Zobaczcie, co się stanie w przyszłości z budynkami i konstrukcjami
Zmiany klimatyczne będą wpływały na wszystkie aspekty naszego życia – również na budynki, w których mieszkamy czy pracujemy. Wiecie, że większość ludzi, np. w USA, 90% swojego czasu spędza w zamkniętych pomieszczeniach? Zmiany klimatyczne znacznie zmieniają warunki otoczenia, dla których te budynki zostały zaprojektowane.
PODCZAS BUDOWY NALEŻY BRAĆ POD UWAGĘ WSZYSTKIE PARAMETRY LOKALNEGO KLIMATU
Architekci i inżynierowie planują budynki i inne obiekty, np. mosty, uwzględniając tzw. parametry lokalnego klimatu. Postępują zgodnie ze standardami projektowymi i budują je z materiałów, które są w stanie wytrzymać lokalny zakres temperatur (przewidziane opady, śnieg i wiatr oraz wszelkie problemy geologiczne, takie jak trzęsienia ziemi, osiadanie, a nawet poziom wód gruntowych).
W przypadku przekroczenia któregokolwiek z tych parametrów istnieje duże prawdopodobieństwo, że jakaś funkcja budynku zawiedzie pod względem „odporności” na niekorzystne warunki klimatyczne. Na przykład, podczas silnego wiatru, niektóre dachówki mogą zostać uszkodzone, a nawet oderwane. Albo kiedy po ulewnych deszczach poziom wody podniesie się tak bardzo, że zaleje piwnice budynku. Jest to normalne i tych problemów nie da się z góry całkowicie wyeliminować. Po zdarzeniu szkoda może być oczywiście naprawiona, a dodatkowe środki bezpieczeństwa mogą zmniejszyć ryzyko powtórzenia się takiego zdarzenia.
Niektóre z tych wpływów są dość oczywiste. Domy będą bardziej podatne na przegrzewanie, co zagrozi życiu mieszkańców, jak już to miało miejsce podczas niedawnej „kopuły cieplnej” nad Ameryką Północną. Powodzie będą częstsze i będą zalewać większe obszary, więc niektóre miejsca trzeba będzie nawet opuścić. Wieś Fairbourne w Walii już została zakwalifikowana jako możliwy kandydat do tak ekstremalnego posunięcia. Nieuwzględnianie tych dwóch zagrożeń w Wielkiej Brytanii zostało podkreślone w niedawnym raporcie tamtejszego Komitetu ds. zmian klimatycznych.
Te oddziaływania będą mogły być do pewnego stopnia ograniczone i regulowane za pomocą dość prostych środków. Na przykład przegrzanie można ograniczyć poprzez zacienienie okien roletami lub okiennicami, dobrą izolację i odpowiednią wentylację. Prawdopodobnie bardziej niepokojące są „podstępne” skutki zmiany klimatu, które stopniowo naruszają podstawowe funkcje budynku w mniej oczywisty sposób.
KIEDY ATAKUJĄ TERMITY I CO POWODUJE TOPIENIE ASFALTU
Silniejszy wiatr i deszcz będą powodować szybsze niszczenie i przeciekanie fasady. Wyższe temperatury poszerzą obszary bytowania niektórych owadów. Na przykład termitów, które poprzez zjadając drewno mogą powodować poważne uszkodzenia konstrukcji. Albo komary (przenoszące malarię), przez które trzeba dla naszej ochrony przearanżować przestrzeń życiową.
Nagrzanie materiału powoduje ich rozszerzanie, zwłaszcza metalu, co może powodować jego zginanie, gdy przekroczy określoną tolerancję. Na przykład w chińskim mieście Shenzhen wysokie temperatury spowodowały wstrząsy konstrukcji wieżowca i konieczna była ewakuacja budynku, gdy stalowa rama rozciągała się w upale.
Zmiany klimatyczne będą odpowiedzialne za sytuacje, w których parametry te będą przekraczane częściej i w znacznie większym stopniu. Niektóre zmiany, takie jak wyższe średnie temperatury i wilgotność powietrza, będą trwałe. To, co wcześniej uważano za powodzie stulecia, w przyszłości może stać się dość powszechnym zjawiskiem.
Ekstremalne temperatury mogą spowodować nawet topnienie materiałów, co przyczyni się do uszkodzenia dróg, gdy zewnętrzna warstwa bitumiczna zmięknie.
Termity, które jedzą drewno, mogą doprowadzić do dużych uszkodzeń strukturalnych.
Osiadanie - kiedy podłoże pod budynkiem ugina się, powodując pękanie lub zawalenie budynku - jest problemem bardziej znanym w cieplejszym klimacie. Budynki z fundamentem na glebach gliniastych są szczególnie wrażliwe, ponieważ gleby pęcznieją, gdy wchłaniają wodę, a następnie twardnieją i kurczą się po wysuszeniu. Zmieniające się wzorce opadów pogorszą sytuację. Na przykład w ciągu najbliższych 50 lat osiadanie będzie miało wpływ na ponad 10% nieruchomości w Wielkiej Brytanii.
USZKODZENIA BETONU – MATERIAŁU NA CAŁYM ŚWIECIE W BUDOWNICTWIE STOSOWANEGO NAJCZĘŚCIEJ
Być może największym problemem jest to, jak zmiany klimatu wpłyną na żelbet, jeden z najczęściej używanych materiałów budowlanych na Ziemi.
Żelbet używany jest wszędzie, począwszy od wieżowców i mostów w ten sposób, że umieszczamy stalowe pręty w formie i wlewamy mokry beton. Po wyschnięciu tworzą się niezwykle mocne struktury.
Jednak coraz cieplejszy i wilgotniejszy klimat zniszczy trwałość i długowieczność tego materiału.
Kiedy stal w betonie staje się mokra, rdzewieje i rozszerza się, powodując pękanie betonu i osłabienie jego struktury – jest to proces, który niektórzy nazywają „rakiem betonu”.
Kiedy utworzy się rdza, żelbet może się rozpaść.
Szczególnie podatne są budynki na obszarach przybrzeżnych, ponieważ chlorki zawarte w słonej wodzie sprzyjają powstawaniu rdzy. Podnoszące się poziomy mórz podniosą poziom wody i sprawią, że będzie ona bardziej słona, co wpłynie na fundamenty budynków, a coraz silniejszy wiatr spowoduje również dalsze rozprzestrzenianie się soli.
Jednocześnie beton podlega karbonizacji - procesowi, w którym dwutlenek węgla z powietrza reaguje z cementem, tworząc dodatkowy pierwiastek chemiczny, węglan wapnia. Obniża to wartość pH betonu, czyniąc stal jeszcze bardziej podatną na korozję. Od lat 50-tych ubiegłego stulecia globalne wartości CO₂ w powietrzu zwiększyły się z około 300 części na milion do ponad 400. Natomiast większa ilość CO₂ v powietrzu oznacza większe ocieplenie i wyższą temperaturę.
Niedawne zawalenie się budynku mieszkalnego w Miami w USA może być ostrzeżeniem, że ten proces przyspiesza niszczenie i zawalanie się budynków. I chociaż dokładną przyczynę zawalania się budynku jeszcze badają, niektórzy twierdzą, że jest ona mocno związana ze zmianami klimatycznymi.
Przybrzeżne miasta, jak Miami (USA), w przyszłości mogą najbardziej odczuć zwiększenie poziomu morza.
JAK CHRONIĆ DROGI, LINIE KOLEJOWE, MOSTY I TUNELE? DUŃCZYCY WSKAZUJĄ NAM KIERUNEK DOBREJ PRAKTYKI
Nowe drogi należy planować w zgodzie z przyszłościowymi wymaganiami i regulacjami. W związku z tym rozpoczęto badania, aby dowiedzieć się, jak w przyszłości zaktualizować obecne wytyczne dotyczące planowania, budowy i zarządzania drogami.
DESZCZ STANOWI NAJWIĘKSZY CZYNNIK RYZYKA
Dla istniejących dróg zwiększone opady deszczu stanowią największe wyzwanie. Wody powierzchniowe należy przekierować z dróg, by zapewnić ich utrzymanie, zapobiec powodziom i ograniczyć ewentualne wypadki drogowe. Dlatego duńskie władze drogowe badają obecnie, w jaki sposób systemy odwadniania dróg mogą być przystosowane do przyszłego klimatu, zarówno pod względem nowej budowy, jak i zarządzania istniejącą infrastrukturą.
RAPORTY O RUCHU DROGOWYM PODCZAS EKSTREMALNYCH WARUNKÓW POGODOWYCH
Podczas ekstremalnych zjawisk pogodowych, takich jak ulewne deszcze, burze itp., komunikaty drogowe odgrywają kluczową rolę dla użytkowników dróg. Mogą oni stale otrzymywać aktualne informacje o ruchu drogowym i pogodzie, m.in. przez radio, telefon komórkowy czy GPS, a także przez systemy zarządzania ruchem.
RÓWNIEŻ RUCH KOLEJOWY NALEŻY DOSTOSOWAĆ DO ZMIAN KLIMATYCZNYCH
Silne burze i coraz silniejsze wiatry mogą mieć konsekwencje finansowe i komunikacyjne dla kolei elektrycznych, ponieważ przewody napowietrzne są wrażliwe na silne wiatry.
Wzrost poziomu wód gruntowych może prowadzić do zwiększonego ryzyka erozji podkładów kolejowych. Silniejsze deszcze mogą stwarzać problemy dla systemu odwodnienia kolejowego, a ryzyko erozji może wzrosnąć, jeśli cieki wodne dotrą do linii kolejowej.
Tutaj również Duńczycy poszli o krok dalej. która zarządza duńską infrastrukturą kolejową, przygotowuje sposób radzenia sobie z ulewnymi opadami, w tym szczególnie ulewnymi. RND wprowadziło już procedury bardziej intensywnej inspekcji i monitoringu problematycznych nasypów w przypadku ciągłych intensywnych opadów, a także zapewnia dobrze funkcjonujące systemy odwadniania rowów wzdłuż linii kolejowej.
Aby zapobiec wypadkom kolejowym po ulewnych deszczach, Rail Net Denmark wprowadziła nową procedurę wczesnego ostrzegania, która może zamknąć linię kolejową w przypadku problemów.
MOSTY I TUNELE
Już podczas budowy dwóch dużych duńskich mostów (most „Wielki Bełt” i most Oresund) uwzględniono przyszłe zmiany klimatyczne.
Duńczycy poprzez swoją infrastrukturę transportową wskazują nam przyszłościową drogę dobrych praktyk budowlanych. Na zdjęciu most »Wielki Bełt« zbudowany wg »bezpiecznych« wytycznych.
Mosty i ich przybrzeżne instalacje konstrukcyjne są bezpośrednio narażone na wysoki poziom wody. Dlatego przybrzeżne obiekty są chronione wałami. Natomiast dostępność tych urządzeń jest uzależnione od częstych burz.
Ruch kolejowy przez „Wielki Bełt” przebiega tunelem, a połączenie przez Oresund obejmuje również tunel, a jego instalacja przybrzeżna znajduje się poniżej poziomu morza. Tunele są zatem wrażliwe na podnoszenie się poziomu mórz.
WNIOSKI
Bez względu na to, czy podany wcześniej przykład zawalenia się budynku ma związek ze zmianami klimatycznymi, czy nie i tak budzi obawy o kruchość naszych budynków. Należy to również rozumieć jako wyraźny dowód osiągnięcia punktu krytycznego: bogactwo nie chroni (nas) przed skutkami zmian klimatycznych!
Kraje zamożne mają wprawdzie finanse pozwalające szybciej dostosowywać się i łagodzić wszystkie te skutki, ale w skrajnych sytuacjach nie mogą ich powstrzymać. Zmiana klimatu nie jest selektywna.
Budynki są wrażliwe na te wpływy, bez względu na to, gdzie się znajdują, co więcej, nowoczesne budynki w krajach rozwiniętych mają jeszcze więcej możliwości, które mogą się nie udać niż prostsze tradycyjne budynki.
Naszą jedyną opcją jest, by zacząć przystosowywać budownictwo (lub restaurację) budynków tak, by odpowiadało zmieniającym się parametrom lokalnego klimatu, w którym żyjemy. Im szybciej zaczniemy remontować istniejące budynki i budować nowe, które wytrzymają wszystkie zmiany klimatyczne, tym lepiej.
Źródło artykułu:
The Conversation (Most building were designed for an earlier climate. Here is what will happen as global warming accelerates)
ClimateChangeAdaptation (Climate change impact on buildings and constructions)
