עומס תרמי כבד

עומס תרמי כבד

לכולם חם וכולם מדברים על טמפרטורה ועל לחות, אף אחד לא מדבר על צל ועל אספלט. מחקר ישראלי חדש ממחיש עד כמה השפעתם של גורמים שונים על תחושת החום דרמטית (ויש לו גם המלצות למדיניות התכנון בערים כדי לשפר את המצב)

אלינה ארביטמן


חם. חם מאוד. כל מי שלא הסתגר בבועה ממוזגת שפולטת עוד חום לסביבה בחודשים האחרונים יכול היה לחוש בזה בעצמו.
לא סתם אנחנו מרגישים שכל קיץ קשה מקודמו. לתחושות הללו יש תוקף מדעי. כדור הארץ מתחמם וביולי האחרון נמדדו הטמפרטורות הגבוהות ביותר אי פעם בארה"ב, מאז שהחלו שם המדידות בשנת 1895. גם בישראל, חודש יולי היה אחד החמים ביותר שנמדדו מאז תחילת המדידות. אך האם טמפרטורת האוויר היא האחראית הבלעדית לעומס החום שאנחנו חשים, או שיש גורמים נוספים שגורמים לנו לסבול כל כך?
"התחממות עולמית של מעלה אחת או שתיים כשלעצמה לא משפיעה משמעותית על עומס החום, אך בסביבה העירונית למשל, בשילוב עם היעדר צל, חסימת רוח ממבנים וקרבה למשטחים פולטי חום (כמו בטון או אספלט), התוספת הזו תתורגם בפועל לתוספת של 15 מעלות", אומר אריאל פרוינדליך ממכללת אחווה ומכללת גבעת וושינגטון. "כך, למשל, שהייה בשמש בטמפרטורת אוויר של 30 מעלות, בהעדר רוח ועם קרבה למשטחים שפולטים חום, תלווה בפועל בתחושה של 55 מעלות".
בני אדם שייכים לקבוצת בעלי החיים בעלי דם חם, ששומרים תמיד על טמפרטורת גוף קבועה – במקרה שלנו, סביב 36 מעלות צלזיוס. זו לא תמיד משימה קלה עבור הגוף שלנו. במצבים של עומס חום, למשל, הגוף יפעיל מנגנונים שונים לבקרת חום כדי לקרר את עצמו: הרחבת כלי הדם ההיקפיים, הורדת ריכוז הדם והזעה. ואילו במקרים של עומס קור, הגוף יחמם את עצמו על ידי כיווץ השרירים וצמרמורות קור וימנע אובדן חום על ידי הצרת כלי הדם ההיקפיים. המצב שבו הגוף לא צריך להתאמץ כדי לשמור על הטמפרטורה (כלומר, כשמנגנוני בקרת הטמפרטורה נמצאים במינימום פעילות) נקרא "נוחות תרמית".
"השירות המטאורולוגי מפרסם האם יש עומס חום קל, כבד או בינוני, אך המדד הזה מטעה, כי הוא מתחשב רק בטמפרטורה ובלחות, ומתעלם מהצל ומהרוח", מסביר פרוינדליך. "כאשר מדווחים על עומס חום כבד, צה"ל מפסיק את האימונים, משרד החינוך מפסיק את הטיולים ומשרד התיירות מפרסם אזהרה לתיירים, אך כל אותן פעילויות מתרחשות בתנאי חוץ, שהצל והרוח מאוד רלוונטיים עבורן. כך, למשל, בקיץ הישראלי לאדם קשה להימצא בשמש יותר מרבע שעה, לעומת זאת בתנאים זהים של טמפרטורה ולחות, אבל בצל, אפשר לשהות ולהרגיש טוב".
תודה לצל ולרוח
ממצאי המחקר ממחישים שהצללה מפחיתה דרסטית את העומס התרמי – בעד 52 אחוז. כך, בתל אביב, למשל, הטמפרטורה השנתית הממוצעת היא 22.8 מעלות, אולם ערכו של המדד התרמי על פי המודל היה 45.8 מעלות בתנאי שמש מלאים, 32.1 מעלות בתנאי צל חלקיים, ו-24.1 מעלות בלבד בתנאי צל מלאים. כלומר, מעבר מתנאי שמש מלאים בתל אביב לתנאי צל חלקיים, מפחית את העומס התרמי בכ-14 מעלות (הפחתה של כ-30 אחוז בעומס התרמי). בתנאי צל מלאים ההפחתה היא אף דרמטית יותר: 21.7 מעלות (הפחתה של כ-47 אחוז בעומס החום).
עוד נמצא במחקר שלרוח יש השפעה משמעותית אף יותר, מתברר שהיא מפחיתה את העומס התרמי בכ-63 אחוז.


צל עירוני. הבדל משמעותי בתחושת החום. תצלום: Sawyer Bengtson on Unsplash

 

איפה אתם עומדים?
כשמדובר בעומס התרמי, יש חשיבות גדולה גם למשטח שעליו עומדים. ההבדל בין משטח אספלט שחור שבולע את הקרינה, מתחמם ולאחר מכן משחרר אותה לסביבה לבין משטח לבן שמחזיר חלק מהקרינה לאוויר, וכך מתחמם הרבה פחות, עשוי להתבטא בהפחתה של קרוב ל-30 אחוז בעומס התרמי. "המחקר שלי אף מאפשר לבחון כיצד שקלול כל הגורמים יחד  – רוח, צל והחזרה ממשטחים – מקל על העומס התרמי", אומר פרוינדליך. ואכן, מתברר שההשפעה המשולבת יכולה להביא להפחתה של עד כ-80 אחוז בעומס התרמי.
מסקנות המחקר, הרלוונטיות מאד לסביבה העירונית, מציעות את האפשרות להקל על עומס החום בסביבה שלנו. אז מה בעצם אפשר לעשות? להוסיף הצללה, לשתול צמחיה, לצמצם שימוש בשטחים בנויים וחומרים בעלי קיבולת חום גבוהה, לתכנן את הסביבה הבנויה תוך התחשבות בזרימת הרוח ואף לבחון מחדש את מדיניות הבנייה לגובה בערים.
"זה לא סוד שבישראל החמה אין מספיק משטחי צל, הן בסביבה העירונית, בגנים ציבוריים למשל, והן באתרי תיירות, כאילו שאנחנו נמצאים בצפון אירופה", אומר פרוינדליך. אך אם הצללה הוא עניין שניתן לטפל בו בקלות יחסית, מה עושים עם רוח שהיא צפויה הרבה פחות מהשמש? "הרוח אכן נחשבת גורם כאוטי, אך למעשה ניתן לעצב את זרימתה", אומר פרוינדליך. "בקיץ, למשל, הרוח בישראל היא מערבית עד צפון מערבית. לכן, על ידי תכנון רחובות בכיוון מזרח-מערב ניתן לתעל את הרוח לרחוב וכך להבטיח תנאים קרירים יותר בעונה החמה".
"בכל מיזם של בנייה חדשה יש להתחשב בהכבדה המקומית שהיא תיצור על עומס החום בגלל חסימת הרוח הצפויה", מציע פרוינדליך. "זה גורם שכיום מתכנני ערים לא ערים אליו ולא לוקחים בחשבון בתהליך התכנון. בתל אביב, למשל, הבנייה הגבוהה סמוך לחוף חסמה את הבריזה מהים לרחובות מאחוריה. במקרה הזה מדובר בבעיה בלתי הפיכה, אך לפחות ניתן להימנע מלחזור על הטעות באזורים שבהם בונים כיום סמוך לחוף בנתניה, במכמורת, באזור חיפה או באשקלון".
ומה לגבי החומרים שבהם משתמשים בבנייה החדשה? "בסביבה העירונית, שבלאו הכי סובלת מגורמים פולטי חום רבים, בין היתר כבישי אספלט, מכוניות, מכשירי חשמל, בתי חרושת ועוד, יש להפחית את השימוש באספלט ובטון בגנים ציבוריים, למשל ולהעדיף משטחים בהירים ובעלי כושר החזרה גבוה, דוגמת משטחי צמחיה, שלהם גם יתרונות רבים נוספים, כמו אפקט קירור, צל, שיפור איכות האוויר, ערך אסתטי ועוד".
נראה כי באמצעים שחלקם פשוטים וישימים אף בטווח הקצר, ניתן להביא להקלה משמעותית בעומס החום בערים. ההקלה תוביל להרחבה משמעותית של הימים והשעות שבהם ניתן לשהות מחוץ לבית וכך תגדיל את מספר המבקרים בהן, במקום שכולם ייאלצו לשהות בסביבה ממוזגת, שצורכת אנרגיה רבה ומחממת את הסביבה.

*בתמונה - אספלט עירוני. אם נחליף אותו בחומרים אחרים נשפר לטובה את העומס התרמי. תצלום: Stephen Di Donato on Unsplash










פי.סי.חץ