Ваш регион: Санкт-Петербург 13:33 Мск 07.12.2016
Информационно-аналитический сервис
строительного сообщества
Публикации
18.08.2014

Под колпаком цивилизации, или эффект теплового купола в действии

Если лето 2014 года и отстало по количеству температурных рекордов от аномального 2010 года, вошедшего в историю метеонаблюдений, то ненамного. Вторую половину июля и первую половину августа температура в большинстве городов европейской территории России редко опускалась ниже +30 градусов днем. Ночью облегчение тоже не приходило. Большинство населения мегаполисов охватили апатия и желание срочно сбежать из "бетонных джунглей" то ли в отпуск, то ли на дачу, ну или на худой конец хотя бы в парк.

В такие моменты, конечно, мало кто задумывается об архитектуре и градопланировании. А возможно, стоило бы. Ученый Люк Ховард еще в 1810 году отметил тот факт, что в центре крупных городов температура воздуха выше, чем в его пригородах и тем более загородом, и назвал это явление "эффектом теплового острова". С тех пор города разрослись и вширь, и вглубь, и ввысь. Сейчас разница между "городской" и "загородной" погодой в среднем составляет уже от 1 до 6 градусов Цельсия.

У нас об "эффекте теплового перегрева" (так его называют официально) пишут не очень часто, потому что существенных проблем, на первый взгляд, он до сих пор не вызывал. Скорее даже был полезен. Большинство крупных городов у нас расположено в умеренных или северных широтах, так что летом от лишнего одного-двух градусов при средних 19 плохо никому не становилось, а зимой они тем более были "как раз кстати" - и машина заводится быстрее, и сугробы у двери подъезда разгребать не надо, и не так холодно, если вдруг забыли перчатки.

А еще отдельная "песня" с бетонированием в холодную погоду. Согласно теории, идеальная температура окружающей среды для затвердения бетона составляет 15-20 градусов Цельсия, а замерзает бетон в пластичном состоянии, если температура опускается ниже -4 градусов (то есть, по грубой оценке, в течение полугода в большинстве регионов страны эта проблема актуальна). Если такое случится и бетон замерзнет, его прочность падает чуть ли не на 50%, время застывания и набора прочности увеличивается в разы, возрастает потребность в воде, и становится необходимым использование специальных химических компонентов и добавок (например, хлористых солей). То есть, сплошные затраты и неудобства, а каждый день, когда температура позволяет строить, становится бесценным. Так что "фора" в два-три-четыре градуса только приветствуется.

Однако теперь, когда климат все чаще преподносит нам сюрпризы, все же стоит сказать пару слов об эффекте "теплового острова (или купола)", которым не на шутку озабочены власти и ученые более южных стран (в особенности США и Австралии).

С точки зрения физики возникновение такого "теплового купола" объяснить довольно просто. Для этого давайте вспомним, как выглядят современные мегаполисы. Если предельно абстрагироваться, то это высотные дома преимущественно темного цвета, часто с темными крышами, пространства между которыми закатаны в еще более темный асфальт. А объекты темного цвета, как известно, практически не отражают солнечный свет, наоборот, его накапливают и потом выделяют в виде тепла. Кроме того, дело не только в цвете, но и в характеристиках материалов, и такие рукотворные материалы как бетон и асфальт высокой отражательной способностью похвастаться не могут.

435b82a58f00e6d371a64f992d247f9d.png

Таким образом, города задерживают в себе гораздо больше солнечного света, чем сельская местность, парки и водные пространства. Деревни, где преобладают более светлые и естественные материалы, а также зелень и не асфальтированные дороги, подвергаются действию лучей только тогда, когда солнце высоко, большую часть их отражают, и успевают быстро охладиться за ночь. В случае с городами, ночью легче не становится, потому что поверхность асфальта, и темные крыши за день впитали столько энергии, что продолжают излучать ее в виде тепла и ночью. А еще есть машины и кондиционеры, которые также в процессе своей работы выделяют дополнительные излишки тепла. Что касается автомобилей то, в лучшем случае, 30% энергии от сжигания топлива расходуется на его движение, остальная часть идет на нагрев двигателя и выделяется в окружающую среду в качестве тепла.

Чем вреден эффект "теплового острова"? Прежде всего, летом, когда и так жарко "по умолчанию", это опасно для здоровья. Увеличивается нагрузка на сердце и другие внутренние органы, обостряются хронические болезни, случаются серьезные тепловые удары, ухудшается работоспособность. В аномальном 2010 в России было зафиксировано около 55 000 "тепловых" смертельных случаев. Со здоровьем шутки плохи – это, думается, понимают все.

Далее, когда становится жарко, повсюду включаются кондиционеры и вентиляторы, что приносит не только желанную прохладу, но и дополнительное загрязнение воздуха реагентами и в разы возросшие счета за электричество. Согласно исследованиям, потребность в электроэнергии для города с населением более 100 000 человек увеличивается на 2% с повышением летней температуры воздуха на каждый градус. Таким образом, (особенно принимая во внимание то, что эффект "теплового купола" в крупных городах пока только возрастет) вскоре может сложиться ситуация, когда вплоть до 8% электропотребления города будет уходить на компенсацию такого локального перегрева. И это сейчас, когда все буквально помешаны на угрозе истощения ресурсов и пытаются сократить (или максимально рационализировать) энергопотребление всеми возможными способами.

А еще в жару существенно ускоряется реакция по образованию "приповерхностного" озона и смога, которые являются загрязнителями атмосферы, вредят людям и растениям, а также ухудшают климатические условия и экологическую обстановку в целом, в том числе, усугубляя "парниковый эффект".

К менее очевидным последствиям можно отнести тот факт, что при более высоких температурах увеличивается скорость распространения звука, и следовательно, усиливается шумовое загрязнение городов.

Но эффект "теплового острова" отрицательно сказывается на обитателях городов и в холодное время года. Во-первых, многие жалуются, что "зима уже не та", что стало совсем серо и уныло, а снег если и ложится, то мгновенно тает. Дело в том, что наличие больших масс теплого воздуха над городом способствует усиленному образованию туч, увеличению влажности, конденсации влаги и появлению сосулек. Вместе с тем, наличие таких туч совсем не значит, что количество осадков также возрастает. Кроме того, от избыточного тепла ускоряются циклы роста деревьев и цветов, которые теперь часто зацветают еще до последних холодов, и потому впоследствии гибнут. Таким же образом страдают насекомые. Что приятно, когда речь идет о кровососущих, но губительно для природы, нарушая хрупкое равновесие экосистем.

Комплексные исследования влияния эффекта "теплового купола" специалистам еще предстоит провести. Но некоторые выводы, можно сделать уже сейчас. С точки зрения градостроительства, к примеру, очевидна необходимость реализации мер по уменьшению количества личных автомобилей на улицах городов, равно как и проблема оптимизации систем кондиционирования воздуха. А также приоритет в части обустройства в достаточном количестве озелененных территорий, реализации мер по благоустройству существующих и необходимости выделения земли под новые парки и скверы во всех районах города.

Какие дополнительные шаги можно предпринять, чтобы справиться с эффектом "теплового острова"?

Первая идея, которая приходит на ум, - это просто перекрасить черное в белое. По итогам проведенного исследователями моделирования поверхность в этом случае действительно несколько охладится, однако нельзя назвать этот подход слишком удачным. Во-первых, если все вокруг будет белое (и/или стеклянное) и станет отражает свет – это, прямо скажем, не комфортно для глаз. Вряд ли в полностью белом городе вас спасут даже солнечные очки. Но главный минус даже не в этом. Несколько охлаждая воздух над зданиями, "белые" крыши способствуют уменьшению облачности (вместе с ней и осадков), а следовательно еще большее количество солнечного света, которое раньше частично блокировалось слоями облаков, будет попадать на черные асфальтовые дороги. Так что одной краской "горю не поможешь", хотя в Нью-Йорке появилось несколько специальных тестовых "белых крыш", благодаря которым предполагается всесторонне исследовать данный метод.

Еще на крышах предлагается устанавливать модные нынче солнечные панели, которые ничего не отражают и преобразуют свет в полезную и необходимую всем электроэнергию.

Также были предложения обычные крыши опрыскивать водой - примерно, как газоны, - чтобы увеличить испарение влаги с их поверхностей. Но если говорить об увеличении испарения, то еще более действенным решением представляется установка "зеленых крыш" и вертикальных садов. Благодаря испарению влаги, температура окружающей среды эффективно снижается, попутно улучшая качество городского воздуха, а также экологическую и эстетическую обстановку в целом. То есть, тот сквер, земля под который была "съедена" строительством, например, элитного офисного центра, можно расположить на его крыше. Конечно, полномасштабный парк это никак не заменит, но ситуацию все же немного улучшит. Кроме того, еще раз отметим, что обустройство зеленой крыши или зеленого фасада (которое не ограничивается торжественной установкой одинокой кадки с чахлой пальмой, а предполагает оборудование обширных газонов с дренажом, почвой и грунтом, дополнительный вес которых необходимо учитывать уже на этапе проектирования опор здания) существенно повысит гидроизоляционные и теплоизоляционные качества здания.

090675715980f285ebc0ddc212075219.png

Надо сказать, что практика разбивания садов на крышах уже начала кое-где приживаться. Прежде всего, в голову приходит Милан, где гуляя по центру, можно довольно часто увидеть на крышах высотных зданий деревья, а также потрясающий воображение жилой небоскреб-лес Bosco Verticale. Еще есть музей на набережной Бранли в Париже, стены которого покрыты плотным растительным ковром, отель Parkroyal on Pickering в Сингапуре, обильно украшенный тропическими растениями, стеклянно-зеленое здание Green Cast от японского архитектора Кенго Кумы и "мохнатый" жилой дом от UXC Architects в Роттердаме. Ну и еще малоэтажные частные проекты по всему миру. Красиво, полезно, экологично, экономично, но пока что в единичных количествах.

8f7c506d7da58849877282548b2c6b9c.png

Но можно изменить не только цвет дома, но и материалы, из которых он изготовлен, на те, что поглощают меньше тепла. Например, можно обратиться к историческим традициям южных стран, где стены красили в светлые цвета, облицовывали мрамором, или разноцветными плитками. Примеры можно увидеть в "старой Европе", например, в Италии, Греции, Португалии. То же можно применить и к асфальтовому покрытию дорог. Например, мостить огромные парковочные площади и тротуары плиткой или кирпичом.

0faa6040d0440c74803fcea3bf8f54a3.jpg

Как мы видим, облегчить проживание "под тепловым куполом" можно вполне простыми, иногда даже "дедовскими" способами, которые могут преобразить современные мегаполисы в места, более комфортные и приятные для жизни. Между тем, исследования "тепловых островов" продолжаются.

Несмотря на всю серьезность положения и необходимость принятия мер, нам еще предстоит определиться, является ли "эффект тепловых островов" отдельной проблемой или доказательством и манифестацией несостоятельности глобальных градостроительных тенденций. Ведь если в конечном счете в наших городах станет меньше темно-серого цвета и разнообразных выхлопов, но больше воздуха, деревьев, разноцветных фасадов, а также здоровых и довольных жизнью людей, наверное, не так уж важно с чем именно изначально боролись.

  0
  2776
Темы
Актуально
Ванная комната с душевой кабиной - дизайнерские хитрости
01.12 Ванная комната с душевой кабиной - дизайнерские хитрости
И снова тема оптимального обустройства и дизайна ванной комнаты. Как втиснуть в пространство все необходимое, но при это сохранить полезное место для себя самого.
 
  2612
Кухня в подарок - обустраиваем рабочую зону
30.11 Кухня в подарок - обустраиваем рабочую зону
Женский взгляд на удобную кухню, и советы мужчинам, как обустроить ее своими руками, чтобы это не отняло у вас много времени и сил.
 
  2744