Tepelná neutralita
Proč nás to zajímá?
Nikdy jsme moc neřešili, co zástavba pro přírodu, pro Zemi z pohledu tepelné bilance doopravdy znamená. Říká se, že nemovitosti hřejí... A je to vážně problém, když moje nemovitosti hřejí? Čemu to vadí? Proč mě to má zajímat? Slunce svítí a záleží na barvě povrchu (louky, vody, budov, silnic, ...) jak moc sluneční energie se přemění na teplo. Čím je povrch tmavší, odrazivost (albedo) je nižší. Zcela černý povrch skoro nic neodráží a většina slunečního záření se přemění v teplo. proto v létě nemůžete šlápnout bosou nohou na černý asfalt jak je horký, zatímco na bílý povrch došlápnete docela v klidu. A čím více tepla se dodá, tím rychleji se zrychlí lecjaké procesy, kterými příroda disponuje:
Podzemní a povrchová voda
Pokud moje nemovitosti hřejí, přispívají tak k lokálnímu růstu teploty. Příroda na to reaguje akcelerací samoregulačních chladících procesů. Jedním z nich, který který zodpovídá za 30-40% chlazení povrchu Země, je odpar vody. S růstem teploty roste kinetika odparu, tím dík výparné entalpii roste i rychlost přesunu tepla od povrchu země. Tím se teplota u země snaží dostat do rovnovážného stavu. Pokud hodně - zástavby - silnic - fotoelektráren - ... trvale hodně hřeje tak trvalá vyšší lokální teplota působí trvale vyšší rychlost odparu vody. A to v konečném důsledku znamená snížení hladiny a zásoby podzemních i povrchových vod. A postupování čáry desertisace na sever je reálný problém. Tady je k tomu oficiální stránka. Musíme tedy všemožně zadržovat vodu, aby se mohla odpařovat. Nesmíme urychlovat její transport do moře.
Výkyvy, extrémy počasí
Lokální zvýšení teploty, typicky v místech se zástavbou, působí také rychlejší vertikální proudění teplého vzduchu. Odborně se takovým místům říká Urban Heat Islands, dále UHIs. Opět je to forma rychlejšího chlazení: přicházejí častější a větší bouřky, záplavy. Edukativní přednáška například zde. Extrémy počasí budou tedy zřejmě tím větší, čím větší budou ohniska lokálně zvýšené teploty "dík" zástavbě (UHIs).
Pojďme si tedy vypočítat, jak moc lze naše nemovitosti, územní celky nazvat UHI a jak se tohoto břímě zbavit. Jak se na daném uzemí dostat zpět k tepelné neutralitě.
Pro náročnější,
dodatek z termodynamiky:
Všechny naše globalizační snahy (výstavba silnic, domů, ...) uspořádávají části povrchu Země a působí tak proti přirozenému růstu neuspořádanosti (entropie). V této souvislosti je dobře vědět co říká druhý zákon termodynamiky: uzavřený systém, za který lze Zemi zřejmě považovat, nelze žádným vnitřním globalizačním procesem uspořádat. Entropie, jako míra neuspořádanosti systému poroste tím rychleji, čím větší budou naše globalizační snahy.
A praxe nám platnost II. termodynamického zákona potvrzuje: Absolutní měřitelný růst teplot tam, kde je zástavba, z toho plyne rychlejší pohyb molekul teplého vzduchu, rychlejší procesy chlazení tam kde je voda, rychlejší vertikální proudění vzduchu = extrémy počasí, záplavy, ...
S respektem k termodynamice pokorně přijměme fakt, že zemi nelze uspořádat, aniž bychom ji přitom nezničili. Takže jak z toho ven? a) minimalizovat globalizační procesy b) kompenzovat existující globalizační procesy řízeným růstem entropie. Jak na to? Zadržovat vodu, vysazovat stromy. A snižovat množství energie, které se ze Slunce na našich skvělých stavbách zachytí, díky lépe zvolenému albedu těchto povrchů. Přeloženo do populárního jazyka: nemít střechy tmavé, ale světlé. Namísto černého asfaltu mít světlý (například v Itálii jsou silnice velmi světlé, betonové). Pokud máme černé solární panely, vězte že jejich učinnost je max 20%. Tyto panely jsou tedy dokonalými radiátory, protože jen malá část sluneční energie, kterou tyto panely zachytí, se přemění v elektřinu. Většina této energie se přemění na teplo. Solární panely tak velmi brutálně ohřívají povrch země a musíme to kompenzovat zádrží vody, výsadbou zeleně.
Abychom alespon zhruba, částečně dosáhnuli tepelné neutrality daného území. musíme nejprve vypočítat jak dané území topí a pak vypočítat co je třeba udělat, aby se topení snížilo a vedle toho aby se zajistily podmínky pro adekvátní chlazení.
Odtud mimochodem i náš název Equica, odvozený ze slova equilibrium (rovnováha) a logo rovnovážného stavu Lennard-Jones potenciálu.