smart city sustainability

Nowoczesne parkingi sposobem zapobiegania rozrostowi wysp ciepła

Podczas gdy nasza planeta zmaga się z nasilającymi się skutkami zmian klimatycznych i globalnego ocieplenia, innowacyjne rozwiązania stają się coraz istotniejsze. Nieoczekiwanymi sprzymierzeńcami w walce z miejskimi wyspami ciepła stają się nowoczesne parkingi. W czasach, gdy mieszkańcy miast doświadczają stale rosnących temperatur, przekształcenie tradycyjnych powierzchni asfaltowych w ekologiczne miejsca parkingowe oferuje obiecującą drogę do chłodniejszych, bardziej zrównoważonych środowisk miejskich.

Nieuniknionym skutkiem postępującej urbanizacji jest mnogość pojazdów i betonowych powierzchni zastępujących tereny zielone. Jednym z głównych czynników powodujących ich zanik jest powstawanie kolejnych przestrzeni parkingowych, często pokrytych materiałami pochłaniającymi ciepło. Wymienione czynniki w istotnym stopniu przyczyniają się do pogłębienia efektu miejskiej wyspy ciepła (ang. Urban Heat Island – UHI), zjawiska oznaczającego występowanie w miastach temperatur wyższych niż na obszarach nieprzekształconych przez człowieka. Rosnąca temperatura stała się w ostatnich latach jednym z najbardziej palących problemów na świecie. Obiecujące rozwiązanie w celu złagodzenia efektu UHI stanowi zmiana sposobu myślenia o przestrzeniach parkingowych.

 
Na zjawisko globalnego ocieplenia, czyli stałego wzrost poziomu średniej temperatury na świecie, wpływają nie tylko topniejące lodowce, wylesianie czy gazy cieplarniane. Ciepło odczuwane w aglomeracjach coraz częściej przypisywane jest również efektowi miejskiej wyspy ciepła. Jednym z aspektów przyczyniających się do jej występowania są utwardzone obszary zajmujące znaczną część powierzchni poziomej w miastach, które silnie oddziałują na lokalny mikroklimat. Materiałami pochłaniającymi ciepło, takimi jak asfalt i beton, w dużej mierze pokryte są parkingi. Dziesiątki miejsc postojowych przy galeriach handlowych, centrach biznesowych lub węzłach komunikacyjnych tworzą rozległe obszary koncentrujące ciepło i nasilające efekt UHI. Powierzchnie te zatrzymują ciepło w ciągu dnia i uwalniają je powoli w nocy, co uniemożliwia skuteczne schładzanie się obszaru. Warto zatem przyjrzeć się możliwościom walki z powstawaniem wysp ciepła, jakie proponuje nowoczesne, cyfrowe podejście do tworzenia parkingów.  

Miejskie wyspy ciepła. Na czym polega zjawisko UHI?
🌍☀️

Określenie „miejska wyspa ciepła” nawiązuje do rozkładu izoterm, który kształtem przypomina wyspę – obszary o wyższej temperaturze znajdują się w jej centrum, a otoczone są przez obszary o temperaturze niższej¹. Po raz pierwszy zjawisko to opisano na początku XIX wieku, a badania prowadzone na przestrzeni lat pozwoliły wyodrębnić aspekty wpływające na nasilenie jego występowania, m.in. prędkość wiatru, zachmurzenie czy wielkość miasta. Najczęściej zjawisko najbardziej odczuwane jest nocą, gdy różnice między temperaturami w mieście a temperaturami na obszarach pozamiejskich są największe. Krawczyk, Fortuniak i Wilk (2022)² w swoim artykule poświęconym zjawisku UHI w Łodzi występowanie efektu przypisują zarówno uwarunkowaniom klimatycznym (czynnikom zewnętrznym), jak i zabudowie miasta oraz działaniom takim jak docieplanie budynków (czynnikom wewnętrznym).  
Powstawanie zjawiska miejskich wysp ciepła tłumaczy Paweł Radomski, specjalista Geographic Information System w Instytucie Meteorologii i Gospodarki Wodnej.   – Miejska wyspa ciepła to zjawisko występujące na terenach zurbanizowanych, w miejscach, gdzie temperatura powietrza jest wyższa niż na obszarach niezabudowanych. Miasta cechuje niższe albedo, czyli poziom zdolności danej powierzchni do odbijania promieni słonecznych. Asfalt ma zatem bardzo niskie albedo, a śnieg wysokie. Niskie albedo i brak możliwości wymiany mas powietrza ze względu na gęstą i wysoką zabudowę sprawia, że temperatura w otoczeniu znacznie się podnosi – wyjaśnia ekspert.   
Na wzrost temperatury otoczenia wpływ ma wiele czynników, wśród których wymienić można masę termiczną betonowych i asfaltowych dróg, niską wydajność procesu schładzania kanionów miejskich utworzonych przez wieżowce oraz połączony efekt ciepła uwalnianego przez pojazdy na ulicach i klimatyzatory³. Efekt UHI, będący konsekwencją wzmożonej absorpcji energii elektromagnetycznej i spowolnionego chłodzenia powierzchni zurbanizowanych w porównaniu z otaczającymi je obszarami bogatymi w roślinność, w cieplejszych porach roku może prowadzić do dyskomfortu termicznego, zwiększonego zużycia energii i zanieczyszczenia środowiska⁴. Skutki wynikające z jednoczesnego występowania zjawiska urban heat islands i ekstremalnych upałów obejmują zwiększoną śmiertelność i zachorowalność w miastach. Inne wyzwania związane z bardzo wysokimi temperaturami to zwiększona w wyniku przegrzewania awaryjność infrastruktury miejskiej, obniżona jakość powietrza i niższy poziom życia mieszkańców miast.    Wraz ze stopniowym rozwojem aglomeracji centra miejskie ulegają degradacji i rozproszeniu, w naturalny sposób tworząc kilka głównych obszarów miejskich na terenie jednej metropolii. W związku z tym UHI może występować w wielu miejscach w jednym mieście, a wielkość efektu zależna jest od rozmiaru obszaru i gęstości jego zabudowania. W ciągu ostatnich kilku lat intensywność UHI w dużych miastach gwałtownie wzrosła, prowadząc do zwiększonego zużycia energii i poważnych problemów zdrowotnych mieszkańców⁵.  
Rosnąca liczba prac publikowanych na temat efektu UHI dodatkowo podkreśla wysiłki społeczności naukowej podejmowane w celu zwiększenia świadomości o negatywnych skutkach tego zjawiska. Według artykułu opublikowanego w 2022 roku⁶ na obszarze metropolitalnym Phoenix ciepło jawne (czyli takie, które można zmierzyć za pomocą termometru) oddawane przez nawierzchnie i pojazdy składa się w 67% z ciepła emitowanego przez jezdnie, w 29% przez parkingi i w 3,9% przez pojazdy. Emisja ciepła osiąga szczyt w upalne popołudnia, kiedy w przypadku betonu i asfaltu jest ona o 26% i 46% wyższa w stosunku do gruntu.
Wspomniane powyżej parkingi tworzą miejskie wyspy ciepła w mikroskali. Obecność na niezacienionych i niezadrzewionych parkingach nieprzepuszczalnych nawierzchni skutkuje odczuwalnie wyższymi temperaturami⁷. Działając w duchu smart city i korzystając z inteligentnych technologii, miasta mogą zoptymalizować wykorzystanie miejsc parkingowych i skuteczniej na powrót włączać w miejski krajobraz elementy zielone. Takie podejście nie tylko pomaga w chłodzeniu obszarów miejskich, ale także promuje bardziej zrównoważone i przyjazne do życia środowisko. Zatem w jaki sposób innowacyjne rozwiązania parkingowe mogą wpływać na ograniczenie efektu miejskich wysp ciepła?

Nowoczesna infrastruktura parkingowa. Jaki wpływ na zapobieganie zjawisku UHI ma zrównoważony rozwój parkingów? 🅿️🚗

A. Inteligentne zarządzanie parkingami i podejmowanie decyzji na podstawie danych 📊📈

Cyfryzacja pozwala na monitorowanie i zarządzanie miejscami parkingowymi w czasie rzeczywistym. Optymalizacja wykorzystania istniejących parkingów, np. miejsc postojowych w budynkach biurowych w godzinach popołudniowych i wieczornych, może pozwolić uniknąć konieczności tworzenia nowej, nadmiernej infrastruktury parkingowej. Wykorzystanie przestrzeni parkingowych do tworzenia tzw. mobility hubs, czyli hubów mobilności, w których można uzyskać dostęp do zróżnicowanych środków transportu czy ładowarek EV, także przyczynia się do ocalenia istniejących terenów zielonych.

B. Integrowanie z zieloną infrastrukturą 🌳🌼


Nawet niewielkie obszary, które mogłyby zostać zabetonowane, ale zamiast tego występuje na nich roślinność, tworzą różnicę w temperaturach.

Paweł Radomski, GIS specialist at IMGW

Najbardziej oczywistym rozwiązaniem problemu miejskich wysp ciepła zdaje się próba przywrócenia zieleni w krajobrazie miast. Tworzenie nowych nasadzeń i uwzględnienie roślinności w planach nowych parkingów może zwiększyć zacienienie i ewapotranspirację, czyli możliwości odparowywania wody, co pomaga chłodzić otaczający obszar. Ze zdolności drzew do zmniejszania efektu UHI płyną również znaczące korzyści zdrowotne, takie jak złagodzenie objawów niewydolności oddechowej czy zmniejszenie ryzyka udaru, odwodnienia i wyczerpania cieplnego. Władze miast mogą znacząco ułatwić proces zazieleniania poprzez poprowadzenie linii energetycznych pod ziemią, gdyż często stanowią one istotną przeszkodę⁸.  
Kluczową rolę, jaką pełnią drzewa i zieleń w przeciwdziałaniu efektowi UHI i ochronie klimatu, podkreśla Paweł Radomski:   – Drzewa nie tylko chłodzą, ale też oczyszczają powietrze, filtrują hałas i stanowią miejsce do życia dla fauny: wiewiórek czy ptaków. Konieczne jest tworzenie nowych nasadzeń, ale przede wszystkim także walczenie o to, aby oszczędzić drzewa już istniejące, szczególnie te najstarsze, gdyż potrzeba dużo czasu, aby drzewa urosły na tyle, by zapewnić nam cień – tłumaczy. – Wykorzystuje się także zieleń pionową, na przykład na ścianach budynków sadzi się bluszcz, który ogranicza nagrzewanie się elewacji, a przy tym nie obciąża on budynku i nie wpływa negatywnie na stabilność konstrukcji – dodaje specjalista GIS.   Na zwiększenie ilości zieleni pozwala także użycie do budowy nawierzchni parkingowych geokratki lub płyty ażurowej.  
Współpracujące z firmą Naviparking obiekt P8 przy lotnisku w Gdańsku, parking Diza przy lotnisku Katowice Pyrzowice oraz parking Green Bis nieopodal lotniska w Krakowie to obiekty, których właściciele doskonale rozumieją, jaki wkład w zapobieganie wzrostowi temperatur ma zieleń. Mniejsza ilość betonu zmniejsza efekt wysp ciepła, a możliwość wsiąkania wody deszczowej w podłoże minimalizuje zaburzenia gospodarki wodnej.   – Musimy zdać sobie sprawę z tego, że parking wcale nie musi być wylany asfaltem czy betonem, ale można na nim zastosować chociażby płytą ażurową, która w żaden sposób nie pogarsza doświadczenia z korzystania z parkingu. Zwróćmy przy tym uwagę na to, jak przebiegają na przykład tory – tramwajowe nie są przecież na każdym odcinku otoczone betonem, a kolejowe na obszarach pozamiejskich wiodą przez tereny zielone. Nawet niewielkie obszary, które mogłyby zostać zabetonowane, ale zamiast tego występuje na nich roślinność, tworzą różnicę w temperaturach – zauważa Paweł Radomski.   Sposobem na zmniejszenie wpływu UHI może być także stosowanie tzw. chłodnych dachów, czyli dachów pokrytych powłokami odpornymi na działanie temperatur, lub tzw. zielonych dachów, czyli tych pokrytych roślinnością. Poza wpływanie na obniżenie temperatury na obszarach miejskich roślinność pozwala zmniejszyć ilość zanieczyszczeń i umożliwia ochronę bioróżnorodności.  
C. Dbanie o o efektywność energetyczną 💡🚦

Inteligentne oświetlenie i systemy zarządzania energią mogą zostać zintegrowane z parkingami w celu zmniejszenia zużycia energii i wytwarzania ciepła. Przykładowo, oświetlenie LED generuje mniej ciepła w porównaniu z tradycyjnym czy energooszczędnym oświetleniem, a fotoczujniki umożliwiają dodatkowe zmniejszenie poboru energii. Choć poziom ciepła emitowanego przez oświetlenie jest znacznie mniejszy niż poziom ciepła oddawanego przez betonowe powierzchnie, zarządzenie energią niewątpliwie stanowi płaszczyznę, której optymalizacja może przynieść wymierne korzyści. Oszczędności, a także choć niewielki wpływ na efekt UHI stanowią już wystarczające powody, dla których jest to opłacalna i ważna inwestycja.

D. Niezabudowywanie terenu na poziomie ulicy 🏙️🏗️

Budowanie parkingów pod ziemią zamiast na poziomie ulicy może znacznie złagodzić efekt miejskiej wyspy ciepła. Przenosząc miejsca parkingowe pod powierzchnię, miasta mogą zmniejszyć ilość pochłaniającego ciepło asfaltu, co z kolei pozwala obniżyć temperaturę otoczenia. Takie podejście nie tylko pomaga w chłodzeniu środowisk miejskich, ale także zwiększa dostępność powierzchni dla terenów zielonych, parków i stref przyjaznych pieszym, poprawiając ogólny krajobraz miejski. Dodatkowo parking podziemny może poprawić gospodarkę wodami opadowymi poprzez zmniejszenie ilości wody spływającej z zabetonowanych terenów i umożliwienie jej przenikania przez glebę. Chociaż początkowe koszty budowy parkingów podziemnych są wyższe, długoterminowe korzyści środowiskowe i społeczne sprawiają, że inwestycja staje się opłacalna, a istniejące parkingi podziemne, takie jak parking Bulvary we Wrocławiu, parking w hotelu Noli Studios Mokotów czy w kompleksie GTC University Business Park Łódź stanowią przykład, jak komfort uczestników ruchu drogowego może iść w parze z dbałością o środowisko.

– Cyfryzacja parkingów, czyli choćby informowanie o liczbie dostępnych miejsc, odkorkowuje miasta i znacząco usprawnia przepływ ruchu, a trzeba zauważyć, że pojazdy, poza spalinami, emitują także ciepło, które przyczynia się do nasilenia efektu UHI. Zrozumiałym jednak jest fakt, że im większa jest gęstość zaludnienia, tym większe są potrzeby parkingowe. Rozwiązanie tego problemu stanowią parkingi podziemne, które, choć kosztowne, są odpowiedzią na potrzeby mieszkańców i wymagania środowiskowe. Takie parkingi z powodzeniem buduje się pod terenami starych miast, czego przykładem może być Toruń, gdzie budowa pod ziemią wynika z konieczności ochrony zabytków, ale przy tym chroni także środowisko oraz mieszkańców – tłumaczy Paweł Radomski z IMGW.   Do zmniejszenia efektu UHI mogą przyczynić się także parkingi wielopoziomowe, takie jak współpracujący z firmą Naviparking cyfrowy parking Forum w Gdańsku. Wznosząc kilkupiętrowe obiekty, minimalizuje się zabudowywany obszar, pozostawiając więcej miejsca dla roślinności. Parkingi wielopoziomowe mogą być projektowane z wykorzystaniem wspomnianych powyżej zielonych dachów, co dodatkowo zwiększa ich korzystny wpływ na środowisko. Konstrukcje te mogą być również wyposażone w energooszczędne systemy oświetlenia i wentylacji, spełniając tym samym założenia zrównoważonego rozwoju. Tworzenie parkingów podziemnych i wielopoziomowych to krok w stronę bardziej wydajnej i przyjaznej dla środowiska infrastruktury miejskiej.  
E. Wykorzystywanie materiałów niepochłaniających ciepła 🛣️🚵🏽‍♂️

 Usunięcie naturalnego pokrycia terenu i zastąpienie go sztucznymi nieprzepuszczalnymi powierzchniami ma znaczący wpływ na otaczające środowisko. Asfalt, beton czy metal prowadzą do zmniejszonej możliwości odparowywania wody z gleby, zwiększonego magazynowanie ciepła jawnego oraz ograniczenia cyrkulacji powietrza⁹.   Pomóc w walce ze zjawiskiem miejskich wysp ciepła mogą tzw. chłodne nawierzchnie, które wykonywane są z materiałów zaprojektowanych tak, aby odbijały więcej światła słonecznego i pochłaniały mniej ciepła. Chłodne nawierzchnie można z łatwością wdrażać na obszarach o mniej rygorystycznych wymaganiach strukturalnych, takich jak parkingi, parki lub drogi o niskim natężeniu ruchu. Powstają one poprzez zastąpienie asfaltu materiałami o wysokich wartościach zarówno albedo (zdolności odbijania światła), jak i emisyjności (zdolności do odprowadzenia pochłoniętej energii cieplnej).  
Do chłodnych nawierzchni zaliczane są:

 💠 nawierzchnie refleksyjne, które dzięki lekkości i mniejszej szorstkości pozwalają na zmniejszenie ilości pochłanianego ciepła, przy jednoczesnym zwiększeniu ilości ciepła odbijanego;

 💠 nawierzchnie porowate, które umożliwiają gromadzenie wody w pustych przestrzeniach i jej późniejsze parowanie, co znacząco obniża temperaturę powierzchni;

 💠 nawierzchnie kamienne, które, przy zachowaniu przerw pomiędzy elementami, zapewniają przepuszczalność powierzchni, co stanowi jedną z najskuteczniejszych metod chłodzenia;

 💠 nawierzchnie trawiaste łączące wykorzystanie elementów pochłaniających ciepło z trawą, dzięki której zmniejsza się poziom nagrzania gleby¹⁰.  
– Obecnie, korzystając z teledetekcji i analizy geoprzestrzennej, stale obliczamy różnice w temperaturze powierzchni ziemi, aby w określonych miejscach móc przypisać je efektowi miejskiej wyspy ciepła. Dokonujemy ewaluacji wdrożonych rozwiązań i przeprowadzonych inwestycji, badania przed i po, żeby ocenić skuteczność np. zakładania ogrodów wertykalnych, czyli zieleni pionowej – wyjaśnia specjalista GIS. – Badania stanowią tylko część całego procesu – dodaje ekspert. – Najistotniejsze jest działanie.  
Wyniki symulacji przeprowadzonych w Rzymie w 2021 roku¹¹ wykazały, że nawierzchnia asfaltowa sprawia, iż wieczorem w najgorętszym miesiącu temperatura powietrza jest wyższa o 2°C w stosunku do miejsc, gdzie wykorzystane zostały lekkie bloczki betonowe lub nawierzchnia trawiasta. Co istotne, bloczki fundamentowe stanowią także bardziej ekonomiczny wybór niż kostka brukowa, a ponadto można je stosować również do budowy ogrodzenia.
Ponadto, znaczenie ma nie tylko rodzaj nawierzchni, ale także jej kolor. Zgodnie z wynikami badania wykonanego w 2021 roku¹² czerwona i szara kostka brukowa w godzinach szczytu wykazywały aż do 4,2°C i 4,5°C niższe temperatury niż kostka w kolorze czarnym. Zastosowanie jasnych farb o wysokim współczynniku odbicia światła i użycie odpowiednich materiałów (np. betonu transparentnego lub kamienia) ma korzystny wpływ na obniżenie temperatury powierzchni na obszarach miejskich.

Rozwój nowoczesnych parkingów odgrywa znaczącą rolę w łagodzeniu efektu miejskiej wyspy ciepła. Priorytetowe traktowanie efektywności energetycznej, podejmowanie decyzji na podstawie danych, budowanie parkingów podziemnych i wykorzystywanie materiałów niepochłaniających ciepła, takich jak nawierzchnie refleksyjne czy porowate, to podstawowe strategie walki z efektem UHI. Środki te kolektywnie przyczyniają się do ochładzania środowisk miejskich, udowadniając, że inteligentny rozwój parkingów nie jest już jedynie prewencyjnym działaniem w kierunku zdrowszej i bardziej zrównoważonej przyszłości, ale staje się koniecznością.

¹ Krawczyk, E., Fortuniak, K., Wilk, S. (2022). Miejska wyspa ciepła w Łodzi w latach 2015-2018 na tle wcześniejszych badań. Przegląd Geofizyczny.
² Ibidem.
³ Kim, S. W., Brown, R. D. (2021). Urban heat island (UHI) intensity and magnitude estimations: A systematic literature review. Science of the Total Environment, 779, 146389.
⁴ Almeida, C. R. D., Teodoro, A. C., Gonçalves, A. (2021). Study of the urban heat island (UHI) using remote sensing data/techniques: A systematic review. Environments, 8(10), 105.
⁵ Kim, S. W., Brown, R. D. (2021). Urban heat island (UHI) variations within a city boundary: A systematic literature review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 148, 111256.
⁶ Hoehne, C. G., Chester, M. V., Sailor, D. J., King, D. A. (2022). Urban heat implications from parking, roads, and cars: A case study of metro Phoenix. Sustainable and Resilient Infrastructure, 7(4), 272-290.
⁷ Goodrich, E. (2016). Measuring the effects of parking lots and tree shading on microscale urban heat islands (Doctoral dissertation, University of Oregon).
⁸ U.S. Environmental Protection Agency – EPA. (2017). Using EnviroAtlas to Identify Locations for Urban Heat Island Abatement. https://www.epa.gov/sites/default/files/2017-06/documents/urbanheatislandabatement.pdf
⁹  Onishi, A., Cao, X., Ito, T., Shi, F., Imura, H. (2010). Evaluating the potential for urban heat-island mitigation by greening parking lots. Urban forestry & Urban greening, 9(4), 323-332.
¹⁰ Moretti, L., Cantisani, G., Carpiceci, M., D’Andrea, A., Del Serrone, G., Di Mascio, P., Loprencipe, G. (2022). Investigation of parking lot pavements to counteract urban heat islands. Sustainability, 14(12), 7273.
¹¹ Ibidem.
¹² Senevirathne, D. M., Jayasooriya, V. M., Dassanayake, S. M., Muthukumaran, S. (2021). Effects of pavement texture and colour on Urban Heat Islands: An experimental study in tropical climate. Urban Climate, 40, 101024.
parking, UHI, miejska wyspa ciepła, zielona infrastruktura, smart city, zrównoważony rozwój
Joanna Nowak
Junior Content Writer
Junior Content Writer

Zobacz więcej podobnych postów

01––02
case study smart city

Szybka i łatwa cyfryzacja parkingu przy stadionie Legii Warszawa

Odkryj, jak Naviparking odmienił sposób parkowania na Stadionie Miejskim Legii Warszawa im. Marszałka Józefa Piłsudskiego. Poprzez implementację mobilnej aplikacji Navipay i jej integrację z istniejącym sprzętem CAME, stadion skutecznie pokonał wyzwania związane z nieużytkowanymi miejscami parkingowymi oraz ograniczeniami operacyjnymi. Przekonaj się, jak cyfrowa transformacja zoptymalizowała funkcjonowanie obiektu i dała szansę na generowanie dodatkowych przychodów. 
Czytaj dalej
sustainability smart city

Innowacja, integracja, rozwój: przegląd trendów branży smart city 2024

Technologia wciąż sprawia, że granice świata się zacierają, a jej wpływ na inteligentne miasta sięga dalej niż kiedykolwiek. Jakie najnowocześniejsze trendy będą kształtować krajobraz miejski w 2024 roku? Dołącz do nas w podróży do rozwijającego się wymiaru technologii inteligentnych miast, gdzie innowacje nie znają (prawie) żadnych granic.
Czytaj dalej
Wyświetl wszystkie posty