Prispôsobenie sa tepelnému stresu v Antverpách (Belgicko) na základe podrobného tepelného mapovania

V rámci európskej zdravotnej služby programu Copernicus spoločnosť VITO uplatnila svoj model mestskej klímy UrbClim na mapovanie teplôt vzduchu a rozsahu mestských tepelných ostrovov (UHI) v 100 európskych mestách (vrátane Antverp) s horizontálnym rozlíšením 100 m. V prípade Antverp výsledky odhaľujú prítomnosť mestského tepelného ostrova s ročným priemerom 2 °C v centre mesta, ktorý môže dosiahnuť až 9 °C počas letných večerov a nocí. V dôsledku UHI zažili Antverpy v rokoch 2008 – 2017 dvakrát viac dní horúčav (definovaných ako dni s maximálnou teplotou nad 30 °C a minimálnou teplotou nad 18 °C) ako vidiecke prostredie, čo vystavilo obyvateľov miest oveľa vyššej úrovni tepelného stresu v porovnaní s ľuďmi žijúcimi v blízkych vidieckych oblastiach.

Z analýzy budúcich projekcií klímy (uskutočnených v rámci 7. RP RAMSES a projektov programu Horizont 2020 Climate-fit.city) vyplýva, že podľa scenára RCP8.5 sa očakáva, že počet dní horúčav v Antverpách sa ku koncu storočia zvýši takmer desaťnásobne. Bez prípadných zmien vo využívaní pôdy sa očakáva, že intenzita mestských tepelných ostrovov zostane viac-menej na rovnakej úrovni, čím sa okrem vplyvu zmeny klímy zvýši tepelný stres v mestských oblastiach.

Na základe výsledkov výskumu sa mesto Antverpy rozhodlo zaviesť adaptačné opatrenia na riešenie problému tepelného stresu v meste. Ciele identifikovaného súboru opatrení sú: i) čo najviac znížiť miestny tepelný stres prostredníctvom zmien v zastavanom prostredí, ii) informovať občanov o probléme, iii) zapojiť ich prostredníctvom občianskych vedeckých kampaní a iv) minimalizovať vplyvy na zdravie pomocou systému predpovede tepla a varovania zameraného na zraniteľné skupiny.

Na dosiahnutie optimálnych výsledkov sa adaptačné opatrenia vykonávajú súčasne v troch stupňoch: 1) celé mesto, 2) miestna a 3) individuálna osoba. Vykonávanie tu opísaných adaptačných opatrení sa práve začalo alebo sa plánovalo. Úplná implementácia a výsledky za celé mesto budú trvať dlho a očakáva sa, že budú dokončené až do roku 2030.

Celomestská škála

Výstavba budov v meste Antverpy sa riadi stavebným predpisom, ktorý musia pri renovácii alebo výstavbe budovy dodržiavať všetci obyvatelia a developeri. V tomto kódexe boli pridané osobitné pokyny (9/10/2014) na pomoc pri znižovaní tepelného stresu v meste v priebehu času:

• Pre všetky nové alebo renovované strechy so sklonom menším ako 15 % a plochou väčšou ako 20 m2 je povinná inštalácia zelenej strechy na vrchole. To drasticky znižuje teplotu strechy a ochladzuje teplotu vzduchu zadržiavaním a vyparovaním dažďovej vody. Zelené strechy navyše poskytujú dodatočnú tepelnú izoláciu budovy, čím sa znižuje potreba vykurovania a chladenia.
• Všetky nové nainštalované súkromné záhrady a otvorené parkoviská musia byť zelené a priepustné. Len 20 m2 môže byť vydláždené v záhradách < 60 m2 a iba 1/3 v záhradách > 60 m2. Všetky vonkajšie súkromné parkoviská musia mať priepustnú trávnatú plochu.
• Väčšina budov v centre mesta má historické omietkové fasády. Pri renovácii musia byť tieto predné strany budovy natreté pôvodným svetlom, najlepšie bielou farbou. Biele budovy odrážajú viac slnečného svetla a nezohrejú sa tak ľahko ako tmavé budovy, čím sa zníži tepelné žiarenie z týchto budov.

Miestna úroveň

Pravidelne sa renovujú veľké námestia, parky a štvrte v meste. Vo fáze plánovania mestská správa zahrnula optimalizáciu situácie tepelnej pohody ako nový faktor, ktorý treba zvážiť. Na umožnenie cielených opatrení sú potrebné podrobné informácie o miestnej mikroklíme. Mesto Antverpy, ktorému odporučila spoločnosť VITO, sa rozhodlo pri posudzovaní a optimalizácii vplyvu plánov renovácie na tepelný stres používať ukazovateľ teploty glóbusu s mokrou žiarovkou (WBGT). WBGT, na rozdiel od jednoduchých meraní teploty, berie do úvahy zaťaženie žiarením (krátkovlnové aj dlhé vlny), vlhkosť a rýchlosť vetra, ktoré všetky ovplyvňujú tepelnú pohodu človeka. Spoločnosť VITO vykonala niekoľko podrobných (rozlíšenie 1 m) modelovacích štúdií s cieľom kvantifikovať miestne hodnoty WBGT a posúdiť potenciálny vplyv plánovaných adaptačných opatrení. To viedlo k začleneniu zeleno-modrých opatrení v oblasti infraštruktúry (napr. stromy, priepustné plochy, vodné nádrže, fontány) do plánov obnovy.

Modelovanie bolo doplnené o občiansku vedeckú meraciu kampaň počas leta 2018 v rámci projektu H2020 Ground Truth 2.0. Približne 20 obyvateľov štvrte Sint-Andries sa zaoberalo meraním WBGT v rôznych typoch lokalít. Okrem validácie výsledkov modelu táto kampaň zvýšila informovanosť o probléme tepelného stresu a podnietila diskusiu o možných adaptačných opatreniach.

Individuálna stupnica

V Belgicku sa „akčné plány v oblasti zdravia teplom“ spúšťajú na základe teplotných predpovedí vo vidieckom prostredí. To vedie k podhodnoteniu tepelného stresu v mestách, ako sú Antverpy, kde značný vplyv mestského tepelného ostrova spôsobuje dvakrát viac dní vlny horúčav v mestských oblastiach ako vo vidieckom prostredí. S cieľom poskytnúť presnejšiu predpoveď tepelného stresu pre Antverpy spoločnosť VITO zriadila systém krátkodobej (5-dňovej) predpovede tepla založený na kombinácii modelu pravidelnej európskej prognózy ECMWF a modelu UrbClim. Systém poskytuje predpoveď pre každú štvrť Antverp s prihliadnutím na vplyv teplotného ostrova v mestách. To umožňuje efektívne nasadenie zdrojov pomoci zameraných najmä na zraniteľné staršie osoby a deti na miesta, kde sú najviac potrebné. Mesto Antverpy okrem toho vyvinulo webovú platformu na vydávanie varovaní pred vlnami horúčav zdravotníckym pracovníkom a iným príslušným zainteresovaným stranám vrátane poradenstva o tom, čo robiť v prípade vlny horúčav. Systém je aktívny počas teplých mesiacov roka v Belgicku (apríl – september) a spravuje ho mestská správa.

Medzi mestskou správou a zainteresovanými spoločnosťami (VITO, UNESCO IHE, inteligentná zóna v Antverpách) sa začal spoločný tvorivý prístup s cieľom vytvoriť a otestovať alarm predpovede tepla a webovú platformu. Uskutočnilo sa niekoľko seminárov pre občanov, na ktorých mestská správa a výskumníci predstavili problém tepelného stresu a diskutovali o možných adaptačných opatreniach. Zúčastnení občania sa podieľali na hodnotení a testovaní prvých prototypov alarmu predpovede tepla a webovej platformy. Občania okrem toho zmapovali tepelný stres a chladné miesta v jednej z mestských štvrtí a zároveň vypracovali stratégie na zlepšenie tepelného pohodlia vo svojom susedstve so zameraním na zraniteľné obyvateľstvo.

Hlavným úspechom výskumu tepelného stresu a zmeny klímy v Antverpách bolo zvýšiť informovanosť o tejto téme na politickej úrovni a vytvoriť politickú vôľu (a financovanie) na riešenie tohto problému. Okrem toho tento výskum viedol k prispôsobeniu antverpského stavebného kódexu a prispieva k antverpskému plánu na rok 2030 v oblasti klímy – plánu na zmiernenie zmeny klímy a adaptáciu na ňu v rámci Dohovoru primátorov a starostov, ktorý sa v súčasnosti pripravuje.

Komunikácia sa javí ako kľúčová otázka v spolupráci medzi výskumníkmi a mestskými odborníkmi. Týka sa to komunikácie medzi jednotlivými partnermi (napr. na účely dohodnutia cieľov projektu), komunikácie medzi jednotlivými zapojenými mestskými oddeleniami a vhodných foriem komunikácie medzi mestskými úradníkmi alebo vedcami a občanmi.

Výskumní pracovníci sa stretli aj s určitými technickými problémami, pretože používanie údajov v reálnom čase ešte nebolo plne začlenené do IT infraštruktúry mesta.

Výskum týkajúci sa tepelného stresu a zmeny klímy bol financovaný najmä z európskych projektov (RP7 RAMSES a NACLIM, H2020 Climate-fit.city a Ground Truth 2.0), ktoré pokrývali aj časť nepeňažných nákladov mesta Antverpy. Len jedna špecifická štúdia merania a modelovania tepelného stresu bola financovaná samotným mestom Antverpy a stála približne 70 000 EUR.

Vykonávanie adaptačných opatrení v celom meste a na miestnej úrovni (zelené strechy, stromy, nespevnené plochy, rybníky, fontány atď.) prebieha, ale väčšinou je stále vo fáze plánovania, takže je ťažké vyčísliť priame náklady a prínosy.

Okrem nepeňažných nákladov mesta Antverpy stál systém predpovede tepla a varovania vývoj približne 20 000 EUR a ročné náklady na údržbu približne 10 000 EUR.

Medzi súvisiace prínosy patrí lepšia komunikácia a spolupráca medzi mestskými oddeleniami, zvýšenie povedomia politikov a občanov o tepelnom strese a zmene klímy, začlenenie opatrení na prispôsobenie sa tepelnému stresu do mestského plánovania (ktoré majú tiež priaznivý vplyv na zdravie, biodiverzitu, záplavy, sucho atď.).

Výskum tepelného stresu a adaptácie na zmenu klímy viedol ku konkrétnym zmenám v antverpskom stavebnom zákone, ktorým sa reguluje výstavba budov v Antverpách. Prispieva aj k antverpskému plánu v oblasti klímy do roku 2030, ktorý je plánom zmierňovania zmeny klímy a adaptácie na ňu v rámci Dohovoru primátorov a starostov, ktorý sa v súčasnosti pripravuje.

Výskum tepelného stresu a zmeny klímy v meste Antverpy sa začal v roku 2013 a stále prebieha. Niekoľko komponentov (napr. mapy tepelného stresu, meracie kampane) sa vykonalo vo vyhradených časových oknách, ktoré zvyčajne trvali niekoľko mesiacov až rok.

Vykonávanie adaptačných opatrení na miestnej úrovni sa ukazuje ako pomalý proces a konkrétne realizácie na úrovni celého mesta sa ešte len musia zrealizovať. Očakáva sa, že úplné vykonávanie a výsledky za celé mesto sa dokončia až do roku 2030.

Systém predpovede tepla a webová platforma boli vyvinuté a zriadené za menej ako rok.

Uvedené opatrenia (zmeny stavebných predpisov, opatrenia na prispôsobenie sa tepelnému stresu, prognóza tepelného stresu) majú byť dlhodobo začlenené do mestskej prevádzky a nemajú stanovený časový rozsah ani životnosť.

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