Fale upałów oraz nawalne deszcze to zjawiska, które stają się coraz powszechniejsze także w naszych szerokościach geograficznych. Według raportu IPCC każdy stopień ocieplenia prowadzi do zwiększenia wilgotności powietrza o ok. 7 proc., co przekłada się na wyższe ryzyko powodzi opadowych1. Wyzwania klimatyczne wymuszają na sektorze budowlanym poszukiwanie rozwiązań i technologii, które zwiększą odporność miejskiej infrastruktury. Inspiracji dostarczają światowe wdrożenia. Działająca globalnie firma doradczo-inżynieryjna Arup, w najnowszym wydaniu półrocznika „The Arup Journal”, podsumowuje swoje projekty, w których czynniki klimatyczne stały się głównym punktem wyjścia. Wśród nich znalazły się m.in. kompleks Kai Tak Sports Park w Hongkongu z morskim systemem chłodzenia, 350-metrowy Gull Wing Bridge w Wielkiej Brytanii czy samowystarczalne energetycznie ogrody na Florydzie.
Według szacunków ONZ do 2050 r. populacja Ziemi przekroczy 10 mld ludzi, z czego aż 80 proc. zamieszka w miastach. Ten gwałtowny rozwój urbanizacyjny to ogromne obciążenie dla środowiska – już teraz sektor budowlany odpowiada za ok. 38 proc. globalnych emisji CO2. Na tę liczbę składa się 28 proc. pochodzących z eksploatacji budynków oraz 10 proc. związanych z produkcją materiałów i samą budową. To napędza zmiany klimatu, które wracają do nas w postaci fal upałów czy ekstremalnych ulew. Dlatego nowoczesne budownictwo musi dziś stawiać na rozwiązania zwiększające odporność miejskiej infrastruktury. Kluczowe stają się: zwiększenie powierzchni zielonych w miastach, zaawansowana retencja wody oraz działania ograniczające zjawisko miejskich wysp ciepła.
Dane wyraźnie wskazują na potrzebę globalnego zwrotu w stronę świadomego planowania przestrzeni miejskiej – tak, by skutecznie ograniczać ryzyko środowiskowe i zwiększać odporność miast na ekstremalne zjawiska pogodowe. Inspiracji i praktycznych przykładów takiego podejścia dostarczają międzynarodowe wdrożenia zaprezentowane na łamach półrocznika „The Arup Journal”.
Inwestycje z myślą o środowisku
Jednym z flagowych przykładów takiego podejścia jest Kai Tak Sports Park w Hongkongu. Na 28-hektarowym terenie dawnego lotniska powstał nowoczesny kompleks, którego centralnym punktem jest stadion dla 50 tys. widzów, wyposażony w przesuwny dach ze specjalnym akustycznym uszczelnieniem oraz panele fotowoltaiczne. W obiekcie wdrożono także innowacyjny, dzielnicowy system chłodzenia wykorzystujący wodę morską. Inicjatywa ta wpisuje się w lokalny Plan Działań Klimatycznych i ograniczy emisję CO₂ o blisko 100 tys. ton rocznie.
Z kolei w brytyjskim Lowestoft oddano do użytku Gull Wing Bridge – 350-metrowy wiadukt i największy na świecie podnoszony most rolkowy. Aby zminimalizować ślad węglowy inwestycji, inżynierowie zastąpili wylewany beton sprężony zespoloną konstrukcją stalowo-betonową. Ta zmiana zredukowała emisje w fazie budowy o 14 proc., co oznacza zaoszczędzenie ok. 2300 ton ekwiwalentu CO₂. Kolejne 30 proc. redukcji osiągnięto na etapie projektu wykonawczego dzięki optymalizacji zużycia stali za pomocą analizy elementów skończonych (FEA).
– Projekt ruchomego przęsła mostu Gull Wing zoptymalizowaliśmy za pomocą zaawansowanych modeli komputerowych, sprawdzając ponad 50 różnych scenariuszy. To innowacyjne podejście pozwoliło błyskawicznie i precyzyjnie dobrać grubości blach oraz spoin. Dodatkowo, część tymczasowych elementów budowlanych zamieniliśmy w stałe fragmenty mostu – powiedział Łukasz Hetmański, BIM Lead Civil Engineering & Structures w Arup.
Odporność na ekstrema pogodowe – od huraganów po powodzie
Budowa obiektów o dodatnim bilansie energetycznym oraz infrastruktury odpornej na gwałtowne żywioły staje się priorytetem. Zminimalizowanie śladu węglowego na etapie budowy i eksploatacji sprzyja osiąganiu celów neutralności klimatycznej. Z kolei nowoczesne rozwiązania inżynieryjne pozwalają budynkom przetrwać gwałtowne ulewy czy fale upałów, chroniąc mieszkańców czy lokalną gospodarkę. Jak wskazują analizy opublikowane w „The Arup Journal”, synergia analityki danych, zrównoważonych materiałów i odporności architektonicznej pozwala tworzyć obiekty zdolne wytrzymać skrajne obciążenia środowiskowe.
Jednym z takich projektów jest Marie Selby Botanical Gardens w stanie Floryda – jeden z pierwszych na świecie kompleksów ogrodów botanicznych o dodatnim bilansie energetycznym. Dach nowo powstałego obiektu LEAF wyposażono w instalację fotowoltaiczną o mocy 877 kW, która pokrywa zapotrzebowanie infrastruktury z 5 proc. nadwyżką. Zarówno ten system, jak i zaawansowana inżynieria budynku okazały się kluczowe, gdy w 2024 r. we Florydę uderzył huragan Milton 5. kategorii.
Przed zniszczeniem i podtopieniami zbiory uchroniła wzmocniona konstrukcja (m.in. stalowe czworonogi i sprężony beton) oraz wyniesienie laboratoriów ponad poziom zalewowy. Z kolei instalacja fotowoltaiczna okazała się niezastąpiona już po przejściu kataklizmu: gdy miejska sieć zasilania uległa awarii, zapewniła pełną autonomię energetyczną, gwarantując bezpieczeństwo bezcennych zbiorów badawczych.
Innym przykładem – ukierunkowanym na walkę z niedoborami i nieprzewidywalnością zasobów wodnych – jest projekt w dorzeczu rzeki Awash w Etiopii. Inżynierowie zbadali blisko 60 tys. potencjalnych scenariuszy przyszłości (metoda DMDU), by opracować mapę drogową odpornych inwestycji. Badanie wykazało, że największym zagrożeniem dla regionu nie są same susze, ale niekontrolowany wzrost zużycia wody. W efekcie stworzono plan, który zamiast kosztownych i długotrwałych budów, stawia na szybkie, a także efektywne działania. Opierał się on na uszczelnieniu systemu poprzez wprowadzenie liczników, zmianę taryf i walkę z wyciekami w sieciach przesyłowych, jak również odciążeniu regionu poprzez przeniesienie części nowych inwestycji przemysłowych poza dorzecze, w którym obecnie skupia się aż 60 proc. krajowego przemysłu Etiopii. Istotnym elementem strategii było jak najefektywniejsze wykorzystanie wody, dzięki skalowaniu oczyszczania ścieków oraz efektywnemu łapaniu deszczówki.
Kolejnym projektem udowadniającym, jak kluczowa jest adaptacja do ekstremów pogodowych, jest brytyjska inwestycja przeciwpowodziowa w Hexham. Szacuje się, że tylko w Anglii ok. 6,3 mln domów i firm znajduje się na obszarach zagrożonych zalaniem2. Budowa niezbędnej infrastruktury ochronnej generuje jednak potężne wyzwania materiałowe, ponieważ wymaga użycia betonu – materiału o wysokim śladzie węglowym. Aby ochrona przed żywiołami nie napędzała dalszych zmian klimatycznych, podczas realizacji projektu (wartego 6,5 mln funtów), inżynierowie Arup przetestowali dwie nowe mieszanki betonu niskoemisyjnego. Testy potwierdziły ich wysoką efektywność – w porównaniu do tradycyjnego cementu (CEM I) uzyskano redukcję emisji CO2 na poziomie 64 proc. i 70 proc. Wyniki te przyczyniły się do zaktualizowania brytyjskich norm budowlanych i dowodzą, że zabezpieczanie społeczności przed żywiołami nie musi oznaczać ogromnego „kosztu węglowego”.
Inspiracja dla rynku w Polsce
Ze skutkami zmian klimatycznych, takimi jak fale upałów, susze czy powodzie, coraz częściej zmagają się także polskie miasta. Zaprezentowane w raporcie Arup projekty i rozwiązania mogą być więc inspiracją także dla polskich samorządów czy inwestorów.
Potrzebę zmian w podejściu do projektowania przestrzeni miejskiej w Polsce potwierdzają dane. Z raportu przygotowanego m.in. przez Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej wynika, że liczba powodzi opadowych w kraju niemal się podwoiła – w latach 2010-2017 odnotowano 830 takich zdarzeń, natomiast w okresie 2018-2023 było ich już 14953. Z kolei z cyklicznych raportów klimatycznych IMGW-PIB wynika, że od połowy XX w. średnia temperatura w Polsce wzrosła o ponad 2°C4. Fale upałów, susze oraz powracające opady nawalne wywołujące powodzie błyskawiczne stanowią bezpośrednie zagrożenie dla infrastruktury i lokalnych społeczności.
Zmiany klimatyczne także w Polsce stają się wyzwaniem, które przekłada się na rozwój nowoczesnej gospodarki. Przykładem jest budowa centrów danych, będących niezbędnym elementem infrastruktury cyfrowej. Obiekt o mocy 1 MW potrafi zużyć rocznie do 25,5 mln litrów wody wyłącznie na potrzeby chłodzenia, co w czasie długotrwałej suszy staje się dużym problemem. Jak podkreślają eksperci Arup, projektowanie centrów danych powinno w szczególny sposób uwzględniać czynniki klimatyczne m.in. poprzez takie rozwiązania jak: wykorzystywanie zamkniętych obiegów wody, zagospodarowanie nadmiarowego ciepła na potrzeby lokalnych społeczności czy przeznaczanie części terenu pod otwarte parki i błękitno-zieloną infrastrukturę.
– Praktycznym narzędziem dla polskich miast oraz inwestorów jest publikacja „Measuring the Benefits of Urban Greening and Re-Naturing”, przygotowana przez Arup w ramach europejskiego projektu ReGreeneration. Dokument ten dostarcza gotowej metodyki planowania, monitorowania i oceny efektów działań z zakresu błękitno-zielonej infrastruktury oraz rozwiązań opartych na przyrodzie (Nature-based Solutions), pozwalając podejmować optymalne decyzje inwestycyjne – mówi Justyna Pawlak, Urban Consultant w Arup.
Chociaż wyzwania klimatyczne w Polsce mają inną specyfikę niż na Florydzie czy w Hongkongu, rodzimy rynek również wdraża nowatorskie technologie budowlane. Świadomość wyzwań klimatycznych wśród polskich samorządów i biznesu dynamicznie rośnie, co przekłada się na praktyczne inicjatywy. Dowodem tej zmiany są projekty doradcze i inżynieryjne realizowane w kraju przez firmę Arup. Na zlecenie Urzędu m.st. Warszawy eksperci opracowali „Zieloną Wizję Warszawy” – strategiczny plan dążenia do neutralności klimatycznej, obejmujący m.in. wytyczne dla rozwoju retencji wód opadowych i ochrony miast przed falami upałów. Rośnie też dbałość o błękitno-zieloną infrastrukturę w wielkoskalowych inwestycjach publicznych oraz komercyjnych. Przykładem jest Orientarium w Łodzi, gdzie zaprojektowano przestrzeń o stale utrzymywanej temperaturze 26–33°C i wilgotności 70 proc., czy zakład PepsiCo pod Środą Śląską, gdzie postawiono na gromadzenie deszczówki oraz własne ujęcia głębinowe.
Arup to globalna firma doradcza, która wyznacza kierunki, planuje i projektuje przyszłość nieruchomości, przestrzeni miejskiej oraz infrastruktury. Łączy strategiczne doradztwo z wiedzą techniczną w ponad 150 dziedzinach, oferując kompleksowe wsparcie na każdym etapie inwestycji – od planowania i projektowania, po realizację i użytkowanie. Realizuje projekty w ponad 140 krajach, wspierając rozwój nowoczesnych rozwiązań w sektorach takich jak energetyka, nieruchomości, przemysł, transport i technologie. Do najbardziej rozpoznawalnych realizacji Arup należą m.in. Opera w Sydney, najdłuższy most na świecie Hongkong–Zhuhai–Makau, a także polskie projekty, takie jak Zielona Wizja Warszawy, najbardziej zrównoważona fabryka w Europie – zakład PepsiCo pod Środą Śląską oraz łódzkie Orientarium. Więcej informacji na temat firmy na: https://www.arup.com/about-us/
1: https://wmo.int/media/magazine-article/regional-trends-extreme-events-ipcc-2021-report
2: https://www.gov.uk/government/publications/flood-and-coastal-risk-management-national-report/flood-and-coastal-erosion-risk-management-report-1-april-2024-to-31-march-2025
3: https://scienceinpoland.pap.pl/aktualnosci/news%2C109530%2Craport-wzrasta-liczba-powodzi-opadowych-w-polsce.html
4: https://imgw.pl/raporty-klimatyczne-dla-polski/
