Климатична устойчивост на сградите срещу прекомерна топлина

Няколко подхода могат да се използват за климатоустойчивост на сградите срещу прекомерно високи температури. Тези варианти са свързани с проектирането на сгради (включително използването на ИТ технологии за оптимизиране на топлинния комфорт) и сградните обвивки (покрив, тавани, външни стени, врати, прозорци — включително слънчеви очила за управление, които намаляват слънчевата радиация, влизаща в жилището — и основи).

Решенията за проектиране на сгради включват традиционни характеристики, които обикновено се срещат в региони с топъл климат, като например:

• Съотношение на аспектите на сградата: Съотношението между вътрешното пространство и външната повърхност на сградата, което оптимизира вътрешната дисперсия на топлината, като същевременно минимизира поглъщането на слънчевата топлина.
• Архитектурни елементи: Характеристики като тенти, надвеси, нюанси на прозорците, портико, бели или леко оцветени външни стени и покриви, за да отразяват топлината.
• Слънчева ориентация: Позициониране на сградата, за да се сведе до минимум ежедневното излагане на пряка слънчева светлина.

Високотехнологичните решения също могат да играят много важна роля. Те включват сензори, които наблюдават топлинните условия, позволяващи прецизни настройки на климатизацията и вентилацията, както и ориентацията в реално време на засенчващите панели въз основа на изолационните условия. Датчиците и устройствата за цифрово регулиране на топлинната енергия могат да бъдат интегрирани с мерки за управление на потреблението, което спомага за намаляване на въздействието на търсенето на охлаждане върху върховите натоварвания по време на периоди на напрежение в електрическата система (вж. също варианта за адаптиране относно промените в индивидуалното поведение в енергийния сектор). Известен пример за сграда, в която е приложен пълен пакет от най-съвременни решения, е офис сградата The Edge в Амстердам, завършена през 2014 г. Обвивката му включва динамични прозорци, автоматични нюанси и вентилация на изместването. С 28,000 сензора, които следят движението, нивата на осветление, влажността и температурата, сградата може незабавно да се приспособи към енергийните нужди, като например автоматично изключване на отоплението, климатизацията и осветлението в неизползвани площи. Освен това служителите могат да използват приложение, за да регулират температурата и нивата на осветление в работното си пространство. Освен това охлаждането и отоплението се оптимизират чрез топлопреминаване между сградата и водоносния хоризонт под нея.

Техническите характеристики на обшивката на сградата са от решаващо значение за способността ѝ да контролира температурите в помещенията. Материалите, използвани в плика и тяхната маса, играят ключова роля за това колко бързо се компенсират температурните разлики между закрито и открито. Например, традиционните дебели стени в Средиземно море изискват много по-малко климатици, отколкото съвременните структури. Като алтернатива, използването на материали с висока термична устойчивост може да помогне за свеждане до минимум на топлината, която влиза в сградата. Тази опция е особено интересна за преоборудване на съществуваща сграда с изолационни слоеве, които компенсират лошите топлинни свойства на оригиналните строителни материали.

Също така, използването на механична или естествена вентилация или съхраняването на студ в материали с висока термична маса като плочки или камъни, намалява необходимостта от климатизация. Хладилното съхранение може да бъде съчетано с термопомпа (евентуално базирана на геотермална система, като се използва разликата между подземните и повърхностните температури), за да се увеличи гъвкавостта при разгръщането на студен въздух. Регулирането на влажността в помещенията може да окаже силно въздействие върху възприеманите температури и в крайна сметка върху топлинния комфорт на обитателите на сградата.

Покривите същоса важни топлообменни повърхности и техният дизайн (например бели покриви, зелени покриви) може да помогне за значително намаляване на енергийните нужди на дадена сграда. Например, наличието на дървета увеличава въздушния поток, намалява въздействието на слънчевата радиация и също така помага да се противодейства на ефекта на градския топлинен остров. При прилагането на мерки за справяне с екстремните горещини всъщност е важно да се вземе предвид въздействието на строителните материали и стиловете на сградите върху микроклимата на градските райони. Изследванията за намаляване на топлината в градовете насърчават използването на отразяващи повърхности за противодействие на отрицателните ефекти на екстремната топлина. Повърхностното отразяване е ключов параметър за разбиране, моделиране и промяна на енергийния баланс на градската повърхност, за да се охладят градовете и да се подобри топлинният комфорт на открито (Fox et al., 2018). Решенията за намаляване на ефекта на градския топлинен остров, като същевременно се подобрят вътрешните условия чрез обвивката на сградата, могат да бъдат разгледани по два начина: увеличаване на слънчевото отразяване и засилване на изпарението и транспирацията. Слънчевото отразяване (албедо) на екстериора на сградите и градското паве може да помогне за смекчаване на ефекта на топлинния остров. Това може да се постигне чрез използване на студеноцветни покрития и отразяващи покрития като светлоотразителни материали. Освен това увеличаването на изпарението и транспирацията може да бъде улеснено от зелени повърхности и дървета, като вертикални зеленини, зелени фасади и зелени покриви.

Допълнителна информация относно използването на екологосъобразна инфраструктура за подобряване на жизнеността на градовете, засегнати от изменението на климата, може да бъде намерена в варианта за адаптиране към климата и АДАПТ за градска зелена и синя инфраструктура.

Следва да се обърне специално внимание на историческите сгради, тъй като много от описаните мерки може да не са приложими поради съществуващите законови и подзаконови разпоредби, насочени към запазване на използваните оригинални материали и строителни техники. Необходимо е да бъдат идентифицирани, планирани и осъществени различни специфични интервенции, като внимателно се вземат предвид характеристиките на историческите сгради и тяхното културно значение. Силно препоръчително е да се консултирате с експерти в областта на историческото опазване и строителното инженерство, за да разработите адаптиран план за охлаждане за конкретни сгради. Въпреки това вече са налични решения за климатична устойчивост, които запазват историческото значение на сградите, като същевременно запазват тяхната архитектурна и културна стойност. Някои примери са предоставени от проекта RIBuild.

Директивата относно енергийните характеристики на сградите (ДЕХС) позволява на държавите членки да адаптират минималните изисквания за енергийните характеристики както за жилищни (член 5, параграф 2), така и за нежилищни сгради (член 9, параграф 6а).