راهکارهای خنک سازی شهری در وین و درس های آن
افزایش دمای هوا و طولانیتر و شدیدتر شدن موجهای گرما، شهرهای اروپا را با یکی از مهمترین چالشهای ناشی از تغییرات اقلیمی روبهرو کرده است. تابستان امسال در اتریش نیز شدت این پدیده به شکل محسوسی افزایش یافت. در ابتدای ماه آگوست، در ۱۱ ایستگاه اندازهگیری دمای ۴۰ درجه سانتیگراد یا بیشتر ثبت شد و در مجموع ۶۳ رکورد جدید دمایی در ایستگاههای مختلف به ثبت رسید. گرمای شدید برای شهرها مشکل بزرگتری ایجاد میکند، زیرا شهرها صرفاً در طول روز گرم نمیشوند؛ بلکه ساختمانها، خیابانها و سطوح بتنی و آسفالتی گرمای خورشید را جذب میکنند و پس از غروب آفتاب نیز برای مدت طولانی آن را به محیط پس میدهند. لذا این مسالهای ضروری است که شهر باید به گونهای طراحی شود که هم ساختمانها کمتر گرم شوند، هم خیابانها و فضاهای عمومی قابل استفاده باقی بمانند و هم درختان و فضای سبز بتوانند نقش مؤثری در کاهش دما داشته باشند. در وین راهکارهای متنوعی برای خنککردن شهر اتخاذ شدهاند که بهنوعی واکنشی به این پدیده هستند. باید توجه داشت که اساساً در اروپا و از جمله در وین، گرمای زیاد در تابستان پدیدهای جدید است و لذا بسیاری از ساختارهای بدیهی در ساختمانهای قدیمی و معمول شهر برای خنکسازی وجود ندارد و ضرورت این امر به مرور طی سالیان اخیر خود را به مدیران شهری تحمیل کرده است.
خنک کردن ساختمانها؛ از سایهبان برای ساختمانها تا سرمایش منطقهای
نخستین سطح مقابله با گرما، داخل ساختمانهاست. یکی از سادهترین روشها جلوگیری از ورود گرمای خورشید به داخل خانههاست. در این زمینه، استفاده از سایهبان خارجی[1] اهمیت زیادی دارد. اگر پنجرهها در طول روز بهخوبی در برابر تابش خورشید محافظت شوند و در شب، زمانی که هوا خنکتر است، پنجرهها باز شوند، میتوان دستکم برای مدتی از ورود گرمای شدید به فضای داخلی جلوگیری کرد.
در اتریش عموم ساختمانها بسیار قدیمی و یا تاحدی قدیمی هستند و اساسا در موقع ساخت آنها برای واحدهای مسکونی سایهبان خارجی تعبیه نشده است. اما شهرداری وین در طرحی اقدام به حمایت و کمک و تامین مالی تجهیزات سایهبان برای ساختمانهای مسکونی کرده است. این تجهیزات شامل کرکرههای خارجی، پردههای کرکرهای و سایهبانهای نمای ساختمان است. البته اجرای این راهکار در همه ساختمانها فوری و ساده نیست. برای نصب چنین تجهیزاتی، ابتدا باید مدیریت ساختمان یا مالکان موافقت کنند. همچنین اگر ساختمان در یک منطقه حفاظتشده قرار داشته باشد، دریافت مجوز از اداره مسئول امور ساختمانی یعنی پلیس اماکن ضروری است. این اداره بررسی میکند که نصب تجهیزات جدید به ظاهر و یکپارچگی نمای ساختمان آسیب نزند.
به همین دلیل، در زمان موجهای گرما بسیاری از ساکنان به راهکار سریعتری یعنی دستگاههای تهویه مطبوع درداخل ساختمان روی آوردهاند. ساختمانهای مسکونی در اتریش به دلایل تاریخی و سرد بودن شهرها اساسا فاقد سیستم کانالکشی برای کولر هستند. در دورههای گرمای شدید امسال، دستگاههای کولر قابلحمل در فروشگاههای لوازم الکترونیکی به فروش رفتند و موجودی آنها تمام شد.
دولت اتریش نیز در تابستان امسال تصمیم گرفت موانع بوروکراتیک مربوط به نصب سیستمهای تهویه مطبوع را کاهش دهد و روند صدور مجوز را سادهتر کند. قرار است پیشنویس قانون مربوط به این موضوع در پاییز ارائه شود. با این حال، کولر بهعنوان یک راهحل عمومی و پایدار با مشکلاتی مواجه است. خرید و استفاده از آن هزینه دارد و مصرف برق آن موجب انتشار دیاکسیدکربن میشود. از سوی دیگر، کولر گرمای داخل ساختمان را به بیرون منتقل میکند و در نتیجه محیط پیرامون خود را گرمتر میسازد. بنابراین، استفاده گسترده از کولرها میتواند بخشی از مشکل گرمایش شهری را به فضای بیرون منتقل کند. از همین رو، یکی از پرسشهای اصلی برای شهرهایی مانند وین این است که آیا میتوان به جای آنکه هر ساختمان بهصورت جداگانه با گرما مقابله کند، از یک سیستم مرکزی برای خنک کردن ساختمانها استفاده کرد.
سرمایش منطقهای؛ شبکه مرکزی برای خنک کردن ساختمانهای وین
یکی از اقدامات شهرداری وین به این مسئله، سیستم سرمایش منطقهای یا همان سرمایش از راه دور[2] است. برای درک این سیستم مرکز محور، باید توجه داشت که در این روش هر ساختمان لزوماً دستگاه کولر مستقل خود را ندارد. در عوض، آب سرد در مراکز ویژه تولید میشود و از طریق شبکهای از لولههای زیرزمینی به ساختمانهای متصل منتقل میشود. این آب سرد گرمای ساختمان را جذب میکند و باعث کاهش دمای فضای داخلی میشود. در حال حاضر، 8 مرکز سرمایش منطقهای، در یک شبکه به طول حدود 33 کلیومتر، آب سرد تولید میکنند و آن را از زیر خیابانهای وین به ساختمانها منتقل میکنند. علاوه بر این مراکز، ۱۷ ایستگاه محلی نیز وجود دارد. ظرفیت فعلی سیستم حدود ۲۵۰ مگاوات است و هدفگذاری شده تا سال ۲۰۳۰ به ۳۷۰ مگاوات افزایش یابد. برای رسیدن به این هدف، حدود ۱۰۰ میلیون یورو سرمایهگذاری پیشبینی شده است.
برای نمونه، زیر یکی از بیمارستانهای وین در منطقه 21 شهر یکی از این مراکز وجود دارد که برای سرد کردن بیمارستان از آن استفاده میشود. در مجموع، حدود ۳۰۰ ساختمان در حال حاضر میتوانند از این سیستم استفاده کنند. انتشار دیاکسیدکربن این سیستم در مقایسه با سیستمهای معمولی تهویه مطبوع به میزان قابل توجهی کمتر است و میتواند تا ۵۰ درصد کاهش پیدا کند.
آب مورد استفاده در این سیستم از کانال دانوب تأمین میشود. کانال دانوب یک کانال مصنوعی است که از رودخانه دانوب منشعب شده و مسیر آن از میانه شهر وین گذر میکند. آب رودخانه از طریق یک سازه ورودی به مرکز سرمایش پمپاژ میشود. در مرکز سرمایش، آب با استفاده از پنج دستگاه سرمایش تا دمای ۷ درجه سانتیگراد سرد میشود. سپس این آب سرد به ساختمانهای مصرفکننده منتقل میشود. آب سرد در ساختمان گرما را جذب میکند؛ در نتیجه دمای فضای داخلی پایین میآید. پس از آن، آب که اکنون گرمتر شده است، دوباره به کانال دانوب بازگردانده میشود.
البته این فرآیند کاملاً بدون محدودیت نیست. مقدار آبی که از کانال برداشت میشود و میزان گرمایی که دوباره به آن بازگردانده میشود، از نظر قانونی محدود شده است. بر اساس آئیننامه پیشبینیشده، حداکثر یک-صدم میزان جریان آب کانال برداشت میشود و آب پس از آنکه حداکثر ۱۰ درجه سانتیگراد گرم شده، دوباره به کانال بازگردانده میشود. باید توجه داشت در شهرها یا مناطقی که رودخانهای وجود نداشته باشد، گرمای ایجادشده میتواند برای مثال به شبکه گرمایش منطقهای منتقل شود.
چرا سرمایش منطقهای هنوز برای همه خانهها قابل استفاده نیست؟
با وجود مزایای سرمایش منطقهای، این سیستم در حال حاضر راهحلی برای همه خانههای وین نیست. شبکه سرمایش منطقهای در وهله نخست در مناطقی توسعه مییابد که تعداد زیادی مصرفکننده وجود دارد؛ بهویژه در مرکز شهر و همچنین در مناطق جدید در حال توسعه شهری. در حال حاضر، استفادهکنندگان اصلی این سیستم در وین، ساختمانهای بزرگ مانند هتلها، بیمارستانها، تئاترها و دانشگاه وین هستند.
اتصال یک ساختمان مسکونی قدیمیبه این شبکه نیز کار سادهای نیست. هر ساختمان نیازمند یک ایستگاه انتقال سرمایش و لولههای اختصاصی است. نصب این تجهیزات به سرمایهگذاری یک یا چند مالک نیاز دارد و ممکن است مستلزم هماهنگی میان مالکان و انجام عملیات ساختمانی و تخریب بخشی از دیوارها برای عبور لولهها باشد.
باید توجه داشت که سرمایش از راه دور، نسخه معادل گرمایش از راه دور است. سیستم گرمایش از راه دور در وین، یک سیستم بسیار گسترده است که سالیان زیادی قدمت دارد. اما این دو سیستم یکی نیستند، بلکه دو شبکه جداگانهاند.
اما مساله انتقال سرمای ناشی از سیستم سرمایش از راه دور هم یک مساله است. در آپارتمانهای مسکونی میتوان تا حدودی از لولههای گرمایش از کف برای سرمایش نیز استفاده کرد، اما این روش قدرت محدودی دارد. چون گرما به سمت بالا حرکت میکند، سرمایش از طریق کف تنها میتواند دمای محیط را حدود یک تا سه درجه کاهش دهد. سرمایش سقفی مؤثرتر است و امکان نصب تجهیزات دیواری نیز وجود دارد.
در مقابل، ساختمانهای جدید فرصت مناسبتری برای استفاده از سرمایش منطقهای دارند، زیرا میتوان این سیستم را از ابتدا در طراحی ساختمان وارد کرد. در اتریش از سال 2019 تعبیه سیستم سرمایش از سقف در آپارتمانهای برخی مناطق برای انتقال سرمای ناشی از سیستم شهری سرمایش از راه دور آغاز شده است.
تغییر فضای شهری؛ مقابله با گرما فقط در داخل ساختمان نیست
خنک کردن ساختمانها بهتنهایی مشکل گرمای شهری را حل نمیکند. شهروندان بخش قابل توجهی از زندگی خود را در خیابانها، میدانها و سایر فضاهای عمومی سپری میکنند. بنابراین، یکی از راهکارهای اصلی شهرداری وین تغییر شکل همین فضاهاست که نوعی تحول در فضای عمومی است. پرسش اصلی این است که چگونه میتوان شهر را به گونهای طراحی کرد که مردم حتی در شرایط ناشی از بحران اقلیمیبتوانند در فضای بیرون حضور داشته باشند.
یک نمونه مشخص برای این سیاست، اجرای پروژه موسوم به «سوپر گرتسل»[3] در منطقه 10 وین است. گرتسل در ساختار شهری وین به یک محدوده یا محله شهری گفته میشود و مفهوم «سوپرگرتسل» به نوعی بازطراحی یک محله اشاره دارد که در آن فضای خیابان از سلطه خودرو خارج شده و فضای بیشتری برای مردم، درختان و فضای سبز ایجاد میشود. این بخش از منطقه 10 وین نزدیک ایستگاه مرکزی قطار وین قرار داشته و حدود 3 هزار نفر جمعیت دارد. در این پروژه 7 هزار متر مربع از سطح آسفالت شهر برداشته و نفوذپذیر شده و ۹۴ فضای سبز جدید ایجاد شده است. هدف این تغییرات، تنها زیباتر کردن محله نیست. هدف اصلی، کاهش فشار گرما در طول روز و کاهش دمای واقعی هوا در شب است. در این طرح، فضای بیشتری برای درختان و پوشش گیاهی ایجاد شده و با کاهش سطوح آسفالتی، ظرفیت محیط برای مقابله با گرما افزایش یافته است. پیشبینی شده بود که این منطقه پس از کامل شدن رشد پوشش گیاهی و درختان، در روزهای گرم تابستان تا ۱۱ درجه خنکتر از گذشته احساس شود. اجرای چنین پروژههایی البته هزینهبر است. به عنوان مثال، بازسازی یک محله در منطقه 10 وین که از آن نام برده شد، یعنی پروژه سوپر گرتسل، 7.5 میلیون یورور هزینه داشته است.
سایه؛ سریعترین راه برای کاهش گرمای احساسشده
یکی از مهمترین نکات علمی در مبارزه با گرمای شهری این است که آنچه انسان احساس میکند، صرفاً به دمای هوا بستگی ندارد. باد، رطوبت و میزان تابش مستقیم خورشید همگی بر میزان فشار گرما تأثیر دارند. به همین دلیل، ۴۰ درجه سانتیگراد در زیر آفتاب مستقیم با ۴۰ درجه در سایه یکسان احساس نمیشود. بنابراین بین دمای واقعی دماسنج و دمای احساس شده تفاوت وجود دارد. دمای احساس شده را نیز میتوان محاسبه کرد و یکی از مؤثرترین راههای کاهش آن، جلوگیری از تابش مستقیم خورشید است. به همین دلیل، ایجاد سایه یکی از اقدامات سریعتر برای مقابله با گرما در فضای عمومی محسوب میشود.
استفاده از تجهیزات فنی مانند سایهبانهای بزرگ میتواند نسبتاً سریع اجرا شود. در کنار آن، طراحی مسیرهای شهری نیز اهمیت دارد. مسیرهای پیاده و دوچرخه باید تا حد امکان در برابر تابش مستقیم محافظت شوند. برخی شهرداریها مانند شهرداری شهر هایدلبرگ آلمان در اپلیکیشنهای مسیریابی خود حتی مسیرهایی را که کمترین میزان مواجهه با گرما را دارند به شهروندان معرفی میکنند. در نتیجه، طراحی شهری در برابر گرما فقط به این معنا نیست که در هر خیابان چند درخت کاشته شود؛ بلکه باید مشخص شود مردم چگونه در سطح شهر حرکت میکنند و چگونه میتوان مسیرهای روزمره آنها را از تابش شدید خورشید دور کرد.
درختان؛ سیستم طبیعی سرمایش شهر
درختان در راهبرد مقابله با گرمای شهری نقشی اساسی دارند، اما عملکرد آنها تنها به ایجاد سایه محدود نمیشود. درختان در طول روز با ایجاد سایه، میزان تابش مستقیم خورشید و در نتیجه دمای احساسشده را کاهش میدهند. اما علاوه بر آن، میتوانند دمای واقعی هوا را نیز پایین بیاورند. این کار از طریق «سرمایش تبخیری» انجام میشود. درخت آب را جذب میکند و آن را از طریق برگها به شکل بخار آب وارد هوا میکند. در جریان این فرآیند، گرمای نهان از محیط گرفته میشود و در نتیجه دمای هوا کاهش مییابد. این فرآیند میتواند دمای هوا را یک تا هشت درجه سانتیگراد کاهش دهد. همچنین ظرفیت سرمایشی درخت نیز قابل توجه است. متخصصان ظرفیت سرمایشی یک درخت را حدود ۱۰ تا ۳۰ کیلووات برآورد میکنند، در حالی که ظرفیت یک دستگاه تهویه مطبوع معمولی حدود ۲ کیلووات است.
البته این توانایی درختان به آب وابسته است. اگر هوا خشک و شرایط آبرسانی نامناسب باشد، درخت برای حفظ آب، منافذ برگهای خود را میبندد. در این حالت تبخیر آب کاهش مییابد و در نتیجه اثر سرمایشی درخت نیز متوقف میشود. به همین دلیل، مسئله کاشت درخت در شهر فقط کاشت یک نهال نیست؛ بلکه باید زیرساخت لازم برای دسترسی درخت به آب نیز ایجاد شود.
شهر اسفنجی: ترکیب مقابله با گرما و مدیریت آب
یکی از راهکارهای مهم مطرحشده برای درختان شهری، استفاده از اصل «شهر اسفنجی» است. در این روش، درختان در بستری از سنگریزههای درشت و مواد ریزدانه دارای قابلیت ذخیره آب کاشته میشوند. این مواد مانند یک اسفنج عمل میکنند و آب را در خود نگه میدارند تا درخت بتواند در دورههای خشک و گرم از آن استفاده کند. این روش فقط برای مقابله با گرما اهمیت ندارد. شهرهایی که سطح زیادی از آنها با آسفالت و بتن پوشیده شده است، هنگام بارندگی شدید نیز با مشکل روبهرو میشوند. در زمان بارندگیهای سنگین، آب نمیتواند به آسانی وارد زمین شود و در نتیجه فشار زیادی بر شبکه فاضلاب وارد میشود. در صورت شدت بارش، احتمال آبگرفتگی و سیلاب افزایش مییابد. بستر «شهر اسفنجی» بخشی از آب باران را در خود نگه میدارد. بنابراین از یک طرف آب مورد نیاز درختان را تأمین میکند و از طرف دیگر فشار بر شبکه فاضلاب را کاهش میدهد. در نتیجه، یک اقدام واحد میتواند همزمان دو مشکل یعنی گرمای شهری و مدیریت آب باران را کاهش دهد.
تغییر در اولویتهای خیابان؛ از پارک خودرو به فضای سبز
مقابله با گرمای شهری در نهایت به این پرسش میرسد که فضای محدود خیابانها و میدانهای شهر چگونه باید میان کاربریهای مختلف تقسیم شود. باید توجه داشت، خیابانها و میدانها نیازهای متفاوتی دارند و این نیازها باید در طراحی شهری مورد توجه قرار گیرند. در بلندمدت، لازم است توزیع فضای خیابان عادلانهتر شود. در این نگاه، بخشی از فضای اختصاصیافته به پارک خودروها باید به باغچهها، درختان و عناصر ایجادکننده سایه اختصاص یابد. پروژه «سوپرگرتسل» که در بالا به آن اشاره شد، نمونهای از چنین رویکردی است؛ یعنی کاهش نقش خودرو در فضای محله و اختصاص فضای بیشتر به عناصر طبیعی و فضاهای قابل استفاده برای مردم.
منابع
[1] Außenbeschattung
[2] Fernkälte
[3] Supergrätzl wien