Hitte in de stad - adaptatiemaatregelen

Transcriptie

1 Hitte in de stad - adaptatiemaatregelen dr.ir. Marjolein Pijpers-van Esch 1

2 Thermisch comfort Belangrijkste klimaatvariabelen die het thermisch comfort beïnvloeden: Luchttemperatuur (Zonne)Straling Wind Relatieve Luchtvochtigheid 2

3 Thermisch comfort Comfort zone verschilt per: individu geslacht leeftijd gewenning kleding activiteitsniveau 3 3

4 Warmte-uitwisseling: winsten Productie: -Vitale processen -Activiteit -Spijsvertering, etc. -Spierspanning en bibberen Absorptievan straling: -Van de zon (direct en gereflecteerd) -Van niet-gloeiende warme objecten -Van radiatoren Warmtegeleiding: -Door lucht warmer dan huidtemp. -Door contact met warmere objecten 4

5 Warmte-uitwisseling: verliezen Verdamping: -ademen -huid Uitstraling: -Naar de lucht -Naar koelere omgeving Warmtegeleiding: -Naar lucht kouder dan huidtemp. -Door contact met koudere objecten 5

6 Optimale temperatuur Kunst et al., 1993 Huynen et al.,

7 De bioclimatic chart door Victor Olgyay Warmte-uitwisseling tussen lichaam en omgeving Lichamelijk mechanismen om een constante lichaamstemperatuurte behouden Comfortabel wanneer deze mechanismen zo min mogelijk energie kosten 7 7

8 Comfort zone: luchttemperatuur en -vochtigheid Gematigd klimaat Europa Binnenkleding Licht werk 8

9 Effect van wind Wind zorgt voor koeling door: warmte-afvoer door convectie toename transpiratie 9

10 Effect van verdamping Verdamping zorgt voor koeling doordat hiervoor energie uit de lucht wordt ontrokken Verdampingskoeling door: vernevelaars vegetatie (groene) vijvers fonteinen 10

11 Effect van straling Straling van de zon of warme oppervlakten verhoogt de stralingstemperatuur 11

12 Bioclimatic chart 12

13 Bioclimatic chart Plot klimaatdata op kaart Lees klimatologische behoeftes Pas je ontwerp hierop aan Ideaal meteorologisch station (landelijk gebied) 13

14 Urban Heat Island (UHI) effect Het stedelijk hitte-eiland effect is het fenomeen dat de bebouwde omgeving enkele graden warmer wordt dan het omliggende landelijk gebied. 14

15 Oorzaken UHI luchtvervuiling afremming van de wind minder verdamping meer absorptie zonnestraling warmteproductie stenige bouwmaterialen minder uitstraling Afbeelding: Pijpers-van Esch (2015) 15

16 Klimaatverandering Frequenties van dagelijkse maximum temperaturen meer hitte oud klimaat weinig verandering nieuw klimaat meer extreme hitte koud gemiddeld heet BronL P.Hupfer, Nat.wiss.Rdsch. 5/04 16

17 Gevolgen UHI + klimaatverandering Hoyois P, Below R, Scheuren J-M, Guha-Sapir D. Annual Disaster Statistical Review: Numbers and Trends (Centre for Research on the Epidemiology of Dis- asters (CRED), School of Public Health, Catholic University of Louvain Brussels, Belgium, Brussels, 2007). 17

18 (c) Lisette Klok and Gregor van Lit 18

19 Oplossingen UHI schone energie ventilatie bevorderen meer groen en water meer schaduw open plekken schone energie ontharden / minder warmte-absorberende materialen Afbeelding: Pijpers-van Esch (2015) 19

20 Ontwerpmiddelen vegetatie > schaduw, evapotranspiratie water > evapotranspiratie, nachtelijke uitstraling, ventilatie materialen > reflectie/absorptie, evapotranspiratie straatmeubilair > schaduw, reflectie/absorptie bebouwingsvorm > schaduw, nachtelijke uitstraling, ventilatie 20

21 Vegetatie 21

22 Vegetatie groen-rode grens maximaliseren 22

23 Vegetatie straatbomen schaduw effect: reduceert straling op oppervlak tot 50% koeleffect (evapotranspiratie) van kw (10 air conditioners!) reduceren windsnelheid 23

24 Vegetatie groene gevels verlaging buitentemperatuur (tot ongeveer 1ºK) reductie energieverbruik binnen 24

25 Vegetatie groene gevels verlaging buitentemperatuur (tot ongeveer 1ºK) reductie energieverbruik binnen let op: intensief versus extensief 25

26 Water 26

27 Water stromend water koelt bij aanraking geabsorbeerde warmte wordt weggevoerd evaporatie 27

28 Water Fonteinen hoge verdampingsgraad natte depositie van luchtvervuiling (fijn stof) 28

29 Water vernevelaars maximale verdamping 29

30 Water groene vijvers evapotranspiratie alleen water niet erg effectief (soms zelfs contraproductief) 30

31 Materialen 31

32 Materialen ontharden evapotranspiratie Laboratory for Microclimates Future Cities Arnhem Foto door Koos Schaart 32

33 Materialen doorlatende verharding evapotranspiratie 33

34 Materialen lichte materialen reflectie let op: verhoogt hittestress buiten 34

35 Materialen materialen met een lage warmtecapaciteit minder absorptie 35

36 Straatmeubilair 36

37 Straatmeubilair licht gekleurd/ lage warmtecapaciteit reflectie / absorptie 37

38 Straatmeubilair overstekken bescherming tegen zon, wind en/of regen 38

39 Bebouwingsvorm 39

40 Bebouwingsvorm straatprofiel & orientatie bezonning/schaduw Afbeelding: Pijpers-van Esch (2015) 40

41 Bebouwingsvorm straatprofiel Absorptie, nachtelijke uitstraling 41

42 Bebouwingsvorm straatprofiel & orientatie Bron: Erell et al., 2011 ventilatie 42

43 Bebouwingsvorm orientatie thermische circulatie Bron: Kleerekoper (2016) Bron: Lenzholzer (2013) 43

44 Maar waar passen we dit toe? 44

45 Source: Bosch Slabbers, Klimaatadaptatie in de Stad, Proeftuinen Den Haag en Arnhem 45

46 46

47 Van Leeuwenhoekpark klimaatbestendig Programma van eisen Inspiratieteam / selectie landschapsontwerper Simuleren Meten 47

48 Van Leeuwenhoekpark klimaatbestendig LODEWIJK BALJON landschapsarchitecten: Dubbele rij hoge bomen aan oostzijde > wind and schaduw Lage meerstammige bomen > lokaal comfort Taluds > zon/schaduw + grond voor bomen Poreuze strip + drainagelaag > regenwater infiltratie 48

49 Simuleren Bezonning/beschaduwing Kortgolvige straling Langgolvige straling Luchttemperatuur Stralingstemperatuur Gevoelstemperatuur Windsnelheid Windrichting Evapotranspiratie Relatieve luchtvochtigheid 49

50 Simuleren Bron: Tan et al.,

51 Meten Bezonning/beschaduwing Kortgolvige straling Langgolvige straling Luchttemperatuur Stralingstemperatuur Gevoelstemperatuur Windsnelheid Windrichting Evapotranspiratie Relatieve luchtvochtigheid 51

52 Meten 52

53 53