Coraz częstsze fale upałów sprawiają, że klimatyzacja przestaje zaskakiwać, staje się codziennym elementem mieszkań, biur, sklepów. Ten szybki wzrost niesie jednak konsekwencje.
W Europie szybko rośnie zainteresowanie montażem klimatyzacji w mieszkaniach i budynkach użytkowych. Klimatyzacja stała się obecnie dominującą strategią chłodzenia stosowaną przez firmy oraz osoby prywatne, które mogą sobie na nią pozwolić, mimo jej licznych wad. Odsetek gospodarstw domowych w Europie wyposażonych w takie urządzenia wzrósł z 14% w 2010 roku do około 20% w 2019 roku. Gorące lata i powtarzające się fale upałów przyspieszają ten trend. Dobitnym przykładem była sytuacja we Francji w czerwcu 2019 roku, gdy sprzedaż klimatyzatorów i wentylatorów skoczyła aż o 400% tuż przed nadejściem fali upałów.
Do tej pory odsetek jednostek klimatyzacyjnych znacząco odróżniał Europę od cieplejszych regionów świata. Rekordowe temperatury oraz coraz bardziej odczuwalne miejskie wyspy ciepła spowodowały jednak gwałtowny wzrost popularności klimatyzacji, którą coraz częściej postrzega się jako niezbędny środek chroniący przed przegrzaniem.
Globalny zasób jednostek klimatyzacyjnych w latach 1990–2050 — Wykres przedstawia zmiany globalnego zasobu klimatyzatorów od 1990 roku oraz prognozy do 2050 roku. Największy wzrost przewidywany jest w Indiach i Chinach, które do połowy wieku mają stać się liderami pod względem liczby urządzeń. Stany Zjednoczone pozostają jednym z największych rynków, jednak dynamika wzrostu jest tam znacznie mniejsza niż w krajach rozwijających się.
© IEA
Rosnące uzależnienie od systemów chłodzenia niesie jednak poważne konsekwencje środowiskowe – od większego zużycia energii i wzrostu emisji gazów cieplarnianych po dodatkowe podnoszenie temperatury w miastach. Pojawiają się również pytania o równość w dostępie do chłodzenia oraz wpływ wysokich temperatur na zdrowie osób najbardziej narażonych, takich jak seniorzy czy wszyscy Ci, którzy zarabiają nieco mniej albo mieszkanie po prostu wynajmują.
chłód za wysoką cenę
Długotrwałe przebywanie w pomieszczeniach o temperaturze powyżej 26–27 °C prowadzi do odwodnienia, wyczerpania cieplnego i zaostrzenia chorób przewlekłych. Klimatyzacja daje wytchnienie, gdy ulice naszego miasta parzą, a powietrze w mieszkaniu staje się ciężkie i równie gorące (zwłaszcza w nocy). Chłód kupiony w ten sposób jednak ma swoją cenę. To, co przynosi ulgę wewnątrz, na zewnątrz dolewa oliwy do ognia. W Europie coraz powszechniejsze użycie klimatyzacji zaczyna przypominać gaszenie pożaru benzyną – zamiast wyłącznie łagodzić skutki upałów, urządzenia te pogłębiają je.
Schemat działania systemu klimatyzacji — Ilustracja przedstawia schemat obiegu czynnika chłodniczego w typowym systemie klimatyzacji. Powietrze wewnętrzne jest schładzane w parowniku, gdzie czynnik chłodniczy pochłania ciepło, a następnie sprężany w sprężarce i oddaje ciepło w skraplaczu, z którego ciepłe powietrze usuwane jest na zewnątrz. Schemat pokazuje także rolę zaworu rozprężnego oraz odpływ kondensatu powstającego przy chłodzeniu powietrza.
© OECD/IEA, 2018 International Energy Agency
Kiedy klimatyzator chłodzi mieszkanie, wyrzuca gorące powietrze na zewnątrz. W skali całego miasta oznacza to, że tysiące takich urządzeń podnoszą temperaturę otoczenia. Badania pokazują, że w Paryżu podczas intensywnej fali upałów utrzymywanie w mieszkaniach 23 °C mogłoby sprawić, że nocą na ulicach zrobi się nawet o 2,4 °C cieplej. Badania terenowe potwierdzają, że działanie klimatyzacji w skali miasta może zwiększać nocne temperatury o 1–1,5 °C. To wzmacnia zjawisko miejskiej wyspy ciepła i uruchamia mechanizm sprzężenia zwrotnego – im cieplej na zewnątrz, tym większe zużycie klimatyzacji, a co za tym idzie, więcej ciepła oddawanego na ulice. W efekcie choć indywidualnie, w pojedynczych mieszkaniach jest nam chłodniej, mikroklimat ulicy, osiedla, a nawet całego miasta staje się bardziej uciążliwy, o wiele bardziej ciepły, który chętnie ochłodzimy, odpalając klimatyzację…
Warto tu postawić sprawę wprost – klimatyzacja należy do najbardziej energochłonnych technologii stosowanych w gospodarstwach domowych. W Unii Europejskiej zużycie energii na cele chłodzenia w sektorze mieszkaniowym potroiło się między 2010 a 2019 rokiem. Choć średnio w 2019 roku chłodzenie stanowiło około 0,4% końcowego zużycia energii w gospodarstwach domowych, w cieplejszych rejonach odsetek ten był znacznie większy – na przykład na Malcie sięgał około 11%.
tyle, ile całe Chiny
Prognozy mówią jasno: to dopiero początek. Im bardziej rozgrzewają się nasze lata, tym bardziej przeciążone stają się sieci energetyczne. Największych przyrostów szczytowego zapotrzebowania na moc dla chłodzenia w przyszłości spodziewają się kraje takie jak Francja, Włochy i Hiszpania. Szczytowe okresy pracy klimatyzacji przypadają przy tym na dni, gdy systemy energetyczne są szczególnie obciążone – upały obniżają wydajność elektrowni i zmniejszają produkcję z hydroelektrowni. I tu pojawia się kolejna zmienna – ryzyko przerw w dostawach prądu. Zapewnienie ciągłości dostaw energii w czasie ekstremalnych upałów staje się więc wyzwaniem samym w sobie. W skali globalnej klimatyzacja odpowiada już za około 10% zużycia energii elektrycznej. Jeśli trend ten pozostanie bez zmian, do 2050 roku liczba urządzeń chłodzących na świecie ma potroić się do 5,6 miliarda, zużywając tyle energii, ile obecnie wykorzystują całe Chiny.
Anomalie i ekstrema temperatury powietrza przy powierzchni: 17 czerwca – 2 lipca 2025 — Mapa przedstawia anomalie i ekstrema średniej temperatury powietrza przy powierzchni w Europie w okresie od 17 czerwca do 2 lipca 2025 roku, w odniesieniu do wartości z lat 1991–2020.
C3S/ECMWF
Klimatyzacja dokłada się do zmian klimatu zarówno pośrednio, jak i bezpośrednio. Wymiar pośredni to większe zużycie energii elektrycznej, które – jeśli pochodzi z elektrowni węglowych lub gazowych – oznacza wyższe emisje CO₂. Bezpośredni wpływ wiąże się z samymi urządzeniami. Klimatyzatory i pompy ciepła wykorzystują gazy chłodnicze, (najczęściej HFC), które w przypadku wycieku mają ogromny potencjał ocieplający – nawet setki lub tysiące razy większy niż dwutlenek węgla. Nieszczelne instalacje lub niewłaściwie utylizowane urządzenia mogą uwalniać te substancje do atmosfery. W 2019 roku HFC stanowiły około 2,3% całkowitych emisji gazów cieplarnianych w Unii Europejskiej, a ich główne źródło stanowił sektor chłodniczy i klimatyzacyjny. Masowe wdrażanie tradycyjnych systemów chłodzenia może więc pogłębiać globalne ocieplenie, które samo napędza popyt na klimatyzację.
konieczne ograniczenie
Skupiska urządzeń chłodzących wyrzucających ciepło na zewnątrz pogarszają lokalny mikroklimat, zwiększając stres cieplny w miastach. Niektórzy analitycy ostrzegają, że niekontrolowane wprowadzanie klimatyzacji do każdego budynku może być przykładem tzw. błędnej adaptacji do zmian klimatu. Zapewnia natychmiastową ulgę, ale długofalowo może osłabiać odporność społeczeństwa na upały. Intensywne korzystanie z klimatyzacji zmniejsza tolerancję ludzi na wysokie temperatury i wypiera tradycyjne sposoby radzenia sobie z upałem, chociażby takie jak nocna wentylacja (inna spraw to to, czy nasze mieszkanie jest w stanie na przykład mieć przeciąg) czy stosowanie okiennic.
Budynki całkowicie zależne od klimatyzacji, pozbawione odpowiedniej izolacji i wentylacji, stają się szczególnie niebezpieczne w przypadku awarii zasilania w czasie fali upałów. Dlatego eksperci podkreślają konieczność wdrażania rozwiązań chłodzenia, które nie tylko poprawiają komfort, lecz także ograniczają emisje i nie wzmacniają miejskich wysp ciepła.
Europa wprowadza nawet regulacje, które mają ograniczyć te problemy. Unijne Rozporządzenie F-gazowe zakłada stopniowe wycofywanie HFC, co przynosi już efekty – emisje tych gazów w UE osiągnęły szczyt około 2014 roku, a od 2015 roku systematycznie maleją. Oczywiście, potrzebna jest dalsza dekarbonizacja i zastosowanie miksu energetycznego (większy udział odnawialnych źródeł energii) oraz rozwój nowej generacji chłodzenia.
rzecz o konsekwencjach
Przy tym wszystkim trzeba powiedzieć jeszcze jedno – zapewnienie odpowiedniego chłodzenia w czasie ekstremalnych upałów jest kwestią zdrowia publicznego, zwłaszcza w odniesieniu do grup najbardziej narażonych. Klimatyzacja potrafi ratować życie w czasie fal gorąca – obniża ryzyko udaru cieplnego i innych chorób wywołanych przegrzaniem, utrzymując temperaturę w pomieszczeniach na bezpiecznym poziomie.
Największe ryzyko dotyczy osób starszych – statystyki wskazują, że to one stanowią zdecydowaną większość ofiar fal upałów w Europie. Bardzo narażone są także osoby z chorobami przewlekłymi, takimi jak schorzenia układu sercowo-naczyniowego, oddechowego, nerek, cukrzyca czy zaburzenia psychiczne. Zagrożenie dotyczy również niemowląt, małych dzieci, kobiet w ciąży, czy pracowników fizycznych na otwartej przestrzeni. Wspólnym mianownikiem jest utrudniona zdolność regulacji temperatury ciała lub ograniczona możliwość szybkiego uzyskania pomocy. Dla takich osób utrzymanie chłodnych warunków wewnątrz pomieszczeń może być kwestią życia lub śmierci.
Dlatego priorytetem w chłodzeniu powinna być jego dystrybucja, a w dostępie – stawianie na pierwszym miejscu szpitali i domów opieki. Wiele narodowych planów przeciwdziałania skutkom upałów zaleca wręcz tworzenie chłodzonych przestrzeni dla osób szczególnie narażonych.
Paradoksalnie osoby najbardziej potrzebujące chłodzenia najczęściej mają do niego najmniejszy dostęp. Osoby o niskich dochodach w Europie często mieszkają w przegrzewających się budynkach o gorszej jakości i rzadziej mają dostęp do klimatyzacji lub odpowiedniej izolacji termicznej. Nawet w przypadku posiadania urządzeń chłodzących ich użytkowanie bywa zbyt kosztowne, zwłaszcza przy rosnących cenach energii i nasilającym się zjawisku ubóstwa energetycznego. Pojawiło się nawet pojęcie „letniego ubóstwa energetycznego”, opisujące gospodarstwa, które nie mogą sobie pozwolić na utrzymanie bezpiecznej temperatury w czasie upałów.
Analiza fal upałów w Madrycie wykazała, że zgony związane z upałem występowały najczęściej w najuboższych dzielnicach miasta, podczas gdy w zamożniejszych nie odnotowano istotnego wzrostu śmiertelności. Podobne wnioski płyną z badań obejmujących całą Hiszpanię – społeczności o dochodach poniżej średniej ponosiły znacznie wyższe koszty zdrowotne w czasie upałów. Warto zwrócić uwagę na szczególnie niepokojącą statystykę: jedno na troje hiszpańskich dzieci mieszka w domu, który latem nie zapewnia odpowiedniego chłodzenia. Taka sytuacja ma bardzo negatywny wpływ na ich zdrowie i rozwój. Różnice te coraz częściej uznaje się za problem sprawiedliwości społecznej.
Coraz głośniej wybrzmiewają postulaty, aby dostęp do chłodzenia traktować jak prawo podstawowe, a nie wyłącznie dobro, które można sobie zapewnić mając odpowiednio zasobny portfel. W praktyce oznacza to konieczność tworzenia polityk wspierających osoby narażone, a pomysły obejmują zarówno dopłaty do urządzeń chłodniczych, tworzenia publicznych przestrzeni schronienia jak barcelońska sieć około 400 „klimatycznych schronień” dostępnych dla mieszkańców przez cały rok) czy modernizację zasobów mieszkaniowych.
Mapa klimatycznych schronień w Barcelonie — Zrzut ekranu przedstawia mapę sieci około 400 klimatycznych schronień w Barcelonie, które zapewniają ochronę przed upałem latem i zimnem zimą. Punkty na mapie oznaczają różne typy obiektów, w tym biblioteki, centra handlowe, obiekty sportowe i placówki środowiskowe. Schronienia te mają na celu ochronę zdrowia mieszkańców w obliczu coraz częstszych i bardziej intensywnych fal upałów, szczególnie osób starszych, dzieci, osób z chorobami przewlekłymi i o ograniczonych zasobach.
© Ajuntament de Barcelona
do równania dodajemy kolejny x
Sprawa wcale nie staje się prostsza, jeśli dodamy do tego fakt, że klimatyzacja niesie także pewne wyzwania zdrowotne. Stałe przebywanie w mocno schłodzonych pomieszczeniach może zmniejszać naturalną tolerancję organizmu na wysokie temperatury i utrudniać adaptację do warunków zewnętrznych. Pojawiają się również kwestie jakości powietrza wewnętrznego – nieserwisowane, zaniedbane urządzenia mogą rozprzestrzeniać zanieczyszczenia lub sprzyjać rozwojowi pleśni. Nietrudno się domyślić, że to dość negatywnie wpływa na układ oddechowy. Znanym problemem w dużych systemach chłodzenia jest ryzyko rozwoju bakterii Legionella, które w sprzyjających warunkach mogą powodować legionellozę.
Długotrwałe przebywanie w pomieszczeniach klimatyzowanych, szczególnie mocno wychłodzonych i o niskiej wilgotności, może także nasilać problemy z górnymi drogami oddechowymi. Zimne i suche powietrze prowadzi do odwodnienia błon śluzowych nosa, osłabia mechanizmy samooczyszczania i sprzyja stanom zapalnym. U osób z alergicznym nieżytem nosa lub przewlekłym zapaleniem zatok objawy – takie jak niedrożność nosa, kichanie czy ból zatok – pojawiają się częściej i są silniejsze w pomieszczeniach z klimatyzacją. Wskazuje się także na związek klimatyzacji z zespołem chorego budynku – zespół objawów, takich jak podrażnienie błon śluzowych i kaszel, nasilających się wraz z czasem przebywania w szczelnie zamkniętych pomieszczeniach. Choć odpowiednia konserwacja i utrzymanie właściwej wilgotności powietrza znacząco ograniczają te ryzyka, temat jakości powietrza w klimatyzowanych wnętrzach staje się coraz ważniejszym elementem profilaktyki zdrowotnej.
Coraz więcej badań i inicjatyw politycznych skupia się na idei „mądrzejszego chłodzenia”. Celem jest zapewnienie komfortu i bezpieczeństwa w czasie upałów przy jednoczesnym ograniczaniu negatywnych skutków środowiskowych klimatyzacji. Dobrze izolowane i zaplanowane z myślą o komforcie cieplnym obiekty potrafią utrzymać znośną temperaturę wewnątrz nawet podczas fal upałów przy minimalnym zużyciu energii. Badania modelowe pokazują, że połączenie zieleni miejskiej, materiałów odbijających promieniowanie i lepszej izolacji w mieście mogłoby zrekompensować dodatkowe ciepło odpadowe z klimatyzacji i obniżyć nocne temperatury na zewnątrz nawet o 4 °C podczas fali upałów. Chłodzenie samego miasta poprzez zieleń, parki czy jasne powierzchnie oraz ochrona budynków przed nagrzewaniem ograniczają potrzebę korzystania z klimatyzacji i poprawiają komfort mieszkańców. Coraz więcej europejskich miast inwestuje w takie podejścia, sadząc „miejskie lasy chłodzące”, malując dachy na jasne kolory czy przebudowując ulice, aby zmniejszyć akumulację ciepła.
Mogłabym tu także napisać, że nowoczesne klimatyzatory o wysokiej sprawności oraz pompy ciepła zapewniają taki sam poziom chłodzenia przy znacznie mniejszym zużyciu energii niż starsze modele, że urządzenia te coraz częściej używają energii odnawialnej, powstają też pompy ciepła odwracalne, które latem chłodzą, a zimą ogrzewają. Byłby to jednak czysty technooptymizm, do którego mi daleko.
popatrzmy wstecz
Technologiczny wyścig w poszukiwaniu coraz wydajniejszych urządzeń chłodzących może łatwo przesłonić fakt, że wiele skutecznych metod radzenia sobie z upałem powstało na długo przed wynalezieniem klimatyzacji. W przeszłości miasta i budynki projektowano tak, aby wykorzystać wiatr, wodę i cień do obniżenia temperatury.
Przykładami takich strategii są perskie wieże wiatrowe bādgīr w Yazdzie i Kashanie, które dzięki kombinacji przepływu powietrza i chłodzenia wodą obniżały temperaturę wewnątrz nawet o 3–6 °C.
Przekrój poprzeczny tradycyjnego bādgīr w Yazd — Schemat przekroju domu w Yazd z tradycyjnym bādgīr (wieżą wiatrową), kierującym powietrze do letnich pomieszczeń mieszkalnych. Oznaczenia: A – ṭālār (letnie pokoje), B – piwnica, C – dziedziniec z basenem.
Roaf, 1982 | © Encyclopaedia Iranica
Ab anbar z bādgīrami w Yazd – tradycyjny system chłodzenia — Ab anbar, czyli tradycyjny irański zbiornik na wodę, wyposażony w bādgīry (wieże wiatrowe) w Yazd. Konstrukcja ta wykorzystywała naturalny przepływ powietrza do chłodzenia wody i pomieszczeń, stanowiąc przykład pasywnego systemu klimatyzacji w architekturze pustynnej.
Diego Delso | © CC BY-SA 4.0
Mamy też rzymskie domy z atrium i impluvium, w których parowanie wody i grube mury utrzymywały chłód w upalne dni. W Jeddah, mieście w zachodniej części Arabii Saudyjskiej, stosowano mashrabiya – ażurowe okna z glinianymi dzbanami na wodę, dzięki którym temperatura w pomieszczeniach była średnio o 3–4 °C niższa niż w przestrzeniach bez takiego rozwiązania. W Shibam w Jemenie gęsta zabudowa wysokich, glinianych domów tworzyła wąskie, zacienione ulice, które pozwalały na obniżenie temperatury nawet o 4–5 °C.
Każda technologia w pewien sposób bazuje na wykorzystaniu energii, generuje ciepło. Być może nie warto opierać się wyłącznie na energochłonnych technologiach, a zamiast tego sięgnąć do tradycji, zwłaszcza tej odpowiadającej lokalnym, gorącym warunkom klimatycznym. Dzisiejsza architektura może korzystać z tych doświadczeń, by tworzyć miasta i budynki odporne na upały, w których chłód osiąga się nie tylko dzięki maszynom, ale także dzięki bardziej świadomemu kształtowaniu przestrzeni.
