Efektywność energetyczna budynków a miejskie wyspy ciepła

Słowa kluczowe: miejska wyspa ciepła, efektywność energetyczna, ogrzewanie, klimatyzacja

Wprowadzenie

Od pewnego czasu na wielu zurbanizowanych terenach występuje zjawisko meteorologiczne polegające na tym, że temperatury powietrza w miastach są nieznacznie wyższe od tych, występujących na terenach przyległych i na przedmieściach. Ta różnica temperatur jest największa kilka godzin po zachodzie słońca i może wynosić nawet około 10 st. C. Zazwyczaj jednak dysproporcja jest nieco mniejsza. Taka rozbieżność nazywana jest efektem miejskiej wyspy ciepła. Powstawanie takich wysp jest skutkiem przeprowadzanej powszechnej urbanizacji, która oznacza modyfikowanie środowiska przyrodniczego przez świadomą działalność ludzi i coraz większe zabudowywanie go.

W wyniku postępowania procesów urbanistycznych taka przekształcanie środowiska zaczyna dotyczyć znacznych obszarów zieleni i obejmuje coraz większą, skupioną przestrzeń. Ponieważ w miastach żyje około połowa ludzkości, przewiduje się ponadto, że do 2030 roku tam będzie zamieszkiwać około 70% ludności świata, konsekwencje takiej urbanizacji i przenoszenia się ludzi do miast stają się coraz poważniejsze. Ludzie migrują z terenów wiejskich na obszary dużych aglomeracji i metropolii. Dlatego też problemy związane z zamieszkiwaniem w miastach i na przedmieściach coraz większego odsetka ludzi na świecie będzie dotyczyć coraz większej liczby ludności. Zjawisko takiej migracji szczególnie jest widoczne w krajach azjatyckich.

Energochłonność budynków

Co to znaczy zużycie ciepła np. przez budynki? Mniej więcej to, że część ciepła znajdującego się wewnątrz budynku poprzez niedoskonałość i nieszczelności izolacji cieplnej wydostaje się na zewnątrz, podwyższając temperaturę otoczenia.

A co to są energochłonne urządzenia? Zasadniczo takie sprzęty, które w większym stopniu, niż energooszczędne nagrzewają się, ponieważ część pobieranej energii elektrycznej przetwarzają na ciepło, które oddają do otoczenia. Zatem energochłonna żarówka 15% dostarczonej energii elektrycznej zużywa "na świecenie", natomiast pozostałą część oddaje do otoczenia ogrzewając powietrze. Podobnie energochłonne pralka, lodówka, telewizor, nie marnują energii, bo ta nie znika, tylko oddają ją do otoczenia w postaci ciepła. W sezonie zimowym oddawanie ciepła może być korzystne, natomiast w upalne, letnie dni- niekoniecznie.

Pomimo ocieplania budynków i stosowania materiałów stanowiących bardzo dobrą izolację cieplną i tak część ciepła wydostaje się na zewnątrz.

Warto podkreślić, że na zapotrzebowanie na ciepło budynku mają wpływ również czynniki tzw. nieenergetyczne:
• kolor (biały odbija światło, czarny - pochłania światło i nagrzewa się) ścian i dachów,
• posadowienie budynku (dom zbudowany na szczycie będzie miał większe zapotrzebowanie na ogrzewanie niż dom zlokalizowany w dolinie),
• sąsiedztwo budynku, np. lokalizacja w zamkniętej lub otwartej przestrzeni (sąsiadująca gęsta zabudowa spowalnia lub całkowicie hamuje wiatry, co powoduje, że w sąsiedztwie budynku gromadzi się cieplejsze, ale również bardziej zanieczyszczone powietrze), inne zatem będzie zapotrzebowanie na ciepło budynku, znajdującego się w szczerym polu, a inne takiego, pośród gęstej zabudowy,
• ustawienie względem głównych kierunków geograficznych. Głownie chodzi o wpływ nasłonecznienia i wiatrów na zapotrzebowanie na energię elektryczną i ciepło. Jest różnica, czy budynek od strony słonecznej, południowej i zachodniej będzie miał okna, czy murowaną ścianę. W Polsce dawniej dominowały wiatry zachodnie, obecnie coraz częściej występują wiatry z południa i ze wschodu. W różnych częściach Polski mogą dominować wiatry z innego kierunku. Przykładowo inaczej będzie w budynku na przedmieściach, jeżeli typowo będą wiały wiatry z kierunku spoza miasta, a inaczej, kiedy wiatr przyniesie cieplejsze, ale również bardziej zanieczyszczone powietrze wywiane z miasta. Budynek i ulice mogą być usytuowane zgodnie z kierunkiem wiatru, wtedy wiatr wywiewałby uliczne zanieczyszczenia, wywiewałby również ciepło z domu.

Dla wielu ludzi nie lada wyzwaniem jest ogrzanie własnego domu do temperatury zapewniającej komfort cieplny. Samoistnie, w miesiącach zimowych, temperatura wewnątrz pomieszczeń obniża się, ponieważ pomimo zapewnienia odpowiedniej izolacyjności budynku, część ciepła przedostaje się do otoczenia. Można zatem powiedzieć, że niedoskonała izolacja powoduje, że mieszkaniec niejako płaci za nieznaczne ogrzewanie bezpośredniego otoczenia domu. Jest to złożony problem, ponieważ:
• odbiorca musi płacić za ogrzewanie więcej, niż płaciłby wtedy, gdyby zapewniona była bardzo dobra izolacyjność domu lub mieszkania,
• w skali globalnej około miliard ogrzewanych domów, które będą oddawać ciepło do otoczenia, nie może nie mieć wpływu na podnoszenie średniej temperatury powietrza na Ziemi. Niewątpliwie to ciepło ma swój udział w powstawaniu efektu cieplarnianego [6].

Oczywiście naukowcy zastanawiają się nad tym, w jaki sposób i w jakim stopniu miejskie wyspy ciepła przyczyniają się do ostatnio występujących zmian klimatycznych i do globalnego ocieplenia klimatu, które obejmują stopniowe podnoszenie średniej rocznej temperatury na Ziemi.
Można powiedzieć, że większa izolacyjność cieplna budynków przekłada się zarówno na korzyści mieszkańców, jak również i klimatu całej planety.

Zjawisko powstawania wysp ciepła

Miejska wyspa ciepła UHI (ang. Urban Heat Island) jest to zjawisko meteorologiczne polegające na występowaniu wyższej temperatury powietrza i otoczenia w aglomeracjach miejskich niż w otaczających je okolicznych terenach wiejskich. Zjawisko to pierwszy raz zostało zbadane i opisane przez Luke'a Howarda w 1810 r. Równice temperatur występują za dnia, jednak najbardziej widoczne są późnym wieczorem, szczególnie w okresie zimowym.

Głównymi przyczynami występowania takiej różnicy temperatur są [2]:
• modyfikacja terenu, w szczególności urbanizacja, czyli zabudowywanie go. Powierzchnie naturalne są składają się z porastającej ją roślinności i gleb zatrzymujących wilgoć. Stosunkowo duża część promieniowania słonecznego powoduje parowanie wilgoci z gleb, uwalnianie pary wodnej i w wyniku tego absorbcję części ciepła. Parowanie występuje wtedy, gdy ciecz zmienia się w gaz. Roślinność pochłania z gleby wodę, która następnie paruje z niej, w ten sposób następuje chłodzenie. Budynki i drogi zostają zabudowane materiałami wodoodpornymi, nieodbijającymi promieniowania słonecznego, tylko je pochłaniającymi, które dalej jest uwalniane w postaci ciepła. Dodatkowo wąskie rozmieszczenie budynków wzdłuż ulic miasta tworzy kaniony miejskie, które hamują ucieczkę i odprowadzanie odbitego promieniowania od większości trójwymiarowej powierzchni miejskiej do przestrzeni na zewnątrz. Ciepło pochłaniają nie tylko powierzchnie poziome, ale również i pionowe ściany. Dlatego też mówi się o pochłanianiu ciepła przez trójwymiarowe powierzchnie. Z tego płynie wniosek, że to nie klimat lokalny, tylko działalność człowieka powodują występowanie wyższych temperatur otoczenia w miastach, niż w otaczającym je terenie,
• emisja ciepła odpadowego z instalacji klimatyzacyjnych i chłodniczych, a także z procesów przemysłowych i zmotoryzowanego ruchu kołowego (czyli tzw. ciepła antropogenicznego),
• zwiększanie się populacji i rozwój miast, co przekłada się na zagęszczanie zabudowy, stawianie wyższych budynków, rozszerzenie zabudowanego obszaru i podnoszenie się średniej temperatury w wyniku emitowania większych ilości ciepła przez ludzi, domy, fabryki i samochody oraz trudności w odprowadzeniu tego ciepła poza obszar miejski,
• deficyt wilgoci wynikający z małej przepuszczalności terenu, małej jego wilgotności i odprowadzania wody deszczowej poza teren centrum miasta. W miastach wilgoć instalacjami kanalizacyjnymi lub rurociągami z wodą deszczową odprowadzane są poza centrum miasta, dlatego ilość wody, mogąca tam parować, jest mocno ograniczona,
• utrudnioną wymianę powietrza przez zabudowę miejską - niedrożność zabudowanych powierzchni do przepływu tam wiejskiego powietrza. W miastach wiatr, który mógłby sprzyjać w odprowadzaniu ciepła napotyka na więcej przeszkód niż na terenach zielonych. Dlatego też można powiedzieć, że ciepło zostaje uwięzione na nagrzanej powierzchni.
Większa ilość ciepła w miastach bierze się z kilku przyczyn:
• zabudowa miejsca, gęsta, z betonu i asfaltu szybciej jest nagrzewana przez promienie słoneczne i nie odbija promieniowania słonecznego, tylko nagrzewa się i dalej emituje ciepło do otoczenia. Przedmioty mogą pochłaniać promieniowanie słoneczne lub je odbijać. Przykładowo asfalt słabo odbija promieniowanie słoneczne i w dużym stopniu je pochłania. W miastach wznoszone są budynki o ciemnych ścianach, budowane są asfaltowe drogi, które pochłaniają promieniowanie słoneczne, zamiast odbijać je. Gęsta, skupiona na niewielkim terenie zabudowa (budynki zbudowane są bardzo blisko siebie) nie sprzyja możliwości odprowadzania ciepła,
• duża gęstość zaludnienia (dużo ludzi na małej przestrzeni), więcej ludzi na małej powierzchni to wyższa lub gęstsza zabudowa, więcej samochodów, przekłada się na konieczność ogrzania większych przestrzeni, wyższych pięter i w konsekwencji więcej ciepła emitowanego do otoczenia,
• aktywności miejskie, szczególnie zwiększone wydzielanie ciepła przez samochody, fabryki i budynki przy gęstszej zabudowanie i mniejszych szansach na odprowadzenie tego ciepła poza teren miasta.

Czynniki te sprzyjają mniejszej cyrkulacji powietrza oraz większemu wydzielaniu i zatrzymywaniu ciepła.

Ponieważ w miastach występuje wysoka zabudowa i dodatkowo inżynierowie powodują, że budynki coraz bardziej pną się w górę, ciepło zostaje niejako uwięzione na niższych poziomach. Zatem zaczyna również występować różnica w temperaturach zależnie od wysokości. Ciepło, ale również i zanieczyszczenia zostają niejako uwięzione przez wysoką zabudowę miejską i nie mają jak wydostać się na zewnątrz lub zostać rozproszone i odprowadzone poza miasto. Miejska wyspa ciepła ma pewien zasięg zarówno poziomy, czyli w określonej odległości od miasta występuje podgrzane powietrze, jak również i pionowy.
Miejska wyspa ciepła oddziałuje na tereny przyległe, ponieważ jest wielkim generatorem ciepła, które następnie oddawane jest dalej do sąsiadujących okolic w postaci ciepła odpadowego. Zatem można wprost powiedzieć, że zabudowa miejska, szczególnie wielkomiejska oddziałuje na okoliczne tereny, tworząc choćby własny, specyficzny mikroklimat, charakteryzujący się mniejszą wilgotnością, wyższymi temperaturami i większymi zanieczyszczeniami.
To też pokazuje trudności w pomiarze rozkładu temperatur powietrza przy powierzchni ziemi, ponieważ w okolicach miasta powinno być wiele stacji meteo, aby uzyskać wiarygodny obraz.

Powstawianie i występowanie miejskich wysp ciepła jest to zjawisko dynamiczne.

Wpływ na zdrowie ludzi

Miejska wyspa ciepła jest zjawiskiem występującym powszechnie i może ona mieć znaczący wpływ na zdrowie osób zamieszkujących w takich wyspach, w szczególności jeżeli wystąpi tam fala upałów. Podwyższona temperatura w ciągu dnia, zmniejszenie chłodzenia nocnego, a przy tym wyższe stężenie występujących zanieczyszczeń powietrza związanych z miejską wyspą ciepła mogą wpływać na zdrowie człowieka, przyczyniając się do poczucia ogólnego dyskomfortu, trudności z oddychaniem, skurczy cieplnych i wycieńczenia cieplnego, udaru cieplnego niezakończonego zgonem, a nawet śmiertelności związanej z nadmiarem ciepła [4]. Skurcze cieplne, wycieńczenie cieplne i udar cieplny to trzy następujące po sobie stadia, z których wszystkie są stanami poważnymi. Przy braku interwencji medycznej te dwa pierwsze stadia mogą doprowadzić do udaru cieplnego, który jest stanem najpoważniejszym.
Wyspy ciepła mogą także powodować nasilenie wpływu fali upałów, które występujących w okresach wyjątkowo gorącej pogoda. Populacja osób wrażliwych, takich jak dzieci, osoby starsze, osoby szczególnie podatne oraz przewlekle chore, są szczególnie narażone na takie sytuacje. Upały, lub nagłe i dramatyczne wzrosty temperatury, są szczególnie niebezpieczne i mogą prowadzić do ponadprzeciętnej umieralności [4].

Konsekwencje istnienia wysp ciepła

W miastach nowe budynki charakteryzują się niższym zapotrzebowaniem na ciepło, więc przy dokładnie tych samych parametrach budynku, zapewniają mniejsze emisję zanieczyszczeń i dwutlenku węgla, wynikających z konieczności wytworzenia ciepła. W zimie w miastach, w których w części domów znajdują się piece na węgiel kamienny, wykorzystywany do celów grzewczych, wyższa temperatura powietrza oznacza mniejszą emisyjność zanieczyszczeń. W takim przypadku jest to zjawisko korzystne. To zjawisko przekłada się na konkretne oszczędności energii przeznaczonej w zimie na ogrzewanie pomieszczeń. Większa gęstość zabudowy oraz występowanie wyższych budynków niejako niwelują te korzyści. Dodatkowo te korzyści niejako przekładają się zwiększoną konieczność chłodzenia w lecie.

Wyspa ciepła nawiązuje do pewnej analogii, którą posługują się badacze. Mówi się bowiem o "ciepłej wyspie" otoczonej "chłodnym morzem" (ang. a 'warm island' among the 'cool sea') lub "jeziorem chłodu", reprezentowanym przez niższą temperaturę pobliskiego krajobrazu naturalnego.

Występowanie zjawiska wysp ciepła może wpłynąć na społeczności poprzez:
• występowania znacznie zwiększonego zapotrzebowania na chłód, szczególnie w gorące popołudnia w dni robocze, kiedy biura i domy są uruchomione systemy chłodzenia, oświetlenia i urządzeń, może w konsekwencji przeciążyć istniejące systemy chłodzące oraz także i system elektroenergetycznym oraz oznacza wyższe koszty klimatyzowania,
• zwiększenie letniego szczytowego zapotrzebowania na energię,
• zwiększenie emisji zanieczyszczeń powietrza i gazów cieplarnianych w lecie związanych z koniecznością wytworzenia energii elektrycznej na potrzeby chłodzenia, w wyniku spalania paliw kopalnych i koniecznością wykorzystywania do tego elektrowni szczytowych, które niekiedy charakteryzują się większą emisyjnością (za wyjątkiem szczytowo-pompowych), niż elektrownie zapewniające zasilanie podstawowe,
• zwiększenie odsetka ludzi, u których będą występować choroby i zwiększona śmiertelność, związane z przegrzaniem organizmu w lecie i jakością wody,
• zmniejszenie prawdopodobieństwa wystąpienia zaśnieżonych lub oblodzonych ulic,
• zmniejszenie potrzeb energetycznych budynków na potrzeby ich ogrzania.

Miejskie wyspy ciepła a świadectwa energetyczne budynków

Faktem jest to, że temperatura w miastach jest wyższa niż poza miastem, różnicę tę widać szczególnie nocą. Ponieważ temperatura powietrza w miesiącach zimowych w miastach może przekraczać nawet o 10 st. C temperaturę poza miastami, można zastanowić się, czy świadectwa efektywności energetycznej budynków i charakterystyka energetyczna budynku nie przestają mieć sensu?

Przyszłego inwestora budującego dom lub przyszłego najemcę nie interesuje zużycie energii i ciepła w budynku w ogólnie pojętych warunkach odniesienia, czy wyliczone ze wzoru z rozporządzenia (§ 328 i § 329 [7]) tylko rzeczywiste koszty eksploatacji domu lub mieszkania. A te mogą znacznie być uzależnione od faktycznej, geograficznej lokalizacji budynku, która później nie ulega zmianie w czasie, chociaż otoczenie często się zmienia - najczęściej powstają nowe budynki. Generalnie budynek przypisany jest na stałe do konkretnej lokalizacji - określenie nieruchomość mówi o tym, że pozostaje on nieruchomy i jest trwale związany z gruntem. Zatem świadectwa energetyczne budynku przestają być wyznacznikiem mówiącym o faktycznym zapotrzebowaniu budynku na ciepło, ponieważ zależy ono od temperatury powietrza / otoczenia. Można więc powiedzieć, że na zapotrzebowanie na energię danego budynku również znaczący wpływ mają: jego lokalizacja i otaczające obiekty.

Okazuje się, że budynek mający określoną charakterystykę energetyczną, który zgodnie z projektem powinien zużywać określoną ilość energii na potrzeby ogrzania pomieszczeń, może, zależnie od jego przyszłej lokalizacji geograficznej, charakteryzować się różnym zapotrzebowaniem na energię.
Zjawisko wysp ciepła w miastach powoduje, że podczas budowania tam nowych budynków przestają być opłacalne pewne technologie zwiększania efektywności energetycznej, ponieważ z powodu wyższych temperatur i mniejszego zapotrzebowania na ciepło, ewentualnie oszczędności płynące z ich wykorzystania będą mniejsze niż w warunkach odniesienia (roczne obliczeniowe zapotrzebowanie budynku na nieodnawialną energię pierwotną do ogrzewania, wentylacji, chłodzenia, przygotowania ciepłej wody użytkowej i oświetlenia wbudowanego oblicza się zgodnie z wzorem z rozporządzenia [7]). Może nawet okazać się, że poważniejszą kwestią będzie zapewnienie w budynku chłodu w lecie, niż ogrzewania w zimie. Poważniejszym problemem w budynkach miejskich zaczynają być upały w lecie niż mrozy w zimie ([7] § 328. Ust.2).

Dodatkowy wpływ na środowisko naturalne

Budynki trwale przypisane są do lokalizacji geograficznej i co do zasady nigdy jej nie zmieniają. Ponieważ zjawisko występowania wysp ciepła w miastach nie tylko nie będzie maleć, ale raczej obserwuje się tendencję rosnącą, więc również będzie zwiększać się różnica temperatur powietrza między miastami, a otaczającymi je terenami.

Z powodu większego pochłaniania ciepła przez budynki również woda np. deszczowa w miastach podgrzewa się i ma wyższą temperaturę, niż na terenach przyległych. To może spowodować zaburzenia ekosystemów. Temperatura wody ma wpływ na wszystkie aspekty życia wodnego, zwłaszcza metabolizm i rozmnażanie wielu gatunków wodnych. Gwałtowne zmiany temperatury w ekosystemach wodnych wynikających z odprowadzania ciepłej wody deszczowej mogą być szczególnie negatywny wpływ, a nawet być śmiertelne dla życia wodnego [4].

Cieplejsze powietrze w miastach może zaburzać cykl wegetacji roślin. Wyspa ciepła ma wpływ na życie roślin, szczególnie na pojawianie się liści, a także na zakwitanie i owocowanie. Przykładowo forsycje w miastach kwitną średnio tydzień wcześniej, niż na jego obrzeżach. Wraz ze zwiększeniem intensywności oddziaływań człowieka, czyli z poruszaniem się w kierunku centrum miasta obserwuje się wyraźne ubożenie flory [5].

Wpływ wysp ciepła na roślinność może być również pozytywny np. wydłużenie sezonu uprawy roślin [4].

Walka z globalnym ociepleniem, a koszty

Generalnie przy wielu zmianach z jednego stanu na inny konieczne jest poniesienie kosztów. Warto jednak przyjrzeć się obecnie obowiązującym regulacjom określającym: kto, na jakich zasadach będzie ponosił koszty prowadzenia działań zmierzających do osiągnięcia spodziewanego stanu oraz kto będzie beneficjentem występujących przepływów pieniężnych.

Obecne regulacje są następujące: budujący lub kupujący nowy budynek lub lokal ponosi wyższe koszty wynikające z tego, że w procesie budowy zostaną wykorzystane droższe, ale energooszczędne materiały i technologie. Po drugiej stronie płatności występują producenci takich materiałów i urządzeń oraz budżet państwa, ponieważ od zakupu droższych materiałów i technologii należy zapłacić wyższy podatek VAT.

Warto podkreślić, że takie ustawodawstwo w żadnym stopniu nie rozwiązuje istniejącego problemu, tylko niejako wymaga od nowych inwestorów i podmiotów, aby to właśnie oni podjęli walkę i ponieśli koszty walki z marnotrawieniem energii.

Warto podkreślić, że raczej nikt logicznie myślący nie będzie kwestionował słuszności inwestowania w technologie energooszczędne. Jest tyko pytanie, czy jest czas zwrotu z inwestycji nie jest zbyt długi oraz czy potencjalny inwestor ma możliwości finansowe do przeprowadzenia danej inwestycji.

Do powstawania miejskich wysp ciepła i globalnego ocieplenia przyczyniły się działania określonych ludzi i grup społecznych. Zatem obecne wymaganie walki z tym zjawiskiem od jedynie części obywateli niekoniecznie przełoży się na rozwiązanie tego problemu. Wydaje się, że bardziej zasadne byłoby, aby koszty ograniczania lub niwelowania zjawiska ponosili przede wszystkim Ci, którzy przyczynili się do jego powstania. W szczególnym przypadku, jeżeli do powstawania miejskich wysp ciepła przyczyniło się całe społeczeństwo, to wszyscy obywatele (lub np. tylko mieszkańcy miasta lub aglomeracji miejskiej) powinni podejmować solidarnie działania i koszty na rzecz zwalczania tego zjawiska, a nie tylko niektórzy członkowie tego społeczeństwa.

Energooszczędność budynków a aspekt społeczny i demograficzny

Można zauważyć, że potrzebne wymagania odnośnie energochłonności nowo budowanych budynków mają również istotny wpływ na stronę społeczną i demograficzną.

Niebagatelną kwestią jest to, w jaki sposób rozwiązać problem dużej emisyjności ciepła do otoczenia przez budynki, zwłaszcza mieszkalne w miastach. Zazwyczaj wprowadza się prawne nakazy dotyczące wymagań dla nowo stawianych budynków. Jest to o tyle dyskusyjne, że nowi inwestorzy muszą inwestować w technologie, w które nie musieli inwestować ci, budujący wcześniej. Zatem w pewnym sensie może to być postrzegane, jako dyskryminacja, jeżeli rygorystyczne wymagania obowiązują jedynie część obywateli. Warto podkreślić, że duży udział w emisji zanieczyszczeń i gazów cieplarnianych mają przede wszystkim dawne instalacje grzewcze np. piece na węgiel w starym budownictwie. Dodatkowo dotychczasowe podejście jest o tyle dyskusyjne, że inwestor sam nie może decydować, w jaki sposób chce ogrzewać dom i ile za to płacić. Dlatego też walka z emisjami odbywa się na polu nowych inwestycji, a nie tam, gdzie można byłoby osiągnąć największe wymierne korzyści dla środowiska naturalnego.

Ponieważ wiadomo, że w pewnych częściach kraju jest bieda i ludzie mieszkają w bardzo trudnych warunkach mieszkaniowych może irytować, że zamiast nieść pomoc tym ludziom, i interweniować tam, gdzie rzeczywiście jest problem, zmusza się nowych inwestorów podnosząc poprzeczkę minimalnego standardu nowo stawianym budynkom. Zdarza się zatem, że nowoczesny pasywny budynek stawiany jest w sąsiedztwie energochłonnych, w których do pieca oprócz węgla trafiają również i śmieci.

Wysoko postawiona poprzeczka wymagań powoduje, że budowa domów jest przedsięwzięciem bardziej kosztownym i części Polaków nie będzie stać na budowę własnego lokum, mimo że byliby w stanie udźwignąć budowę domu zgodnie np. z wytycznymi z końca XX wieku. Czyli mogą oni wynająć lub kupić taki nieefektywny energetyczne dom o na rynku wtórnym i płacić za jego ogrzewanie, ale nie mogą takiego zbudować, tylko muszą dużo bardziej energooszczędny. To przekłada się również na ceny nowych nieruchomości. Osobnym wątkiem jest to, jak przy obecnej sytuacji demograficznej kraju i prognozach na najbliższe lata obecnie obowiązujące rozwiązanie wpływa na tę kwestię.

Część młodych ludzi miałaby dylemat między budową domu o niższym standardzie, a nieposiadaniem domu. Obecnie wprowadza się nakazowe podejście, skazujące ich na tę drugą opcję. Dodatkowo takie ustawodawstwo zakłada, że ludzie nie potrafią podejmować racjonalnych decyzji i nie inwestowaliby w rozwiązania energooszczędne.

Można zastanawiać się, czy celem ustawy o efektywności energetycznej i rozporządzenia o warunkach nowo stawianych budynków [4] nie jest zmuszanie potencjalnych inwestorów do inwestowania w energooszczędne, ale jednocześnie nieopłacalne, w krótkim horyzoncie czasu, technologie. W konsekwencji budowa domu obecnie będzie droższa niż kilka lat temu, przez co obecni inwestorzy stawiani są w gorszej sytuacji i znajdują się w gorszym otoczeniu prawnym, niż inwestorzy budujący kilka lat temu. Zakładając, że ludzie potrafią inwestować w taki sposób, aby uzyskać konkretne oszczędności zastanawiające jest to, dlaczego prawnie zamyka się im możliwość dokonywania takich wyborów, jakich dokonywali ludzie przed kilkoma latami. W konsekwencji nowo budowane mieszkania i domy będą droższe w zakupie, niż te budowane kilka lat temu. To zmniejszy dostępność mieszkań dla potencjalnych chętnych, przełoży się na większe koszty społeczne - wydanie pieniędzy na droższe mieszkanie oznacza nie wydanie części pieniędzy na inne cele, w tym na rozwój, kształcenie, inwestycje... i dzieci. Droższe mieszkania, mniej dostępne na pewno nie poprawią sytuacji demograficznej kraju.

Ograniczanie intensywności zjawiska miejskich wysp ciepła

Czasami włodarze miast, architekci, urbaniści i naukowcy zastanawiają się, w jaki sposób zmniejszyć wpływ ludzi na obszarach miejskich na powstawianie wysp ciepła. Wymienia się dwa rozwiązania: zwiększenie współczynnika odbijania światła od powierzchni zamiast pochłaniania go oraz zwiększanie ilości roślinności w miastach, przez tworzenie parków, lasów miejskich, czy obszarów zieleni miejskiej.

Pewnymi rozwiązaniami jest stosowanie jasnych ścian i dachów w budynkach, tworzenie tzw. zielonych dachów, czyli sadzenie roślin na dachach budynków. Jasne kolory odbijają więcej światła słonecznego niż ciemne kolory i, w konsekwencji, mniej się nagrzewają. Jednak niektórzy ludzie nie lubią idei występowania jaskrawych budynków w miastach.

Innym pomysłem jest zraszanie dachów. Dzięki temu przez parowanie wody schładzane są takie dachy. Parkingi projektuje się w taki sposób, aby w nie były wkomponowane drzewa i roślinność. Dzięki temu oprócz parowania uzyskuje się cień, bardzo przydatny w gorące letnie dni.

W celu ograniczenia ilości odprowadzanego ciepła do otoczenia niektórzy badacze postulują, aby budować mniejsze domy i budynki, ponieważ wtedy potrzeba wyprodukować mniejszą ilość ciepła dla zapewnienia porównywalnego komfortu cieplnego, dodatkowo ocieplenie mniejszego budynku to niższe koszty dla inwestora i można liczyć na to, że zakupi on materiały o wyższym współczynniku termoizolacyjności. Mniejszy budynek również będzie emitował do otoczenia mniejszą ilość ciepła oraz oznacza zabudowanie i przekształcenie mniejszej powierzchni środowiska naturalnego.

Zakończenie

Występowanie tzw. miejskich wysp ciepła nie powinno zaskakiwać, ponieważ ich obecność jest logiczna i uzasadniona. Świadomość tego zjawiska pokazuje, że mówienie o średnim zapotrzebowaniu na ciepło danego budynku ma sens jedynie w warunkach odniesienia, ponieważ będzie ono istotnie zależeć od miejsca posadowienia budynku. To też pokazuje, że na koszty mieszkania wchodzą zarówno: koszty dojazdu do miasta (koszty transportu + koszty czasu przeznaczonego na ten cel), jak również większe koszty ogrzewania wynikające z rzadszej zabudowy i większych wiatrów. Niewątpliwie nagrodą za to jest świeże powietrze, pod warunkiem, że wiatr nie wieje od strony miasta. Zjawisko miejskich wysp ciepła przekłada się na możliwość mniejszego ogrzewania budynków w sezonie zimowym, aby zapewnić komfort cieplny, ale również konieczność większego chłodzenia w okresie letnim, wynikającym z występowania większych upałów w mieście, niż poza nim.

Wydaje się zasadne podejmowanie wielu inicjatyw w miastach, aby ograniczyć wielkość miejskiej wyspy ciepła, zapewnić w miastach więcej zieleni i promować taką organizację przestrzeni, która będzie sprzyjać wystarczającej wymianie miejskiego powietrza z sąsiednimi terenami przyległymi. Dzięki temu możliwe będzie obniżenie temperatury w miastach, oraz zmniejszenie poziomu zanieczyszczeń.

Walka z emisją ciepła powodującego powstawanie miejskich wysp ciepła i w jakiś sposób przyczyniającego się do globalnego ocieplenia wydaje się być słusznym podejściem. Jednak warto zastanowić się, czy koszty takich przedsięwzięć w pierwszej kolejności nie powinni ponosić Ci, którzy przyczynili się do obecnego stanu, a nie Ci, którzy dopiero podejmują działalność np. nowi inwestorzy stawiający domy, aby zaspokoić własne potrzeby mieszkaniowe.

Literatura:
[1] Urban Heat Island, Encyclopedic Entry, National Geographic,
http://education.nationalgeographic.org/encyclopedia/urban-heat-island/ [access: 2016.03.03]
[2] The Urban Heat Island (UHI) Effect, URBAN HEAT Islands (UHIs), http://www.urbanheatislands.com/ [access: 2016.03.03]
[3] MCGRATH J., What is the urban heat island effect?, SCIENCE, http://science.howstuffworks.com/environmental/green-science/urban-heat-island2.htm [access: 2016.03.04]
[4] Heat Island Impacts, Environmental Protection Agency, http://www.epa.gov/heat-islands/heat-island-impacts [access: 2016.03.04]
[5] Sudnik-Wójcikowska B., Rośliny - wykrywacze wyspy cieplnej w mieście, http://www.zycieaklimat.edu.pl/wyspa_cieplna [access: 2016.03.04]
[6] Smil V., Heating Your Home Helps Warm the Planet, IEEE Spectrum, 19 maja 2016, http://spectrum.ieee.org/green-tech/conservation/heating-your-home-helps-warm-the-planet
[7] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, Dziennik Ustaw Nr 75, Poz. 690