Kecskeméti Humán Középiskola, Szakiskola és Kollégium Kocsis Pál Mezőgazdasági és Környezetvédelmi Szakközépiskola és Szakiskolája
Hogyan járulhatunk hozzá az élhetőbb környezetünkhöz?
Készítette: Tőke Barbara Horváth Sándor Felkészítő tanár neve: Gyuricza Gyuláné Nedelkovics Judit
Kecskemét 2010
1. Bevezetés “ Ha valaki egyedül álmodik, az csak egy álom. Ha sokan álmodnak együtt, az egy új valóság kezdete”. (Hundertwasser) Az épített környezet, azaz a település védelme, fenntarthatóvá, élhetőbbé tétele természetvédelmi, tájvédelmi, környezet-egészségügyi, és nem utolsósorban érzelmihangulati, mentális kérdés. Természetvédelmi kérdés abban a tekintetben, hogy hogyan illeszkedik az ökoszisztémába, mekkora térrészt foglal el, és mekkorát használ fel. Tájvédelmi, tájesztétikai kérdés, hogy beleilleszkedik-e a tájszerkezetbe, vagy inkább további megbontását, feldarabolódását okozza. A település szerkezete, zöldfelület-rendszere, arculata nagyban meghatározza a lakosság hangulatát, egészségét, azaz döntően befolyásolja az életminőséget. A település épített világa, az épületek, utak, műszaki létesítmények rendszere biztosítja a település működőképességét, az egyes települési funkciók közti szükséges kapcsolatokat. Fontos lenne a kevesebb környezeti stresszhatást eredményező, jobb környezeti állapotjellemzőkkel rendelkező települési környezet kialakítása és fenntartása.
1
2. A Település Településről naponta beszél mindenki, de különbözőképpen gondolkodik róla. Másként vélekedik a szakember, a kutató, a közigazgatásban dolgozó és az állampolgár. Település a kis és esetleg rossz állapotban levő vagy gyönyörű környezetben elhelyezkedő falu, a zsúfolt nagyváros, a tengerparti üdülőhely, a műemlékekben gazdag város esetleg egy tanyacsoport. Mindez együtt és külön-külön az emberiség nagy „találmánya”, az emberi lét térbeli formája. A település az ember, az emberi társadalom létformája, a természeti feltételek és adottságok, a társadalmi-gazdasági jelenségek és folyamatok, valamint műszaki-építészeti elemek együttesének és egymásra kölcsönösen ható tényezőinek térbeli koncentrációja. A települések a népesség koncentrálódásának olyan sajátos pontjai, melyeket három funkcionális kapcsolati rendszer tart össze: a termelés, az elosztás, ellátás és az igazgatás. Bennük és közöttük a közlekedés és a kommunikáció tartja fenn a kapcsolatot. A település fogalmába minden emberi települést – az őrháztól kezdve a tanyán keresztül a falut és a várost – beleértjük. A település történelmi kategória, amit jelez a napjainkban is lejátszódó folyamat: egyes települések megszűnnek, elhalnak, illetve újak keletkeznek. Minden település sajátos, egyedi jellegzetességeket hordoz, ugyanakkor egy-egy nagyobb térség (földrész, ország, régió, megye) közös sajátosságokkal is rendelkezik.
2.1. A város Társadalmi átalakulások, tudományos felfedezések, valamint a technika rohamos fejlődésének korát éljük napjainkban. Ezt a folyamatot a „civilizáció” térhódítása, az életszínvonal emelkedése, az ember várható életkorának növekedése, a Föld lakosságának rohamos szaporodása kíséri. Az urbanizáció, azaz a városiasodás folyamata Európában, Észak- és Dél-Amerikában már javarészt lezajlott az elmúlt két-három évszázad során. További fejlődésről, növekedésről napjainkban ezeken a területeken már nem lehet beszélni. Van azonban a Földnek még számos olyan országa, sőt kontinense, ahol ez a folyamat most van kialakulóban, javában zajlik. Ilyen helye Földünknek jelenleg Ázsia illetve Kína délkeleti része. Ez abból a szempontból
rossz,
hogy
újabb
hatalmas
2
területek
kerülnek
emberi
behatás,
környezetszennyezés, természetkárosítás alá. Pozitív oldala a dolognak, hogy a legmodernebb eszközökkel tanulmányozható az urbanizáció folyamata. A városok közelebbi és távolabbi településükre gyakorolt elszívó hatása következtében jelentőssé vált az ingázás. Ma már többtíz, sőt száz kilométeres távolságokról utaznak az emberek a munkát adó településekre dolgozni. Gyakorlatilag az emberi települések és környezetük ökológiai egyensúlya napjainkra felbomlott. A város-falu települési rend már régen nem tudja megteremteni azokat a feltételeket, amelyeket a fejlődő emberi társadalom mesterséges művi környezetével szemben támaszt. A város egyre inkább elveszíti organikus egységét, szervezete bizonytalanná, áttekinthetetlenné válik, határai elmosódnak. Helyenként a város szinte teljesen feloldódik a tájban, kialakul az urbanizált táj. Néhol már nem a táj veszi körül a települést, hanem a települések gyűrűje veszi körül az egyre zsugorodó szabad természet területeit. A régi települések általában kisméretűek és kis lélekszámúak voltak, működtetésük könnyen áttekinthető volt. Ha valamelyikük mégis szokatlan méretűvé nőtt – például az ókori Róma –, még ma is őrzi az ősi – a tervezés hiánya miatti – rendezetlenség nyomait. A jelenkor települései azonban minden tekintetben meghaladják a történelmi méreteket, a mai igények kielégítése már olyan megoldásokat, szervezettséget követel, mely átgondolt, több szakterületet (városépítő, környezetvédő, ökológus, kertész stb.) magába foglaló tervezés nélkül megoldhatatlan. Egy régi egyiptomi hieroglifán a „város” szót egy kör, és benne egy tengelykereszt ábrázolja. Ez az ősi szimbólum két alapvető összefüggést fejez ki: a kör a védettséget, a kereszt a központi helyet.
1. kép: Egyiptomi hieroglifa „város” kifejezés
3
A város – amint azt a magyar elnevezés is jól mutatja – eredetileg vár volt, a szó fizikai és társadalmi értelmében is a védettség és vele a szabadság jelképe. Ez a jelentés azonban történelmi, a társadalmi fejlődés első évezredeinek lassú időszakában egészen mást takart, mint korunkban. A város az ipari forradalom előtti társadalmakban még az élelem közvetlen termelésének kényszere alóli felszabadulást jelentette. Ez a szabadság azonban már akkor is ellentmondásos volt: a város ragyogása nemcsak a vidék elmaradottságának, hanem a falusi élet tisztaságának is ellentéteként jelent meg. Az ipari forradalmakkal és a nyomukban kibontakozó urbanizálódással a város szerepe, jelentése, ellentmondásos értékvilága átalakult. Ez a robbanásszerű változás a feje tetejére állította a világot, míg a kapitalizmus kialakulása előtt a népességnek alig 8-10%-a lehetett csak városlakó, addig a XX. század közepére ez az arány megfordult. A népességnövekedés többek között a városok számának és nagyságának növekedésével is jár. Mára már a Föld lakóinak több mint a fele városban lakik. Az össznépesség növekedésének a városi népesség növekedési üteme több mint kétszerese! A településhálózat sűrűsége helyenként összefüggő városrendszerek kialakulásához vezetett (Ruhr vidéken az un:„RuhrStadt” ahol a népsűrűség eléri az 5500 fő/km2-t) és a növekvő területigény mind erőteljesebben jelentkezik. A legfejlettebb országok polgárai zömében ma már városokban laknak. A mezőgazdasággal foglalkozó és falvakban élő lakosság aránya több országban 10% alá süllyedt. Az urbanizáció története drámai módon sűríti össze a városfejlődési tendenciák változásait. A középkori városi társadalom és vele a városok viszonylag kiegyensúlyozott szerkezete az ipari forradalmak eredményeképpen megváltozik. A városalakító tényezők differenciálódása egyenetlenül hat a városok fejlődésére: a nyersanyaglelőhelyek, a termelés, a szállítási közlekedési és kereskedelmi útvonalak közelébe eső városok ugrásszerű fejlődésnek indulnak, míg mások fejlődésükben megakadnak. Azok a nagyvárosok azonban, amelyek fejlődését az ipar, majd a pénzügyi és üzleti élet koncentrációja lendíti fel, később drága árat fizetnek a fejlődésért. Az egységes világváros jövőképe talán rosszabb képet fog festeni, mint amilyennek látszik. Ha a világváros olyan lesz, mely meg képes őrizni az épített és természeti környezet egyensúlyát, akkor az emberiség városi léte valószínűleg fenntartható lehet.
4
A Római Klub 1968 áprilisában, a római Akadémia székházában alakult meg az emberiség jövőjével foglalkozni kívánó tudósokból, szakmai képviselőkből, politikusokból. Kezdettől fogva a „világ tudós gyülekezete” elnevezéssel azonosulnak. Célul tűzték ki, hogy időről időre felhívják a nemzetközi szervezetek és a nemzeti kormányok felelős képviselőinek figyelmét az emberiség veszélyeztetett helyzetére, egyegy konkrét jelenkori világprobléma felvázolásával és tanulmányozásával. Az emberi közelmúlt első tudományos igénnyel megfogalmazott legátfogóbb vizsgálata, a Római Klub „ A növekedés határai” című első jelentése 1972 elején arra hívta fel az emberiség figyelmét, hogy amennyiben az elmúlt évtizedekben érvényesült tendenciák tovább folytatódnak, akkor a XXI. század második felében az emberiség – a demográfiai robbanás, az élelmiszerek elégtelensége, a nyersanyag-készletek kimerülése, és a környezet elszennyeződése miatt – katasztrófába rohan. Ez a jelentés egyértelművé tette a nemzetközi környezeti együttműködés elodázhatatlanságát. "A növekedés határai” kötet megállapításai sokkolták a világot. Legfőbb következtetései: ha a világ népességének és élelmiszertermelésnek
és
az
iparosodásának, a környezetszennyeződésnek, erőforrások
felhasználásának
trendjei
az
változatlanok
maradnának, akkor a következő 100 év folyamán elérkezik az emberiség a földi élet növekedésének határához. A legvalószínűbb eredmény ebben az esetben a népesség és az ipari teljesítőképesség igen hirtelen és szabályozatlan csökkenése lenne. Az említett növekedési pályák megváltoztatása lehetséges, és az is megoldható, hogy a hosszú távon fenntartható gazdasági stabilitás feltételeit megteremtsék. Meg lehet találni a globális egyensúly olyan állapotát, amely mellett a Földön minden ember kielégítheti alapvető anyagi szükségleteit és kibontakoztathatja egyéni képességeit. Ha a világ népei elhatározzák, hogy e cél elérésére törekszenek, az első változat elkerülésére annál nagyobb az esély, minél előbb és minél hatékonyabban végzik közösen e munkát.
3. Városi környezet Napjainkban az emberiség mintegy felét érintik a mesterségesen létrehozott városi környezet terhelései: a környezetszennyezés, a zaj, a felfokozott élettempóval együtt járó stressz és nem utolsó sorban a városi légtér – a természetes környezethez képest – megváltozott fizikai paraméterei.
5
A megváltozott városi levegőkörnyezetet csak a különböző léptékű meteorológiai folyamatok eredményeképpen kialakuló éghajlat ismeretében lehet tárgyalni, értékelni. A szabadban megfigyelhető mikroklímák időben igen változékonyak, rövid életűek és jellegzetes kifejlődésük egy adott időjárási helyzethez kötődik. A városokban, főleg a nagyobbakban fellelhető mikroklímák tarka mozaikszerűségükkel tűnnek ki. Az utcák, terek, parkok és udvarok mind sajátos éghajlattal rendelkeznek, amelyekben azonban közös vonások is vannak. Ezek a közös vonások éppen a lokális (helyi) éghajlat, a városklíma keretében jutnak kifejezésre. A különböző klímák térbeli egymásra épülése. Az éghajlati jelenségek térbeli dimenziói: Z = zonális (makro) klíma, R = regionális (mezo) klíma, L = lokális klíma, T = topoklíma, M = mikroklíma.
1. ábra: Az éghajlati jelenségek térbeli skálái: Z = zonális (makro) klíma, R = regionális (mezo) klíma, L = lokális klíma, T = topoklíma, M = mikroklíma
3.1. A városklíma kialakulásának okai: A város földrajzi elhelyezkedése az adott éghajlati zónában, mérete (lakosság, terület), szerkezete, gazdaságának milyensége jelentős hatással van a kialakult éghajlati különbségek mértékére.
6
A természetföldrajzi adottságok (pl. medencefekvés, tengerparti elhelyezkedés) erősíthetik, vagy gyengíthetik az antropogén okok hatására bekövetkező változások szerepét. E változások főbb okozói a következők: A természetes felszínt épületek és vizet nem áteresztő utak, járdák – vízelvezető csatornarendszerekkel kombinálva – helyettesítik. A felszín térbeli rendellenességei az utcák és a parkok felületétől a különböző tetőmagasságokig terjednek. A járdák, utak és az épületek anyagainak fizikai tulajdonságai lényegesen különböznek az eredeti felszín sajátosságaitól. Általában kisebb albedóval, nagyobb hővezetési tulajdonsággal és hő-kapacitással rendelkeznek. A természetes helyett egy új, elsődlegesen sugárzó felszín alakul ki a beépített területek tetőszintjében. A helyi energiaegyenleg lényeges része az emberi tevékenység által (ipar, közlekedés, fűtés) termelt és a környezetbe kibocsátott vagy kikerült hő is. Fontos tényező a fűtés, közlekedés és az ipari folyamatok során keletkező idegen anyagok, így a vízgőz, gázok, füst és egyéb szilárd szennyezőanyagok (aeroszol) mennyisége. Ezek a várost lepelszerűen vonják be. A városklíma jellemzőinek megismerése előtt röviden foglalkozni kell a települések felett kialakuló légrétegekkel. Ezek a következők: A városi határréteg (urban boundary layer – UBL) magassága jelentős mértékben függ az érdességi viszonyoktól. A városi határréteg tetőszint alatti és feletti rétegekre különíthető el. A városi határréteg, amelynek alapja a tetőszint közelében van, lokális, vagy mezoskálájú jelenség, amelynek jellemzőit az általános városi felszín alakítja ki. A nappali UBL szerkezete és dinamikája hasonló a vidéki határrétegéhez (RBL), attól eltekintve, hogy általában valamivel turbulensebb, melegebb, szárazabb és szennyezettebb. A városi határréteg burokként veszi körül a települést, és függőleges kiterjedése meghaladja az RBL magasságát. Enyhe és közepes erősségű szél esetén a városi határréteg egy ”toll” (angolul: plume) – más elnevezésekkel: ”tollpehely” vagy ”zászló” – formájában elnyúlik a vidéki (természetes) légköri határréteg felett a széliránynak megfelelően. Így, a városon túl az új, természetes felszínnek megfelelően kifejlődött RBL fölött – sokszor 10-100 km-re kiterjedően – helyezkedik el ez a városi levegő tulajdonságait hordozó réteg. Az éjszakai UBL gyökeresen más, mint vidéki megfelelője. Zavartalan viszonyok között gyakran a 300 m-es magasságig is kiterjed és továbbra is jellemző rá a viszonylag erős keveredés, míg az RBL-ben a kisugárzás hatására erőteljes inverziós rétegzettség alakul ki.
7
Az átlagos tetőszint magasságában kialakuló ún. városi tetőszint réteg (urban canopy layer – UCL) tulajdonságait mikroskálájú (épületekhez, terekhez, parkokhoz, stb. kapcsolódó) folyamatok kormányozzák.
városi “toll” városi határréteg
uralkodó szél
vidék
városi tetőréteg
külváros
belváros
külváros
vidéki határréteg
vidék
2. ábra: A városi légkör szerkezete
3.2. A városi klíma jellemzői Napsugárzás Az erős levegőszennyeződés miatt 15-20%-kal kisebb a városkörnyéki településekhez képest. Hőmérséklet, csapadék A városon belüli hőmérséklet magasabb a környezeténél. Ennek több összetevője van. A beérkező sugárzás különlegesen “érdes” felszínre érkezik, így a felmelegedés erősebb lehet a sík felszínnél. A légszennyezések egy része üvegházhatású, ami ugyancsak a felmelegedést segíti elő. A városok sok import hőt is kapnak: a lakások, az ipari üzemek, a járművek fűtésével, motorok működésével tekintélyes hőmennyiség kerül a környezetbe. A városok fölött a csapadékképződés is gyakoribb, mint a környező területeken, így a csapadék évi összege 5-10%-kal több. A hó formájában lehulló csapadék 5%-kal kevesebb a város környezetében lehullottnál. Oka a város hősziget-jellege. A lehulló csapadék kb.
8
60%-ának lefolyása gyors. Következményeként a párolgás jóval kisebb, mint természetes állapotban, így a párolgás miatt a környezetből elvont hő is jóval kisebb lesz. Az utakról azonnal eltakarított hó csökkenti az albedo értékét, ami ismét csak a felmelegedést segíti elő. Mindezek hatására az évi középhőmérséklet a városon belül 0,5 - 2C-kal nagyobb a városon kívüli hőmérséklethez képest (KERÉNYI, 1995). Napsütéses, szélcsendes napokon ez a különbség akár 5 - 6 C is lehet. Páratartalom A gyorsan elfolyó csapadékvíz és a vízraktározásra képes talajfelület csekély aránya miatt a levegő relatív páratartalma 8-10%-kal kisebb a természetes állapotú környezetéhez képest (KERÉNYI, 1995). A szárazság és a túlmelegedés miatt gyakran sivatagi éghajlathoz hasonló klíma alakul ki. A légúti megbetegedéseket jórészt a száraz, magas portartalmú levegő idézi elő. Vízháztartás A város épületei, útjai, ipari és egyéb létesítményei teljesen megváltoztatják az eredeti vízháztartást. Megnő a felszíni lefolyás: a városra hulló csapadék átlagosan 60%-a folyik le a szilárd burkolatról (KOVÁCS M. 1985). Az elfolyó víz mesterségesen meghatározott pályákon (esővíz- és szennyvízcsatornákon) jut el a befogadókba. A város alatt szélsőségesen lecsökken a talajvíz-utánpótlás, mert a csapadék csak a kertek, parkok talaján keresztül szivároghat a talajvízig, az összefüggően beépített részeken nem. Víznyerés céljára a legtöbb városban a felszín alatti vizeket használják. A nagymérvű vízfelhasználás és a csökkenő utánpótlás miatt a talajvízszint rohamosan csökken. Szélsebesség, szélviszonyok A városklíma jellemzője a környezeténél 10-20%-kal kisebb szélsebesség és az ugyanilyen arányban gyakoribb szélcsend (KERÉNYI, 1995). A levegőszennyeződés leginkább szélcsendes napokon érezhető, miután a városnak nincs meg a “kiszellőzöttsége”. Az így kialakuló nagy por- és gázszennyeződés koncentráció miatt a levegő jóval ártalmasabb az egészségre. Rosszul tervezett lakótelepeken gyakran csatornahatás alakul ki, amely lokálisan felerősödő szelet okozhat.
9
Köd A több kondenzációs mag jelenléte miatt nagyobb a felhőborítottság (plusz 5 - 10%), és rendkívüli módon megnő a köd gyakorisága (KERÉNYI, 1995). A füstköd-képződésben a meteorológiai és légszennyezettség adottságok mellett fontos szerepet játszik a domborzat is. A medencében elhelyezkedő városok gyakrabban számolhatnak azzal, hogy a hideg levegő “megüli” a medencét, s hosszantartó inverziós állapot jön létre. Ilyen a Kárpát-medence is, s benne Budapest, mint egyetlen 2 milliónál nagyobb lakosú városunk.
10
4. A városi klíma kedvezőtlen hatásainak megelőzési lehetőségei 4.1. A fűtési és hűtési rendszer A legolcsóbb és leginkább környezetbarát energia az, amelyet fel sem használunk.
3. ábra: Hogyan csökkenthető nagyobb beruházások nélkül a lakásfűtésből és hűtésből származó energiafelhasználása? Európa fejlett országaiban a lakásokat, közintézményeket nem fűtik 20-21 Celsius-foknál melegebbre. Nálunk ez az érték sokszor meghaladja a 24 fokos értéket is. Ahhoz, hogy egyetlen Celsius-fokkal melegebb legyen, 6 százalék többlet hőenergia szükséges. Nem nehéz kiszámolni, hogy ha a 24 Celsius-fok helyett csak 20 fokra fűtenénk fel épületeinket, ezzel az egyetlen, apró lépéssel illetve odafigyeléssel 24 százalékos energiamegtakarítást érhetnénk el. Ha napközben nincs otthon senki, elegendő 16-17 °C-on tartani a lakást.
11
A termosztátot ne tegyük hűvös-huzatos, vagy napsütötte felületre. Párásítsuk a levegőt, mert a párás levegőt melegebbnek érzékeljük, jobb lesz a hőérzet. Ne helyezzünk a fűtőtest elé bútorokat, mert azok kismértékben szigetelnek. Hideg napokon helyezhetünk a fűtőtest mögé ún. hőtükröt (szivacsos alumíniumfólia), mely visszaveri a hőt a helyiségbe. A szellőztetés igen sok energiát vihet el. Naponta kétszer szellőztessünk rövid ideig és alaposan: tárjuk ki az ablakot 3 percre. A helyiség levegője 3 perc alatt tökéletesen ki tud cserélődni. A hosszú időre, résnyire vagy bukóra nyitott ablakokkal nemcsak a hő szökik el, de még a szellőztetés is kevésbé hatékony. Ügyeljünk a fűtőberendezések hatékonyságára. A fűtési szezon kezdetén tisztíttassuk ki a kazánt, bojlert. Ellenőrizzük a központi fűtést, nem gyűlt-e fel benne levegő. A levegős rendszer hatásfoka radikálisan csökken. Nyáron a lakás hűtéséről inkább megfelelő szellőztetéssel és árnyékolással gondoskodjunk. Ha mégis légkondicionáló mellett döntünk, akkor legalább válasszuk ki a lehető legkevesebb energiát fogyasztó változatot, csak akkor kapcsoljuk be, ha nagyon muszáj, és ügyeljünk a környezetbarát működtetésre. A kívánt benti hőmérsékletet ne állítsuk a külső hőmérsékletnél 5-7 °C-kal hűvösebbre. Ezt egészségügyi szempontból is tanácsos betartani.
4.1.1. Környezeti megfontolások a fűtés különböző lehetőségeinél Elektromos fűtés: Jelenleg
az
előállított
villamos
energia
zömmel
környezetszennyező
módon,
üvegházhatású gázok kibocsátásával együtt járva, meg nem újuló energiaforrásokat felhasználva történik. Használat közben viszont a villamos fűtés tisztának tekinthető, a közvetlen környezetet nem szennyezi.
2. kép Elektromos fűtés otthonunkban
12
Fűtés földgázzal: Véges
gázkészletek.
Kitermelése,
előkészítése
és
szállítása
is
erőteljesen
környezetszennyező. Elégetése szennyezi a levegőt. Széntüzelés: Ennek a fűtési lehetőségnek ugyanaz a környezetszennyező hatása, mint a fölgázzal való fűtés, és ami nagyon fontos, hogy a szénkészletek is végesek. Hőszivattyús rendszer Végtelen, megújuló energiaforrás. Nincs helyszíni CO2 kibocsátás és más szennyezés.
4. ábra: Hőszivattyús rendszer kialakítási lehetősége Pellet, és biobrikett felhasználása fűtésre Megújuló erőforrás. Mérsékelt káros anyag kibocsátás. Mivel a pellet égése során mindössze annyi szén-dioxidot bocsát ki, amennyit a fa élete során felhasznált (szén-dioxid semleges), globálisan nem növeli a levegőben található káros anyagokat, valamint nem segíti elő az üvegházhatást.
3. kép: Pellett és biobrikett
13
4.2. A hűtés különböző lehetőségei Gyakori és hatékony szellőztetés, megfelelő árnyékolás Kezdeti bekerülési- és működtetési költsége gyakorlatilag nulla. Nem gyakorol káros hatást a környezetre. Nagyobb odafigyelést igényel, és nagy melegben kétségkívül kevésbé hatékony, mint egy légkondicionáló berendezés. Ventillátoros szellőztetés (beépített vagy mobil) Kezdeti bekerülési költsége viszonylag alacsony, már kb. 3 000 Ft-ért kapható egy kisebb ventillátor. Energiafelhasználása változó, érdemes takarékos változatot választani. Inkább a hőérzetet módosítja, a helyiség hőmérsékletét nem csökkenti számottevően.
4. kép: Ventillátoros hűtés Légkondicionáló berendezés Kezdeti bekerülési költsége magas, már a legegyszerűbb, D energiaosztályú klíma ára is meghaladja az 50 ezer Ft-ot, ehhez jön még a beszerelés költsége. Működtetési költsége is magas. Egy kb. 30 m2-es helyiségbe való 2,9 kW hűtőteljesítményű, 0,9 kW/h áramfelvételű klímaberendezés 4 órai működtetéssel kb. 150 forintnyi áramot használ el. Ez egy hét alatt több mint 1000 Ft. A nagy energiafelhasználás miatt nem tekinthető környezetbarát megoldásnak.
14
4.3. Flóratetők A megújuló és a fosszilis energiaforrások kimerítésének megelőzésére ma már nagyon sokféle módszert alkalmaznak. A hőszigetelés több formában is megjelenhet. Az épületek falainak szigetelése mellett a tetők szigetelése is fontos szerepet játszik. Létezik olyan módszer, amely nemcsak hőtartó funkciót tölt be, hanem még a látványa is szemet gyönyörködtető, emellett a levegő minőségét is javítja.
4.3.1. Tetőkertek kialakulásának története A növényzet alkalmazása az épített környezetben nem teljesen új keletű törekvés. Jelentős szerepet töltenek be kultúránkban a növények, a növényábrázolások. Az építészet fejlődése magával hozta azokat a lehetőségeket, hogy dézsakertek, tetőkertek jöhettek létre. Az épületekre, tetőkre, teraszokra, falakra telepített kertek luxusát azonban csak kevesek engedhették meg maguknak, ahol a klimatikus adottságok a sík tetők építését és azok külső lakóhelyként való használatát lehetővé tették. A környezetüket kondicionáló, felüdítő növény- és vízfelületek létesítése pedig szükségessé, kívánatossá vált. Az ókori keleti kultúrában a napkirályok toronytemplomai a zikkurátorok, melyeket a függőkertek elődjeiként tartanak számon. A legjobb állapotú zikkurát templom Úr városában található. 20 m magas, minden szintjét földdel takarták, és feltételezhetően növényekkel telepítették be. Egyiptomban / i.e. 1490 körül / a thébai sziklafalak lábánál fekvő terasztemplom az egyik legjelentősebb épületemlék. Teraszos kialakításával beleillik a környezetébe. A teraszokon kultuszhelyek
találhatók.
Feltételezhető,
hogy
a
teraszokon
szintén
történt
növényalkalmazás, hogy fokozzák a természet erőinek csodálatát / HAJNÓCZI, 1991 /. Minden tetőkertek leghíresebbike az ókori világ hét csodájának egyikeként számon tartott Szemirámisz függőkertje, melyet II. Nabukudurri-uszur babiloni király / Kr. e.605-562 / építtetett, méd származású felesége számára - s nem az asszír Szemirámisznak - hogy hazájának hangulatát varázsolhassa Babilonba. Az ókori hagyomány tehát tévedett a királynő személyét illetően / HAJNÓCZI, 1991/. Ezen a négyzet alapú teraszos építmény minden szintjén álltak a telepített növények. Az építmény magassága megegyezett a várost körülvevő városfal magasságával. Ez a legfelső
15
szint volt a függőkert fő része. A teraszok alatt kialakított termeket többrétegű szigetelés védte /kőgerendán nádat és aszfaltot, erre gipszet és téglát helyeztek el, és legvégül az egészet ólomlemezekkel fedték be /.
5. kép: Szemirámisz függőkertje A metszeten jól kivehető, hogy nagyméretű fákat és cserjéket is alkalmaztak, ami kapcsolódik a fakultuszhoz, de a technikai felkészültséget is jelzi, hogy a termetes ültető gödröket az oszlopok fölé helyezték. A görögök is nagy csodálattal adóztak a függőkerteknek Diodorosz /görög történetíró/ így ír: “ A talajt kiegyengették, és sűrűn beültették a legkülönfélébb nagy és szép fákkal. A látványuk szívderítő volt. Az egyik teremben mely a felső teraszra nyílt, szivattyú berendezést helyeztek el. Így a folyóból elegendő vizet vezethettek fel anélkül, hogy kívülről bármit is látni lehetett volna.” Az így kialakított teraszos kertek, erdővel benőtt hegyhez tették hasonlóvá a függőkerteket. A görög-római birodalom lapos tetőin és teraszain az Adonisz kultusz hatására az edényes növények használata terjedt el.
16
A római császárság korában a magas bérházas építkezés terjedt el az igen magas telekárak miatt, így a tetőket gyakran használták kertként. Edénybe ültetett virágok, cserjék, gyümölcsfák díszítették. Földbe süllyesztett pincék tetején is kerteket építettek. Olaszországból terjedt el a reneszánsz korban a tetőkertek kultusza. Eleinte csak a kiváltságos társadalmi rendek lehetősége volt e kerteknek az élvezete, de később az alkalmazott növényfajok számának gyarapodásával lehetővé vált az egyre szélesebb társadalmi rétegekben is a lakókörnyezet ily módon való díszítése.
6.kép: Reneszánsz tetőkert – Passau Frigyes nürnbergi rezidenciájának tetőkertjén /1478/ jól kivehető a haszonnövények /gyümölcs, szőlő/ telepítése a dísznövények mellett. A nyeregtetőről összefolyó csapadékvíz öntözi a kertet. A képen látható pavilon a tetőn való tartózkodás lehetőségét bizonyítja. Az 1700-as évektől az építészet és a kertészet kiemelkedő művelője Paulo Jakab Marperger javaslatára kezdték külön erre a szakterületre hozzáértők alkalmazását, illetve az idegenből származó növényekkel való próbálkozást. Erre az időszakra tehető a passaui hercegérseki palota kibővítésével létrejött hét szintes díszkertek megépítése.
17
7. kép: Carl Rabitz építőmester tetőkertje és elméleti műve
Az 1867-es évben Carl Rabitz építési munkája a: “Természetes tetők vulkánikus cementből, avagy a modern függőkertek” és Monier párizsi kertész találmánya, a vasbeton új lehetőséget nyújtott az építészetnek. Az abban az évben rendezett világkiállításon láthatta a nagyérdemű és a szakmabeliek is. Lapostető kialakításra enyhe lejtés mellett, vízszigetelésként vulkanizált cementet alkalmazott / M. SZILÁGYI, 1997 /. Jó pár évtizeddel később Le Corbusier városépítészetében intenzív tetőkertek - a városi környezet emberibbé tétele céljából - jelentek meg / M. SZILÁGYI, 1997 /. Le Corbusier 1924-ben elhangzott ma is időtálló gondolata: “Nem minden logikával ellentétes, ha egy város tetőfelületei kihasználatlanul, csak a palák és csillagok párbeszédének vannak fenntartva?”
18
Sajnos elgondolásai a valóságban nem válhattak valóra, egyrészt a kor technológiája nem tette lehetővé a tetők növényekkel való betelepítését, másrészt az ott élő lakóközösség nem érett meg arra, hogy ezt a közösségformáló szándékot be tudta volna fogadni. Európa északi részein az építészeti hagyományokban a növénnyel borított ferde tetőfelületek voltak jelen. A hőszigetelést tökéletesítette a tőzeges-gyepes vegetációs réteg. A fő szempontot a házak védelme jelentette a zord hidegektől. Az elmúlt évtizedekben mind gyakrabban alkalmazott módja az ipari üzemek, csarnokok, közműterületek és létesítmények, közlekedési területek, parkolók tájba illesztésének az extenzív zöldtető építése. Fontos még megemlíteni Hundertwasser nevét, aki főképp épületeinek tájba illesztéséhez alkalmazta a zöldtetőket, illetve szintén a települési környezet természet közelibbé tételét célozta meg. A múltban házaink szorosan kapcsolódtak a helyi ökoszisztémához. Helyben található anyagokból építették őket, helyi energiától függtek. A XXI. század küszöbén ezeket az ismereteket újra kell tanulnunk. Az energiatakarékosság szükségessé teszi a ház tájolását és alakját a helyi klímához illeszteni, növelve az energiafelhasználás hatékonyságát. A modern változatú tetőkertek napjainkban kezdenek elterjedni Magyarországon. A technológiai fejlődéssel ma már létrejöttek azok a műszaki, technológiai feltételek, melyek lehetővé teszik széles körű terjedésüket /KOPPÁNY, 1997 /.
19
4.3.2. Zöldtetők típusai A növényzet és a használat típusától függően alapvetően kétféle zöldtetőt különböztetünk meg: az intenzív zöldtetőt, vagy tetőkertet és az extenzív zöldtetőt, más néven ökotetőt. Felépítés, vegetáció megjelenési formája szerint meg kell még különböztetnünk a mobil zöldfelületeket, ill. a jövő útját jelentő külföldi tapasztalatok szerint jól működő extenzív, intenzív, mobil és kavicsos tetőfelület képzés együttes alkalmazását. Ez bizonyult a legmegfelelőbbnek a hasznos rovarok és egyéb élőlények tetőkertben történő megtelepedésére. A zöldtetőket kiegészítő biotópnak kell tekintenünk, ökológiai szempontból a flóra és a fauna számára nyújtott élettérként. Extenzív zöldtető Az ökotető egy ökológiailag aktív, vegetációs védőréteg, általában nem járható tető, kivéve a szilárd burkolattal ellátott felületei, állandó tartózkodásra nem, csak az ápolási, karbantartási feladatok elvégzésére alkalmasak. Növényzete állandó gondozást nem igényel. Növényválasztékát a szárazságtűrő gyepek, sziklakerti évelő és pozsgás növények, sztyepprétek fajai, törpecserjék, hagymás növények adják:
8. kép: Extenzív zöldtető Budapesten Építési módjára jellemző a vékony rétegű és könnyű szerkezetű tetőkert
20
Extenzív tetőkertek termőréteg-vastagsága és terhelése a növényzettel összefüggésben ( P. Fischer, 1994.) Füvek, Zöldtető növényzete
Moha,
Sedum, fű,
Füvek,
Sedum
lágyszárúak
lágyszárúak
Fűfélék
lágyszárúak, cserjék
Növényzet súlya (kg/m2)
3
3
5
5
5
4
8
12
15
15
45
90
135
170
170
vastagsága (cm)
3
4
4
5
7
súlya (kg/m2)
20
25
25
35
45
7
12
16
20
22
65
120
170
210
230
Vegetációs zóna vastagsága ( cm) súlya (kg/m2) Drain-réteg
Felépítés összvastagsága (cm) Összsúly (kg/m2)
1. táblázat: Extenzív zöldtetők növényzete A növényeknek nagy tűrőképességgel kell rendelkezniük: jó regenerációs - és ellenálló képesség időszakos vízellátás esetén, szárazságtűrés. Jelenleg a legtöbbet alkalmazott extenzív zöldtető kialakítási forma Budapesten van. Intenzív zöldtető A tetőkert gyakorlatilag kertnek kiképzett és használt tetőfelület. Így növényzete is változatosabb és igényesebb a gondozás iránt. Megfelelő gyökértérről és tápanyag ellátásról kell gondoskodni. Sokféle növényfaj telepítése elterjed, így foltszerűen ültethetők évelők, cserjék, vagy gyepfelület, illetve pontszerűen alkalmazhatóak cserjeilletve fakiültetések. A zöldtetők használhatóak állandó emberi tartózkodásra. A burkolt felületein kívül, a megfelelően kialakított gyepfelületek is alkalmasak gyalogos forgalomra.
21
9. kép: Intenzív zöldtető Lipcsében Esztétikai célú kerti műtárgyak további alkalmazásával (pergolák, világító- testek, szobrok) és funkcionális célú kerti berendezésekkel (padok, asztalok, játszótéri berendezések,
vízmedence),
mint
lakókertek,
vagy
pihenőkertek
(munkaközi
pihenőidőben) funkcionálnak. Magas színvonalú növényanyagával, komfortosabb kiépítésével, díszítő műtárgyak elhelyezésével magas esztétikai és reprezentatív értéket képvisel. Intenzív tetőkert termőréteg - vastagsága és terhelése a növényzettel összefüggésben (P.Fischer, 1994.)
Zöldtető növényzete
Növényzet súlya (kg/m2)
Gyep,
Évelők,
alacsony
egynyáriak
Évelők,
magas
cserjék
rózsák
kisfák
cserjék
< 60 cm
< 80 cm
5
10
15
8
15
25
30
Fák
60
Vegetációs zóna vastagsága (cm)
22
>30
>50
súlya (kg/m2)
90
170
290
>345
>575
6
8
10
>12
>15
50
65
80
>100
>130
3
4
5
7
10
Drain-réteg vastagsága (cm) súlya (kg/m2) Tárolt vízréteg magassága (cm) Öntözési mód Felépítés összes vastagsága
kézi/au-
kézi/au-
kézi/au-
tomata
tomata
tomata
14
23
35
>42
145
250
385
>475
automata
automata
>65
(cm) Összsúly (kg/m2)
>765
2. táblázat: Intenzív zöldtetők növényzete Ezek a flóratetők fokozottabb gondozást igényelnek. Mind a technikai felszereltsége, (kiépített öntözőrendszer) igényesebb növényválasztéka, magas követelményeket támaszt üzemeltetőjével szemben. Fontos a megfelelő tápanyagellátás, az állandó fenntartás, kezelés. Mobil zöldfelület (edényes) Ez a meghatározás a balkonon, mellvéden és tetőn, edényekben elhelyezett növények által kialakított zöldfelületet foglalja magába. A növényfelületek gyorsan, egyszerűen kialakíthatók és igény szerint rendezhetők, változtathatók. Tetőfelületeken a rögzített, vagy távtartó elemekre helyezett növénytartók használata célszerű. A módszer alkalmazása olyan helyeken jellemző, ahol valamilyen oknál fogva nincs lehetőség a zöldesítés más módjára. Így is igen tetszetős és dekoratív megoldásokat érhetünk el. A Zöldtető Információs Rendszer segítségével kiválaszthatjuk melyik tetőkertforma a legoptimálisabb adott esetben.
23
5. ábra: A Zöldtető Információs Rendszer
24
5. Kecskemét város ökotetői Már Kecskeméten is találkozhatunk zöldtetővel. Környezetvédelmi fontossága ellenére is még csak néhány helyen fedezhető fel a központban. Az első flóratető extenzív típusú, amely a Kecskeméti Katona József Színház mellett épült meg több éve. Itt nagyon jól megfigyelhető, mennyire bele tud olvadni a környezetbe egy valójában nem természet közeli létesítmény, egy benzinkút.
10. kép: Kecskemét, színház melletti benzinkút
25
Intenzív és edényes típusú tető a Kisfaludy-háznál tekinthető meg. A különböző, főként örökzöld növények edényekben, balkonládákban vannak elhelyezve.
11. kép: Kisfaludy-ház 2005-ben Kecskemét város egyik nagy beruházása befejeződött, melynek eredménye a Malom Plaza. A tervezésnél tekintettel voltak a környezetvédelemre, ugyanis a várostól elvett zöldfelületek pótlása érdekében flóratetőket alakítottak ki.
26
12. kép: Malom Plaza
27
6. A zöldtetők környezeti hatásainak összegzése: A zöldtető a városi környezetre gyakorolt hatásán kívül a téli és nyári hőingadozás jelentős mértékű csökkentésével kevesebb terhet ró tetőszerkezeteinkre, csökken a hő-mozgás. Ez a szakemberek számára igen fontos, hiszen a tető-rétegrend anyagainak megválasztásánál a hő-mozgás csökkenése a kisebb szakadó-nyúlású anyagok felhasználását is lehetővé teszi, valamint csökkenthető a dilatációs csatlakozások kialakítási költsége is. Az ábra alapján az alábbiak állapíthatók meg:
6. ábra: Tetőfelületi anyagok napi hőmérséklet menetei egy nyári nap folyamán (HidyPrekuta-Varga 1995) A növényzet nélküli hagyományos lapos tetők felszínén a hőmérséklet elérheti : nyáron a 45-70C-ot télen akár a - 15C-ot is. Ez több mint 100C-os hőmérsékletkülönbség. Az ebből eredő jelentős tágulási és zsugorodási folyamatok valósággal “megölik” a legtöbb tetőburkoló anyagot, és komoly
28
szerkezeti problémák merülnek fel, mint pl. a dilatációs hézagok tartós vízhatlan szigetelése. A beültetett lapos tetőknél ez a hőmérsékletkülönbség mindössze kb. 30C: nyáron max. 25C télen
min. 0C-ra hűlhet, a talaj vastagságától függően.
Ez a kiegyenlítettebb hőmérséklet és a nedves talajréteg kedvező hatással van az alatta lévő tetőhéjra és a szerkezetekre. Javítja a belső téri klimatikus viszonyokat is: nyáron hűvösebb van, télen fűtési költségeket lehet megtakarítani. A hőhullámok lefelé haladásának sebessége növényzettel takart, tömör egyhéjú tetőnél, amelyet direkt sugárzás ér, nagyobb és gyorsabb. A födém alsó síkjának helyiségbe sugárzó felületi hőmennyisége hamarabb és nagyobb intenzitással jelentkezik, mint a jól átszellőztetett hidegtetőknél, melyet növényzettel takarunk. A szélsőséges hőmérsékletek kiegyenlítése a tető alatti helyiségek esetében jelentkezik elsősorban. A növényzettel borított tető kevésbé melegszik fel, csak pár fokkal lesz melegebb a léghőmérsékletnél, ellentétben a burkolóanyagokkal, így csökkenti a forró nyarakon a lakóterek hőmérsékletét. Csökken a fényvisszaverődés. Télen a zöldtető hő-visszaverő képességét lehet kihasználni azáltal, hogy a fagyás helye a tetőfelületről a talajrétegbe húzódik. Így nő a szerkezet hő-áteresztési ellenállása. Csökken a hőmérséklet ingadozása, a tető nincs kitéve az ebből adódó káros hatásoknak. Csapadékvíz háztartás Az extenzív ökológiai védőréteg, melynek teljes szerkezeti vastagsága nem éri el a 20 cmt, képes a lehullott esőmennyiség felét megtartani. Ez az érték akkor is figyelemre méltó, ha tudjuk, hogy a vizsgált időszak előtt igen száraz őszi hetek voltak. A 20-25 mm-es visszatartott csapadékmennyiség ökológiai értékei könnyen beláthatók: természetes vízutánpótlás a növényzet számára, hűtő, porlekötő hatás fokozása, mikroklíma javítása párolgással. A flóratetők vízszűrő hatásának elemzése még további kutatómunkát igényel, hogy a bemutatott mennyiségi mutatók mellett a minőségi különbségek is kvantitatív értékekkel legyenek jellemezhetők.
29
Mellékletek
30
Irodalom jegyzék:
1. Bardóczyné Sz.E. (1997): Városi zöldfelületek vízgazdálkodási kérdései (decentralizált vízgazdálkodás) Zöldtetők-zöldhomlokzatok tudományos konferencia, Győr, 1997. Febr.27-28. 73-81.p.
2. Borhidi A. 81990): A városklíma és a zöldövezet alakulása Magyar Tudomány, Budapest, 1990/1.
3. Darida A. (1996.): Ökoszisztémák és típusaik. In: Thyll Sz. (1996.): Környezetgazdálkodás a mezőgazdaságban Mezőgazdasági Kiadó, Budapest, 58-72 p.
4. Dieter, H-Manfred,H 81994) : SH Atlasz, Ökológia Sprinter Hungarica, Budapest, 280 p.
5. Gáspár S. (1997): Extenzív zöldtetők magyarországi elterjedésének kérdései Diplomamunka, GATE, Gödöllő
6. Gerzson L. (1997): Tetőn és homlokzaton alkalmazható növények és feltételeik Zöldtetők-zöldhomlokzatok tudományos konferencia, Győr, 1997 febr. 27-28. 105-108 p.
7. Hajnóczi J.Gy. (1991): Az építészet története-ókor Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest 125p.
8. Harkányiné Sz.Zs.-Gáspár S.-Magyar M. (1997): Zöldtetők Magyarországon Biotechnológia, In press
9. Harkányiné Sz. Zs.-Gáspár S. (1997.): A zöldtetők magyarországi alkalmazhatóságának vizsgálata a FIR felhasználásával. Zöldtetők-zöldhomlokzatok tudományos konferencia, Győr, 1997 febr.27-28. 89-92 p.
10. Kerényi A.(1995.): Általános környezetvédelem Mozaik Oktatási Stúdió, Szeged 11. Madas K. (1994): Miért van szükség a városban védett zöldterületekre? Falu, város, régió, Budapest, 1.6.-7., 40-41.p.
12. Polónyi K. (1983): Klíma-energia-épített környezet Építésügyi tájékoztatási Központ, Budapest, 121 p.
13. Prekuta J.-Hidy I. (1992): Ez a flóratető ProNatur Kft, Budapest, 40p.
31
Képek jegyzéke: 1. kép: Egyiptomi hieroglifa „város” kifejezés 2. kép Elektromos fűtés otthonunkban 3. kép: Pellett és biobrikett 4. kép: Ventillátoros hűtés 5. kép: Szemirámisz függőkertje 6.kép: Reneszánsz tetőkert – Passau 7. kép: Carl Rabitz építőmester tetőkertje és elméleti műve 8. kép: Extenzív zöldtető Budapesten 9. kép: Intenzív zöldtető Lipcsében 10. kép: Kecskemét, színház melletti benzinkút 11. kép: Kisfaludy-ház 12. kép: Malom Plaza Táblázatok jegyzéke: 1. táblázat: Extenzív zöldtetők növényzete 2. táblázat: Intenzív zöldtetők növényzete Ábrák jegyzéke: 1. ábra: Az éghajlati jelenségek térbeli skálái 2. ábra: A városi légkör szerkezete 3. ábra: Hogyan csökkenthető nagyobb beruházások nélkül a lakásfűtésből és hűtésből származó energiafelhasználása? 4. ábra: Hőszivattyús rendszer kialakítási lehetősége 5. ábra: A Zöldtető Információs Rendszer 6. ábra: Tetőfelületi anyagok napi hőmérséklet menetei egy nyári nap folyamán (HidyPrekuta-Varga 1995)
32
Tartalomjegyzék 1. Bevezetés .................................................................................................................. 1. 2. Település ................................................................................................................... 2. 2.1. Város .................................................................................................... 2. 3. Városi környezet ....................................................................................................... 5. 3.1. A város klíma kialakulásának okai ...................................................... 6. 3.2. A városi klíma ..................................................................................... 8. 4. A városi klíma kedvezőtlen hatásainak megelőzési lehetőségei ............................ 11. 4.1. A fűtési és hűtési rendszer ................................................................. 11. 4.1.1. Környezeti megfontolások a fűtés különböző lehetőségeinél .. 12. 4.2. A hűtés különböző lehetőségei .......................................................... 14. 4.3. Flóratetők ........................................................................................... 15. 4.3.1. Tetőkertek kialakulásának története ......................................... 15. 4.3.2. Zöldtetők típusai ....................................................................... 20. 5. Kecskemét város ökotetői....................................................................................... 25. 6. A zöldtetők környezeti hatásainak összegzése: ...................................................... 28.
33
