Gdy w 1863 roku uruchomiono pierwszą linię londyńskiej kolei podziemnej, jej największym problemem nie był upał, lecz dym z parowozów. Najstarsze tunele wykonano płytko pod ulicami metodą odkrywkową i wyposażono w otwory wentylacyjne, którymi odprowadzano spaliny. Dopiero pod koniec XIX wieku zaczęły powstawać głębokie, wąskie tunele rurowe, kojarzone dziś z londyńskim Tube. Początkowo temperatura skał otaczających tunele wynosiła około 14°C, dlatego podziemna kolej rzeczywiście mogła przynosić ulgę podczas upalnych dni. Z biegiem dziesięcioleci sytuacja diametralnie się jednak zmieniła. Na niektórych głęboko położonych liniach letnia podróż przypomina dziś przejażdżkę przez rozgrzany piekarnik.
Podczas fali upałów w 2006 roku w londyńskim metrze odnotowano temperaturę sięgającą 47°C. Najgoręcej bywa na starszych liniach głębokiego poziomu, takich jak Central, Bakerloo czy Piccadilly. Warunki różnią się jednak w zależności od linii, stacji, pory dnia, natężenia ruchu oraz temperatury na powierzchni.
Londyńskie metro ogrzało nie tylko powietrze w tunelach, lecz także otaczające je skały. Podziemne podłoże stało się ogromnym magazynem ciepła.
Winna nie jest jednak wyłącznie geologia. Większość ciepła wytwarzają poruszające się pociągi, przede wszystkim podczas hamowania, a także ich silniki, układy napędowe i urządzenia pomocnicze. Ciepło emitują również oświetlenie, wyposażenie stacji oraz sami pasażerowie.
Według często przytaczanych obliczeń około 38% ciepła powstającego w metrze pochodziło z hamowania pociągów. Kolejne 22% wiązano ze stratami mechanicznymi, a 16% – ze stratami w układach napędowych. Pasażerowie odpowiadali jedynie za kilka procent całkowitego bilansu cieplnego. Dane te odnoszą się do określonego modelu technicznego i nie muszą być jednakowe dla wszystkich linii oraz typów taboru.
Przez wiele lat około 79% wytwarzanego ciepła pochłaniały ściany tuneli, mniej więcej 10% usuwała wentylacja, a pozostała część ogrzewała powietrze. Początkowo otaczające skały działały więc jak ogromny radiator. Z czasem same coraz bardziej się nagrzewały, przez co zaczęły przyjmować ciepło mniej skutecznie i oddawać jego część z powrotem do tuneli.
Geologiczny wspólnik
Dużą część głębokich tuneli północnego Londynu wydrążono w formacji London Clay. To morskie osady z wczesnego eocenu, powstałe około 54–50 milionów lat temu. Formacja osiąga miejscami około 150 metrów miąższości i składa się głównie ze skonsolidowanych iłów, z domieszkami mułków i piasków.
London Clay znakomicie nadaje się do drążenia tuneli. Jest stosunkowo łatwa do urabiania, a jednocześnie na tyle spoista i mało przepuszczalna, że wyrobisko przez pewien czas zachowuje stabilność i nie jest intensywnie zalewane wodami podziemnymi. Właściwości te miały ogromne znaczenie dla rozwoju londyńskiej kolei głębokiego poziomu.
Ta sama formacja uczestniczy jednak w kumulowaniu ciepła. Energia przenika ze ścian tuneli do otaczającego gruntu, a następnie rozchodzi się w nim bardzo powoli. Po ponad stu latach eksploatacji temperatura iłów w sąsiedztwie najstarszych tuneli wzrosła miejscami z około 14°C do ponad 20°C. Zdolność podłoża do odbierania kolejnych porcji energii jest więc znacznie mniejsza niż na początku XX wieku.
Metro bez spodni?
Zimą w londyńskim metrze odbywa się wydarzenie znane jako No Trousers Tube Ride. Jego uczestnicy podróżują w bieliźnie, zachowując się tak, jakby brak spodni był czymś zupełnie zwyczajnym.
Wbrew pojawiającym się czasem sugestiom akcja nie jest protestem przeciwko wysokiej temperaturze w metrze. To humorystyczne wydarzenie zainspirowane nowojorską inicjatywą No Pants Subway Ride, zapoczątkowaną w 2002 roku. Jego celem jest przede wszystkim zaskoczenie przypadkowych pasażerów i wprowadzenie odrobiny absurdu w zimową codzienność.
Sto tysięcy funtów za dobry pomysł
W 2003 roku ówczesny burmistrz Londynu Ken Livingstone ogłosił konkurs z nagrodą w wysokości 100 tysięcy funtów za praktyczną metodę chłodzenia metra. Niektóre zgłoszenia były bardziej dowcipne niż realistyczne – proponowano między innymi przymocowanie do dachów pociągów worków z mrożonym groszkiem. Konkurs nie przyniósł jednego przełomowego rozwiązania, ponieważ problemu nie da się usunąć za pomocą pojedynczego urządzenia.
Montaż klasycznej klimatyzacji w głębokich tunelach jest szczególnie trudny. Wąskie wagony pozostawiają niewiele miejsca na dodatkowe instalacje, a urządzenie klimatyzacyjne odbierałoby ciepło z wnętrza pociągu i oddawało je do tunelu. Pasażerom w wagonie byłoby chłodniej, ale na peronach i w tunelach mogłoby zrobić się jeszcze goręcej.
Transport for London stosuje więc wiele uzupełniających się rozwiązań. Modernizowane są szyby i wentylatory, a na wybranych stacjach działają systemy wykorzystujące wodę gruntową albo instalacje chłodnicze. Na stacji Victoria chłodzenie wykorzystuje wodę pompowaną z podziemnego ujęcia, natomiast na innych stacjach testowano chłodzone wodą wymienniki ciepła.
Nowoczesne pociągi są także wyposażane w hamowanie rekuperacyjne. Zamiast zamieniać całą energię ruchu w ciepło, układ odzyskuje jej część w postaci energii elektrycznej. Klimatyzowane składy kursują już po płycej położonych liniach podpowierzchniowych, takich jak Metropolitan, District, Circle oraz Hammersmith & City.
Klimatyzację mają otrzymać również nowe pociągi zamówione dla głęboko położonej linii Piccadilly. Ich wprowadzenie wymaga jednak równoczesnej poprawy wentylacji i zarządzania ciepłem w tunelach.
