Skip to Content
foto_34_mobilni-stanice.jpg

Životní prostředí

foto_31_meteostanice.jpgfoto_31_meteostanice.jpg
Měření meteorologických dat a koncentrací škodlivých látek v ovzduší

Kvalita ovzduší


Moderní města se potýkají nejen s nárůstem obyvatelstva, ale také zvyšující se intenzitou individuální automobilové dopravy, která může společně s dalšími zdroji exhalací negativně ovlivňovat kvalitu ovzduší. Přitom čistý vzduch a příjemné klidné prostředí pro život jsou jedním ze základních atributů moderního chytrého města. Aby bylo možné v této oblasti přijímat konkrétní nápravná opatření ze strany vedení města, je nutné znát ekologické limity a možné dopady znečištění ovzduší na zdraví člověka a především aktuální koncentrace škodlivých látek v jednotlivých částech města.

Nutností se proto stává kontinuální monitoring kvality ovzduší, sbírající a vyhodnocující data z většího množství čidel a senzorů. Na základě analýzy naměřených dat je možné odhalit příčiny a zákonitosti zhoršeného stavu nebo místa s nejhorší kvalitou vzduchu. Aktuální a věrohodná data o kvalitě ovzduší slouží městům jako pádný argument při prosazování ekologických projektů v dopravě, řešení vytápění budov, omezování znečištění z průmyslových podniků a vede ke krokům, které budou zlepšovat život obyvatel v dané lokalitě.

Kvalita dat monitoringu ovzduší v městském prostředí závisí na hustotě a na přesnosti monitorovacích čidel a analyzátorů. Profesionální měřicí přístroje analyzují veličiny, vyskytující se ve velmi malých koncentracích, na základě referenčních metod reálně popisujících stav znečištění. Přístroje jsou přesné, ale jednoúčelové, drahé a jejich provoz je finančně nákladný. Proto se v praxi častěji používají levnější elektrochemické senzory, reagující na vznik chemické vazby mezi měřenou látkou a prostředím analyzátoru. Jejich nevýhodou je nestálost při změnách okolí, ta ale může být minimalizována vhodnou kompenzací. Jednoduchost a nízká cena elektrochemických senzorů naopak umožňuje rozmístění většího počtu senzorů v oblasti.

Instalace skupiny senzorů kvality ovzduší tvoří kompaktní celek, lehce umístitelný například na sloup veřejného osvětlení, fasádu budovy nebo na samostatný stojan. Přístroje samozřejmě potřebují elektrické napájení, a proto je obvyklým místem instalace právě stožár lampy veřejného osvětlení. U některých projektů se lze setkat i s netradičním umístěním čidel a senzorů například na prostředcích veřejné hromadné dopravy. Z vyhodnocovaných veličin bývá nejčastěji měřena koncentrace CO, CO2, SO2, NOX, těkavých organických látek (VOC) a prachových částic o velikosti 2,5 µm a 10 µm. Jako doplňkové a kompenzační veličiny jsou měřeny teplota, tlak a vlhkost vzduchu, úroveň hluku a rychlost a směr větru.

foto_32_informacni-stanice.jpg
Informační tabule o aktuálním stavu znečištění ovzduší v městské zástavbě
foto_33_stacionarni-stanice.jpg
Stacionární stanice měření škodlivých látek v ovzduší je zapojena do celoměstské monitorovací sítě
foto_34_mobilni-stanice.jpg
Sběr dat o kvalitě ovzduší prostřednictvím mobilní stanice v městském parku

Komunikace mezi analyzátory ovzduší a centrálním serverem probíhá nejčastěji v reálném čase na bázi GSM přenosů a zpracovaná data jsou ukládána do environmentální databáze a volně přístupná pro další aplikace a systémy.

Chytrá města si uvědomují význam čistoty ovzduší a v rámci zlepšení mikroklimatu venkovního prostoru preferují a podporují takové zásahy, které mají kladný vliv na kvalitu ovzduší ale i například na eliminaci tepelných ostrovů ve městě. Jde například o výsadbu městské zeleně a rozšiřování zelených ploch nebo využití vodních prvků ve veřejném prostoru.

Ve světě existuje mnoho měst, kterým není kvalita jejich ovzduší lhostejná. Využívají různé monitorovací systémy a prvky přímo zlepšující mikroklima ve městě. Ze všech lze vzpomenout třeba Barcelonu, kde je kvalita ovzduší hlídána množstvím senzorů, rozmístěných v okolí hlavních městských bulvárů. Společně s ovzduším je vyhodnocována i úroveň hluku a světelného znečištění. Podobná senzorická síť (více než 100 měřicích míst) pro měření kvality vzduchu je instalována v Londýně. Naměřená a předzpracovaná data z městských monitorovacích systémů jsou většinou přístupná třetím stranám i veřejnosti.

Kvalitu ovzduší barcelonských bulvárů podrobně monitorují senzory instalované v jejich okolí

Kvalitu ovzduší barcelonských bulvárů podrobně monitorují senzory instalované v jejich okolí

K zajímavým opatřením, zlepšujících teplotní mikroklima ve městě, patří například pokrytí střech bílým reflexním pláštěm redukujícím přehřívání budov, což má následně vliv na energetickou spotřebu budovy i na kvalitu vzduchu. Takový technologický projekt chladicích střech funguje v New Yorku. V Abú Dhabí ve čtvrti Masdar používají k ochlazení vzduchu prostou větrnou věž, což je v podstatě válec fungující jako komín zintenzivňující proudění vzduchu pod sebou nebo zachytávající proudění chladnějšího vzduchu nad městem a směřující tento proud do ulic města.

K ochlazování vzduchu pouštních měst se využívají moderní verze tradičních arabských větracích věží

K ochlazování vzduchu pouštních měst se využívají moderní verze tradičních arabských větracích věží
foto_37_podzemni-kontejnery.jpgfoto_37_podzemni-kontejnery.jpg
Chytrá města často nahrazují obyčejné odpadkové koše a kontejnery velkokapacitními podzemními kontejnery

Odpadové hospodářství


Každé chytré město si zakládá na efektivním využívání chytrých řešení, na čistém ovzduší a všeobecně na příjemném prostředí pro život. Proto musí chytře řešit i problematiku odpadového hospodářství. Přeplněné odpadkové koše a kontejnery u obytných domů již do vize inteligentního a čistého města nepatří. Samozřejmě při řešení této otázky nejde jen o rozmístění většího počtu nádob na odpadky nebo instalaci hezčích a inteligentních kontejnerů, ale řešení musí zahrnovat systémové změny v odpadovém hospodářství včetně ekologického a hospodárného svozu a zpracování odpadů s využitím informačních technologií.

Prvním krokem v řešení odpadového hospodářství ve městech je nahrazení pouličních košů a velkých kontejnerů inteligentními nebo podzemními kontejnery. Mají podstatně větší kapacitu, zabraňují vybírání odpadků a působí nenápadně. Moderní kontejnery umožňují kompresi odpadu a hlídají svou naplněnost, některé mohou být osazeny i fotovoltaickým panelem a baterii, která zajistí koši jeho úplnou provozní autonomii. Druhým krokem je přizpůsobení svozu odpadů novým podmínkám. Časový svoz (např. jednou za 2 dny) vystřídá svoz podle potřeby (až při zaplnění kontejneru). Často doznávají změny i samotné dopravní prostředky určené ke svozu. Využívají se menší nákladní elektromobily bez negativního vlivu na městské prostředí.

Každodenní svoz odpadků v některých německých městech bude nahrazen inteligentním systémem odpadového hospodářství se svozem na vyžádání po zaplnění kontejnerů

Každodenní svoz odpadků v některých německých městech bude nahrazen inteligentním systémem odpadového hospodářství se svozem na vyžádání po zaplnění kontejnerů

Bonusem řešení odpadů v chytrých městech je zavádění odvozu odpadu na vyžádání občanů města. Týká se to rozměrnějších odpadů, nebezpečných odpadů, textilního odpadu nebo sezónního odpadu ze zahrad. Službu lze lehce objednat prostřednictvím webového portálu nebo mobilní aplikace.

foto_39_chytry-odpadkovy-kos.jpgfoto_39_chytry-odpadkovy-kos.jpg
Chytrý odpadkový koš BigBelly v londýnské čtvrti Islington je určen k odkládání kompostovatelných odpadů

Chytrý odpadkový koš


V mnoha městech se začínají objevovat chytré odpadkové koše, umožňující pojmout až 8krát více odpadků, než je běžné u obyčejného koše. Jejich princip je založený na monitorování zaplněnosti a kompresi odpadků. Když množství odpadků v koši dosáhne určité výše, ultrazvukový senzor dá pokyn a odpadky jsou stlačeny lisem do menšího objemu. Uvolněný prostor se znovu plní odpadky a po zaplnění se operace stlačování opakuje. Lisování odpadků pětinásobně prodlužuje dobu naplnění koše oproti standardním košům.

Jakmile je chytrý koš plný, vysílá do dispečinku signál, na jehož základě vyjíždí do terénu vozidlo svozu odpadu a koš vyprázdní. Chytré koše jsou mobilní a energeticky soběstačné. Energii, potřebnou na monitoring, provoz lisu nebo bezdrátovou komunikaci s centrálou, poskytují chytrým košům baterie napájené solárním panelem umístěným na jejich horní části. Kromě aktuálního stavu zaplnění putují na centrální server data o kapacitě baterií, stavu dobíjení, teplotě vnitřku, kondici lisu a další informace určené pro správu a diagnostiku zařízení. Chytrý koš může nabízet i jiné služby občanům, může sloužit jako wi-fi hotspot, senzor monitorující pohyb osob v ulici, aj.

Svoz odpadu z chytrých košů je optimalizován, co se týče četnosti svozu i trasy. Využitím moderního odpadového hospodářství s optimalizovaným svozem lze ušetřit 50 až 70 % nákladů (množství aut a zaměstnanců, četnost jízd, pohonné hmoty atd.). Chytré koše mohou plnit i další vedlejší funkce, jako je například měření kvality ovzduší, nebo mohou sloužit jako veřejné bezplatné Wi-Fi přístupové body.

foto_40_chytry-odpadkovy-kos.jpg
Chytrý odpadkový koš se tváří nenápadně, ale je to velký pomocník v nekončícím boji s odpadky
foto_41_chytry-odpadkovy-kos.jpg
Vstupní otvor chytrého odpadkového koše se musí před vhozením odpadu vyklopit

Chytré odpadkové koše se objevují v ulicích mnoha světových měst. Monitoring stavu naplněnosti na základě signálů senzorů uvnitř kontejnerů využívá pro optimalizaci svozu například španělská Barcelona. Mnoho měst zkouší pro racionalizaci svozu odpadu využívat elektrické nákladní automobily. Ať už jsou to severská města Stavanger nebo Stockholm, nebo německé město Gelsenkirchen, elektrifikace svozu městského odpadu přináší díky bezemisnímu a nehlučnému pohonu řadu výhod.

Svoz odpadů je ve čtvrtém největším norském městě Stavanger řešen pomocí elektricky poháněných nákladních automobilů

Svoz odpadů je ve čtvrtém největším norském městě Stavanger řešen pomocí elektricky poháněných nákladních automobilů

Některé města jdou v implementaci chytrých řešení ještě dál a využívají nejen inteligentní svoz odpadu, platbu za množství vyprodukovaného odpadu, ale taky automatizované třídírny komunálního a recyklovaného odpadu. Dosahují tím maximálního druhotného materiálového využití, dokonce s kladným ekonomickým výsledkem. Tímto směrem se ubírá například americké město Houston.

Odpadní hospodářství ale není jenom komunální odpad. V Nizozemí chytrá města třeba rozvíjejí soubory opatření pro využití odpadních vod. Ve Velké Británii v Galashielsu se z odpadní vody získává teplo, které je využito k vytápění kampusu. Dále se rozvíjejí koncepty i na využití dešťové vody.