Hittestress -

Op 8 maart 2023 organiseerde het Architectuur Centrum Nijmegen (ACN) een avond over “Energiezuinig wonen. Minder is meer.”

Groen voor verkoeling

In het derde deel van het programma vertelde Eva Stache, architect en onderzoeker aan TU Delft, over de kracht van groen voor verkoeling. ‘In de zomer hebben we te maken met hitte én we hebben te maken met meer water door regenval,’ aldus Eva Stache. Ze gaf aan dat de rol die planten en bomen kunnen kunnen spelen bij energiebesparing grootschalig wordt onderschat. Er is volgens haar veel kennis over het nut van groen, maar jammer genoeg landt die kennis vaak niet buiten de universiteit.

*Een straatdoorsnede waarop de inkomende zonnestraling en reflecties zijn aangegeven.* *© Eva Stache*

“Zonnestralen reflecteren op wanden en andere oppervlakken en blijven daardoor in de stad”, aldus Eva Stache. “Wij schrokken van de constatering dat vaak slechts 3 tot 5 procent van alle binnenkomende straling weer uit de stad vertrekt”, aldus Stache. “Wij laten die warmte niet weggaan en dat draagt enorm bij aan de opwarming. We kunnen dus goed stellen: groen op de gevel doet heel veel. Alle straling die erdoor geabsorbeerd wordt, wordt door al die planten omgezet in latente warmte door transpiratie. Dán los je het probleem op.”

*Dezelfde straatdoorsnede als hierboven, nu met beplanting die nodig is om de binnenkomende straling ‘op te vangen’.* *© Eva Stache*

Gevoelstemperatuur

Zo zorgt de toepassing groen in, om en op gebouwen voor verkoeling en een beter mentaal welzijn. Latente warmte wordt door de transpiratie van planten geproduceerd. Dit proces (evapotranspiratie) is, volgens Stache, op dit moment de enige duurzame manier is waarop warmte uit de stad kan worden verdreven. “Niet-groene oppervlakken reflecteren de binnenkomende straling talloze keren waardoor het meeste uiteindelijk blijft hangen in de stad. Die straling voelen we, dat is de gevoelstemperatuur. Daarom is die vaak veel hoger dan de werkelijke temperatuur. Wij hebben voorlopig nog geen enkel materiaal gevonden dat die warmte zo goed uit de stedelijke ruimte afvoert als groen.”

Minimaal 50% moet groen zijn

“Wij constateren op basis van onderzoek”, vervolgt Stache, “dat minimaal 50 procent van alle oppervlaktes in de stad, horizontaal en verticaal, groen moet zijn. Blijf je daaronder, dan koel je onvoldoende. Vooral de gevel is dan belangrijk: zonnestraling raakt de wanden van de stad en wordt gereflecteerd naar de straat.” Dit is een van de redenen dat witte daken zo goed werken: ze kaatsen de straling terug naar de hemel en niet de straat in. Witte oppervlakken hebben een albedo van bijna 100%, omdat ze bijna al het licht reflecteren. Gevels sturen het juist naar asfalt en beton, die het vervolgens absorberen en/of verder reflecteren naar gevels aan de overkant.

In een stad hebben we weinig planten, veel steen is er weinig transpiratie door waterdamp, waardoor hitte niet weg kan en hitte-eilanden ontstaan. Sinds haar onderzoek zijn plant en waterpomp voor Stache synoniem geworden. ‘Een volwassen populier kan tot wel 1.500 liter per dag wegpompen’, vertelde ze. Als je dit zou willen namaken met een installatie, dan zou die 17.000 euro kosten om te maken en 2.000 euro per jaar om te onderhouden. Als we bomen weghalen voor nieuwbouw voegen we veelal vijf stenen oppervlakken toe: vier gevels en één dak.

Eva Stache op 8 maart 2023 in de Thiemeloods

Klimaatresponsieve maatregelen in steden

PhD onderzoeker Daniela Maiullari, ook aan de TU-Delft, doet onderzoek om de toenemende vraag naar koeling in gebouwen beter te beoordelen en zo klimaatadaptieve steden te ontwerpen. “We moeten de toekomst van de energievraag in de stad gaan bespreken en regelen. Het volstaat niet om alleen energiebesparende maatregelen voor verwarming in te voeren. En met een klimaatresponsief ontwerp kunnen zowel aanpassings- als veerkrachtmaatregelen worden ingevoerd om steden op de toekomst voor te bereiden.” Steden worden steeds compacter, waardoor het risico op Urban Heat Island-effect en oververhitting in steden toeneemt. In haar promotieonderzoek heeft zij twee instrumenten ontwikkeld: een methode om typen gebouwen en typen stedelijke contexten te identificeren en vervolgens hun klimaatprestaties te beoordelen; ten tweede een methode voor energiebeoordeling met behulp van lokale klimaatgegevens.

i-Tree 2.0 project

Aan de Technische Universiteit Delft richt ze zich daarnaast binnen het I-Tree 2.0 project op het verkoelende effect van vegetatie, om te begrijpen hoe verschillende groenconfiguraties en boomsoorten bijdragen aan het verkoelen van stedelijke omgevingen. Een van de meest effectieve maniern om steden klimaatadaptief te ontwikkelen, zijn groene ruimten, en in het bijzonder stadsbomen.

Bomen zijn in staat om de extreme hittecycli in de stad effectief te verminderen door warmte te absorberen en schaduw te produceren. Ze bieden ook extra voordelen voor stedelijk waterbeheer, luchtkwaliteit, biodiversiteit, gezondheid en welzijn en de algehele stedelijke leefbaarheid.

Het doel van het i-Tree 2.0 project is om nauwkeurige statistieken te ontwikkelen over de optimale koelprestaties van meer dan 300 stedelijke boomsoorten die in Nederlandse steden groeien, en schattingen van hun prestaties gedurende de levenscyclus van de boom.

De fysieke kenmerken van een boom zoals kroonmorfologie, houtanatomie en bladkenmerken bepalen hoe en in welke mate een boom zijn omgeving afkoelt. De gegevens over de boom zelf kunnen worden aangevuld met gegevens over de transpiratiesnelheid van verschillende boomsoorten, die het koelvermogen van een boom verder helpen door verdampingskoeling. En door dit te berekenen over de levenscyclus van de boom, krijgen we een volledig beeld van de thermische voordelen van een stadsbos.

Dit alles moet leiden tot een i-Tree toolset, die planners, ontwerpers en groenprofessionals beter in staat stellen om stedelijk groen voor klimaatadaptatie vorm te geven en te beheren. Het gaat daarbij niet alleen om de data, maar ook om bruikbaarheid en toepasbaarheid. Via ontwerpsimulaties en co-design met stakeholders zullen nieuwe toepassingen van i-Tree worden ontwikkeld. Het uiteindelijke doel is klimaatadaptieve en leefbare steden!