RNDr. Jan Pokorný ENKI,o.p.s. a ÚSBE AVČS Třeboň

V souvislosti s globální změnou klimatu, která se projevuje vysokými výkyvy teplot, střídáním záplav a sucha probíhá diskuse o možnostech jak tlumit globální změnu. Potřebovali bychom obecně dostupné klimatizační zařízení, které by fungovalo téměř kdekoli na světě. Protože jde o problém globální, celosvětový, nejlépe Organizace spojených národů by měla vypsat celosvětovou soutěž přibližně následujícího znění. Hledá se air-condition (klimatizační zařízení) využitelné celosvětově, které bude splňovat tyto podmínky:

• Je z trvanlivých recyklovatelných materiálů, pro jejichž výrobu posloužila sluneční energie, nikoliv energie fosilních paliv či jaderná. Výrobou komponentů klimatizačního zařízení se tedy přispělo ke snížení obsahu skleníkových plynů v atmosféře, zvláště oxidu uhličitého. Veškeré prvky a odpad jsou kompostovatelné.
• Činnost zařízení je nezávislá na dodávce elektřiny nebo jiné člověkem dodávané energie, pohání jej pouze sluneční energie.
• Pracuje naprosto tiše, neprodukuje žádné škodlivé zplodiny a odpad. Naopak, váže oxid uhličitý, pohlcuje prach, tlumí hluk. Je žádoucí, aby provoz zařízení byl provázen zlepšováním kvality vzduchu vody.
• Celková doba jeho provozu je srovnatelná přinejmenším s délkou lidského života. Zařízení bude po celou dobu provozu nepřetržitě venku a po celou dobu vystavené povětrnostním vlivům, přesto bude vyžadovat jen nepatrnou a finančně nenáročnou údržbu.
• V létě mechanicky stíní, aktivně chladí, zvlhčuje.a případně uvolňuje příjemné aromatické látky v přiměřeném množství.
• Předpokládá se, že zařízení bude v různých obměnách podle podmínek klimatu, aby bylo funkční jak v tropech, tak v mírném pásmu a jinde. V zimě například nemusí stínit ale naopak propouštět sluneční paprsky.
• Zásadní podmínkou je schopnost rychlé automatické regulace, jejíž čidla usměrňují výkon slunečního záření od nuly do 10 až 20 kW. Zvláštní pozornost musí být věnována uložení a množství regulačních prvků, aby se úprava ovzduší stala rovnoměrnou a nevznikaly přílišné teplotní výkyvy. Požadována je proto hustota regulačních prvků a čidel řádově v desítkách na milimetr čtverečný. Požaduje se několikrát vyšší maximální výkon než obvyklá klimatizační zařízení, která jsou dražší řádově o desítky až stovky tisíc korun a navíc spotřebovávají elektrický proud.
• Zásadním požadavkem na klimatizační zařízení je, aby se teplo vázané při chlazení uvolňovalo na místech chladných, ohřívalo je a vyrovnávaly se tak teploty v prostředí. Běžná klimatizační zařízení pracují totiž podobně jako chladničky – uvnitř chladí a vně teplo uvolňují.
• Náklady na montáž a údržbu nepřesáhnou řádově sto korun ročně. Zařízení nevyžaduje pravidelnou denní údržbu, ani roční není složitá.
• Náklady na provoz budou vzhledem k cenám sluneční energie nulové.
• To nejlepší nakonec: zařízení má přirozený ladný tvar i barevnost, je přitažlivé jako intimní útulek pro hnízdění ptáků, poskytuje potravu hmyzu, nám pomáhá rozptýlit únavu očí, duševní i tělesnou, a je živé – dýchá, šelestí, uvolňuje vonné látky s léčivými a uklidňujícími účinky.

Myslíte, že se inzerent zbláznil? Nikoliv, takové běžně dostupné zařízení všichni dobře známe. Je jím strom zásobený vodou. Posuďte sami:

Strom s průměrem koruny pět metrů zaujímá plošný průmět přibližně 20 m2. Na takovou korunu dopadne v jasném letním dni nejméně 120 kWh sluneční energie. Jaký je její osud? Jedno procento se spotřebuje na fotosyntézu, pět až deset procent je odraženo zpět ve formě světelné energie, pět až deset procent se vyzáří ve formě tepla a zhruba stejné procento ohřeje půdu. Největší část dopadající energie je vložena do procesu výparu rostlinou – transpirace. Je-li náš strom dostatečně zásobený vodou, odpaří za den více než 100 litrů; na výpar 100 litrů vody se spotřebuje přibližně 70kWh (250 MJ) sluneční energie. Tato energie je vázána ve vodní páře a uvolní se zpět při kondenzaci vodní páry na vodu.

Na výpar jednoho litru vody se totiž spotřebuje 2,5 MJ (0,7kWh), tj. hodnota skupenského (výparného) tepla vody – kdysi jsme se o něm učily ve fyzice.

Jinak řečeno, strom během slunného letního dne odpaří 100 l vody a tím své okolí ochladí o 70 kWh, průměrně v průběhu deseti hodin chladí výkonem 7 kW. Pro srovnání, klimatizační zařízení v luxusních hotelích mají výkon 2 kW, mrazničky a ledničky o více než řád nižší. Lednička, mraznička i klimatizační zařízení ohřívá své okolí výkonem, kterým na druhé straně chladí. Vodní pára z našeho stromu ohřívá místa chladná na nichž se sráží.

Nejpozoruhodnější je ovšem regulační schopnost stromu a osud sluneční energie vázané ve vodní páře. List má množství průduchů, jimiž voda prochází a které ovlivňují rychlost jejího odpařování (chlazení) podle celkového množství vody, jež je k dispozici, a podle intenzity slunečního záření. Na jediném milimetru čtverečním najdeme přibližně 50 až 100 průduchů, každý reaguje na teplotu a vzdušnou vlhkost okolí a podle ní se zavírá a otvírá. Na každém stromě jsou tedy desítky milionů průduchů – regulačních ventilů s teplotními a vlhkostními čidly. Dovedete si představit množství drátů, kabelů i techniky potřebné k tomu, abychom takové zařízení sestavili?

Odpařená vodní pára obsahuje vázanou sluneční energii, a jak postupuje krajinou, sráží se (kondenzuje) na chladných místech, přičemž se uvolňuje teplo vázané při výparu. Tak sluneční energie plyne prostorem a vyrovnávají se teplotní rozdíly. Podle fyzikálních podmínek se vodní pára může srážet až ráno (tvorba rosy, drobné ranní srážky) a skupenským teplem uvolněným při kondenzaci ohřívá okolí. Sluneční energie tak plyne (přenáší se) i v čase.

Na základě této malé připomínky základů fyziky lépe pochopíme rozdíl mezi stínem stromu a stínem slunečníku či přístřešku. Je podstatný. Zatímco slunečník záření pouze pasivně odráží (podle barvy povrchu), strom jej aktivně přetváří v chlad a vlhko. Aby strom dobře „fungoval“, vyžaduje od nás jen občas zalít. Kromě toho listnatý strom před oknem na zimu opadá a propouští sluneční záření, které může pasivně ohřívat dům.

Strom čistí vodu, jednak popsanou destilací přes průduchy, jednak v půdě svými kořeny, které odebírají živiny a vytvářejí podmínky pro život dalších nižších organismů, které z vody v půdě odebírají další látky.

Zacházením s vodou a rostlinami ovlivňujeme klima zahrady i jejího nejbližšího okolí. Odvodněním a odstraněním zeleně na velkých plochách navozujeme zvláště ve městech či na polích pouštní klima, které nevyváží žádné technické zařízení. Je to proto, že na plochách bez vegetace se většina dopadajícího sluneční záření přeměňuje na teplo, okolí se přehřívá a vysychá. Na malou zahradu o ploše 300 m2 dopadá v létě sluneční záření o výkonu až 300 kW, což za letní den činí 1500 až 1700 kWh sluneční energie. Stejné množství energie se na suchých neozeleněných plochách odráží v podobě nevyužitého tepla. Je-li však plocha pokryta rostlinami a zásobená vodou, potom se více než polovina energie váže do vodní páry a naše zalitá zahrádka se stromy a dalšími rostlinami chladí sebe i okolí výkonem kolem 100 kW. Činí tak nehlučně, nenápadně, za zpěvu ptáků, vůně květin a zrání plodů. Jenom za energii nutnou k provozu chladícího zařízení srovnatelných technických parametrů bychom zaplatili 3000 - 6000 Kč denně.

Máme tedy k dispozici klimatizační zařízení pro tlumení globální změny, které v nejrůznějších obměnách od smrku, dubu, břízy, jabloně přes blahovičník, baobab k sekvojím a stromům tropických deštných lesů porostlých epifyty a lianami mohou zdarma příznivě upravovat globální klima.

Další informace:

http://www.hradeckralove.org/noviny-a-novinky/jak-zelen-ve-meste-pomaha-chladit

www.enki.cz