Rakennusten ilmastokestävyys liialliselta kuumuudelta

Rakennusten ilmastokestävyyden varmistamiseksi liian korkeita lämpötiloja vastaan voidaan käyttää useita lähestymistapoja. Tällaiset vaihtoehdot liittyvät rakennusten suunnitteluun (mukaan lukien tietotekniikan käyttö lämpöviihtyvyyden optimoimiseksi) ja rakennusten vaippoihin (katto, katot, ulkoseinät, ovet, ikkunat – mukaan lukien aurinkosuojalasit, jotka vähentävät asuntoon tulevaa auringon säteilyä – ja perustuksiin).

Rakennussuunnitteluratkaisut sisältävät perinteisiä ominaisuuksia, joita esiintyy yleisesti alueilla, joilla on lämmin ilmasto, kuten:

• Rakennuksen kuvasuhde: Sisätilan ja rakennuksen ulkopinnan välinen suhde, joka optimoi sisäisen lämmön hajaantumisen ja minimoi aurinkolämmön imeytymisen.
• Arkkitehtoniset elementit: Ominaisuudet, kuten markiisit, ylitykset, ikkunan sävyt, porticoes, valkoiset tai vaaleat ulkoseinät ja katot heijastavat lämpöä.
• Auringon suuntaus: Rakennuksen sijoittaminen siten, että päivittäinen altistuminen suoralle auringonvalolle on mahdollisimman vähäistä.

Myös korkean teknologian ratkaisuilla voi olla erittäin tärkeä rooli. Näihin kuuluvat anturit, jotka valvovat lämpöolosuhteita, mahdollistavat ilmastoinnin ja ilmanvaihdon tarkat säädöt sekä varjostuspaneelien reaaliaikaisen suunnan eristysolosuhteiden perusteella. Anturit ja digitaaliset lämmönsäätölaitteet voidaan integroida kysyntäpuolen hallintatoimenpiteisiin, mikä auttaa vähentämään jäähdytyksen kysynnän vaikutusta huippukuormiin sähköjärjestelmän stressikausina (ks. myös mukautusvaihtoehto, joka koskee muutoksia yksilön käyttäytymisessä energia-alalla). Kuuluisa esimerkki rakennuksesta, jossa on sovellettu täydellistä huippuluokan ratkaisujen pakettia, on Amsterdamin Edge-toimistorakennus, joka valmistui vuonna 2014. Sen kirjekuori sisältää dynaamiset ikkunat, automaattiset sävyt ja siirtymän tuuletuksen. Rakennuksessa on 28 000 anturia, jotka valvovat liikettä, valaistusta, kosteutta ja lämpötilaa, ja ne mukautuvat välittömästi energiantarpeeseen, kuten lämmityksen, ilmastoinnin ja valaistuksen automaattiseen sammuttamiseen käyttämättömillä alueilla. Lisäksi työntekijät voivat käyttää sovellusta lämpötilan ja valaistustasojen säätämiseen työtilassaan. Lisäksi jäähdytystä ja lämmitystä optimoidaan lämmönsiirroilla rakennuksen ja sen alla olevan pohjavesikerroksen välillä.

Rakennuksen vaipan tekniset ominaisuudet ovat ratkaisevan tärkeitä sen kyvylle hallita sisälämpötilaa. Kirjekuoressa käytetyillä materiaaleilla ja niiden massalla on keskeinen rooli siinä, kuinka nopeasti lämpötilaerot sisä- ja ulkotiloissa kompensoituvat. Esimerkiksi Välimeren perinteiset paksuseinäiset rakennukset vaativat paljon vähemmän ilmastointia kuin nykyaikaiset rakenteet. Vaihtoehtoisesti käyttämällä materiaaleja, joilla on korkea lämmönkestävyys, voidaan auttaa minimoimaan rakennukseen tuleva lämpö. Tämä vaihtoehto on erityisen mielenkiintoinen, kun olemassa olevaan rakennukseen jälkiasennetaan eristyskerroksia, jotka kompensoivat alkuperäisten rakennusmateriaalien huonoja lämpöominaisuuksia.

Myös mekaanisen tai luonnollisen ilmanvaihdon käyttö tai kylmän säilyttäminen materiaaleissa, joiden lämpömassa on suuri, kuten laatat tai kivet, vähentää ilmastoinnin tarvetta. Kylmävarastointi voidaan yhdistää lämpöpumppuun (joka voi perustua geotermiseen järjestelmään, jossa hyödynnetään maanalaisen ja pintalämpötilan välistä eroa), jotta voidaan lisätä joustavuutta kylmän ilman käyttöönotossa. Sisäilman kosteuden säätämisellä voi olla suuri vaikutus havaittuihin lämpötiloihin ja viime kädessä rakennuksen asukkaiden lämpöviihtyvyyteen.

Katot ovat myös tärkeitä lämmönvaihtopintoja, ja niiden suunnittelu (esim. valkoiset katot, viherkatot)voi auttaa vähentämään merkittävästi rakennuksen energiatarvetta. Esimerkiksi puiden läsnäolo lisää ilman virtausta, vähentää auringon säteilyn vaikutusta ja auttaa myös torjumaan kaupunkien lämpösaarekevaikutusta. Kun toteutetaan toimenpiteitä äärimmäisestä kuumuudesta selviytymiseksi, on itse asiassa tärkeää ottaa huomioon rakennusmateriaalien ja rakennustyylien vaikutus kaupunkialueiden mikroilmastoon. Kaupunkien lämmönvähennystutkimus edistää heijastavien pintojen käyttöä äärimmäisen lämmön kielteisten vaikutusten torjumiseksi. Pintaheijastus on keskeinen parametri kaupunkien pintaenergiatasapainon ymmärtämisessä, mallintamisessa ja muuttamisessa, kaupunkien jäähdyttämisessä ja ulkolämpöviihtyvyyden parantamisessa (Fox et al., 2018). Ratkaisuja kaupunkien lämpösaarekevaikutuksen vähentämiseksi ja sisäolosuhteiden parantamiseksi rakennuksen vaipan avulla voidaan lähestyä kahdella tavalla: auringon heijastuksen lisääminen ja haihtumisen ja haihdutuksen lisääminen. Rakennuksen ulkopintojen ja kaupunkipäällysteiden aurinkoheijastus (albedo) voi auttaa lieventämään lämpösaarekevaikutusta. Tämä voidaan saavuttaa käyttämällä kylmiä väripinnoitteita ja heijastavia pinnoitteita, kuten heijastavia materiaaleja. Lisäksi haihtumisen ja haihtumisen lisääntymistä voivat helpottaa vihreät pinnat ja puut, kuten pystysuorat viheralueet, vihreät julkisivut ja vihreät katot.

Lisätietoja vihreän infrastruktuurin käytöstä kaupunkien elinkelpoisuuden parantamiseksi ilmastonmuutoksen yhteydessä on Climate-ADAPT-mukautusvaihtoehdossa kaupunkien vihreä ja sininen infrastruktuuri.

Erityistä huomiota olisi kiinnitettävä historiallisiin rakennuksiin, koska monet kuvatuista toimenpiteistä eivät ehkä ole sovellettavissa alkuperäisten materiaalien ja käytettyjen rakennustekniikoiden säilyttämiseen tähtäävien voimassa olevien lakien ja asetusten vuoksi. On yksilöitävä, suunniteltava ja toteutettava erilaisia erityistoimia, joissa otetaan huolellisesti huomioon historiallisten rakennusten ominaispiirteet ja niiden kulttuurinen merkitys. On erittäin suositeltavaa kuulla historiallisen säilyttämisen ja rakennustekniikan asiantuntijoita räätälöityjen jäähdytyssuunnitelmien laatimiseksi tietyille rakennuksille. Ilmastokestävyyden varmistavia ratkaisuja, jotka säilyttävät rakennusten historiallisen merkityksen säilyttäen samalla niiden arkkitehtonisen ja kulttuurisen arvon, on kuitenkin jo saatavilla. RIBuild-hankkeessa annetaan joitakin esimerkkejä.

Rakennusten energiatehokkuutta koskevan direktiivin mukaan jäsenvaltiot voivat mukauttaa energiatehokkuutta koskevia vähimmäisvaatimuksia sekä asuinrakennusten (5 artiklan 2 kohta) että muiden kuin asuinrakennusten (9 artiklan 6 a kohta) osalta.