Foto: Joao Cortesao / 3D-visualisatie: Lenné3D

Meer ruimte voor water in de stad geeft kansen voor beter microklimaat

Heeft u ooit geprobeerd om een stedelijk waterlichaam te ontwerpen dat verkoeling levert aan de stad? Dan zijn de uitkomsten van dit onderzoek interessant voor u. In het onderzoeksproject Really cooling water bodies in cities (REALCOOL) zijn ontwerprichtlijnen voor grachten, singels, sloten en vijvers ontwikkeld die een daadwerkelijk koelingseffect genereren.

Dit artikel is geschreven door Sanda Lenzholzer, universitair hoofddocent aan de WUR. Het is een bewerking van een artikel dat eerder verscheen eerder in Groen, het vakblad voor professionals in de groensector. Meer weten of abonnee worden? Klik dan hier.

We wisten dat stedelijke waterlichamen naast een aantal traditionele doeleinden – zoals transport of verfraaiing –een steeds grotere rol in klimaatadaptatie gingen spelen. Een hoofddoel voor de aanleg van nieuwe waterlichamen was om waterberging tijdens piekbuien en overstromingen te garanderen. Daarnaast werd door de professionals in stedenbouw en landschapsarchitectuur ook vaak aangenomen dat kleinere stedelijke waterlichamen zoals grachten, sloten, vijvers et cetera ook koelingseffecten voor de luchttemperatuur hebben. Maar we wisten ook vanuit recent meteorologisch onderzoek dat de verkoelende effecten van grote waterlichamen zoals meren in steden, beperkt zijn en dat deze in lange warme periodes de omgeving zelfs opwarmen.

De vraag was of de aannames van de professionals over het verkoelende effect van de kleinere waterlichamen dan wel correct waren. En zo niet, hoe moeten we de waterlichamen en hun omgeving dan ontwerpen? Het REALCOOL-onderzoeksproject beantwoordde deze vragen en genereerde als eindproduct virtuele ontwerpprototypen voor stedenbouwkundigen en landschapsarchitecten die in de praktijk makkelijk toepasbaar zijn.

De aanpak

Om de prototypen te ontwikkelen, bracht REALCOOL een team van experts op het gebied van bioklimatisch stedenbouwkundig ontwerp, stedelijke meteorologie, water-atmosfeer-interactie en 3D-visualisaties bij elkaar.

In het eerste deel van het project hebben we micrometeorologisch onderzoek gedaan en moesten daaruit concluderen dat de impact van kleine stedelijke waterlichamen op de luchttemperatuur zeer beperkt is. Vervolgens hebben we ontwerpend onderzocht of we het water kunnen verkoelen door stedenbouwkundige ingrepen, bijvoorbeeld beschaduwing van water door bomen of schaduwelementen. Echter, ook daaruit moesten we concluderen dat deze elementen weinig effect op watertemperatuur hebben. Maar: rondom waterlichamen zijn wel andere potentiële ingrepen denkbaar die voor verkoeling van de omgeving, en dus niet het water zelf, kunnen zorgen, zoals beschaduwingselementen – planten of van gebouwde aard - mistvernevelaars/fonteinen en natuurlijke ventilatie.

REALCOOL onderzocht vervolgens koelingseffecten die als gevolg van de optimale combinatie van schaduwwerking, waterverdamping (bijvoorbeeld de fonteinen of watermist) en natuurlijke ventilatie rond waterlichamen op kunnen treden. Dit hebben we in verschillende stappen onderzocht: we hebben voor veel types waterlichamen ontworpen en de ontwerpen getoetst. Tijdens de ontwerpstadia werden verschillende combinaties van schaduw-, verdampings- en ventilatiestrategieën voor de stedelijke waterlichamen – voor zowel oost-west- als noord-zuidoriëntaties – onderzocht. We hebben ook naar vergroening van kademuren, bermen en dergelijke in de directe omgeving van de waterlichamen gekeken, maar hun effect op de luchttemperatuur nabij de waterlichamen bleek gering. De tests werden uitgevoerd door eerste expert-beoordelingen door de meteorologen in ons team en vervolgens werden de best scorende ontwerpen door de experts met een computersimulatietool op hun micrometeorologische effecten doorgerekend. Alle tests waren gebaseerd op een typische Nederlandse hittegolfdag rond 23 juni, een datum dicht bij de hoogste zonnestand, met een maximale temperatuur hoger dan 30 graden Celsius en oostelijke wind.

Ontwerpstrategieën

Het blijkt dat het mogelijk is om koelere stedelijke wateromgevingen te creëren door specifieke ontwerpstrategieën toe te passen:

  1. schaduw door bomen aanzienlijk vergroten om de verkoeling voor mensen op voetgangersniveau te verbeteren;
  2. lucht zo ongehinderd mogelijk laten stromen voor ventilatie;
  3. introduceren van fonteinen en mistsproeiers (zoals we ze al van Zuid-Europese terrasjes kennen).

De combinatie van de deze strategieën bij verschillende types waterlichamen leidde tot lokale reducties op de fysiologische equivalente temperatuur (een index die gewoonlijk wordt gebruikt voor het beoordelen van de gevoelstemperatuur) tussen 1 en 10 graden Celsius tijdens de heetste tijd van de dag. Naast het fysieke beïnvloeden van de koeltebeleving hebben we ook een bekende psychologische truc gebruikt: we brengen met nieuwe trappen, vlonders en hellingen mensen dichter bij het water en kunnen op die manier interactie met het water bevorderen. Dit contact met water geeft een psychologisch effect in de zin van ervaren van “koelte”.

Verder hebben we onze ontwerpen ook op andere criteria getoetst die in de praktijk van groot belang zijn: combineerbaarheid met andere stedelijke functies, esthetica, de aanlegkosten, onderhoud en effecten op volksgezondheid. Hier scoorden de uiteindelijke ontwerpopties goed. De grote enquête over de esthetische beleving bracht naar voren dat de nieuwe wateromgevingen doorgaans als positief beleefd worden. Daardoor waren we in staat om “prototypen” vast te stellen die als ontwerpaanbeveling kunnen fungeren.

Eindproduct

De REALCOOL-prototypen beschrijven hoe ontwerpers zoals stedenbouwers of landschapsarchitecten deze ontwerpstrategieën kunnen integreren in de omgeving van typische stedelijke waterlichamen. De prototypen zijn 3D-scènes die de stedelijke inrichting in de oude en nieuwe situatie weergeven en ze zijn vertaald naar korte animatievideo’s. In de animaties kunnen ontwerpers wetenschappelijke feiten vinden, maar dan uitgedrukt in hun vertrouwde visuele taal. Deze animaties tonen voor de verschillende types en oriëntaties van kleine stedelijke waterlichamen de aard van de interventies, dimensies, boomprofielen, et cetera. En ze tonen vooral de relatie tussen interventies en micrometeorologische effecten zodat ontwerpers ook de impact van hun ruimtelijke interventies kunnen begrijpen. De prototypen zijn hier te vinden.
Tenslotte: deze prototypen zijn geen starre voorschriften, maar conceptuele kaders die helpen bij het legitimeren van ontwerpbeslissingen. De prototypen werken als inspiratie en het is aan ontwerpers om de prototypen creatief om te zetten in eindontwerpen.

Sanda Lenzholzer is als Associate Professor werkzaam bij Wageningen Universiteit en als Principal Investigator bij het Amsterdam Institute for Advanced Metropolitan Solutions (AMS). Zij is de oprichter van Climatelier, een onderzoeksgroep op het gebied van stedelijk ontwerp en microklimaat. Binnen haar onderzoek heeft zij op veel plaatsen stadsklimaatwetenschap en stedelijke plannings- en ontwerppraktijk geïntegreerd. Haar recent verschenen boek Het weer in de stad/ Weather in the City (nai010 uitgevers) is bij veel ruimtelijke ontwerpers bekend. Door onderzoeksprojecten (onder andere Climate Proof Cities, Climadaptool, Realcool) draagt zij bij aan het vergroten van de kennisbasis van klimaatgericht stadsontwerp.
Stadszaken
Stadszaken
Paulus Borstraat 41 3812 TA Amersfoort
redactie@stadszaken.nl