Zaštita zgrada od prekomjerne topline od klimatskih promjena

Za otpornost zgrada na previsoke temperature može se primijeniti nekoliko pristupa. Takve se opcije odnose na projektiranje zgrade (uključujući upotrebu informatičkih tehnologija za optimizaciju toplinske ugodnosti) i ovojnice zgrade (krov, stropovi, vanjski zidovi, vrata, prozori – uključujući stakla za solarnu kontrolu koja smanjuju sunčevo zračenje koje ulazi u stan – i temelji).

Rješenja za projektiranje zgrada uključuju tradicionalne značajke koje se obično nalaze u regijama s toplom klimom, kao što su:

• Omjer aspekta zgrade: Omjer između unutarnjeg prostora i vanjske površine zgrade, koji optimizira unutarnju disperziju topline uz minimiziranje apsorpcije solarne topline.
• Arhitektonski elementi: Značajke kao što su tende, prevjesi, prozorske nijanse, trijemovi, bijeli ili lagano obojeni vanjski zidovi i krovovi koji odražavaju toplinu.
• Solarna orijentacija: Pozicioniranje zgrade kako bi se smanjila dnevna izloženost izravnoj sunčevoj svjetlosti.

Hi-tech rješenja također mogu igrati vrlo važnu ulogu. To uključuje senzore koji prate toplinske uvjete, omogućujući preciznu prilagodbu klimatizacije i ventilacije, kao i orijentaciju ploča za sjenčanje u stvarnom vremenu na temelju izolacijskih uvjeta. Senzori i digitalni uređaji za regulaciju topline mogu se integrirati s mjerama upravljanja potražnjom, čime se pomaže smanjiti utjecaj potražnje za hlađenjem na vršna opterećenja tijekom razdoblja opterećenja električnog sustava (vidjeti i opciju prilagodbe na promjene u ponašanju pojedinaca u energetskom sektoru). Poznati primjer zgrade u kojoj je primijenjen kompletan paket najsuvremenijih rješenja je uredska zgrada Edge u Amsterdamu, dovršena 2014. godine. Njegova ovojnica uključuje dinamične prozore, automatske nijanse i ventilaciju za pomicanje. S 28.000 senzora koji prate kretanje, razinu osvjetljenja, vlažnost i temperaturu, zgrada se može odmah prilagoditi energetskim potrebama, kao što je automatsko isključivanje grijanja, klimatizacije i rasvjete u neiskorištenim područjima. Štoviše, zaposlenici mogu koristiti aplikaciju za podešavanje temperature i razine osvjetljenja u svom radnom prostoru. Osim toga, hlađenje i grijanje optimizirano je prijenosom topline između zgrade i vodonosnika ispod nje.

Tehničke značajke ovojnice zgrade ključne su za njezinu sposobnost kontrole unutarnje temperature. Materijali koji se koriste u ovojnici i njihova masa igraju ključnu ulogu u tome kako se brzo kompenziraju temperaturne razlike između unutarnjeg i vanjskog prostora. Na primjer, tradicionalne zgrade s debelim zidovima na Sredozemlju zahtijevaju mnogo manje klimatizacije od modernih struktura. Alternativno, korištenje materijala s visokom toplinskom otpornošću može pomoći smanjiti toplinu koja ulazi u zgradu. Ova opcija je posebno zanimljiva za nadogradnju postojeće zgrade s izolacijskim slojevima koji nadoknađuju loša toplinska svojstva izvornih građevinskih materijala.

Također, upotreba mehaničke ili prirodne ventilacije ili skladištenje hladnoće u materijalima s visokom toplinskom masom kao što su pločice ili kamenje smanjuje potrebu za klimatizacijom. Hladno skladištenje može se kombinirati s dizalicom topline (možda na temelju geotermalnog sustava, iskorištavajući razliku između podzemnih i površinskih temperatura) kako bi se povećala fleksibilnost u uvođenju hladnog zraka. Prilagodba unutarnje vlažnosti može imati snažan utjecaj na percipirane temperature i u konačnici na toplinsku udobnost stanara zgrade.

Krovovi su također važne površine za izmjenu topline, a njihov dizajn (npr. bijeli krovovi, zeleni krovovi)može pomoći u znatnom smanjenju energetskih potreba zgrade. Na primjer, prisutnost drveća povećava protok zraka, smanjuje utjecaj sunčevog zračenja i također pomaže u suzbijanju učinka urbanog toplinskog otoka. Pri provedbi mjera za suočavanje s ekstremnim vrućinama zapravo je važno uzeti u obzir utjecaj građevinskih materijala i stilova gradnje na mikroklimu urbanih područja. Urbana istraživanja ublažavanja topline promiču upotrebu reflektirajućih površina kako bi se suzbili negativni učinci ekstremne topline. Refleksija površine ključni je parametar za razumijevanje, modeliranje i izmjenu energetske bilance urbane površine kako bi se gradovi ohladili i poboljšala toplinska udobnost na otvorenom (Fox i dr., 2018.). Rješenja za smanjenje učinka urbanog toplinskog otoka, uz poboljšanje unutarnjih uvjeta kroz ovojnicu zgrade, mogu se pristupiti na dva načina: povećanje sunčeve refleksije i povećanje isparavanja i transpiracije. Solarna refleksija (albedo) eksterijera zgrada i urbanog popločavanja može pomoći u ublažavanju učinka toplinskog otoka. To se može postići hladnim premazima u boji i reflektirajućim premazima kao što su retroreflektirajući materijali. Osim toga, povećanje isparavanja i transpiracije može se olakšati zelenim površinama i drvećem, poput vertikalnih zelenila, zelenih fasada i zelenih krovova.

Dodatne informacije o upotrebi zelene infrastrukture za poboljšanje kvalitete života u gradovima u kontekstu klimatskih promjena mogu se pronaći u opciji prilagodbe klimatskim promjenama Climate-ADAPT za gradsku zelenu i plavu infrastrukturu.

Posebnu pozornost trebalo bi posvetiti povijesnim zgradama jer mnoge od opisanih mjera možda nisu primjenjive zbog postojećih zakona i propisa usmjerenih na očuvanje izvornih materijala i primijenjenih građevinskih tehnika. Potrebno je utvrditi, planirati i provesti različite specifične intervencije, pažljivo uzimajući u obzir značajke povijesnih građevina i njihovo kulturno značenje. Preporučuje se savjetovanje sa stručnjacima za povijesno očuvanje i inženjerstvo zgrada kako bi se izradio prilagođeni plan hlađenja za određene zgrade. Međutim, već su dostupna rješenja za prilagodbu klimatskim promjenama kojima se čuva povijesna važnost zgrada uz istodobno očuvanje njihove arhitektonske i kulturne vrijednosti. Neki primjeri navedeni su u projektu RIBuild.

Direktivom o energetskim svojstvima zgrada državama članicama omogućuje se da prilagode minimalne zahtjeve energetske učinkovitosti za stambene (članak 5. stavak 2.) i nestambene zgrade (članak 9. stavak 6. točka (a)).