Az idei, Európa-szerte rekordokat döntő nyár újra megmutatta, milyen komoly kihívást jelent a szélsőséges hőség a városok számára. Miközben a hőhullámok egyre gyakoribbá és intenzívebbé válnak, a légkondicionálók használata is folyamatosan növekszik, ami tovább terheli az energiahálózatokat, ráadásul a berendezések működése maga is hozzájárulhat a városi környezet felmelegedéséhez. Egy új brit kutatás szerint azonban egy eddig elsősorban vízgazdálkodási célokra használt megoldás, a tetőkről összegyűjtött esővíz, a városi hőterhelés mérséklésében is komoly szerepet kaphat - derül ki az Euronews cikkéből.
Kevesebb légkondi, alacsonyabb energiafogyasztás és hűvösebb városok – meglepő megoldást vizsgáltak a kutatók
A Manchesteri Egyetem kutatói olyan rendszert modelleztek, amely a tetőkről összegyűjtött esővizet tartályokban tárolja, majd forró időben automatikusan a tetőfelületek hűtésére használja. A vizsgálat eredményei szerint a lehűtött tetők kevesebb hőt adnak át az épületek belső tereinek, így mérséklődhet a légkondicionálás iránti igény, ezzel együtt pedig az energiafogyasztás is.
A kutatók szerint a hatás ennél is tovább gyűrűzhet: ha kevesebb légkondicionálót kell működtetni, kevesebb hulladékhő kerül vissza a városi környezetbe. A két folyamat együtt hozzájárulhat a városi hőmérséklet csökkentéséhez, így mérsékelheti a hőhullámos napok számát és a szélsőséges hőterhelés intenzitását is.
A tetők akár a városok „hűtőrendszerévé” válhatnak
A Manchesteri Egyetem kutatói Tokiót választották esettanulmányként, és arra keresték a választ, hogyan lehetne a tetőkről összegyűjtött esővizet a lehető leghatékonyabban felhasználni a hőség mérséklésére. Az eredmények egyik legérdekesebb tanulsága, hogy nem feltétlenül a tartály mérete vagy a felhasznált víz mennyisége a legfontosabb, hanem az, hogy mikor kezdik el a tető locsolását.
A szimulációk szerint például sokkal nagyobb hatással lehet a rendszer hatékonyságára, ha a sprinklereket akkor kapcsolják be, amikor a tető elér egy bizonyos hőmérsékletet. Vagyis az intelligens vezérlés fontosabb lehet, mint az, hogy egyszerűen minél több vizet juttassunk a tetőre.
A kutatás arra is rávilágított, hogy a nagyobb rendszer nem minden esetben jelent jobb eredményt. A rendkívül nagy víztartályok csak mérsékelt többletmegtakarítást eredményeztek az energiafelhasználásban és a szélsőséges hőterhelésben. Ugyanígy a több víz sem feltétlenül jelentett több hűtést: egy bizonyos mennyiség felett a víz egy része a tetőn maradt, ahelyett hogy elpárolgott volna.
„A világ városai egyre komolyabb kihívásokkal szembesülnek a szélsőséges hőség miatt” – hangsúlyozta a kutatás vezető szerzője, Dr. Zhonghua Zheng, a Manchesteri Egyetem munkatársa.
A szakértő szerint a légkondicionálás fontos szerepet játszhat az emberek biztonságának és komfortérzetének megőrzésében, ugyanakkor jelentős mennyiségű energiát fogyaszt, és további hőt juttat a városi környezetbe. A kutatás alapján ezért a tetőkről összegyűjtött esővíz tudatos felhasználása egyszerre csökkentheti az energiaigényt és a városi hőmérsékletet.
A kutató szerint a módszer előnyei a melegebb években még jelentősebbé válhatnak, vagyis ahogy a klímaváltozás miatt tovább emelkedik a hőterhelés, az ilyen megoldások szerepe is felértékelődhet.
A kutatás eredményei a várostervezők és az önkormányzatok számára is hasznosak lehetnek. A módszer alkalmazhatóságának vizsgálatakor azonban olyan szempontokat is figyelembe kell venni, mint a beruházás költsége, a rendelkezésre álló vízmennyiség és az adott terület éghajlati sajátosságai.
A rendszer ráadásul nemcsak hűtésre használható. Junjie Yu, a Manchesteri Egyetem PhD-kutatója szerint az esővíztartályok a hirtelen lezúduló csapadék okozta városi vízelvezetési problémákat is enyhíthetik. A megoldás így egyszerre jelenthet természetalapú választ a hőségre és a szélsőséges csapadék okozta kihívásokra.
Miért nem elég, ha egyszerűen egyre több légkondit használunk?
A légkondicionálók elterjedése logikus válasz az egyre forróbb nyarakra, ugyanakkor hosszú távon újabb problémákat is generálhat. A Nemzetközi Energiaügynökség (IEA) becslése szerint a helyiségek hűtése – amelybe elsősorban a légkondicionálás, de a ventilátorok használata is beletartozik – 2022-ben mintegy 2100 terawattóra villamos energiát igényelt. Ez a világ teljes éves villamosenergia-fogyasztásának körülbelül 7 százaléka volt.
A szakértők arra számítanak, hogy a légkondicionáló berendezések száma a következő évtizedekben tovább növekedhet. Egyes előrejelzések szerint akár háromszorosára is nőhet a telepített készülékek száma, ami világszerte mintegy 5,5 milliárd légkondicionálót jelenthet. Ez különösen Európában jelenthet problémát, ahol a nyári hőhullámok idején már most is jelentős terhelés nehezedik az energiahálózatokra.
Elméletileg a légkondicionálás egyre nagyobb részét lehetne megújuló energiából, például napenergiából fedezni. A készülékek működésével kapcsolatban azonban a hűtőközegek használata is komoly környezeti kérdéseket vet fel. Egyes fluorozott gázok ugyanis rendkívül erős üvegházhatású gázok, amelyek a szén-dioxidnál nagyságrendekkel nagyobb mértékben járulhatnak hozzá a légkör felmelegedéséhez.
Az Európai Unió és az Egyesült Királyság ezért fokozatosan igyekszik visszaszorítani ezek használatát, és olyan természetes hűtőközegek felé mozdul, mint például a szén-dioxid vagy egyes szénhidrogének. Utóbbiak alkalmazása azonban technológiai és biztonsági kihívásokat is jelenthet.
A légkondi paradoxona: bent hűt, kint tovább melegít
A légkondicionálás problémája nem merül ki az energiafogyasztásban. Maga a működés is hozzájárulhat a városi hősziget-hatás erősödéséhez. A berendezések ugyanis a beltérből kivont hőt a kültérbe juttatják. Ha egy sűrűn beépített városban egyszerre több ezer vagy akár több százezer légkondicionáló működik, jelentős mennyiségű többlethő kerülhet a környezetbe.
A városi hősziget-hatás során az aszfalt, a beton és az épületek napközben nagy mennyiségű hőt nyelnek el, majd ezt éjszaka fokozatosan visszasugározzák. A magas épületek és a sűrű beépítés pedig akadályozhatják a levegő megfelelő áramlását. Ez az egyik oka annak, hogy a nagyvárosokban gyakran még éjszaka is magasabb a hőmérséklet, mint a környező vidéki területeken.
Nemcsak az esővíz, a „hűvös tetők” is segíthetnek
A tetők hűtésének nem az esővíz az egyetlen lehetséges módja. Egy 2024-ben publikált brit kutatás azt vizsgálta, milyen hatása lenne annak, ha Londonban nagy számban alkalmaznának úgynevezett „cool roof”, vagyis hűvös tetőket. Ezeket a tetőfelületeket fehér vagy más fényvisszaverő színnel alakítják ki annak érdekében, hogy a napsugárzás nagyobb részét visszaverjék, és ezáltal kevésbé melegedjenek fel.
A University College London és az Exeteri Egyetem kutatói a 2018-as nyári időszakot vizsgálták, amely London egyik legforróbb nyara volt. Június és augusztus között az átlaghőmérséklet 19,2 Celsius-fok volt, ami mintegy 1,6 fokkal haladta meg az adott időszak megszokott értékét. A modellezés szerint, ha a „hűvös tetőket” széles körben alkalmazták volna Londonban, a város átlagos hőmérséklete mintegy 0,8 Celsius-fokkal lehetett volna alacsonyabb.
Dr. Charles Simpson, az UCL Bartlett School of Environment, Energy & Resources kutatója szerint a széles körű alkalmazás jelentősen mérsékelheti a talajszinten érzékelhető városi levegőhőmérsékletet. A hűvösebb városi környezet pedig nemcsak komfortosabb lehet, hanem egészségügyi szempontból is fontos: a mérsékeltebb hőterhelés hozzájárulhat a hőhullámokhoz kapcsolódó megbetegedések és halálesetek számának csökkentéséhez.
A jövő városaiban a víz és a zöldfelület is szerepet kaphat a hűtésben
A tetőkről gyűjtött esővíz, a fényvisszaverő tetők, a zöldtetők és a növényzet egyaránt azt mutatják, hogy a városok hűtését nem feltétlenül kizárólag gépi berendezésekkel kell megoldani. A természetes és mesterséges megoldások kombinációja egyszerre csökkentheti az energiafelhasználást, enyhítheti a városi hősziget-hatást és javíthatja a csapadékvíz kezelését.
A Manchesteri Egyetem kutatása pedig arra hívja fel a figyelmet, hogy az esővíz nem feltétlenül hulladék, amelyet minél gyorsabban el kell vezetni a városból. Megfelelő tárolással és intelligens felhasználással akár a nyári hőség elleni védekezés egyik eszközévé is válhat.
Ahogy a hőhullámok egyre gyakoribbá válnak, valószínűleg egyre kevésbé lesz elegendő egyszerűen több légkondicionálót felszerelni. A városoknak azt is meg kell tanulniuk, hogyan használják fel okosabban a rendelkezésükre álló vizet, növényzetet, épületeket és energiaforrásokat.
Lehet, hogy a jövő egyik legfontosabb városi hűtőrendszere nem egy újabb gép lesz, hanem egy jól megtervezett tető, egy esővíztartály és néhány okosan elhelyezett vízpermetező.
