Роль зеленых насаждений в регулировании теплового баланса городских улиц: борьба с эффектом "теплового острова"

Эффект «теплового острова» – это такое явление, при котором температура в городских районах существенно выше, чем в сельских местностях. Источники данного явления связаны с особенностями городской застройки, низким уровнем озеленения и высокой концентрацией источников тепла в городах. В последние годы проблема обостряется сильным изменением климата и растущей урбанизацией, что делает борьбу с «тепловыми островами» одной из актуальных задач для многих городов мира. Наиболее эффективным методом борьбы с этим явлением является использование зеленых насаждений, которые способствуют смягчению температурных контрастов и улучшению теплового баланса городских улиц [8].

Главным фактором появления городского острова тепла является применение искусственных отделочных материалов в застройке таких как: бетон, асфальт. Данные материалы аккумулируют тепло, что повышает температуру городской среды, особенно в ночное время суток поскольку днем они активно поглощают солнечное тепло и медленно отдают его ночью, что препятствует естественному охлаждению. В результате этого температура в городах так же остается на высоком уровне [6].

Техногенные источники в городах также выделяют тепло, например тепловые выбросы энергетики, теплотрассы, промышленное и транспортное загрязнение [1]. Интенсивное использование транспорта и промышленности может негативно влиять на появление теплового эффекта. Тепловые выбросы от автомобилей, фабрик, заводов, а также систем кондиционирования воздуха усиливают температурные различия между городом и пригородом. Высокий уровень потребления энергии в городских зонах и активное использование транспорта усиливают тепловые выбросы, что еще больше увеличивает температурные контрасты [2].

Уменьшение площади почв и зеленых насаждений снижает затраты тепла на испарение влаги и увеличивает эмиссию тепла деятельной поверхности. Природные ландшафты, озеленение обеспечивают естественное охлаждение воздуха благодаря процессам испарения и транспирации, однако уменьшение их площади влияет на рост температуры. В урбанизированных территориях наблюдается снижение зеленых зон, что ведет к нарушению естественного охлаждения и способствует повышению температур. В свою очередь испарение и транспирация – это два основных процесса, с помощью которых зеленые насаждения могут влиять на тепловой баланс города. Поскольку все деревья и растения выделяют влагу, в городе становится прохладнее в летнее время, когда в городе постоянно высокая температура. Это, в свою очередь, охлаждает городское пространство и делает климат более комфортным для горожан. Помимо этого, листья на деревьях оставляют тень, которая блокирует большую часть солнечных лучей от попадания на тротуар и пространство улиц. Кроме того, использование зеленых насаждений способствует поглощению углекислого газа, что снижает парниковый эффект. Это позволяет существенно улучшить качество воздуха и уменьшить перегрев улиц. Высокая концентрация углекислого газа способствует не только глобальному потеплению, а также и повсеместному увеличению температуры [1]. Посадка особых видов деревьев и кустарников, различающихся плотностью кроны, оказывает воздействие на ветровые потоки, и может способствовать более равномерному распределению тепла и прогнозированию температурных условий городской среды [7].

В наше время города по всему миру начинают понимать важность создания зеленых насаждений для борьбы с эффектом «теплового острова». Для примера приведем два успешных города – Сингапур и Милан которые демонстрируют, как активное озеленение помогает смягчить последствия урбанизации и улучшить городской климат.

Сингапур: «Город в саду»

Город Сингапур, который расположен в Азии на границе с Малайзией, часто называют «город сад» из-за его системы по борьбе с «тепловым островом». В этом городе уже давно здания строятся с использованием зеленых насаждений, а также с озеленением стен и крыш. Также Сингапур считают мировым лидером по использованию зеленых насаждений для снижения температур и улучшения качества жизни. Сингапур это не просто город, который в разы увеличил количество парков, скверов и садов, он активно использует новые подходы, к примеру такие как вертикальные сады, озелененные крыши и стены зданий.

Вертикальное озеленение в городской среде, является основным методом борьбы с эффектом «теплового острова». Вертикальные сады и зеленые крыши это дополнительное пространство для растений в условиях плотной городской застройки, создающее комфортные микроклиматические условия. Такие зеленые фасады и озелененные крыши покрывают большие площади зданий, защищают их от солнечных лучей, предотвращая нагрев. Позволяют зданиям поддерживать оптимальный микроклимат и уменьшать тепловое воздействие как на городскую среду, так и на помещения. В результате таких мер по озеленению удалось добиться понижения температуры в центре города на 1-20С (рис. 1). Однако максимальная разница между плотно застроенными и менее урбанизированными зонами города может повышаться более чем на 70С [3].

Рис. 1. Сравнение температуры до и после использования зеленых насаждений в Сингапуре

Милан: Зеленые башни и «городские леса»

Еще одним лидером по озеленению является Милан, этот город яркий представитель то- го, как использование озеленения в крупных городах может существенно улучшить качество жизни. Одним из известнейших проектов Милана являются Башни Bosco Verticale (Вер- тикальный лес) – это два высотных жилых здания, которые покрыты тысячами различных деревьев и кустарников. Проект стал важным символом экологической архитектуры, а также примером того, как вертикальное озеленение может стать эффективным методом борьбы с повышением температуры в урбанизированных городах. «Средняя температура в жаркое время года упала на 2-3 градуса по цельсию» [4] (рис. 2).

Рис. 2. Сравнение температуры до и после постройки башен в Милане

Подобные проекты существенно уменьшают нагрев зданий и обеспечивают естественное охлаждение. Так же немаловажным аспектом является озеленение улиц и площадей, этой задачей уже не один год занимаются городские власти, поскольку насаждения вдоль улиц не только обеспечивают тень и охлажде- ние, но и поглощают углекислый газ, способствуя снижению парникового эффекта [5]. Помимо этого, власти Милана сейчас активно работают над программой создания городских лесов, цель которых увеличить количество растений, улучшить качество воздуха и снизить температуру в центре города.