Hoonete ilmastikukindluse tagamine liigse kuumuse eest

Hoonete kliimakindluse tagamiseks ülemäära kõrgete temperatuuride suhtes saab kasutada mitmeid lähenemisviise. Sellised võimalused on seotud hoone projekteerimisega (sealhulgas IT-tehnoloogia kasutamine soojusmugavuse optimeerimiseks) ja hoone välispiiretega (katus, laed, välisseinad, uksed, aknad – sealhulgas päikesekaitseprillid, mis vähendavad elamusse sisenevat päikesekiirgust – ja vundamendiga).

Hoonete projekteerimise lahendused hõlmavad traditsioonilisi funktsioone, mida tavaliselt leidub sooja kliimaga piirkondades, näiteks:

• Hoone kuvasuhe: suhe siseruumi ja hoone välispinna vahel, mis optimeerib sisemist soojuse hajutamist, minimeerides samal ajal päikese soojuse neeldumist.
• Arhitektoonilised elemendid: sellised omadused nagu markiisid, ülendid, aknavarjud, portikoonid, valged või kergelt värvilised välisseinad ja katused, mis peegeldavad soojust.
• Päikese orientatsioon: hoone paigutamine, et minimeerida igapäevast kokkupuudet otsese päikesevalgusega.

Väga olulist rolli võivad mängida ka kõrgtehnoloogilised lahendused. Nende hulka kuuluvad andurid, mis jälgivad termilisi tingimusi, võimaldades kliimaseadmete ja ventilatsiooni täpset reguleerimist, samuti varjustuspaneelide reaalajas suunamist isolatsioonitingimuste põhjal. Andureid ja digitaalseid termoregulatsiooniseadmeid saab integreerida nõudluse juhtimise meetmetega, mis aitavad vähendada jahutusnõudluse mõju tippkoormustele elektrisüsteemi pinge ajal (vt ka kohandamisvõimalust seoses muutustega individuaalses käitumises energiasektoris). Kuulus näide hoonest, kus on rakendatud kaasaegsete lahenduste täielikku paketti, on Amsterdamis asuv Edge'i büroohoone, mis valmis 2014. aastal. Selle ümbrikus on dünaamilised aknad, automaatsed toonid ja nihkeventilatsioon. 28 000 sensoriga, mis jälgivad liikumist, valgustuse taset, niiskust ja temperatuuri, saab hoone kohe kohaneda energiavajadustega, näiteks kütte, kliimaseadme ja valgustuse automaatne väljalülitamine kasutamata aladel. Lisaks saavad töötajad kasutada rakendust, et kohandada oma tööruumi temperatuuri ja valgustuse taset. Lisaks optimeeritakse jahutamist ja kütmist soojusülekannetega hoone ja selle all asuva põhjaveekihi vahel.

Hoone välispiirete tehnilised omadused on sisetemperatuuri reguleerimiseks üliolulised. Ümbrikus kasutatud materjalid ja nende mass mängivad olulist rolli selles, kui kiiresti kompenseeritakse sise- ja välistemperatuuride erinevused. Näiteks nõuavad traditsioonilised paksu seinaga hooned Vahemere piirkonnas palju vähem konditsioneeri kui kaasaegsed struktuurid. Teise võimalusena võib suure soojuskindlusega materjalide kasutamine aidata minimeerida hoonesse sisenevat soojust. See võimalus on eriti huvitav olemasoleva hoone moderniseerimiseks isolatsioonikihtidega, mis kompenseerivad algsete ehitusmaterjalide halbu soojusomadusi.

Mehaanilise või loomuliku ventilatsiooni kasutamine või külma hoidmine suure termilise massiga materjalides, nagu plaadid või kivid, vähendab ka kliimaseadmete vajadust. Külmsäilitust saab ühendada soojuspumbaga (mis võib põhineda geotermilisel süsteemil, kasutades ära maa-aluse ja pinnatemperatuuri erinevust), et suurendada külma õhu kasutuselevõtu paindlikkust. Siseniiskuse reguleerimisel võib olla tugev mõju tajutavale temperatuurile ja lõppkokkuvõttes hoone elanike soojusmugavusele.

Katused on samuti olulised soojusvahetuspinnad ja nende konstruktsioon (nt valged katused, haljaskatused) võib aidata oluliselt vähendada hoone energiavajadust. Näiteks suurendab puude olemasolu õhuvoolu, vähendab päikesekiirguse mõju ja aitab võidelda ka linna soojussaare efektiga. Äärmusliku soojusega toimetuleku meetmete rakendamisel on tegelikult oluline arvestada ehitusmaterjalide ja -stiilide mõju linnapiirkondade mikrokliimale. Linnade soojuse vähendamise uuringud edendavad peegeldavate pindade kasutamist, et võidelda äärmusliku soojuse negatiivsete mõjudega. Pinnapeegeldus on peamine parameeter linna pinnaenergia tasakaalu mõistmiseks, modelleerimiseks ja muutmiseks, linnade jahutamiseks ja väljas soojusmugavuse parandamiseks (Fox et al., 2018). Lahendusi linna soojussaare efekti vähendamiseks, parandades samal ajal sisetingimusi hoone välispiirete kaudu, saab käsitleda kahel viisil: suurendades päikese peegeldumist ning suurendades aurustumist ja transpiratsiooni. Hoone välispindade ja asula sillutise päikesepeegeldus (albedo) võib aidata leevendada soojussaare efekti. Seda on võimalik saavutada külmade värvikatete ja peegeldavate katete, näiteks valgustpeegeldavate materjalide kasutamisega. Lisaks võivad üha suuremat aurustumist ja transpiratsiooni hõlbustada rohelised pinnad ja puud, nagu vertikaalsed haljasalad, rohelised fassaadid ja rohelised katused.

Lisateave rohelise taristu kasutamise kohta, et parandada linnade elamiskõlblikkust kliimamuutuste tingimustes, on esitatud variandis „Climate-ADAPT – kohanemine linnade rohelise ja sinise taristuga“.

Erilist tähelepanu tuleks pöörata ajaloolistele hoonetele, kuna paljud kirjeldatud meetmed ei pruugi olla kohaldatavad kehtivate õigusnormide tõttu, mille eesmärk on säilitada kasutatud originaalmaterjalid ja ehitustehnikad. Tuleb kindlaks määrata, kavandada ja rakendada erinevaid konkreetseid sekkumisi, võttes hoolikalt arvesse ajalooliste hoonete omadusi ja nende kultuurilist tähendust. On väga soovitatav konsulteerida ajaloo säilitamise ja ehitustehnika ekspertidega, et töötada välja konkreetsetele hoonetele kohandatud jahutuskava. Siiski on juba olemas kliimakindluse tagamise lahendused, mis säilitavad hoonete ajaloolise tähtsuse, säilitades samal ajal nende arhitektuurilise ja kultuurilise väärtuse. Mõned näited on esitatud projektis RIBuild .

Hoonete energiatõhususe direktiiv võimaldab liikmesriikidel kohandada energiatõhususe miinimumnõudeid nii elamute (artikli 5 lõige 2) kui ka mitteeluhoonete (artikli 9 lõige 6a) puhul.

Ehitise omadused, sealhulgas see, kuidas see väldib liigset siseruumide kütmist, on tavaliselt ehitaja ja hoone ostjate vaheline eraõiguslik lepinguline küsimus. Sidusrühmade osalemine võib olla asjakohane suurte üldkasutatavate hoonete puhul, kui kavandatud projekti kulud on oluliselt suuremad kui standardhoone kulud ja see võib tekitada muret mõju pärast riigieelarvele ja/või projekti esitaja suutlikkuse pärast leida projektile piisav rahastus. Mainitud võimaluste hulgas kohaldatakse hoonete ümber varjutamiseks haljasalade loomise suhtes tavapärast loamenetlust. Samuti on vaja konsulteerida kohalike kogukondadega, et hinnata, kas nad eelistavad seda lahendust ruumi alternatiivsetele kasutusviisidele. Ajalooliste hoonete renoveerimiseks on vaja kaasata kultuuripärandiga tegelevad organisatsioonid ja ametiasutused, eriti kui on vaja järgida konkreetseid loamenetlusi.

Peamised takistused kliimakindlate hoonete projekteerimisel on majanduslikud ja kultuurilised. Mõned pakutud variandid (kõrgekvaliteedilised materjalid hoone välispiirete, haljaskatuste, automatiseeritud aknakatte jaoks) on kallimad ning neid on raskem rakendada ja hooldada kui tavapäraseid ehitustavasid. Kultuuriliselt võivad arhitektid tajuda, et nende loovust vähendab mõne sellise lahenduse keerukus. Hoone projekteerimine, kus on täielik vabadus valida kuju ja materjale, tuginedes siseruumide soojusmugavuse eest hoolitsemisel kliimaseadmetele, on ahvatlev perspektiiv, mis vähendab tehnilisi väljakutseid, ehituskulusid ja suurendab disainivalikute esteetilist valikut. See on eriti oluline suurte hooneosade puhul, nagu pilvelõhkujad, kaubanduskeskused, ülikoolilinnakud jne. Selle takistuse tähtsus lähiaastatel tõenäoliselt väheneb, kuna kliimakindluse tagamise lahendused saavutavad tehnoloogilise küpsuse ja tehnoloogilised uuendused vähendavad nende kulusid. Siiski ei ole mingit garantiid, et praegu kliimaseadmete poolt pakutav paindlikkus hoonete projekteerimisel oleks nende lahendustega kunagi võrdne.

Teisest küljest, eriti väiksemate üksuste puhul, nagu ühepereelamud või väikesed ja keskmise suurusega elamurajoonid, võib kliimakindluse tagamine osutuda väga stimuleerivaks disainiprobleemiks. ELis on mitu algatust, millega rakendatakse eluhoonete ja linnaplaneerimise jaoks keskkonnahoidlikke lahendusi, sealhulgas linnamaastike keskkonnahoidlikumaks muutmine, teadlikkuse suurendamise kampaaniad ja rahalised stiimulid. Näiteid rahaliste stiimulite kohta võib leida muu hulgas Rotterdamist (kliimamuutustega kohanemise toetus), Hamburgist (Hamburgi rohekatuse strateegia) ja Itaaliast (roheline lisatoetus).  

Lisaks tekitab olemasolevate hoonete, eelkõige kultuuripärandi hoonete kliimakindluse tagamine eeskirjade ja kaitseparadigmade tõttu erilisi probleeme. Väljakutse on leida tasakaal kliimamuutustega kohanemise ning nende ajalooliste paikade autentsuse ja terviklikkuse tagamise vahel.

Kulud varieeruvad sõltuvalt kasutatud lahendusest ja asukohast, kus neid rakendatakse, tulenevalt tööstuse erinevast küpsusest ja kohalikest ehitusomadustest. Hamburgi rohekatuse strateegia juhtumiuuringu kohaselt on rohekatused investeering, mis toob selget tulevast tulu. Suuremate haljaskatuste maksumus on vahemikus 40-45 € /m2, samas kui intensiivsed haljaskatused võivad maksta umbes 58 € /m2.

Valged katused on oluliselt odavamad. Seina- ja katuseisolatsiooni hinnad varieeruvad suuresti vastavalt isoleermaterjalile, kuid jäävad tavaliselt vahemikku 40–100 eurot ruutmeetri kohta. Päikesekaitseprillide hinnad on võrreldavad või veidi kõrgemad kui tavalised isoleerklaasid, mis paigaldatakse tavaliselt Euroopa kodude akendesse. Kaasaegsete kliimakindlate lahenduste täismenüü lisamine hoonesse võib olla kulukas ja seda on lihtsam teha nullist, projekteerides selleks uue hoone. The Edge'i hoone äärmiselt energiatõhus ja soojuslikult mugav 39 673 m ² büroopinda (pluss 11 558 m ² siseparkimiskohta) nõudis 74 miljoni euro suurust investeeringut (hoone kogukulud).

Neid kulusid tuleb võrrelda kasuliku mõjuga kodumajapidamiste, ettevõtete ja avaliku halduse eelarvetele energiasäästu osas, mis tipptasemel lahenduste puhul võib olla väga märkimisväärne ja viia isegi nullilähedase energia netokasutuseni. Haljasalade suurenemine linnakeskkonnas toob kaasa ka mitmeid kaasnevaid hüvesid seoses parema tervise, linnade bioloogilise mitmekesisuse, sotsiaalse koostoime ja esteetiliste täiustustega.

Regulatiivsel tasandil võib eespool nimetatud tehnilised lahendused lisada ehituseeskirjadesse. Kui seda ei ole veel jõustatud, on sooja kliimaga ELi riikidel soovitatav teha selles suunas regulatiivne samm.

Läbivaadatud hoonete energiatõhususe direktiiviga (EU/2024/1275) tõhustatakse uute hoonete energiatõhususe nõudeid. Selle kohaselt peavad kõik uued elu- ja mitteeluhooned olema heitevabad alates 1. jaanuarist 2028 avaliku sektori asutustele kuuluvate hoonete puhul ja 1. jaanuarist 2030 kõigi muude uute hoonete puhul, võimalusega teha konkreetseid erandeid. Läbivaadatud direktiivi kohaselt ei tekita heitevaba hoone kohapeal fossiilkütustest pärinevat CO2 heidet ja hoone energiatõhusus on väga kõrge .  Kuigi need nõuded ei ole otseselt suunatud kõrgete temperatuuridega kohanemisele, nõuavad need siin kirjeldatud meetmete laialdast kohaldamist.

Rakendamise aeg varieerub sõltuvalt sekkumise liigist, ulatudes mõnest tunnist kardinate ja toonide paigaldamiseks kuni mitme kuu või isegi aastateni, et kujundada ja ehitada nullist kliimakindel hoone.

Eluiga varieerub sõltuvalt sekkumise liigist, ulatudes mõnest aastast kuni hoone järelejäänud elueani.