Podnebna odpornost stavb proti prekomerni vročini

Za zaščito stavb pred previsokimi temperaturami pred podnebnimi spremembami se lahko uporabi več pristopov. Take možnosti se nanašajo na zasnovo stavb (vključno z uporabo informacijskih tehnologij za optimizacijo toplotnega udobja) in ovoje stavb (streha, stropi, zunanje stene, vrata, okna – vključno s solarnimi nadzornimi očali, ki zmanjšujejo sončno sevanje, ki vstopa v stanovanje – in temelji).

Rešitve za načrtovanje stavb vključujejo tradicionalne značilnosti, ki jih običajno najdemo v regijah s toplimi podnebji, kot so:

• Vizualno razmerje stavbe: Razmerje med notranjim prostorom in zunanjo površino stavbe, ki optimizira notranjo razpršitev toplote, hkrati pa zmanjšuje absorpcijo sončne toplote.
• Arhitekturni elementi: Značilnosti, kot so tende, previsi, okenski odtenki, portiki, bele ali rahlo obarvane zunanje stene in strehe, ki odražajo toploto.
• Sončna orientacija: Namestitev stavbe, da se čim bolj zmanjša dnevna izpostavljenost neposredni sončni svetlobi.

Zelo pomembno vlogo imajo lahko tudi visokotehnološke rešitve. Ti vključujejo senzorje, ki spremljajo toplotne pogoje, omogočajo natančne prilagoditve klimatizacije in prezračevanja ter usmerjenost senčnih plošč v realnem času na podlagi izolacijskih pogojev. Senzorje in digitalne naprave za uravnavanje toplote je mogoče vključiti v ukrepe za uravnavanje povpraševanja, kar prispeva k zmanjšanju vpliva povpraševanja po hlajenju na konične obremenitve v obdobjih napetosti v električnem sistemu (glej tudi možnost prilagajanja spremembam vedenja posameznikov v energetskem sektorju). Znameniti primer stavbe, v kateri je bil uporabljen celoten paket najsodobnejših rešitev, je poslovna stavba Edge v Amsterdamu, dokončana leta 2014. Njena ovojnica vključuje dinamična okna, avtomatske odtenke in prezračevanje. Z 28.000 senzorji, ki spremljajo gibanje, raven osvetlitve, vlažnost in temperaturo, se lahko stavba takoj prilagodi potrebam po energiji, kot so samodejni izklop ogrevanja, klimatizacije in razsvetljave na neuporabljenih območjih. Poleg tega lahko zaposleni uporabljajo aplikacijo za prilagajanje temperature in ravni osvetlitve v svojem delovnem prostoru. Poleg tega se hlajenje in ogrevanje optimizirata s prenosi toplote med stavbo in vodonosnikom pod njo.

Tehnične značilnosti ovoja stavbe so ključne za njegovo sposobnost uravnavanja notranjih temperatur. Materiali, uporabljeni v ovojnici, in njihova masa imajo ključno vlogo pri tem, kako hitro se kompenzirajo temperaturne razlike med notranjimi in zunanjimi prostori. Na primer, tradicionalne stavbe z debelimi stenami v Sredozemlju zahtevajo veliko manj klimatizacije kot sodobne strukture. Druga možnost je uporaba materialov z visoko toplotno odpornostjo, ki lahko pomagajo zmanjšati toploto, ki vstopa v stavbo. Ta možnost je še posebej zanimiva za naknadno opremljanje obstoječe stavbe z izolacijskimi plastmi, ki kompenzirajo slabe toplotne lastnosti prvotnih gradbenih materialov.

Tudi uporaba mehanskega ali naravnega prezračevanja ali shranjevanje mraza v materialih z visoko toplotno maso, kot so ploščice ali kamni, zmanjšuje potrebo po klimatizaciji. Hladno shranjevanje je mogoče povezati s toplotno črpalko (po možnosti na podlagi geotermalnega sistema, ki izkorišča razliko med podzemnimi in površinskimi temperaturami), da se poveča prožnost pri uporabi hladnega zraka. Prilagajanje notranje vlažnosti lahko močno vpliva na zaznane temperature in na koncu na toplotno udobje stanovalcev v stavbi.

Strehe so tudi pomembne površine za izmenjavo toplote, njihova zasnova (npr. bele strehe, zelene strehe)pa lahko pripomore k znatnemu zmanjšanju potreb stavbe po energiji. Na primer, prisotnost dreves povečuje pretok zraka, zmanjšuje vpliv sončnega sevanja in pomaga tudi pri preprečevanju učinka mestnega toplotnega otoka. Pri izvajanju ukrepov za obvladovanje ekstremne vročine je dejansko pomembno upoštevati vpliv gradbenih materialov in slogov gradnje na mikroklimo mestnih območij. Raziskave o blažitvi toplote v mestih spodbujajo uporabo odsevnih površin za preprečevanje negativnih učinkov ekstremne toplote. Površinska odbojnost je ključni parameter za razumevanje, modeliranje in spreminjanje energijske bilance mestnih površin, hlajenje mest in izboljšanje zunanjega toplotnega udobja (Fox et al., 2018). Rešitve za zmanjšanje učinka mestnega toplotnega otoka ob hkratnem izboljšanju notranjih pogojev prek ovoja stavbe je mogoče obravnavati na dva načina: povečanje sončnega odboja in izboljšanje izhlapevanja in transpiracije. Sončna odbojnost (albedo) zunanjosti stavb in mestnega tlakovanja lahko pomaga ublažiti učinek toplotnega otoka. To je mogoče doseči z uporabo hladnih barvnih premazov in odsevnih premazov, kot so odsevni materiali. Poleg tega lahko večje izhlapevanje in transpiracijo olajšajo zelene površine in drevesa, kot so navpična zelenja, zelene fasade in zelene strehe.

Dodatne informacije o uporabi zelene infrastrukture za izboljšanje življenjskih razmer v mestih zaradi podnebnih sprememb so na voljo v možnosti prilagajanja Climate-ADAPT za mestno zeleno in modro infrastrukturo.

Posebno pozornost bi bilo treba nameniti zgodovinskim stavbam, saj se številni opisani ukrepi morda ne uporabljajo zaradi obstoječih zakonov in predpisov, namenjenih ohranjanju prvotnih materialov in uporabljenih gradbenih tehnik. Opredeliti, načrtovati in izvajati je treba različne posebne ukrepe, pri čemer je treba skrbno upoštevati značilnosti zgodovinskih stavb in njihov kulturni pomen. Zelo priporočljivo je, da se posvetujete s strokovnjaki za ohranjanje zgodovine in gradbeni inženiring, da bi razvili prilagojen načrt hlajenja za določene stavbe. Vendar so rešitve za krepitev podnebne odpornosti, ki ohranjajo zgodovinski pomen stavb, hkrati pa ohranjajo njihovo arhitekturno in kulturno vrednost, že na voljo. Nekaj primerov je navedenih v projektu RIBuild.

Direktiva o energetski učinkovitosti stavb državam članicam omogoča, da prilagodijo minimalne zahteve glede energetske učinkovitosti za stanovanjske (člen 5.2) in nestanovanjske stavbe (člen 9.6a).