Přizpůsobení se tepelnému stresu v Antverpách (Belgie) na základě podrobného tepelného mapování

V rámci evropské zdravotní služby programu Copernicus použilo VITO svůj model městského klimatu UrbClim ke zmapování teploty vzduchu a rozsahu městských tepelných ostrovů (UHI) 100 evropských měst (včetně Antverp) s horizontálním rozlišením 100 m. V případě Antverp výsledky odhalují přítomnost městského tepelného ostrova s ročním průměrem 2 °C v centru města, který může během letních večerů a nocí dosáhnout až 9 °C. V důsledku UHI zažily Antverpy v letech 2008–2017 dvakrát více dnů veder (definovaných jako dny s maximální teplotou nad 30 °C a minimální teplotou nad 18 °C) než venkovské prostředí, což vystavilo obyvatele měst mnohem vyšší úrovni tepelného stresu ve srovnání s lidmi žijícími v blízkých venkovských oblastech.

Analýza budoucích klimatických projekcí (provedených v rámci projektů RAMSES 7. RP a Climate-fit.city programu Horizont 2020) naznačuje, že podle scénáře RCP8.5 se počet dnů s vlnami veder v Antverpách ke konci století zvýší téměř desetinásobně. Bez případných změn ve využívání půdy se očekává, že intenzita městských tepelných ostrovů zůstane víceméně na stejné úrovni, což zvýší tepelný stres v městských oblastech nad rámec účinku změny klimatu.

Město Antverpy, motivované výsledky výzkumu, se rozhodlo zavést adaptační opatření k řešení problému tepelného stresu ve městě. Cílem identifikovaného souboru opatření je: i) co nejvíce snížit místní tepelný stres prostřednictvím změn zastavěného prostředí, ii) informovat občany o problému, iii) zapojit je prostřednictvím občanských vědeckých kampaní a iv) minimalizovat dopady na zdraví pomocí systému předvídání a varování před teplem zaměřeného na zranitelné skupiny.

Aby bylo dosaženo optimálních výsledků, jsou adaptační opatření prováděna současně ve třech měřítkách: 1) celoměstský, 2) místní a 3) individuální osoba. Provádění zde popsaných adaptačních opatření právě začalo nebo bylo naplánováno. Plné provedení a celoměstské výsledky budou trvat dlouho a očekává se, že budou dokončeny až do roku 2030.

Celoměstské měřítko

Výstavba budov ve městě Antverpy se řídí stavebním řádem, který musí všichni obyvatelé a developeři dodržovat při renovaci nebo výstavbě budovy. Do tohoto kódu byly přidány zvláštní pokyny (9. 10. 2014) na pomoc při snižování tepelného stresu ve městě v průběhu času:

• U všech nových nebo renovovaných střech se sklonem menším než 15 % a povrchovou plochou větší než 20 m2 je povinná instalace zelené střechy nahoře. To drasticky snižuje teplotu střechy a ochlazuje teplotu vzduchu tím, že zadržuje a odpařuje dešťovou vodu. Zelené střechy navíc poskytují dodatečnou tepelnou izolaci budovy, což snižuje potřebu vytápění a chlazení.
• Všechny nově instalované soukromé zahrady a otevřená parkoviště musí být zelené a propustné. Pouze 20m2 může být dlážděno v zahradách <60m2 a pouze 1/3 v zahradách >60m2. Všechna venkovní soukromá parkoviště musí mít propustný travnatý povrch.
• Většina budov v centru města má historické omítkové fasády. Při renovaci musí být tato průčelí budov natřena v původním světle, nejlépe v bílé barvě. Bílé budovy odrážejí více slunečního světla a nebudou se zahřívat tak snadno jako tmavé budovy, čímž se sníží tepelné záření z těchto budov.

Místní měřítko

Pravidelně se renovují velká náměstí, parky a čtvrti ve městě. Ve fázi plánování zahrnula městská správa jako nový faktor, který je třeba vzít v úvahu, optimalizaci tepelné pohody. Aby bylo možné provádět cílené akce, jsou zapotřebí podrobné informace o místním mikroklimatu. Město Antverpy se na základě doporučení VITO rozhodlo použít při posuzování a optimalizaci dopadu renovačních plánů na tepelný stres indikátor teploty globusu ve vlhké žárovce (WBGT). WBGT na rozdíl od jednoduchých měření teploty zohledňuje radiační zatížení (krátkovlnné i dlouhé vlny), vlhkost a rychlost větru, což vše ovlivňuje tepelnou pohodu člověka. VITO provedlo několik podrobných modelovacích studií (1m rozlišení) s cílem kvantifikovat místní hodnoty WBGT a posoudit potenciální dopad plánovaných adaptačních opatření. To vedlo k začlenění zelenomodrých opatření v oblasti infrastruktury (např. stromy, propustné plochy, vodní nádrže, fontány) do plánů renovace.

Modelování bylo v létě 2018 doplněno kampaní pro měření občanské vědy v rámci projektu H2020 Ground Truth 2.0. Asi 20 obyvatel čtvrti Sint-Andries se zapojilo do měření WBGT v různých typech lokalit. Kromě validace výsledků modelu tato kampaň zvýšila povědomí o problému tepelného stresu a podnítila diskusi o možných adaptačních opatřeních.

Individuální měřítko

V Belgii jsou na základě předpovědí teploty ve venkovských oblastech spouštěny „akční plány v oblasti zdraví při vytápění“. To vede k podcenění tepelného stresu ve městech, jako jsou Antverpy, kde značný účinek městských tepelných ostrovů způsobuje v městských oblastech dvakrát více dnů vln veder než ve venkovském prostředí. Za účelem poskytnutí přesnější předpovědi tepelného stresu pro Antverpy zřídil VITO krátkodobý (5denní) systém předpovědi tepla založený na kombinaci pravidelného evropského předpovědního modelu ECMWF a modelu UrbClim. Systém poskytuje prognózu pro každou čtvrť Antverp s přihlédnutím k efektu městských tepelných ostrovů. To umožňuje účinné využívání zdrojů pomoci, které se zaměřují především na zranitelné starší osoby a děti, na místa, kde jsou nejvíce zapotřebí. Město Antverpy kromě toho vyvinulo internetovou platformu pro vydávání varování před vlnami veder pro zdravotnické pracovníky a další příslušné zúčastněné strany, včetně poradenství, co dělat v případě vlny veder. Systém je aktivní v teplých měsících roku v Belgii (duben-září) a je řízen městskou správou.

Byl zahájen společný tvůrčí přístup mezi městskou správou a zúčastněnými společnostmi (VITO, UNESCO IHE, Antverpy Smart Zone) s cílem zřídit a otestovat alarm předpovědí tepla a webovou platformu. Bylo uspořádáno několik workshopů pro občany, kde městská správa a výzkumní pracovníci představili problém tepelného stresu a diskutovali o možných adaptačních opatřeních. Zúčastnění občané se podíleli na vyhodnocení a testování prvních prototypů poplašného systému předpovědi tepla a webové platformy. Občané navíc zmapovali tepelný stres a chladná místa v jedné z městských čtvrtí a zároveň vypracovali strategie pro zlepšení tepelné pohody ve svém okolí se zaměřením na zranitelné obyvatelstvo.

Hlavním úspěchem výzkumu v oblasti tepelného stresu a změny klimatu v Antverpách bylo zvýšit povědomí o tomto tématu na politické úrovni a vytvořit politickou vůli (a financování) k řešení tohoto problému. Tento výzkum navíc vyústil v přizpůsobení antverpského stavebního řádu a je podkladem pro antverpský plán pro klima do roku 2030 – plán pro zmírňování změny klimatu a přizpůsobení se této změně v rámci Paktu starostů a primátorů, který se v současné době připravuje.

Komunikace se objevuje jako klíčový problém ve spolupráci mezi výzkumnými pracovníky a odborníky z praxe ve městech. Jedná se o komunikaci mezi jednotlivými partnery (např. pro sjednání cílů projektu), komunikaci mezi jednotlivými dotčenými městskými útvary a vhodné formy komunikace mezi městskými úředníky nebo vědci a občany.

Výzkumní pracovníci se rovněž setkali s určitými technickými problémy, neboť využívání údajů v reálném čase nebylo dosud plně začleněno do infrastruktury IT města.

Výzkum tepelného stresu a změny klimatu byl financován především z evropských projektů (7. RP RAMSES a NACLIM, H2020 Climate-fit.city a Ground Truth 2.0), které rovněž pokryly část věcných nákladů pro město Antverpy. Pouze jedna konkrétní studie měření a modelování tepelného stresu byla financována samotným městem Antverpy a stála přibližně 70 000 EUR.

Provádění adaptačních opatření v celoměstském a místním měřítku (zelené střechy, stromy, nezpevněné plochy, rybníky, fontány atd.) probíhá, ale většinou je stále ve fázi plánování, takže je obtížné vyčíslit přímé náklady a přínosy.

Kromě věcných nákladů pro město Antverpy stál systém předpovědi tepla a varování přibližně 20 000 EUR a roční náklady na údržbu přibližně 10 000 EUR.

Mezi vedlejší přínosy patří zlepšení komunikace a spolupráce mezi městskými úřady, zvýšení tepelného stresu a povědomí politiků a občanů o změně klimatu, začlenění opatření pro přizpůsobení se tepelnému stresu do městského plánování (které má rovněž příznivé účinky na zdraví, biologickou rozmanitost, záplavy, sucho atd.).

Výzkum tepelného stresu a přizpůsobení se změně klimatu vedl ke konkrétním změnám v antverpském stavebním řádu, který upravuje výstavbu budov v Antverpách. Je rovněž podkladem pro antverpský plán v oblasti klimatu do roku 2030, což je plán pro zmírňování změny klimatu a přizpůsobování se této změně v rámci Paktu starostů a primátorů, který se v současné době připravuje.

Výzkum tepelného stresu a změny klimatu pro město Antverpy byl zahájen v roce 2013 a stále probíhá. Několik složek (např. mapy tepelného stresu, měřicí kampaně) bylo provedeno ve vyhrazených časových okénkách, což obvykle trvalo několik měsíců až rok.

Provádění adaptačních opatření v místním měřítku se ukazuje jako pomalý proces a konkrétní realizace v celoměstském měřítku se dosud neuskutečnily. Očekává se, že úplné provedení a celoměstské výsledky budou dokončeny až do roku 2030.

Systém předpovědi tepla a webová platforma byly vyvinuty a zřízeny za méně než rok.

Výše popsaná opatření (změny stavebních předpisů, opatření pro přizpůsobení se tepelnému stresu, prognóza tepelného stresu) mají být dlouhodobě začleněna do městského provozu a nemají stanovený časový rozsah ani životnost.

Dirk Lauwaet
VITO
Boeretang 200, 2400 Mol, Belgium
E-mail: dirk.lauwaet@vito.be 

Griet Lambrechts
Stad Antwerpen
Francis Wellesplein 1, 2018 Antwerpen, Belgium
E-mail: griet.lambrechts@antwerpen.be 

Projekty H2020 Ground Truth 2.0 a H2020 Climate-fit.city