2019. július–augusztus: jegyzet, Nemzeti Agykutatási Program, agykutatás, portré, tudomány, biológia, disszemináció, öntészet, innováció, építés, geológia, környezetvédelem, zöldkörnyezet, urbanisztika, biztonságtechnika, it

Égető probléma – a városi hőszigetek

A beton, a panel, a tégla vagy a bitumen a természetes felszínekkel ellentétben sokkal jobban tartja a meleget, emiatt valóságos hőcsapda alakul ki a nagy­városok egyes területein nemcsak a kánikulában, de még a téli hónapokban is. Az úgynevezett hőszigetek elleni legjobb védekezést a kiterjedt parkok, fasorok és egyéb zöldfelületek mellett más természetes építőanyagok jelentik.


A közel két évszázada folytatott mérések egyértelműen bizonyítják: a városok mikroklímája melegebb, mint a környezeté. Luke Howard angol kémikus, amatőr meteorológus már 1833-ban felismerte és kutatta a hőszigethatást (Urban Heat Island, UHI), és egyebek között arra a következtetésre jutott, hogy a nagyvárosok nyári hőmérséklete több fokkal magasabb a természetes értéknél, az épületek kisugárzása miatt pedig késő estébe nyúlik a túlmelegedés ideje. Ezek a megállapítások annak ismeretében igazán riasztóak, hogy a Föld jelenlegi 7,4 milliárd fős lakosságának már több mint fele városokban él. Érdekesség, hogy alig több mint száz évvel ezelőtt ez az arány mindössze 15 százalék volt, és az urbanizáció üteméért a Világbank becslése szerint elsősorban az alacsony és közepes fejlettségű országok felelnek. Az urbanizáció környezetterhelő hatása régóta ismert, éppen ezért a környezeti károk mérséklése érdekében a fejlett országok tudatos településfejlesztési stratégiát dolgoznak ki, és bár egyre hatékonyabb hulladékgazdálkodási és energiahatékonysági programok vannak, maga a folyamat meg­állíthatatlan. A városok népessége szüntelenül növekszik, ráadásul az agglomerációban fokozatosan csökkennek a mezőgazdasági területek, erdők, mezők tűnnek el, helyettük ipari parkok épülnek.

Az egészségre is ártalmas

Amikor mesterséges felszíneket hozunk létre és megváltoztatjuk a zöldterületek arányát, akkor nemcsak a terület érdessége és anyaga változik meg radikálisan, hanem a természetes klímát is módosítjuk. A mesterséges építőanyagok hővisszaverő képessége alacsony, elnyelik a Nap által sugárzott hőt, majd visszabocsátják a környezetbe – ezzel további hőmérséklet-emelkedést okoznak. De a szélcsatornák mesterséges korlátozása, a csatornázottság miatt radikálisan csökken a párolgás mint hőleadási forma; télen a fűtéssel, nyáron meg a hűtéssel a légtérbe kerülő hőtöbblet tovább emeli a bel­városokban hőmérsékletet. Nem is kicsit! A hőmérséklet-emelkedés mértéke függ a napszaktól, évszaktól, az aktuális időjárási helyzettől, a szélviszonyoktól, a beépítettség mértékétől és a felszín anyagától. És nem utolsósorban a geometria is erősen befolyásoló tényező: a toronyépületek például megsokszorozzák azt a felszínt, amelyen a fényszóródás és elnyelés történik, így még hatékonyabbá válik a besugárzás. Ezt nevezik az úgynevezett kanyon-effektusnak.

A nagyvárosok nyári hőmérséklete több fokkal magasabb a természetes értéknél, a hősziget a késő esti és éjszakai órákban és szélcsendes időben fejti ki legerősebben a hatását. Kánikulában a betonfalakból áradó hő miatt a levegő éjszaka sem tud kellőképpen lehűlni és felfrissülni. Ez a folyamat nemcsak a városlakók termikus komfortérzetét befolyásolja, de komoly hatással van a teljesítőképességre és az egészségi állapotra is.

A felmérések szerint a növényborítással fedett területeken átlagosan akár 2,5 Celsius-fokkal is alacsonyabb lehet a hőmérséklet, de időszakosan – egyes extrém esetekben – több mint tízfokos különbségek is kialakulhatnak a hőszigetek és a külvárosi területek között. A hétköznapokban egyre gyakrabban tapasztaljuk, hogy az aszfaltfelszín a kánikulában 60-70 fokos is lehet, ami az emberi szervezet számára hosszabb távon már-már el­viselhetet­len. Szakértők szerint a városi hőszigetek hozzájárulhattak az elmúlt pár évtizedben tapasztalt szárazföldi felszíni hőmérséklet növekedéséhez. Éppen ezért több nagy kutatóintézet is vizsgálja a hőszigeteffektust, valamint annak rövid és hosszú távú követ­kez­mé­nyeit a különböző méretű és népességű városokban. A Tennessee Egyetem kutatói által készített egyik tanulmány szerint a hőszigetek hatása különösen akkor aggasztó, ha egyébként is meleg a levegő, nincs felhő és nem fúj a szél, a Nap sugarai meg derékszöghöz közeli helyzetben érik a felszínt. Ez pedig napjainkban – a klímaváltozás hatására – mind gyakrabban előforduló jelenség.

Nem biztató nyárkezdet
Az idei június volt a valaha mért legmelegebb június világszerte, elsősorban az európai hőhullám miatt, amely a globális felmelegedés miatt várhatóan ismétlődni fog. Az Európai Unió Copernicus klímaváltozást vizsgáló szolgálatának (Copernicus Climate Change Service, C3S) adatai szerint júniusban 0,1 Celsius-fokkal haladta meg a hőmérséklet az előző, 2016-ban mért legmagasabb júniusi csúcs­hőmér­sékletet. Európában volt a legmelegebb, a hőmérő higanyszála mintegy 2 Celsius-fokkal kúszott a megszokott érték fölé. Június utol­só hetében a Szaharából érkező hőhullám miatt több európai országban megdőltek a melegrekordok. A hőmérséklet 10 Celsius-fokkal haladta meg az évszaknak megfelelő értékeket Német­országban, Spanyolország és Olaszország északi részén, valamint Francia­ország­ban, ahol a hőmérséklet 45,9 Celsius-fokos abszolút rekordot ért el. A műholdas, illetve a történelmi adatokat össze­hasonlítva a C3S kutatói úgy becsülték, hogy a júniusi európai hőmérséklet 3 Celsius-fokkal volt magasabb az 1850–1900 közötti átlagnál. „A megfigyelések azt mutatják, hogy a hasonló rendszeres hőhullámok egy évszázaddal ezelőtt 4 Celsius-fokkal alacso­nyab­bak lehettek” – olvasható a szélsőséges időjárási jelenségek és a klímaváltozás összefüggéseit vizsgáló World Weather Attribution projekt jelentésében. A Meteorológiai Világszervezet szerint 2019 lehet az egyik legmelegebb év, amióta regisztrálják a méréseket, és a 2015–2019-es időszak a legmelegebb ötéves periódus.

A hősziget a késő esti és éjszakai órákban és szélcsendes időben fejti ki legerősebben a hatását. Egy forró nyár közepén például végzetes lehet a jelenség, hiszen a betonfalakból áradó hő miatt a levegő éjszaka sem tud kellőképpen lehűlni és felfrissülni. Ez a folyamat nemcsak a városlakók termikus komfortérzetét befolyásolja, de komoly hatással van a teljesítőképességre és az egészségi állapotra is. A tartósan meleg idő rendkívüli mértékben megterheli a szervezetet: szédüléssel és erőteljes folyadékvesztéssel jár, hőháztartásunk felborulhat, aminek könnyen kiszáradás, hőguta lehet a vége. Extrémebb viszonyok között a 20 Celsius-foknál melegebb, úgynevezett trópusi éjszakák száma egyre nőhet, ilyenkor ugrásszerűen megnő a halálozás, különösen a 75 év fölötti korosztályban. Ám nem csupán az idősek vannak veszélyben, hanem a szív- és érrendszeri betegséggel küzdők is. És hogy egy további következményről is szó essék: fülledt időben nő a légkondicionáló berendezések iránti igény, emiatt aztán az ötödével is megugorhat a háztartások energiafogyasztása. Szakértők megállapították, hogy közel négyszer annyi energia kell egy lakás hűtéséhez, mint a fűtéséhez, ráadásul a karbantartásra, tisztításra is költeni kell. Emellett a szén-dioxid-kibocsátást is növelő megoldás erősen melegíti a környezetet, tovább fokozva a hősziget­hatást. A hőszigetek nemcsak a nyári hónapokban fejtik ki hatásukat, télen azonban akad olyan következménye is, melynek akár örülni is lehet: ritkábban alakul ki köd, vagy gyorsabban elolvad a hó.

Van megoldás

Kézenfekvő megoldás, hogy minél több természetes anyag legyen a városokban. A zöld, erdős, fás területek megtörik a hőszigeteket, azaz csökkentik a hőmérsékletet, az egyes fafajokat azonban úgy kell kiválasztani, hogy elviseljék a nagy hőt és a kevés felvehető vízmennyiséget, valamint a lehető legkellemesebb környezetet biztosítsák a lakosságnak. Európában már vannak olyan országok, ahol csak klímaterv vagy szakértői vélemény alapján lehet közterületeket kialakítani. A Wisconsin–Madison Egyetem kutatói új tanulmányukban arra hívták fel a figyelmet, hogy egy városi háztömb áthatolhatatlan felületét legalább 40 százalékosan kell az ott lévő fák ágainak és leveleinek beárnyékolniuk, hogy hőmérséklet-különbség mutatkozzon. Néhány fa talán elég ahhoz, hogy ne izzadjunk annyira, mint ha a tűző napon lennénk, de az igazi, 3-4 fokkal hűvösebb hőmérséklethez legalább a háztömb felületének 40 százalékát kell a fák ágainak és leveleinek beárnyékolniuk. A fák ugyanis párologtatnak, vízgőzöket képeznek, amikor abszorbeálják a szén-dioxidot, ami hozzájárul a hűtő hatásukhoz.

Az is segít, ha minél több természetes anyag van a városokban. A zöld, erdős, fás területek hűsítik a hőmérsékletet, azonban egy városi háztömb áthatolhatatlan felületét legalább 40 százalékosan kell az ott lévő fák ágai­­nak és leveleinek beárnyékolniuk, hogy 3-4 fok hőmérséklet-különbség mutatkozzon. Jó megoldás a lapos tetős házak tetejének zöldítése, de a fehér tetők is nagyban segítenék a városi hőszigeteffektus csökkentését.

Magánkezdeményezések is segíthetnek a zöldfelületek növelésében. A közös­ségi kertek meg­honosításá­nak ötlete már önmagában is innovatív kezdeményezés, hiszen a belvárosok közepén ad könnyedén követhető példát a környezet­tudatos és fenn­tartható életmódra, és hívja fel a figyelmet az erre vonatkozó szemléletváltás szükségességére. Ráadásul közösség­teremtő erejük és nevelő funkciójuk mellett friss zöldséggel, gyümölccsel, fűszer­növénnyel látják el az őket gondozó városlakókat. Ugyancsak jó megoldás lenne a lapos tetős házak tetejének lehető legegyszerűbb zöldítése, vagy ha a nagy­vállala­tok bezöldíte­nék telep­helyeiken az épületek tetejét, ahogyan azt némely cégek már el is kezdték.

Hol forró Budapest?
A domborzat, a légáramlási viszonyok, a felszíni vizek párolgása egyaránt befolyásolják Budapest klímáját; a Duna például jókora hűsítő sávként hömpölyög végig a városon. A főváros legmelegebb területei a Józsefvárosi pályaudvar környékén, a Nyugati és a Keleti pályaudvaron, a Corvinus Egyetemen, a csepeli ipar­területen, valamint Óbuda ipari zónájában, a Bécsi út és a vasút között találhatók. Az ellenpólust pedig a budai erdők, a hegyvidéki villanegyed, a Gellérthegy, a közparkok és a temetők jelentik. Fontos megjegyezni, hogy a tapasztalatok szerint még a legnagyobb park is legfeljebb néhány tízméternyi távolságra, maximum egy saroknyira képes mérsékelni környezete hőmérsékletét. A Városliget belvárosi szélén már egy utcával beljebb jóval forróbb a hőmérséklet, az újlipótvárosi Szent István park is képtelen lehűteni közvetlen környezetét. Érzékelhető változást a Belvárosban nem egy-két nagyobb közpark létesítésével lehetne elérni, hanem sok, egyenletesen eloszló, kisebb zöld­felülettel. Érdekesség, hogy míg a Nyugati pályaudvar és a Ferenc Ferdinánd híd a város legforróbb területei közé tartozik, addig a Westend bevásárlóközpont tetején kialakított tetőkert hűvös pontként látható Budapest felszíni hőmérsékleti térképén.

Amerikában az évtized elején komoly kutatások indultak a nagy­városok mikroklímájának visszaállításáért. Egy New York-i program a háztetők kifehérítését célozta meg. Kutatások szerint ugyanis a fehér tetők építése nagymértékben segíti a városi hőszigeteffektus csökkentését. Egy rendkívül forró nyári napon a fehér tetők több mint 5 Celsius-fokkal hűvösebbek voltak, mint a hagyományos fekete színűek, ahol 76 Celsius-fokot mértek. A városokban a lapos tetők a vízszigetelésükhöz használt szurok miatt feketék, mert ez az anyag képlékeny, és jobban idomul a tetők geometriájához.

Előnyös természetes építőanyagok használata burkolatként, például az egyedülállóan kedvező hőtani tulajdonságú világos mészköveké, amelyek a napsugárzás hőjének túlnyomó részét visszaverik, így a hő kánikula idején sem akkumulálódik bennük. Más anyagokkal ellentétben a fehér mészkő sohasem lesz melegebb a levegő hőmérsékleténél, így kellemes, jól élhető környezetet biztosít a szélsőségesen meleg időszakokban is.

Jó megoldást jelenthet a természetes építőanyagok használata. A vilá­gos mészköveknek például egyedülállóan kedvezőek a hőtani tulajdonságaik, a belőlük készült burkolatok, legyenek azok akár tér- vagy épületburkolatok, a napsugárzás hőjének túlnyomó részét visszaverik, ami a gyakorlatban azt is jelenti, hogy a hő kánikula idején sem akkumulálódik bennük. Szemben más anyagokkal, a fehér mészkő sohasem lesz melegebb a levegő hőmérsékleténél, így kellemes, jól élhető környezetet biztosít a szélső­ségesen meleg időszakokban is. Nem véletlen, hogy a közterek, sétányok, köz­épületek, lakóházak, üdülők, teraszok, pergolák leg­kedveltebb burkolatát hagyományosan a világos mészkő adja azokban a mediterrán országokban, amelyek a kiváló minőségű, világos, a hazai süt­tői travertin-mészkőhöz hasonló kővagyonnal rendelkeznek.
Meglepő eredmény, de az utcabútor faburkolata akár 20 fokkal is forróbb lehet, mint a süttői mészkőé, és aki egyszer már sétált világos mészkőből kirakott sétányon, tudhatja, mekkora a különbség kő és beton, sőt kő és kő között (ábra).Hiszen a legforróbb nyári napokon is látni mezítláb sétálókat ezeken a sétányokon.

Idén június 13-án, a déli órákban a bu­da­pesti Kossuth tér kör­nyékén lézeres táv­hőmérővel mért burkolatok hőmérséklete, amikor a levegő 34 °C-os volt.

Visszatérve a mediterrán országokra: a vastag, meszelt falú, pergolás-spalettás házak nem véletlenül terjedtek el. A helyi népi építészetben számos példa van a szigeteletlen fa és a nehézszerkezet kombinálására, az ott élők hosszú ideje ezekkel a megoldásokkal védekeznek a nyári hőség ellen.

Szükségünk is lesz ezekre a megoldásokra, mert a nem is annyira távoli jövőben – 2050-ben – becslések szerint a Föld lakóinak a száma eléri a 9,8 milliárdot, és a lakosság kétharmada városokban és azok agglomerációiban él majd. Vajon hány fokban?•

 
2019. október – Közlekedésfejlesztési különszám

2019. október – Közlekedésfejlesztési különszám

Hírlevél feliratkozás

Innotéka