Κλιματική αλλαγή: Οι πιο επιτυχημένες και βιώσιμες πόλεις παγκοσμίως ενάντια στη ακραία ζέστη
Η Σιγκαπούρη είναι πόλη-κράτος με πολύ μικρό έδαφος αλλά με συστηματικό σχεδιασμό ο οποίος την έχει κάνει μια από τις πιο επιτυχημένες και βιώσιμες πόλεις στον κόσμο. Για την ενίσχυση της θερμικής ανθεκτικότητας της Σιγκαπούρης και την καταπολέμηση των επιπτώσεων του θερμικού στρες, ο δημόσιος, ο ιδιωτικός και ο ακαδημαϊκός τομέας αξιοποίησαν τις έρευνες και εφάρμοσαν καινοτομίες με στόχο μια πιο δροσερή πόλη για τις επόμενες γενιές.
Τι είναι η θερμική άνεση και η θερμική καταπόνηση; Η άνοδος της θερμοκρασίας εξαετίας της κλιματικής αλλαγήςεπηρεάζει τη «θερμική άνεση» και μπορεί να προκαλέσει θερμική καταπόνηση. Ως θερμική άνεση ορίζουμε την ατομική αντίληψη για το πόσο θερμό ή ψυχρό είναι το περιβάλλον και επηρεάζεται από περιβαλλοντικούς και φυσιολογικούς παράγοντες, καθώς φυσικά και από την ένδυση των ανθρώπων.Θερμικό στρες συμβαίνει όταν το ανθρώπινο σώμα δεν μπορεί να κρυώσει επαρκώς, με αποτέλεσμα να προκαλείται βλάβη από τη συσσώρευση υπερβολικής θερμότητας. Ο ζεστός και υγρός καιρός αυξάνει τον κίνδυνο θερμικής εξάντλησης και θερμοπληξίας.
Για να αποφευχθούν χρειάζεται βελτίωση της εξωτερικής θερμικής άνεσης με διάφορες στρατηγικές που μετριάζουν το φαινόμενο UrbanHeatIsland (UHI): αξιοποιώντας την περιβαλλοντική μοντελοποίηση σε επίπεδο περιφέρειας, οι σχεδιαστές και οι αρχιτέκτονες καλούνται να αναλύσουν τη ροή ανέμου, τις ευθυγραμμίσεις κτιρίων, τη συνέχεια των δρόμων και τα πλάτη θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε διαφορετικές ταχύτητες ανέμου.
Οι πόλεις χρειάζονται περισσότερη σκιά
Δέντρα, σκίαστρα, τζάμια που να μην απορροφούν θερμότητα, προϊόντα βαφής κτιρίων που μπορούν να μειώσουν τη θερμότητα που απορροφάται από τις δομημένες επιφάνειες. Για παράδειγμα, οι ψυχρές επιστρώσεις COOL-TEC της Nippon Paint αντανακλούν το ηλιακό φως από διάφορες δομημένες επιφάνειες και είναι σε θέση να επιτύχουν συλλογική μείωση της συνολικής θερμοκρασίας του εξωτερικού αέρα έως και 2,4˚ C.Στη Σιγκαπούρη ήδη χρησιμοποιούνται οι λεγόμενες «δροσερές βαφές» και άλλα δομικά υλικά, όπως πλακάκια, μονώσεις, δάπεδα, στέγες, που να μην απορροφούν θερμότητα.
Ένας άλλος σημαντικός παράγοντας υπερθέρμανσης είναι η άσφαλτος και το μπετόν, που μπορούν να λάβουν τεράστιες διαστάσεις λόγω του πλήθους των τροχοφόρων και της κυκλοφοριακής συμφόρησης: οι ημερήσιες θερμοκρασίες στα αστικά κέντρα μπορεί να είναι έως και 3 βαθμοί υψηλότερες από τις γύρω αγροτικές περιοχές: το φαινόμενο της αστικής θερμικής νησίδας επιδεινώνεται από την κλιματική αλλαγή και ωθεί τα όρια της ανθρώπινης επιβίωσης.
Σε αμερικανικές πόλεις της ερήμου όπως είναι το Φοίνιξ της Αριζόνα, οι θερμοκρασίες φτάνουν πια τους 40-42 βαθμούς και παραμένουν σ’ αυτό το επίπεδο επί 30 συνεχόμενες ημέρες· σε ψυχρότερα κλίματα όπως το Σικάγο, παρατηρούνται ολόκληρες εβδομάδες καύσωνα.Είναι φανερό ότι απαιτείται ανασχεδιασμός που να προσφέρει σκιά, φυλλώματα, μονώσεις, αρχιτεκτονικές λύσεις όπως πύργοι παγίδευσης ανέμου και ειδικά απορροφητικά πολυμερή, μείωση των εκπομπών άνθρακα. Με τους ψηλούς πύργους από χάλυβα, το άφθονο σκυρόδεμα και τη συχνή έλλειψη χώρων πρασίνου, οι πυκνές περιοχές στο κέντρο των πόλεωνυποφέρουν από καυτές θερμοκρασίες που διαρκούν μέρα και νύχτα.
Υπάρχουν πολλά σχεδιαστικά στοιχεία που μπορούν να δροσίσουν τα αστικά τοπία, από σκιασμένα πεζοδρόμια και στάσεις λεωφορείων μέχρι ανακλαστικά τζάμια. Ακόμη και τα λεγόμενα φαράγγια ουρανοξυστών μπορούν να είναι χρήσιμα εμποδίζοντας τον ήλιο να φτάσει στον δρόμο το πρωί και το απόγευμα: έτσι διατηρείται το πεζοδρόμιο δροσερό για το μεγαλύτερο μέρος της ημέρας και μειώνεται ο κίνδυνος θερμοπληξίας και υπερέκθεσης στη θερμότητα. Η αστική πυκνότητα δεν είναι απαραιτήτως κακή. Επιγραμματικά συνιστώνται τα εξής:
Σκιασμένες κατασκευές Οι στάσεις λεωφορείων, οι σιδηροδρομικοί σταθμοί και άλλες υπαίθριες εγκαταστάσεις συγκοινωνίας είναι μερικά από τα σημεία υψηλής θερμότητας στο αστικό περιβάλλον. Ο ευκολότερος τρόπος αντιμετώπισης αυτού του κινδύνου είναι η εγκατάσταση δομών σκίασης. Στο Λος Άντζελες εισήχθησαν τα σκίαστρα LaSombrita σε στάσεις λεωφορείων αλλά η δομή δεν μπορεί να εμποδίσει τον ήλιο για περισσότερα από ένα άτομο τη φορά.
Δενδροφύτευση Η φύτευση δέντρων και άλλης βλάστησης (γρασίδι, θάμνοι) είναι μια από τις πιο αποτελεσματικές διαθέσιμες στρατηγικές μετριασμού της θερμότητας. Κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, η περιοχή κάτω από ένα δέντρο λαμβάνει μόλις το 10 με 30% της ηλιακής ενέργειας. Η διαπνοή του νερού μέσω των φύλλων τους έχει δροσιστικό αποτέλεσμα και σε συνδυασμό με τη σκιά, μπορεί να μειώσει τις θερμοκρασίες κατά 1-2 βαθμούς. Επιπλέον, τα δέντρα έρχονται με άλλα οφέλη, όπως η βελτίωση της ποιότητας του αέρα και η μείωση της απορροής. Στις ΗΠΑ οι φτωχικές γειτονιές με την πλειοψηφία εγχρώμων φαίνεται ότι έχουν κατά μέσο όρο 33% λιγότερα δέντρα σε σύγκριση με τις γειτονιές με πλειοψηφία λευκών. Για να αντιστρέψουν αυτή τη διάκριση, πολλές πόλεις εφαρμόζουν εντατική δενδροφύτευση.
Εγκατάσταση σιντριβανιών
Περιορισμός των πάρκινγκ στο κέντρο των πόλεων
Χρήση υλικών που αντανακλούν περισσότερη ενέργεια από ό,τι απορροφούν και πορωδών υλικών που επιτρέπουν ψύξη με εξάτμιση. Υπάρχουν πολλές επιλογές στην αγορά: Τα παραδοσιακά οδοστρώματα από σκυρόδεμα μπορούν να τροποποιηθούν χρησιμοποιώντας ανακλαστικά συνδετικά αντί για ασφαλτικά. Χρήση ανοιχτών χρωμάτων που αντανακλούν περισσότερη θερμότητα.
Σχεδιασμένη δόμηση Στο Άμπου Ντάμπι, οι παραδοσιακές κατασκευαστικές πρακτικές περιλαμβάνουν την ευθυγράμμιση των κτιρίων με το φως του ήλιου και την κατεύθυνση του ανέμου, προκειμένου να παρέχεται σκιά και να αυξάνεται η ροή του αέρα, γεγονός που μειώνει τις θερμοκρασίες. Τα «σοκάκια» βοηθούν στον έλεγχο της θερμοκρασίας τόσο εξαιτίας της σκίασης όσο και των ρευμάτων αέρα.
Ανακλαστικό γυαλί Αυτό το υλικό εμποδίζει τα κτίρια να απορροφούν υπερβολική θερμότητα, αλλά αυτές οι εγκαταστάσεις πρέπει να γίνονται προσεκτικά. Αν είναι στραμμένο προς το έδαφος, το ανακλώμενο ηλιακό φως και η θερμότητά του μπορούν να επιδεινώσουν τις θερμικές συνθήκες. Για παράδειγμα, τα παράθυρα του περίφημου ουρανοξύστη WalkieTalkie του Λονδίνου έλιωναν το μέταλλο και τπ πλαστικό στο επίπεδο του δρόμου μέχρι που οι σχεδιαστές του τοποθέτησαν ένα σετ σκίαστρων με περσίδες.
Ροή αέρα Για να αυξηθεί η ροή του αέρα, ορισμένοι σχεδιαστές υπερυψηλών κτιρίων σε παράκτιες πόλεις της Κίνας δημιούργησαν ανοίγματα στους ουρανοξύστες επιτρέποντας στο δροσερό θαλάσσιο αεράκι να περνάει από μέσα. Το αποτέλεσμα ενισχύεται φυσικά με τις συνδυαστικές προσπάθειες: πράσινους τοίχους, πορώδη υλικά κτλ.
Περιορισμός των κλιματιστικών Συνολικά, η ψύξη των σπιτιών αντιπροσωπεύει το 6% της συνολικής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας στις ΗΠΑ. Τα πιο έξυπνα σπίτια, τα πιο ανθεκτικά στη θερμότητα, μπορούν να μειώσουν τις θερμοκρασίες και τους λογαριασμούς ενέργειας και να μειώσουν τις σχετικές εκπομπές άνθρακα που συνδέονται με τη χρήση κλιματιστικών.
Τέντες στις βεράντες Κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, περισσότερα από τα τρία τέταρτατου ηλιακού φωτός που πέφτει στα παράθυρα γίνεται θερμότητα. Οι δομές σκιάς όπως οι τέντες ή οι προεξοχές και οι ανακλαστικές επιστρώσεις μπορούν να βοηθήσουν στη διατήρηση της θερμότητας σε ανεκτά επίπεδα. Δεδομένου ότι αυτές οι δομές αντανακλούν επίσης το φως του ήλιου κατά τους χειμερινούς μήνες, χρησιμοποιούνται καλύτερα σε περιοχές της χώρας με υψηλές θερμοκρασίες όλο τον χρόνο. Για περιοχές που είναι ζεστές κυρίως κατά τους καλοκαιρινούς μήνες, οι εσωτερικές αποχρώσεις όπως οι περσίδες, τα παντζούρια και οι κουρτίνες έχουν επίσης καλό αποτέλεσμα.
Πύργοι ψύξης Οι ανεμοσυλλέκτες, οι υψηλοί πύργοι που μοιάζουν με καμινάδες και συνδέονται στις πλευρές των σπιτιών και των κτιρίων, είναι εξαιρετικά συστήματα παθητικής ψύξης και χρησιμοποιούν τις διαφορές πίεσης μέσα σε ένα κτίριο για να αυξήσουν τον αερισμό. Αυτοί οι πύργοι είναι συνηθισμένο θέαμα στα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα και σε άλλες χώρες του Κόλπου. Ο αέρας που εισέρχεται στο κτίριο ψύχεται μέσω υγρών υφασμάτων·ο θερμότερος αέρας στο εσωτερικό της κατασκευής ανεβαίνει και διαφεύγει μέσω των πύργων.
Οι ανεμοσυλλέκτες είναι συνήθως τετράπλευροι, αν και υπάρχουν και κυλινδρικοί, εξαεδρικοί και τετραεδρικοί. Μια παραλλαγή αυτής της ιδέας είναι η ηλιακή καμινάδα, που υπάρχει εδώ και αιώνες. Μια καμινάδα κατασκευασμένη με υλικά που απορροφούν τη θερμότητα, όπως γυαλί ή μέταλλα, χρησιμοποιείται για τη θέρμανση ενός συγκεκριμένου τμήματος αέρα μέσα σε ένα κτίριο. Καθώς ο ζεστός αέρας ανεβαίνει, δημιουργεί μια φυσική κατακόρυφη ροή αερισμού που κυκλοφορεί δροσερό αέρα.
Ανακλαστικές επιφάνειες Το βάψιμο στέγης, τοίχων και πεζοδρομίων με λευκό χρώμα είναι ένας φτηνός και αποτελεσματικός τρόπος μείωσης της θερμοκρασίας. Από τα Κυκλαδονήσια μέχρι τις πόλεις στο Ρατζαστάν της Ινδίας, όσοι ζουν σε μεσογειακά και τροπικά κλίματα έχουν ήδη εκμεταλλευτεί την ικανότητα της λευκής βαφής να αντανακλά τη θερμότητα και να διατηρεί κάποια δροσιά.
Στεγασμένοι παιχνιδότοποι Οι παιδικές χαρές, με τις μεταλλικές τσουλήθρες, τις κούνιες, ακόμη και τη μαύρο άσφαλτο στο έδαφος, είναι μερικά από τα πιο καυτά σημεία μιας πόλης. Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι οι θερμοκρασίες του εξοπλισμού παιδικής χαράς μπορεί να φτάσουν έως και τους 60 βαθμούς — αρκετά ζεστές για να κάψουν το δέρμα ενός παιδιού.
Βασικός ένοχος είναι το υλικό που χρησιμοποιείται για τη σχεδίασή τους: οι επιφάνειες παιχνιδιού από καουτσούκ, οι μεταλλικές σκάλες, τα κιγκλιδώματα, ο τεχνητός χλοοτάπητας και άλλα συνθετικά υλικά διατηρούν τη θερμότητα, έχουν υψηλότερη αγωγιμότητα στο δέρμα και προκαλούν υψηλότερες θερμοκρασίες αέρα.Η λύση είναι η σκιερή παιδική χαρά, είτε από μια μεγάλη φτελιά ή μια πέργκολα ή τέντα που προστατεύει από τις υπεριώδεις ακτίνες. Είναι σαν να φοράς αντηλιακό χωρίς να χρειάζεται να το φοράς.
Οικολογικά οικοδομικά υλικά Ο σχεδιασμός σπιτιών με υλικά που έχουν μονωτικές ιδιότητες είναι ένας τρόπος για να μειωθεί η ανάγκη για κλιματισμό — και το κόστος και οι εκπομπές άνθρακα που το συνοδεύουν. Πρέπει να προτιμάται η πέτρα και να αποφεύγεται το ξύλο. Μερικά υλικά παραφίνης και είδη ένυδρων αλάτων, όταν εγχυθούν σε τοίχους, δάπεδα και στέγες, μειώνουν τις θερμοκρασίες έως και 2 βαθμούς. Μια μελέτη στην Καζαμπλάνκα, στο Μαρόκο, διαπίστωσε ότι όταν οι στέγες των σπιτιών περιείχαν ένα συμπολυμερές από αιθυλένιο και παραφίνη, οι θερμοκρασίες στους εσωτερικούς χώρους μειώθηκαν κατά 0,7 βαθμό.
Συλλογή αποβλήτων θερμότητας Εκτός από τη δημιουργία μεγάλων αποθηκευτικών χώρων γύρω από τις βιομηχανικές εγκαταστάσεις, οι επιχειρήσεις μπορούν να περιορίσουν τη σπατάλη θερμότητας επενδύοντας στην τεχνολογία δέσμευσης θερμότητας. Με αυτή την τεχνολογία απορροφάται θερμότητα που διαρρέει και επαναφέρεται στην εγκατάσταση, γεγονός που μειώνει ταυτόχρονα τη ζήτηση ενέργειας. Αυτή η σύλληψη μπορεί να κάνει ένα κτίριο ενεργειακά πιο αποδοτικό, συλλαμβάνοντας το 20 έως 50% της ενέργειας που σπαταλιέται ως θερμότητα.
Μια εκτίμηση από την Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος προτείνει ότι η σύλληψη της χρησιμοποιήσιμης απορριπτόμενης θερμότητας στις ΗΠΑ θα μπορούσε να παράγει 7,6 γιγαβάτ ενέργειας, τα οποία επαρκούν για εκατομμύρια σπίτια.
Ζώνες ασφαλείας Συνήθως τα εργοστάσια λειτουργούν με τεράστιες γεννήτριες όλες τις ώρες της ημέρας, αυξάνοντας τη θερμότητα στους γύρω δρόμους. Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής καίνε φυσικό αέριο στη ζέστη του καλοκαιριού για να τροφοδοτήσουν τα κλιματιστικά σε όλη την πόλη. Ημιφορτηγά αδρανούν σε μεγάλες διαδρομές και σε αποθήκες φορτηγών: καίνε ντίζελ ακόμα κι όταν είναι ακίνητα. Όλη αυτή η βιομηχανική δραστηριότητα παράγει «απόβλητη θερμότητα».
Οι ειδικοί λένε ότι ο καλύτερος τρόπος για να μετριαστεί αυτή η ζέστη είναι μέσω του καλού αστικού σχεδιασμού: αν μια πόλη συγκεντρώνει εργοστάσια σε μια γειτονιά, θα πρέπει να χαράξει προστατευτική ζώνη γύρω από αυτά, διαχωρίζοντάς τα από κατοικημένες περιοχές με δάση ή χώρους πρασίνου. Το ίδιο ισχύει για τα εργοστάσια παραγωγής ενέργειας αιχμής, τα οποία σε πόλεις όπως η Νέα Υόρκη βρίσκονται μόλις λίγα μέτρα μακριά από μεγάλα συγκροτήματα διαμερισμάτων.
Δημόσιες μεταφορές Ο τρόπος με τον οποίο σχεδιάζουμε τα συστήματα μεταφοράς είναι το κλειδί για την καταπολέμηση των υψηλών θερμοκρασιών. Ένας δρόμος που πνίγεται από τα αυτοκίνητα παράγει πολύ περισσότερη σπαταλημένη θερμότητα από μια λωρίδα τραμ ή λεωφορείου. Οι δημόσιες μεταφορές είναι το μέλλον, τα ΙΧ στις πόλεις είναι αναχρονιστικά.
26°
