Ako ochladiť mesto. Proti tepelnému teroru sa dá brániť klimatickým urbanizmom a architektúrou

V Egypte, v Perzii či Indii boli už v staroveku rozpracované metódy prirodzenej ventilácie. Medzi najbežnejšie riziká spôsobené počasím patria povodne v hlavnom údolí, prívalové zrážky a bleskové povodne na prítokoch a v menších údoliach, silné vetry, novšie už aj tornáda, ale zďaleka najviac strát na životoch spôsobujú dôsledky vĺn horúčav.

V Spojených štátoch ročne priemerne zomiera okolo tisíc ľudí na komplikácie spojené s prehriatím. Je to štyrikrát viac, než koľko ľudí zahynulo pri teroristickom útoku na Svetové obchodné centrum, ale napriek tomu vojnu „tepelnému teroru“ skoro nikto nevyhlásil. 

Práve naopak, nevzdelaní investori požadujú či ponúkajú elegantné čierne strechy, ktoré majú v lete povrchovú teplotu až okolo 70 °C. Aj skúsené firmy, ako napríklad Metroprojekt, robia takéto chyby: v Prahe-Holešoviciach sídlia v tmavej budove, ktorá sa zjavne do tejto doby klimaticky nehodí a firme kazí moderný imidž. Kovové a sklenené domy navyše odrážajú časť slnečnej energie na chodníky a tým otepľujú okolité prostredie.

Mnoho amerických a ešte viac indických miest spotrebováva viac energie na chladenie v lete ako na ohrievanie v zimnom období. Vo väčších domoch s mnohými klimatizačnými jednotkami sa okolitý vzduch neúmerne zahrieva, pretože na výrobu chladu doma, produkujete teplo vonku, podobne ako chladnička ohrieva vzduch v jej okolí. Cieľom je preto čo najviac využiť pasívne ochladzovanie, ktoré nespotrebúva energiu. 

Pri dobrom dizajne sa v budovách južnej Európy darí ušetriť až okolo 70 kWh na meter štvorcový za rok prevádzky. Takto navrhnuté budovy mávajú vo vnútri zhruba o 10 °C nižšie teploty ako vonku. Plánovanie nových štvrtí v teplejších oblastiach začína analýzou prevládajúceho vetra, ktorého smer určuje orientáciu ulíc tak, aby ich dobre prevetrávali. Mesto sa tým nielen ochladzuje, ale aj zbavuje škodlivín, ako sú oxidy dusíka a prízemný ozón.

Víťazné námestie v Prahe Dejviciach síce nikdy neplnilo funkciu námestia, pretože sa stalo historicky najväčším kruhovým objazdom Prahy, ale jednu dobrú vlastnosť má – otvára sa prevládajúcim severozápadným vetrom a tým počas horúcich dní chladí okolie. Podobnú funkciu má aj pražská Letenská pláň a napodiv aj rad ulíc na Vinohradoch a na Žižkove sa otvára priaznivému západnému prúdeniu. Je to skôr náhoda, pretože hlavným cieľom bolo kedysi spojenie s historickým centrom mesta. V každom prípade by návrhy nových štvrtí mali počítať s prirodzeným aktívnym ochladzovaním pomocou prevládajúcich vetrov, ktoré zlepšuje prostredie a rozptyľuje nečistoty.

Prečo sú v Stredomorí domy biele?

Pasívne ochladzovanie spočíva predovšetkým v schopnosti brániť sa slnečnému žiareniu. Tmavý dom pohlcuje 70 až 90 percent slnečnej energie a čiastočne ju privádza dovnútra. Zhruba 30 percent tepla prichádza strechou. Jedna z možností, ako tento tepelný tok obmedziť, je biely náter. Často sa odporúča latex, ktorý by mal vydržať najmenej päť rokov. Inokedy sa používa svetlá farba so sklenenými vláknami a hliníkovými pilinami na báze asfaltu či najemno mletý síran bárnatý. Čerstvý náter s týmito farbami dobre odráža slnečné lúče, ale pretože je ich povrch nerovný, zachytáva prach a šedne. 

V podkroví pod trámami je možné pripevniť odrazovú fóliu rovnakého typu, aký sa používa v balíku prvej pomoci ako termoizolačná fólia. Biela maľovka v byte má len malý vplyv na tepelnú bilanciu, ale biela či svetlá farba predsa len časť tepla odráža a pôsobí psychologicky priaznivo.

Až 40 percent tepla prichádza oknami. Vyspelé technické riešenie spočíva v nanesení špeciálnej odrazovej vrstvy na povrchu skla, ale rovnaký či ešte lepší efekt dosiahnete jednoduchým zatiahnutím závesov. Je to spôsob, s akým sa bežne stretnete v Oriente.

V tom prípade ráno, keď je ešte chladnejšie, dobre vyvetráte a potom zatiahnete závesy. Snažíte sa udržať chlad v miestnosti, a nečakáte, kým bude teplo. Ak sa rozhodnete použiť ochrannú vrstvu na skle, zvážte, či má byť aj na severnej strane. V zime bude totiž odrážať aj tú trochu tepla, ktorú môžete zo slnka získať. Teplo bude odrážať aj na jar. Zato pomocou závesov môžete množstvo tepla regulovať deň po dni podľa okamžitého počasia.

Tienenie stromami

Snáď najbežnejšou technikou je zatienenie najmä pomocou stromov. O horúcom letnom dni pri teplotách zhruba nad 34 °C strom ochladzuje svoje okolie o 8 až 12 °C. Môžete si ľahko zmerať, aký je rozdiel teplôt medzi slnečníkom a stromom, v záhradke našej bežnej reštaurácie to býva 6 °C v prospech stromu, pretože stromy chladia tým, že odparujú vodu.

Počas horúceho letného dňa sa strom rozhoduje, nakoľko má otvoriť prieduchy na listoch. Na jednej strane potrebuje oxid uhličitý na fotosyntézu, na druhej strane mu hrozí strata vody a vysušenie. Dopadne to tak, že pre strom je rozhodujúce množstvo vodnej pary vo vzduchu a vlahy v pôde. Teda strom, ktorý má dobre chladiť, musí mať dosť vody. V mestách sa preto snažíme zbierať dažďovú vodu a privádzať ju k stromom. To je úplne kľúčová záležitosť.

Voľba miesta vôbec nie je jednoduchá. Potrebujeme, aby strom vrhal tieň alebo polotieň na dom, ale aby v zime nebránil svetlu. Našťastie, presne toto listnaté stromy vedia. Jeden rok starostlivo pozorujte, kam za najteplejších týždňov dopadá slnko, a potom voľte strom správnej veľkosti. Dom sa dá tieniť aj tak, že ho necháte obrásť brečtanom alebo rýchlejšie rastúcimi lianami. Aj v tomto prípade je nutné starostlivo zvážiť, či znesieme pavúky a hmyz, ktorý sa sem nasťahuje. Moje skúsenosti sú skôr pozitívne, okolo domu sa pohybuje viac včiel, ale menej múch. Povrchová teplota trávnika býva až o 10 °C nižšia ako teplota holej zeme. V lete preto netrváme na nízkom, miestami nezarastenom trávniku, ale necháme ho povyrásť.

Lapač vetra a ďalšie orientálne techniky

Dobre nastavené žalúzie znižujú množstvo tepla až o 70 percent na južnej strane domu a až o 60 percent na východnej stene domu. Ventilátor znižuje subjektívnu teplotu asi o 2 °C, ale pomáha viac, pretože telo veľmi priaznivo reaguje na malé, občasné zníženie okolitej teploty. To je princíp vejárov, ktoré objektívne nie sú príliš účinné, ale pocitovo pomáhajú. 

V Egypte, Perzii či Indii boli už v staroveku rozpracované metódy prirodzenej ventilácie. Základná schéma je taká, že na streche domu je umiestnený otočný lapač vetra (wind catcher), ktorý môžete vystaviť vetru a smerovať ho k nádrži s vodou uprostred miestnosti. Malebné vodné plochy v indickom Tádž Mahale a inde mali síce mnoho symbolických významov, ale v zásade pomáhali ochladzovať celý priestor. V európskom meste by „lapačom vetra“ malo byť samotné usporiadanie mesta a prechádzajúci vietor by v optimálnom prípade mohol smerovať cez rieku alebo vodnú plochu.

Vynález klimatizácie v roku 1906 síce zmenil architektúru, ale dnes sa snažíme ušetriť energiu, a tak sa vraciame k starším technikám. Patria medzi ne napríklad zužujúce a rozširujúce sa priechody medzi nádvoriami či časťami budov, kde sa vzduch spomaľuje a zrýchľuje. Mnoho ľudí v lete inštinktívne postáva vo vchode do domu, pretože tu je prievan najväčší. Máme totiž oveľa lepší pocit, keď sa subjektívna teplota trochu mení. Telo sa počas chladu „nadýchne“ a lepšie znáša horúčavu, aj keď na stupnici teplomera sa nezmenilo skoro nič. V tradičnej architektúre sa často pracuje so zaslepenými šachtami či komínmi, ktoré sa počas horúčavy otvárajú, aby umožnili únik teplého vzduchu z budovy. V tom prípade však budova musí mať nejaký zdroj chladnejšieho vzduchu, napríklad jazierko, ktoré tienia stromy alebo obyčajnú pivnicu.

Ďalšie opatrenia proti teplu sa týkajú oblečenia, ktoré má byť voľné a pokiaľ možno otvorené zospodu, aby mal vzduch prístup k telu. Pri vyšších teplotách je vhodné sa od okolitého tepla izolovať odevom. Krátke rukávy a šortky pomáhajú len do určitej teploty, potom, naopak, prevažuje ohrev, pretože slnečné lúče prenikajú na kožu. Ľudový odev ukazuje, ako sa ľudia chránia pred miestnou klímou. Podobne ako strom sa chladí odparovaním vody, platí niečo podobné aj pre telo. Musíte mať dosť vody, aby ste sa mohli potiť, a zároveň potrebujete nejaký iónomenič, pretože prichádzate o soľ. Niektorým ľuďom pomáha ochladiť telo horúci čaj. Vo východnej Afrike som sa to naučil od Britov a mám pocit, že to pomáha. Indickí Briti nám ukázali, že tmavé závesy na okná je možné poliať vodou a vyžmýkať, avšak toto opatrenie je účinné, len keď je vzduch suchý.

Betón – ušľachtilý materiál, ktorý nevieme používať

Jeden z najväčších zdrojov tepla je rozpálená vonkajšia podlaha, ktorej povrchová teplota bežne dosahuje 60 °C. Na chalupe máme pred dielňou betónovú plochu. Keď ju ráno, ešte než nastanú horúčavy, polejem niekoľkými vedierkami vody, výrazne chladí. Keby som ju polial počas poludňajšej horúčavy, voda sa okamžite odparí, zvýši okolitú vlhkosť a tým obmedzí prirodzené chladenie ľudského tela vo forme potu, ktoré je najúčinnejšie v suchom prostredí. To je dôvod, prečo sa o mnohých tropických prímorských oblastiach hovorí ako o neobývateľnej zóne v budúcnosti. Teplota síce stúpne iba o 2 až 3 °C, ale vlhký prímorský vzduch podstatne zníži našu prirodzenú schopnosť brániť sa horúčave.

Pokiaľ mi je ľúto spotreby vody, polievam vonkajšiu plochu len asi tak meter pred vchodom, aby dom nasával chladnejší vzduch. V horúcom lete ma pobavilo, že takto vychladenú plochu využívali ropuchy, ktoré odniekiaľ vyliezli. Inak ich celý rok nevidíme.

Táto chalupárska technológia sa blíži architektúre typu salsabil v Indii či v severnej Afrike. Princípom je väčšia naklonená plocha, ktorá býva zbrázdená rôznymi hrbolčekmi, rozdeľujúcimi a spomaľujúcimi prúd vody. Voda v podobe len 2 až 3 milimetrov tenkého filmu steká na veľkej ploche a odparuje sa. V Európe sa podobný prvok začína používať napríklad na námestiach, ktorými preteká menší potôčik, v ktorom si ľudia a najmä deti môžu omočiť nohy. 

Ďalšou bežnou technológiou chladenia pomocou odparovania je využitie poréznych materiálov. Na mnohých miestach v Oriente uvidíte veľké a hrubé nádoby asi až na 100 litrov vody. Tá prechádza stenou, odparuje sa a ochladzuje vodu vo vnútri, ktorá môže mať teplotu len okolo 27 °C pri vonkajšej teplote 40 °C. Podobne sa používajú napríklad nepálené tehly. V egyptskej architektúre, akú presadzoval slávny tradičný architekt Fekry Hassan, sa objavujú vystupujúce pásy a kolmé rímsovité štruktúry, ktoré majú funkciu chladiacich rebier.

Betón obvykle považujeme za takmer vulgárny priemyselný materiál, ale skôr si ho nevieme vážiť a pracovať s ním. Betón je svetlý, odráža tepelné žiarenie. Jeho poréznosť môže byť 10 až 20 percent, takže funguje ako chladič a výmenník vlhkosti, ktorú podľa podmienok pohlcuje či uvoľňuje. Zmierňuje tým vlhkostné aj teplotné extrémy.

Iné orientálne riešenia, ktoré vidíme napríklad v uliciach starého Istanbulu, sú mašrabíje. Ide o uzavreté drevené „škatule“ v podobe malých balkónov, ktoré sa predsadzujú pred okná. Okno sa rozšíri a urobí sa z neho vchod. Mašrabíje chránia stenu domu pred slnečným žiarením, ale je tu aj väčší prievan. Často tu sedávali ženy, ktoré muži nepustili mimo domu, aby mali aspoň nejaký sociálny kontakt.

Podľa všetkých klimatických scenárov čakajú európske mestá dlhšie a silnejšie vlny horúčav, keď bude teplota v strednej Európe dosahovať až 40 °C. Pri staršej zástavbe sa môžeme do určitej miery prispôsobiť, ale u tej novo plánovanej sa oplatí uvažovať o klimatickom urbanizme či architektúre. Vlny horúčav majú aspoň jednu dobrú vlastnosť – slnko svieti tak intenzívne, že solárne panely dobijú batérie, ktoré je možné využiť na individuálne chladenie. Počas vĺn horúčav sa tiež pravidelne stáva, že je nutné odstaviť nielen jadrové, ale aj tepelné elektrárne. Napríklad preto, že sa horúce drôty prehnú a skratujú.

Text, ktorý je krátený, pôvodne publikovali na webe Echo24. Vychádza so súhlasom redakcie.