ÚSPORA ENERGIE

Města jsou největšími konzumenty energie se všemi důsledky pro vyčerpávání energetických zdrojů i pro znečišťování životního prostředí nejen ovzduší, ale i vody a půdy. Energetické hospodaření měst má proto velký význam jak pro dosažení žádoucích úspor energie, tak i pro kvalitu prostředí. To jsou však samostatné velmi rozsáhlé problémy, které zde mohou být jen připomenuty.
   Stejně jako existuje v přírodě a také ve městě koloběh vody, lze hovořit u měst o metabolismu (koloběhu) energetickém. Veškerá do města přicházející přírodní nebo člověkem vyrobená energie je v něm využívána a nějakým způsobem přetvářena. Jen část však ve městě zůstává vázána v jeho obyvatelích, stavbách a dalších hmotách nebo výrobcích. Značná část se rozptyluje ve formě tepla a projevuje se ohříváním městských hmot, prostorů i ovzduší, nebo odpařováním vody. Odchází z města také ve formě odpadů z technologických procesů a z domácností.
   Velký podíl energie je ve městech spotřebováván ve formě tepla, jehož vznik je doprovodným projevem při většině ostatních způsobů využívání energie ve městě. V mnoha případech se toto tzv. odpadní teplo považuje spíše za nežádoucí, a proto je bez jakéhokoliv využití vypouštěno nebo odváděno. K tepelným ztrátám ovšem dochází také tam, kde je vznik tepla vlastním smyslem využití energie. Je to způsobeno zejména špatnými izolačními vlastnostmi stavebních konstrukcí objektů, jak o tom svědčí velké tepelné ztráty při vytápění obytných domů.

Podle měření uniká nejvíce tepla někdy téměř 40 % netěsnícími okny, dveřmi a při větrání,15 - 35 % vnějšími stěnami podle jejich izolační schopnosti, 10 - 15 % střechou a stejně tolik podlahou přízemí do sklepa nebo do země, jakož i komínem při tradičním topení.

Tepelný ostrov ve dne a v noci.

V souvislosti s energetickými bilancemi měst a s přeměnami energie se hovoří někdy o určitých limitech (mezích) možného soustřeďování energie ve velkých aglomeracích. Předpokládá se, že nadměrný přívod energie by mohl vyvolat jakési energetické přesycení města. Spolu s růstem nároků na energii trvale stoupá tzv. tepelné znečištění, jehož podstatou jsou stále větší objemy odpadního tepla. Dalším ohrožením jsou rostoucí emise škodlivin při přeměně energií, označované v odborné literatuře jako "krize energetických systémů".

Při nočních snímcích povrchu planety z vesmírných korábů a satelitů se města jeví v temnotě jako velké světelné ostrovy. Při snímání v infračerveném spektru působí jako tepelné ostrovy, vyzařující do prostoru tepelnou energii. Je to zpětné vyzařování tepla z městských povrchů, které byly během dne ohřáty sluncem nebo které jsou zahřívány vytápěním. Podstatnou složkou tohoto vyzařování je však též odpadní teplo z výrobních procesů, dopravy, světelných zdrojů apod. Na těchto snímcích lze zřetelně odlišit např. mnohem teplejší ulice od chladnějších území parků, stejně jako rozpoznat nová sídliště, pro která je charakteristický velký únik tepla v důsledku špatných tepelně izolačních vlastností střech, stěn a zvláště otvorů jednotlivých budov.

Provedená měření prokazují, že tepelné rozdíly mezi městem a jeho okolím činí v průměru u největších mnohamilionových měst více než 10 ° C a u menších měst 5 - 10 ° C. Tyto rozdíly teploty jsou u povrchů budov a komunikací ještě o několik stupňů větší. O vlivu zeleně svědčí výsledek měření ve Stuttgartu, kde tatáž ulice byla s vysázeným stromořadím o 2 - 4 ° C chladnější než sousední úsek pokrytý pouze dlažbou a asfaltem.
V průběhu noci se město přirozeně ochlazuje tím, že teplo vyzařuje do prostoru a zároveň chladný vzduch z okolí vtéká do města, ochlazuje jej a provětrává. To je důležité zvláště v létě a souvisí to se směrem a rychlostí větru, avšak také s utvářením terénu a členitostí staveb. Chladný vzduch se chová jako kapalina a vtéká do města po svazích nebo údolími. Je proto důležité, aby mu nebyly do cesty stavěny překážky např. kompaktními vysokými stavbami.

Města se z původních jednoduchých seskupení obytných domů s několika veřejnými budovami proměnila ve složité systémy. Jeden americký vědec o nich právem řekl, že jejich pochopení a matematické modelové vyjádření je nesrovnatelně obtížnější než například matematické modelování průběhu letu do vesmíru.