá, parkoviská a odstavné zóny. Ide o veľké asfaltové plochy, ktoré sú nepriepustné a podporujú prehrievanie miest, ktoré spôsobuje skleníkový efekt. Takéto plochy bránia správnemu odtoku povrchovej vody a vetraniu pôdy. Nepriepustné povrchy neumožňujú dažďovej vode opätovne vsiaknuť do zeme, čím sa narúša prirodzený kolobeh vody. V prípade silných dažďov je navyše potrebné zabezpečiť v kanalizačnom systéme viac kapacity. Riešením je využívanie tzv. ekologických dlažieb. Ich súčasťou sú škáry, cez ktoré môže voda presakovať do zeme. Skôr ako však prenikne do zásob podzemných vôd, je už jednotlivými vrstvami podložia a pôdy dostatočne prečistená. Časť vody sa, naopak, prostredníctvom širokých škár ľahšie odparí z plochy do ovzdušia, vďaka čomu sa dažďová voda vracia do prírodného cyklu a nezaťažuje verejné kanalizácie. Vyšší podiel odparovania (skladovanie vody v pôdach) poskytuje vitalizáciu existujúcej mikroklímy. Ekologické dlažby predstavujú ideálne riešenie pre parkoviská, príjazdové cesty alebo mestské chodníky.

Priepustná dlažba s veľkými škárami

Ide o dlažbu so širokými škárami, ktoré môžu byť vyplnené štrkom alebo pieskom. Vybrané druhy však umožňujú ako výplň použiť trávu. Široké škáry zaisťujú, že povrch má po dlhý čas vysokú drenážnu kapacitu. Oba typy výplní škár majú svoje výhody. Zelená škára má oveľa nižšiu priepustnosť ako škára vyplnená štrkom, na druhej strane má vysokú skladovaciu kapacitu vody a pri odparovaní pomáha zlepšovať mikroklímu. Šírka škáry je rôzna a závisí od výberu konkrétneho produktu.

Priepustná dlažba s trávnatým dizajnom (zatrávňovacia dlažba)

Ide o betónovú mriežkovanú dlažbu s prázdnymi otvormi, ktoré slúžia na zatrávnenie. Je to ekologický prvok s vysokým podielom zelene a odvodom dažďovej vody –  tento typ dlažby umožňuje infiltráciu až do 30 %. Zatrávňovacia dlažba plní zároveň estetickú funkciu, pričom nie je náročná na údržbu.

Zelené strechy

Zelené strechy absorbujú dažďovú vodu a znižujú okolité teplo prostredníctvom evapotranspirácie. Ide o proces, pri ktorom rastliny a pôda uvoľňujú vodu v podobe vodnej pary do okolitej atmosféry. Zelené strechy  ale dokážu znížiť teplotu nielen v exteriéri, ale aj v interiéri. Počas horúcich letných dní môžu byť budovy so zelenými strechami chladnejšie ako je teplota okolitého vzduchu, zatiaľ čo klasické strechy môžu mať až o 50 % vyššiu teplotu. Okrem výhodných tepelnoizolačných vlastností podporujú tiež biodiverzitu, ktorá sa kvôli nízkemu počtu zelene z miest vytráca. Pri budovaní zelených striech v mestskom prostredí by sa mala venovať osobitná pozornosť výberu vegetácie. Je potrebné zvážiť, ktoré rastliny sú vhodné pre dané prostredie a tolerantné voči miestnym podmienkam. Zelené strechy majú dokázateľne pozitívny vplyv na skleníkový efekt, keďže pohlcujú oxid uhličitý a napomáhajú udržiavať rovnováhu zloženia atmosférických plynov.