pondělí 30. srpna 2021

Chytrá města budoucnosti

Ne, tenhle text nebude o lavičkách, které šíří WiFi signál a v létě na nich nelze sedět, protože to rozpálené solární panely přijímající zdroj energie ze slunce nedovolí. Rostoucí počet obyvatel center, klimatické změny a zvyšující se spotřeba kladou stále větší nároky na funkční městskou infrastrukturu. Pozornost se čím dál častěji obrací na koncept chytrých měst, která staví na nejmodernějších technologiích. Ty umožňují efektivně řídit chod celého města - od těch viditelných - doprava, parkování, osvětlení, až po ty, které zraku obyvatel unikají.

Hospodaření s dešťovou vodou, kanalizační síť, nebo distribuce pitné vody. Těchto funkcí, která nám města poskytují si obvykle nevšímáme, protože jsme zvyklí, že fungují. Turbulentní změny ale přináší nároky, které jsme ještě několik let zpět řešit nemuseli. Tenčící se zásoby pitné vody nebo častější záplavy a povodně. A v posledních dvou letech i pandemie, která do budoucna možná změní naše uvažování o tom, jak plánovat a stavět městská centra. 

Enigmatický prapůvod chytrých měst

V houstnoucí atmosféře konce 30. let 20. století přeměnila britská vláda panství Bletchley Park na střežený komplex, ve kterém soustředila vývoj informačních technologií, které by Velké Británii pomohly porazit nacistické Německo. Právě zde působil kryptoanalytik Alan Turing, známý pro své zásluhy při dešifrování tajných kódů během 2. světové války. 

Bletchley Park, nacházející se asi 80 km na severozápad od Londýna,  je považován za místo, kde vůbec poprvé došlo k pokusům využít moderní technologie a strojové učení k rozvoji a správě obce a její komunity. Další rozvoj chytrých měst byl pozvolný. V 70. let spustilo americké Los Angeles městský projekt postavený na velkých datech. Za první chytré město bývá označován  nizozemský Amsterdam, který v roce 1994 zahájil projekt De Digital Stad. 
 
Co dělá města chytrými?

Chytrá města využívají data a digitální technologie k tomu, aby činila kvalifikovanější rozhodování a občanům zvyšovala kvalitu života. Data vyhodnocovaná v reálném čase dávají institucím spravující chod měst možnost sledovat události tak, jak plynou a v závislosti na potřebě upravovat a reagovat efektivněji a levněji. 

Běžná je tak dnes energetická spotřeba budov regulovaná v závislosti na potřebě. Na ulicích se setkáváme s lampami, které reagují na pohyb a tím zvyšují a opět snižují svítivost. Senzory semaforů reagují na provoz a tak mění zelenou a červenou podle objemu dopravy. Na podobném principu fungují podzemní kontejnery, které hlásí, jaká je jejich naplněnost. 

Academy image for Urban Renovation experience room_F_NR-38171-1

Hospodaření s vodou
 
Vývoj a cena technologií se od amsterdamského projektu posunula natolik, že chytrá řešení dnes například s pomocí IoT (Internet of Things - internet věcí) technologií monitorují vodovodní síť či spotřebu pitné vody. Na základě získaných dat pak dokáží nejen odhalit úniky, ale i zabránit plýtvání, přičemž celkem úspory vody mohou dosahovat až 40 %. V místech, kde je nebezpečí záplav lze aplikovat inteligentní protipovodňová řešení případně chytré akumulační nádrže, které na základě předpovědi počasí dokáží připravit dostatečnou kapacitu pro zachycení silných přívalových dešťů a tím zamezit přetížení kanalizačních systémů. 

Celosvětový průměr ztráty vody v potrubí je okolo 30 %. Česká republika patří k zemím s nejnižším únikem této drahocenné komodity, a to díky  pravidelnému monitoringu a obnově vodovodní sítě. Za posledních 25 let se nám podařilo snížit ztráty vody na polovinu. S 15,8 % tak patříme v Evropě k zemím s nejnižšími ztrátami. Kvůli netěsným spojům či prasklinám na potrubí po cestě z vodárny do domácností se u nás ještě v devadesátých letech ztratilo tři a půl litru z deseti. 

TreeTank project in Hasselt - from installation to final result_96dpi_8215x5477px_X_NR-52365

Prakticky každý, kdo dnes staví, ať už jde o soukromé, fyzické či právnické osoby, se musí řídit legislativou, která určuje, jak s dešťovou vodou nakládat. V ideálním případě by se měly na pozemku každé stavby budovat zasakovací nádrže, které dešťovou vodu zadrží a pak postupně nechají vsáknout do okolní půdy. Ve městech tohle řešení obvykle není možné, a proto se budují nádrže akumulační. V nich zachycená voda jde následně využít k zalévání a nebo třeba ke splachování toalet. Akumulační sestavy boxů pak mohou být vybaveny prediktivní technologií, která na základě předpovědi počasí a avizovaných srážek dokáže optimalizovat jejich míru naplnění tak, aby v nich pro případ silných srážek byla dostatečná kapacita na novou dešťovou vodu a nevznikaly lokální záplavy. 

Příkladem takové technologie je StormHarvester. Ten k detekci pravděpodobnosti bouřek využívá atmosférický tlak a vyhodnocuje různé předpovědi počasí. Podle toho je pak hladina vody v nádržích regulována. Přínosy celého systému mohou jsou značné – nejen, že sníží tlak na kanalizační systém a eliminuje rizika místních záplav a povodní, ale přispívá i k udržitelnému hospodaření s vodou a uživatelům snižuje poplatky za vodu. V jedné anglické střední škole s tisícovkou žáků díky možnosti využívat akumulovanou dešťovou vodu ušetřili zhruba polovinu spotřeby pitné vody, která ročně činí kolem 10 milionů litrů.

Města plná betonu

Většina metropolí se ve 20. století proměnila v betonové džungle, které jsou zejména v létě v  disonanci s obyvatelností. Takto strukturovaná města neumožňují nakládat s vodou, ani ji vracet přirozeně přírodě. Pokud už ve městech nelze vysazovat novou zeleň, lze alternativně nahradit asfalt a beton propustnými povrchy. Velkou výhodu pak přináší i budování zelených střech, které dokáží absorbovat 40 až 99 % srážkové vody, čímž umožní její odpaření zpět do ovzduší. 

To je mnohem ekologičtější varianta, než když dešťová voda ze střechy jednoduše odteče do kanalizace. Kromě toho dokáže zelená střecha v letních měsících působit jako izolace a regulátor teploty a ještě může být místem k odpočinku, protože nahradí zahrádku nebo dvorek i v husté městské zástavbě. Jako nejdůležitější se tak zdá změna myšlení, jak městskou infrastrukturu koncipovat a jaké technologie a materiály použít. V Česku dnes existují realitní developeři, kteří se zaměřují na práci s kvalitními materiály, a to i na úkor vyšších vstupních nákladů. Ví totiž, že se to následně projeví ve vyšší životnosti a samozřejmě i v menší zátěži na životní prostředí.

Stock photography used at Wavin Global headoffice and Academy Schiphol Amsterdam  green roofs96dpi56

Pandemie akcelerátorem změn 

Dopad pandemií na městskou infrastrukturu není ničím novým. Po roce 1800 byl americký New York rekonstruován v reakci na opakované epidemie cholery. Po celých Spojených státech začaly vznikat veřejné a rekreační parky, jedním z nich byl i známý newyorský Central Park. Podobně se chovala i evropská města. Paříž proměnila vlhké a nehostinné ulice v široké bulváry plné stromů s cílem dostat do ulic více světla a vzduchu.https://www.mckinsey.com/business-functions/strategy-and-corporate-finance/our-insights/how-covid-19-has-pushed-companies-over-the-technology-tipping-point-and-transformed-business-forever

Vědecké poznání došlo v polovině 19. století k závěru, že odpadky, zvířecí trus a absence čistících mechanismů jsou pravděpodobně původci znečištění vodních zdrojů. Výstavba dlouhých kamenných ulic, pod kterými šlo snadněji instalovat potrubí pro pitnou vodu a kanalizaci výrazně uspíšila modernizaci měst, čímž se výrazně snížila pravděpodobnost výskytu nemocí typu cholera. Takové ulice byly navíc snadnější na údržbu a sanitaci.  

Architektonické uspořádání měst má mimojiné vliv na psychické zdraví obyvatel. Nejen hluk, ale i vzdušnost, čistota a zeleň výrazně ovlivňují to, jak města vnímáme, a jak se v nich cítíme. Otevřenost prostoru byla v minulosti důležitým prvkem pro snížení přenosu nemocí. Pandemie Covid-19 znovu otevřela společenskou poptávku obyvatel metropolí po otevřených prostorech plných zeleně, kam by si mohli jít vyčistit hlavu po pracovním dni, zacvičit si nebo se jen přiblížit přírodě. 

Lockdowny z let 2020 a 2021 budou mít pravděpodobně dalekosáhlejší důsledky, než bychom si dokázali představit. Hlavní ulice se promění na víceúčelové prostory kombinující maloobchodní a pohostinské vybavení s obytnými, vzdělávacími, zdravotnickými, kulturními, technologickými, komunitními a dalšími prostory. Pozitivním výsledkem pandemie by měla být změna chápání městského prostoru, která vytvoří města zdravá a příjemná pro život i práci. 

Zdroje: