Zbieranie deszczówki z dachów i jej przemyślane wykorzystywanie do chłodzenia może być praktycznym sposobem na ograniczenie zużycia energii i obniżenie temperatur w miastach.
Deszczówka z dachów może okazać się tajną bronią w walce z ekstremalnymi upałami po wyjątkowo upalnym lecie w Europie.
REKLAMA
REKLAMA
Nowe badanie przeprowadzone na University of Manchester w Wielkiej Brytanii opracowało model systemu, który gromadzi deszczówkę zbieraną z dachów i w czasie upalnej pogody automatycznie zrasza nią budynki.
Badanie opublikowane w czasopiśmie naukowym Earth’s Future (źródło w Angielski) wykazało, że chłodniejsze dachy przekazują do wnętrz mniej ciepła. Zmniejsza to zapotrzebowanie na klimatyzację, a tym samym ogranicza zużycie energii potrzebnej do chłodzenia.
Mniej klimatyzacji oznacza też mniej ciepła odpadowego wypuszczanego do miasta. Zdaniem badaczy te efekty razem mogłyby obniżyć temperatury w miastach, zmniejszyć liczbę dni z falami upałów i łagodzić ich intensywność.
Dachy mogą być „strategicznym chłodzeniem” dla miast
Badanie, w którym jako studium przypadku posłużyło Tokio, pokazuje, że kluczowy był moment włączenia zraszaczy – na przykład wtedy, gdy dach osiągał określoną temperaturę. Miał on większe znaczenie niż pojemność zbiornika czy ilość użytej wody.
Wyniki pokazały też, że większy nie zawsze znaczy lepszy. Bardzo duże zbiorniki przynosiły jedynie „niewielkie dodatkowe spadki” zużycia energii i ekstremalnego gorąca, a dolewanie kolejnych porcji wody nie zawsze dawało większy efekt chłodzenia, ponieważ część wody pozostawała na dachu zamiast odparować.
„Miasta na całym świecie zmagają się z rosnącymi wyzwaniami związanymi z ekstremalnym upałem” – mówi główny autor badania, dr Zhonghua Zheng z University of Manchester.
„Klimatyzacja może chronić ludzi i zapewniać komfort, ale jednocześnie zużywa ogromne ilości energii i oddaje dodatkowe ciepło do środowiska miejskiego. Nasze badanie pokazuje, że zbieranie deszczówki z dachów i strategiczne wykorzystywanie jej do chłodzenia może być praktycznym sposobem na ograniczenie zarówno zapotrzebowania na energię, jak i temperatur w miastach”.
Dr Zheng dodaje, że korzyści z wykorzystania deszczówki z dachów są „jeszcze większe w najgorętszych latach”, co sugeruje, że wraz z postępującym ociepleniem klimatu ta metoda będzie nabierać znaczenia.
Badanie może pomóc władzom lokalnym i urbanistom ocenić, jak systemy chłodzenia oparte na deszczówce mogłyby działać w ich regionach, z uwzględnieniem kwestii praktycznych, takich jak koszty i dostępność wody.
„Zbiornik na deszczówkę daje także dodatkową korzyść, ograniczając skrajne miejskie spływy wód opadowych” – mówi doktorant z University of Manchester, Junjie Yu.
„To podejście jest przykładem ‘naturalnego rozwiązania naturalnych wyzwań’, w którym deszczówka jako zasób naturalny pomaga łagodzić zarówno stres cieplny, jak i skrajne zjawiska hydrologiczne”.
Dlaczego klimatyzacja nie jest najlepszym sposobem walki z upałami
Międzynarodowa Agencja Energetyczna (IEA (źródło w Angielski)) szacuje, że chłodzenie pomieszczeń – głównie za pomocą klimatyzacji, ale także wentylatorów – zużyło w 2022 roku ok. 2100 terawatogodzin (TWh) energii. To około 7 proc. całkowitego zużycia energii elektrycznej na świecie w tym roku.
Eksperci ostrzegają, że liczba jednostek klimatyzacyjnych może w ciągu najbliższych trzech dekad potroić się, osiągając aż 5,5 mld instalacji, gdy ekstremalne upały staną się „nową normalnością”.
Budzi to obawy, że rosnący popyt dodatkowo obciąży już teraz nadwyrężone europejskie sieci energetyczne i wywinduje emisje gazów cieplarnianych.
Nawet jeśli klimatyzacja byłaby teoretycznie zasilana czystą energią, na przykład z paneli słonecznych, pozostają obawy związane z użyciem czynników chłodniczych, takich jak hydrofluorowęglowodory (HFC) i hydrochlorofluorowęglowodory (HCFC). To silne gazy cieplarniane, które zatrzymują w atmosferze tysiące razy więcej ciepła niż CO2.
UE i Wielka Brytania aktywnie wycofują gazy fluorowane na rzecz naturalnych czynników chłodniczych, takich jak węglowodory (np. propan) i CO2, które są znacznie mniej szkodliwe dla klimatu – jednak łatwopalność propanu utrudnia montaż takich instalacji.
Sam proces odbierania ciepła z wnętrza domu i wyrzucania go na zewnątrz przyczynia się ponadto do powstawania miejskich wysp ciepła. To zjawisko, w którym ciepło uwięzione między wysoką zabudową jest pochłaniane przez rozległe połacie asfaltu i betonu w miastach, a następnie oddawane do powietrza.
Dlatego duże miasta doświadczają silniejszego stresu cieplnego i wyższych temperatur maksymalnych niż okoliczne tereny wiejskie.
Jak „chłodne dachy” mogą pomóc w walce z falami upałów
Badanie z 2024 roku przeprowadzone przez UCL i University of Exeter przeanalizowało, jaki efekt chłodzący na temperaturę powietrza w Londynie między czerwcem a sierpniem 2018 roku mogłyby mieć dachy pomalowane na biało lub inne kolory odbijające promieniowanie (tzw. „chłodne dachy”).
Było to jedno z najgorętszych latem w historii miasta. Średnia temperatura w tamtym trzymiesięcznym okresie wyniosła 19,2°C – około 1,6°C więcej niż wynosi średnia dla tej pory roku.
Z opracowania wynika, że gdyby chłodne dachy były szeroko zastosowane w całym Londynie, średnia temperatura w mieście mogłaby spaść o około 0,8°C.
„Jeśli zostaną szeroko wprowadzone, chłodne dachy mogą znacząco obniżyć temperaturę powietrza przy powierzchni ziemi w mieście” – mówi główny autor badania, dr Charles Simpson z UCL Bartlett School Environment, Energy & Resources.
„Taki efekt chłodzenia w całym mieście ratowałby życie i poprawiał jakość życia mieszkańców całej aglomeracji”.