Épületek éghajlatváltozási rezilienciavizsgálata túlzott hővel szemben

Számos megközelítés alkalmazható az épületek túlzottan magas hőmérséklettel szembeni éghajlatváltozási ellenálló képességének biztosítására. Ezek a lehetőségek az épülettervezéshez (beleértve a hőkomfort optimalizálására szolgáló informatikai technológiák alkalmazását) és a külső térelhatárolókhoz (tetők, mennyezetek, külső falak, ajtók, ablakok – beleértve a lakásba belépő napsugárzást csökkentő napkollektorokat is – és az alapítványokhoz) kapcsolódnak.

Az épülettervezési megoldások közé tartoznak a meleg éghajlatú régiókban általánosan megtalálható hagyományos jellemzők, például:

• Építési képarány: A belső tér és az épület külső felületének aránya, amely optimalizálja a belső hőeloszlást, miközben minimalizálja a naphőelnyelést.
• Építészeti elemek: Jellemzők, mint a napellenzők, túlnyúlások, ablakárnyékok, oszlopcsarnokok, fehér vagy enyhén színezett külső falak és tetők, hogy tükrözze a hőt.
• Naporientáció: Az épület elhelyezése a közvetlen napfénynek való napi kitettség minimalizálása érdekében.

A csúcstechnológiai megoldások is nagyon fontos szerepet játszhatnak. Ezek közé tartoznak a hőviszonyokat monitorozó érzékelők, amelyek lehetővé teszik a légkondicionálás és a szellőzés pontos beállítását, valamint az árnyékoló panelek valós idejű tájolását a szigetelési körülmények alapján. Az érzékelők és a digitális hőszabályozó eszközök integrálhatók a keresletoldali szabályozási intézkedésekkel, segítve a hűtési igény csúcsterhelésekre gyakorolt hatásának csökkentését az elektromos rendszer stresszidőszakaiban (lásd még az energiaágazatban az egyéni magatartás változásairól szóló alkalmazkodási opciót). Egy híres példa egy olyan épületre, amelyben a legkorszerűbb megoldások teljes csomagját alkalmazták, az amszterdami The Edge irodaház, amelyet 2014-ben fejeztek be. A burkolat dinamikus ablakokat, automatikus árnyékolókat és elmozdító szellőzést tartalmaz. A mozgást, a világítási szinteket, a páratartalmat és a hőmérsékletet megfigyelő 28 000 érzékelőnek köszönhetően az épület azonnal alkalmazkodik az energiaigényekhez, például automatikusan kikapcsolja a fűtést, a légkondicionálást és a világítást a nem használt területeken. Ezenkívül az alkalmazottak egy alkalmazást használhatnak a hőmérséklet és a világítás szintjének beállítására a munkaterületükön. Ezenkívül a hűtést és a fűtést az épület és az alatta lévő víztartó réteg közötti hőátadással optimalizálják.

A külső térelhatárolók műszaki jellemzői elengedhetetlenek ahhoz, hogy képesek legyenek szabályozni a beltéri hőmérsékletet. A borítékban felhasznált anyagok és tömegük kulcsszerepet játszanak abban, hogy milyen gyorsan kompenzálják a beltéri és a kültéri hőmérséklet közötti különbségeket. Például a hagyományos vastag falú épületek a Földközi-tengeren sokkal kevesebb légkondicionálást igényelnek, mint a modern szerkezetek. Alternatív megoldásként a magas hőállóságú anyagok használata segíthet minimalizálni az épületbe belépő hőt. Ez az opció különösen érdekes a meglévő épület olyan szigetelő rétegekkel történő utólagos felszereléséhez, amelyek kompenzálják az eredeti építőanyagok rossz hő tulajdonságait.

A mechanikus vagy természetes szellőztetés használata, illetve a hideg tárolása nagy hőtömegű anyagokban, például csempékben vagy kövekben csökkenti a légkondicionálás szükségességét. A hideg tárolás összekapcsolható hőszivattyúval (esetleg geotermikus rendszeren alapulva, kihasználva a föld alatti és a felszíni hőmérséklet közötti különbséget), hogy növelje a hideg levegő telepítésének rugalmasságát. A beltéri páratartalom beállítása jelentős hatással lehet az érzékelt hőmérsékletre és végső soron az épület lakóinak hőkomfortjára.

A tetők szintén fontos hőcserélő felületek, és kialakításuk (pl. fehér tetők, zöld tetők) segíthet jelentősen csökkenteni az épület energiaszükségletét. Például a fák jelenléte növeli a levegő áramlását, csökkenti a napsugárzás hatását, és segít ellensúlyozni a városi hősziget hatását. A szélsőséges hőség kezelésére irányuló intézkedések végrehajtásakor valójában fontos figyelembe venni az építőanyagoknak és az építési stílusoknak a városi területek mikroklímájára gyakorolt hatását. A városi hőmérséklés kutatása elősegíti a fényvisszaverő felületek használatát a szélsőséges hő negatív hatásainak ellensúlyozására. A felületi visszaverődés kulcsfontosságú paraméter a városi felszíni energiaegyensúly megértéséhez, modellezéséhez és módosításához, a városok hűtéséhez és a kültéri hőkomfort javításához (Fox et al., 2018). A városi hőszigethatás csökkentésére irányuló megoldások, miközben javítják a beltéri körülményeket a külső térelhatárolókon keresztül, kétféleképpen közelíthetők meg: a napsugárzás visszaverődésének fokozása, valamint a párolgás és a párolgás fokozása. Az épület külsejének és a városi burkolatnak a napvisszaverődése (albedo) segíthet enyhíteni a hőszigethatást. Ez hideg színű bevonatok és fényvisszaverő bevonatok, például fényvisszaverő anyagok használatával érhető el. Emellett a növekvő párolgást és párolgást elősegíthetik a zöld felületek és fák, például a függőleges zöldterületek, a zöld homlokzatok és a zöld tetők.

Az éghajlatváltozás által érintett városok élhetőségének javítása érdekében a zöld infrastruktúra használatáról további információk találhatók a városi zöld és kék infrastruktúra Climate-ADAPT alkalmazkodási lehetőségében.

Különös figyelmet kell fordítani a történelmi épületekre, mivel a leírt intézkedések közül sok nem feltétlenül alkalmazható az eredeti anyagok és az alkalmazott építési technikák megőrzését célzó meglévő törvények és rendeletek miatt. Különböző konkrét beavatkozásokat kell meghatározni, megtervezni és végrehajtani, gondosan figyelembe véve a történelmi épületek jellemzőit és kulturális jelentésüket. Erősen ajánlott konzultálni a történelmi megőrzés és az épületgépészet szakértőivel az egyes épületekre szabott hűtési terv kidolgozása érdekében. Már rendelkezésre állnak azonban olyan éghajlatváltozási rezilienciavizsgálati megoldások, amelyek megőrzik az épületek történelmi jelentőségét, miközben megőrzik építészeti és kulturális értéküket. Néhány példa a RIBuild projektből származik.

Az épületek energiahatékonyságáról szóló irányelv lehetővé teszi a tagállamok számára, hogy mind a lakóépületekre (5. cikk (2) bekezdés), mind a nem lakáscélú épületekre (9. cikk (6a) bekezdés) vonatkozóan kiigazítsák az energiahatékonyságra vonatkozó minimumkövetelményeket.

Az épület jellemzői, beleértve azt is, hogy hogyan akadályozza meg a túlzott beltéri fűtést, általában az építtető és az épület vevői közötti magánjellegű szerződéses ügy. Az érdekelt felek részvétele fontos lehet a nagy középületek esetében, amennyiben a javasolt tervezés költségei jelentősen magasabbak, mint egy szabványos épület költségei, és ez aggályokat kelthet az állami költségvetésekre gyakorolt hatás és/vagy az indítványozó azon képessége tekintetében, hogy megfelelő finanszírozást találjon a projekthez. Az említett lehetőségek közül az árnyékolásra szolgáló épületek körüli zöldterületek létrehozása a szabványos engedélyezési eljárás hatálya alá tartozik. Konzultációra van szükség a helyi közösségekkel is, hogy felmérjék, mennyire részesítik előnyben ezt a megoldást a tér alternatív hasznosításával szemben. A történelmi épületek felújításába be kell vonni a kulturális örökséggel foglalkozó szervezeteket és hatóságokat, különösen akkor, ha konkrét engedélyezési eljárásokat kell követni.

Az éghajlatváltozás hatásaival szemben ellenálló épülettervezés fő akadályai gazdasági és kulturális jellegűek. A javasolt lehetőségek némelyike (a külső térelhatárolók jobb minőségű anyaga, zöldtetők, automatizált ablakárnyékolás) drágább és nehezebben megvalósítható és karbantartható, mint a szokásos építési gyakorlatok. Kulturális szempontból az építészek úgy érezhetik, hogy kreativitásukat csökkenti néhány ilyen megoldás összetettsége. A forma- és anyagválasztás teljes szabadságával rendelkező épület tervezése, miközben a beltéri hőkomfortot légkondicionálóval biztosítják, csábító perspektíva, amely csökkenti a műszaki kihívásokat, az építési költségeket és növeli a tervezési lehetőségek esztétikai tartományát. Ez különösen fontos a nagy épületegységek, például a felhőkarcolók, a bevásárlóközpontok, a kampuszok stb. esetében. Ennek az akadálynak a jelentősége az elkövetkező években valószínűleg csökkenni fog, mivel az éghajlatváltozás hatásaival szemben reziliens megoldások elérik a technológiai érettséget, és a technológiai innováció csökkenteni fogja költségeiket. Nincs azonban garancia arra, hogy a légkondicionálás által jelenleg kínált épülettervezési rugalmasságot ezek a megoldások valaha is kiegyenlítik.

Másrészt, különösen az olyan kisebb egységek esetében, mint a családi házak vagy a kis-közepes méretű lakóövezetek, az éghajlatváltozási reziliencia nagyon ösztönző tervezési kihívásnak bizonyulhat. Az EU-ban számos kezdeményezés létezik a lakóépületekre és a várostervezésre vonatkozó zöld megoldások végrehajtására, beleértve a városi tájak környezetbarátabbá tételét, a figyelemfelkeltő kampányokat és a pénzügyi ösztönzőket. A pénzügyi ösztönzőkre többek között Rotterdamban (az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodáshoz nyújtott támogatás), Hamburgban (a hamburgi zöldtető-stratégia) és Olaszországban (zöld bónusz) találhatók példák.  

Emellett a meglévő épületek, különösen a kulturális örökség részét képező épületek éghajlatváltozási rezilienciavizsgálata a szabályozások és a megőrzési paradigmák miatt sajátos kihívásokat jelent. A kihívás az, hogy egyensúlyt találjunk az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodás és e történelmi helyszínek hitelességének és integritásának megőrzése között.

A költségek az alkalmazott megoldástól és a megvalósítás helyétől függően változnak az ipar eltérő érettsége és a helyi épületjellemzők miatt. A hamburgi zöldtető-stratégia esettanulmánya szerint a zöldtetők egyértelmű jövőbeli megtérüléssel járó beruházást jelentenek. A legkiterjedtebb zöldtetők költsége 40-45 € /m2, míg az intenzív zöldtetők költsége körülbelül 58 € /m2.

A fehér tetők lényegesen olcsóbbak. A fal- és tetőszigetelés ára a szigetelőanyagtól függően nagymértékben változik, de általában négyzetméterenként 40 és 100 euró között mozog. A napkollektoros üvegek árai hasonlóak vagy valamivel magasabbak, mint az európai lakások ablakaiba általában beszerelt szabványos szigetelőüvegek árai. A legkorszerűbb klímavédelmi megoldások teljes menüjének becsomagolása egy épületbe költséges lehet, és könnyebb megtenni a semmiből egy új épület tervezésével erre a célra. A The Edge épület rendkívül energiahatékony és termikusan kényelmes 39 673 m ² irodaterülete (plusz 11 558 m ² beltéri parkolóhely) 74 millió eurós beruházást igényelt (teljes építési költség).

Ezeket a költségeket össze kell vetni a háztartásokra, a vállalkozásokra és a közigazgatási költségvetésekre az energiamegtakarítás tekintetében gyakorolt kedvező hatásokkal, amelyek a legkorszerűbb megoldások esetében nagyon jelentősek lehetnek, és akár közel nulla nettó energiafelhasználást is eredményezhetnek. A városi környezetben a zöldterületek növekedése számos járulékos előnnyel is jár a jobb egészség, a városi biológiai sokféleség, a társadalmi interakciók és az esztétikai javulás tekintetében.

Szabályozási szinten a fent említett műszaki megoldások beépíthetők az építési szabályzatokba. Ha ezt még nem hajtották végre, a meleg éghajlattal rendelkező uniós országok számára tanácsos ilyen irányú szabályozási lépést tenni.

Az épületek energiahatékonyságáról szóló felülvizsgált irányelv (EU/2024/1275) szigorítja az új épületek energiahatékonyságára vonatkozó követelményeket. Előírja, hogy a közintézmények tulajdonában lévő épületek esetében 2028. január 1-jétől, az összes többi új épület esetében pedig 2030. január 1-jétől minden új lakó- és nem lakáscélú épületnek kibocsátásmentesnek kell lennie, különös mentességek lehetőségével. A felülvizsgált irányelv szerint egy kibocsátásmentes épületnek nincs fosszilis tüzelőanyagokból származó helyszíni szén-dioxid-kibocsátása, és nagyon magas az energiahatékonysága .  Bár ezek a követelmények nem közvetlenül a magas hőmérséklethez való alkalmazkodást célozzák, az itt leírt intézkedések széles körű alkalmazását teszik szükségessé.

A megvalósítási idő a beavatkozás típusától függően változik, néhány órától a függönyök és árnyékolók telepítéséig, több hónapig vagy akár évekig, hogy egy éghajlatváltozásnak ellenálló épületet tervezzenek és építsenek a semmiből.

Az élettartam a beavatkozás típusától függően változik, néhány évtől az épület hátralévő élettartamáig.