В Марокко испытывают «губчатое» дорожное покрытие для охлаждения городов

В Марокко испытывают новый подход к городским покрытиям, который должен одновременно помочь бороться с перегревом улиц и быстрее отводить воду после сильных дождей. В отдельных районах Марракеша и Агадира вместо обычного непроницаемого асфальта тестируют пористые материалы, через которые вода может уходить в основание дорожного покрытия.

Такие поверхности часто называют «губчатыми»: вместо того чтобы направлять практически весь дождевой сток в ливневую канализацию, они способны временно удерживать воду в порах и подстилающих слоях.

После дождя часть накопленной влаги испаряется. На этот процесс расходуется тепловая энергия, поэтому поверхность может охлаждаться естественным образом.

Почему обычный асфальт усиливает жару

Тёмный асфальт хорошо поглощает солнечное излучение и способен нагреваться значительно сильнее окружающего воздуха. Накопленное за день тепло затем постепенно возвращается в атмосферу, в том числе вечером и ночью.

Это один из факторов формирования городского острова тепла — ситуации, когда плотно застроенные территории остаются заметно теплее пригородов и природных зон.

При температуре воздуха около 35–40 градусов дорожное покрытие под прямым солнцем может нагреваться значительно выше 50 градусов.

Альтернативные покрытия пытаются решить проблему двумя основными способами: увеличивать отражение солнечного света либо использовать воду и испарительное охлаждение.

Марокканский эксперимент относится преимущественно ко второму типу.

Как работает пористое покрытие

В обычной дороге верхний слой практически непроницаем. Дождевая вода течёт по поверхности в сторону ливневых решёток, канав и водостоков.

В проницаемом покрытии предусмотрена система связанных пор.

Вода проходит сквозь верхний слой и попадает в расположенный ниже слой щебня или другого крупнопористого материала. Там она временно накапливается, после чего может постепенно проникать в грунт либо отводиться дренажной системой.

Это позволяет уменьшать пиковую нагрузку на ливневую канализацию во время сильных осадков.

Одновременно влажное дорожное основание становится своеобразным аккумулятором воды. При последующем нагреве часть влаги испаряется и забирает с собой тепло.

Насколько действительно становится прохладнее

Здесь важно не переносить на Марокко результаты зарубежных экспериментов как уже подтверждённый местный эффект.

В опубликованных материалах о пилотных проектах в Марракеше и Агадире пока нет полноценной открытой статистики, позволяющей сказать, насколько именно снизилась температура марокканских улиц.

Указанные в публикациях значения до 16°F, то есть примерно 9°C, относятся к испытаниям специальных охлаждающих дорожных покрытий в американской Аризоне.

В том эксперименте традиционное дорожное покрытие в районе полудня нагревалось примерно до 67°C, тогда как экспериментальные поверхности могли оставаться приблизительно на 6–9°C холоднее.

Но эффективность сильно зависит от технологии.

Исследования водопроницаемого бетона показывали, что после дождя он может выделять примерно на 25–30% меньше тепла, чем обычный бетон. Однако в продолжительные сухие периоды преимущество уменьшается, а некоторые пористые поверхности при определённых условиях даже способны нагреваться сильнее обычных.

Для Марокко это особенно принципиально.

В засушливом климате есть очевидное ограничение

Марракеш одновременно сталкивается с сильной жарой и дефицитом воды.

А испарительное охлаждение работает только тогда, когда в покрытии имеется влага.

После дождя эффект может быть выраженным. Когда вода полностью испарится, покрытие перестаёт охлаждать окружающую среду таким способом.

Искусственно заливать дороги питьевой водой ради охлаждения в регионе с водным дефицитом было бы трудно назвать рациональным решением.

Поэтому технологический смысл таких покрытий для Марокко заключается прежде всего в максимально эффективном использовании той воды, которая уже поступает в город с осадками.

Вместо того чтобы немедленно вывести её через ливневую канализацию, часть можно временно задержать непосредственно под городской поверхностью.

«Губчатая» дорога помогает и во время ливней

Второе преимущество не связано непосредственно с температурой.

Плотная городская застройка практически не пропускает воду: крыши, дороги, парковки и тротуары превращают осадки в поверхностный сток.

Во время интенсивного дождя большие объёмы воды за короткое время попадают в ливневую канализацию. Если её пропускной способности недостаточно, улицы начинают затапливаться.

Пористое покрытие работает как дополнительный временный резервуар.

Вода сначала проникает в конструкцию дороги и лишь затем постепенно уходит в грунт или дренаж. Это способно уменьшать скорость и объём поверхностного стока.

Поэтому технология рассматривается как один из элементов концепции «города-губки», где воду стараются не удалить максимально быстро, а распределить между зелёными зонами, водопроницаемыми покрытиями, искусственными понижениями рельефа и накопительными системами.

Есть и третий эффект — частичная фильтрация загрязнений

Когда вода проходит через пористое покрытие и расположенный под ним слой заполнителя, часть взвешенных веществ может задерживаться.

Это потенциально уменьшает поступление в водоёмы песка, дорожной пыли и некоторых других загрязнителей.

Но такую систему нельзя считать полноценной очистной установкой.

Автомобильный сток может содержать нефтепродукты, металлы, частицы шин и другие вещества. На территориях с высоким уровнем загрязнения необходимо отдельно решать, допустима ли инфильтрация такой воды непосредственно в грунт.

Почему такой асфальт нельзя просто уложить на все дороги

Главная проблема водопроницаемых покрытий — засорение пор.

В них постепенно попадают пыль, песок, частицы грунта, остатки резины и другой мелкий материал. Без обслуживания пропускная способность поверхности уменьшается.

Поэтому покрытия приходится периодически очищать специальной вакуумной или промывочной техникой.

Есть и ограничения по нагрузке. Материал, подходящий для тротуара, парковки или небольшой улицы, не обязательно выдержит интенсивное движение тяжёлых грузовиков.

Поэтому подобные технологии чаще рассматривают прежде всего для парковок, площадей, пешеходных зон, дворов, велосипедной инфраструктуры и улиц с умеренным движением.

Марокко пока проводит именно эксперимент

Сообщения об испытаниях в Марракеше и Агадире не означают, что страна решила отказаться от традиционного асфальта.

Публичных данных о площади уже уложенных экспериментальных поверхностей и результатах продолжительных измерений пока недостаточно.

Поэтому говорить о доказанном снижении температуры улиц Марракеша на 9°C было бы преждевременно.

Тем не менее технология укладывается в более широкий проект климатической адаптации города.

Программа Marrakech Sustainable City, запущенная в 2023 году при участии властей Марокко, ПРООН и Глобального экологического фонда, предусматривает решения в области транспорта, энергоэффективности, обращения с отходами, сохранения биоразнообразия и адаптации городской инфраструктуры к изменению климата.

На программу выделено $9,5 млн средств Глобального экологического фонда, а количество её потенциальных прямых получателей оценивается более чем в миллион человек.

В Испании пошли другим путём

Пористые покрытия — не единственный вариант борьбы с перегревом дорог.

В испанской Мурсии в рамках проекта LIFE HEATLAND испытывали светлое дорожное покрытие, задача которого состояла не в накоплении воды, а в отражении большей доли солнечного излучения.

То есть существуют как минимум два принципиальных подхода.

Первый — не дать дороге сильно нагреться, повысив её отражательную способность.

Второй — отвести часть уже поступившего тепла через испарение воды.

В реальных городах эти методы можно сочетать с озеленением, созданием тени, водоудерживающей инфраструктурой и изменением материалов зданий.

Дорога становится частью климатической инфраструктуры

Интерес марокканского эксперимента заключается не столько в конкретном новом материале, сколько в изменении самого подхода к городской поверхности.

Традиционная дорога должна выдерживать транспорт и отводить дождевую воду.

В новой концепции от неё дополнительно требуют регулировать сток, уменьшать перегрев и помогать адаптировать город к более сильным ливням и жаре.

Само по себе пористое покрытие проблему городского перегрева не решит. Его эффективность зависит от наличия воды, правильного проектирования, состояния грунтов и регулярного обслуживания.

Но на участках, где технология действительно подходит, один и тот же квадратный метр городской поверхности может выполнять сразу несколько функций: служить дорогой, временно удерживать дождевую воду и снижать тепловую нагрузку.