Stad nu al 10 graden warmer: verkoelende infrastructuur biedt uitweg

Steden zijn soms echte bakovens tijdens een hittegolf en de airconditioning maakt het er echt niet beter op. Stadsplanners gaan daarom aan de slag met klimaatvriendelijkere alternatieven die steden duurzame verkoeling moeten brengen.

Door de klimaatopwarming kunnen we enkel nog meer, en nog extremere hittegolven verwachten. De steden zullen het effect daarvan flink voelen: beton en asfalt absorberen de zonnestralen, airconditioning pompt nog meer warmte door de straten, voertuigen die vastzitten in het verkeer doen er nog een schepje bovenop. Hoge gebouwen houden de hitte vast in de straten. Al deze factoren veroorzaken het fenomeen dat ‘urban heat island’-effect (UHI) wordt genoemd, waardoor steden tot tien graden warmer kunnen zijn dan de omringende gebieden.

Het volstaat niet om de airco gewoon wat hoger te zetten. Dat leidt tot een vicieuze cirkel: de binnenruimte koelt af maar de buitenlucht warmt nog meer op en er wordt meer energie verbruikt. De hitte in de steden is niet alleen nefast voor het energieverbruik en de fauna en flora in de stad, ook het aantal beroertes en sterfgevallen neemt toe wanneer de temperatuur stijgt. In de VS sterven nu al meer mensen aan hittegolven dan bij elke andere natuurramp. Stadsontwikkelaars denken dan ook na over manieren om de stedelijke warmte, zowel binnen als buiten, aan te pakken. Daaruit blijkt dat onze voorouders nog niet zo slecht bezig waren. Ze bouwen voort op trucjes als vijvers en fonteinen, parken en met bomen omringde lanen, zonnewering, slimme stadsplanning en de simpele goede raad: zwart is geen goed idee bij +30°C.

Bosgebouw

Overvloedige vegetatie is alvast een sterk wapen tegen de opwarming, en laat het net dat zijn dat de stad erg mist. Groen zorgt niet alleen voor schaduw, het stimuleert ook de verdamping. Water dat uit de bladeren verdampt, verlaagt de omgevingstemperatuur.

Behalve verkoeling levert overvloedige vegetatie nog andere voordelen op: het groen absorbeert luchtverontreinigende stoffen, produceert zuurstof en creëert een kalmerende, natuurlijke omgeving in de hectische stad. Veel steden zetten daarom in op parken en bomen, maar Singapore spant de kroon qua groene uitspattingen. De stadstaat begon al in de jaren zestig met het intensief aanplanten van bomen en nieuwe parken. Omdat tegelijk de bevolking aangroeide en er meer bebouwing nodig was, verschoof de focus naar verticale tuinen en groendaken. Die groeiden uit tot een ‘skygarden’ van 100 hectare, met op de planning 200 hectare tegen 2030. Voor elk nieuw gebouw moet er wettelijk een even groot groengebied in de plaats komen, of dat nu op de begane grond is of op grote hoogte.

Hoogbouw gaat voor weelderig beplante balkons, schaduwrijke daktuinen en verticale groenmuren die de temperatuur met twee à drie graden Celsius kunnen doen dalen. Projectontwikkelaars maken er vaak een zaak van om veel verder te gaan dan het vereiste minimum en pakken uit met groene visitekaartjes, zoals bijvoorbeeld het Oasia Hotel van WOHA Architects. Om het gebouw uit 2016 zit 200 meter hoog latwerk, dat volledig begroeid is en zo elf keer zijn eigen voetafdruk compenseert. In 2018 voltooide de Italiaanse architect Stefano Boeri – ontwerper van de Milanese Bosco Verticale – het eerste verticale bos in Azië. De twee met groen bedekte torens staan in het dichtbevolkte district Pukou in het Chinese Nanjing. Het bos zou jaarlijks ongeveer 18 ton CO² absorberen en 16,5 ton kilogram zuurstof genereren dankzij de begroeiing tegen de gevel. De 600 grote en 200 middelgrote bomen, meer dan 2500 struiken en hangplanten bekleden een oppervlakte van 4.500 m².

Coole coating

Als we steden willen afkoelen, moet er ook gekeken worden naar het materiaal waarmee ze worden gebouwd. Donkere vaste materialen zoals beton, asfalt en stoeptegels absorberen zonnestralen in plaats van ze te reflecteren.

Een koelende coating kan soelaas bieden. Tien jaar geleden experimenteerde een EU-project met ‘Cool Roofs’, met een reflecterende coating om thermische problemen en overdreven energieverbruik in gebouwen aan te pakken. Al naargelang de casestudy was er 10 tot 40% energiebesparing en een verlaging van 1,5 tot 2°C van de binnentemperatuur. Los Angeles startte twee jaar geleden met het aanbrengen van een grijswitte coating op het wegdek. De stad bestaat uit meer dan 10% zwart asfalt. Door de donkere kleur absorbeert het 80 tot 95 procent van de zonnestralen, waardoor niet alleen de straten zelf opwarmen, maar de hele omgeving. Wanneer het kwik boven de 38 graden klimt, kan de oppervlaktetemperatuur op asfaltwegen oplopen tot 65°C, en het UHI dus aanzienlijk verergeren. Het hoge reflectievermogen van de aangebrachte CoolSeal is goed voor een temperatuurdaling van 5 tot 7 graden.

Koud bad voor de stad

Water wordt al eeuwenlang gebruikt om steden af te koelen, in de vorm van vijvers en fonteinen, waarbij de verdamping van water de lucht koelt. Vijvers, zwembaden, fonteinen, sproeiers en vernevelingssystemen zijn een goede oplossing om de stadslucht te koelen, als ze juist gebruikt worden.

Na de hete zomer van 2018 wou ook Amsterdam aan de slag met het verkoelend effect van water. Het project ‘Really cooling water bodies in cities’ dokterde uit dat als waterelementen op de juiste manier ontworpen zijn, in combinatie met schaduw, ventilatie en de verdamping van water door fonteinen of vernevelaars, ze betere thermische omstandigheden genereren. Het Franse Nice implementeerde datzelfde jaar een vernevelingssysteem in 250 m² voetpad bij tramhaltes en een bevochtiger in 300 m² wegdek met water uit de Var. De temperatuur daalde al meteen 5 tot 6°C in de testzone. Ook Chongqing in de Yangtze-rivierdelta, dat gekend is om z’n lange hete zomers, experimenteerde met sprinklers bij de bushalte om de lucht af te koelen. Het combineren van water met andere strategieën levert aanzienlijke temperatuurdalingen op. In Sydney, waar de temperatuur vaak 6 tot 10 °C hoger is dan aan de nabijgelegen kust, berekende de universiteit dat waterpartijen en coatings de gemiddelde luchttemperatuur met 1,5°C zouden kunnen verlagen. De temperaturen naast waterpartijen namen zelfs een duik van 10°C, bleek uit de studie.

Schaduwspel

Moderne gebouwen hebben vaak volledig glazen gevels, fijn voor veel natuurlijk licht en een mooi uitzicht, maar niet zo voor de energierekening: ’s winters kan het glas de warmte niet vasthouden, ’s zomers helaas net wel. Zonwering die kan inspelen op het weer en het verplaatsen van de zon, is dan een mogelijke oplossing.

De zonwering van de Al Bahr-torens in Abu Dhabi, waar de temperatuur kan oplopen tot 48 graden, is geïnspireerd op de mashrabiya. Deze decoratieve roosters worden in de islamitische architectuur gebruikt om ramen, deuren en erkers af te schermen. Ze filteren het licht zonder het uitzicht te belemmeren. Deze moderne mashrabiya zijn echter mobiel: de 1049 zeshoekige kappen openen en sluiten als bloemen en bewegen mee met de zon. Direct zonlicht wordt afgeschermd, maar de opening laat voldoende natuurlijk licht binnen. Dit systeem moet de CO2-uitstoot van het gebouw met 20% verminderen. Dergelijke aanpasbare infrastructuur, die kan veranderen naargelang de seizoenen en weersomstandigheden, wordt cruciaal om koel en comfortabel te leven in een opwarmend klimaat. Het Australische Darwin ging dan weer aan de slag met groene luifels voor meer schaduw. In Cavanagh Street, de warmste straat in het stadscentrum, werd aan de zuidkant een schaduwconstructie opgetrokken van wijnstokken. Het groene dak is het equivalent van 24 bomen. De begroeiing van de pergola duurt 18 maanden, bomen zouden er vijf jaar over doen. De natuurlijke parasol heeft bovendien geen boomwortels die de ondergrondse infrastructuur kunnen hinderen en is bestand tegen cyclonen.

Pienter plattegrond

Ook de manier waarop steden zijn ingedeeld kan bijdragen aan de temperatuur. Een Amerikaanse studie becijferde dat steden als New York, met een rastervormige structuur, warmer zijn dan steden met een meer chaotisch stadsplan zoals bijvoorbeeld de meeste Europese steden. Dit inzicht komt toekomstige stadsplanners goed van pas: op koude plekken is rasterbebouwing een goed plan, in warmer klimaat dan weer niet.

Een slimmer stadsontwerp houdt ook in dat nutsleidingen, riool- en waterleidingen en transportsystemen gepland worden in stadsdelen waar de warmte minder geconcentreerd is. Inzichten die nieuwe steden, zoals in China, de kans geven om het meteen goed te doen en groenere, gezondere gebouwen te creëren. Tianjin is zo’n project binnen het Chinese eco-city-programma. De krijtlijnen dateren van 2007 en het werd het eerste stadgrote experiment voor milieunormen als luchtkwaliteit en CO² -uitstoot. Door de vertragende economische groei zijn grote delen van de stad echter nog steeds onbewoond.