Het eco-gebouw Acros Fukuoka in Fukuoka, Japan heeft een van 's werelds beroemdste groene daken. Het GRIT Lab aan de Universiteit van Toronto werkt om groene daken naar de stad en daarbuiten te brengen om klimaatverandering te bestrijden. (Shutterstock)

De lente en zomer 2017 behoorden tot de natste in de geschiedenis in het oosten van Noord-Amerika. En de wereld keek naar Houston, waar orkaan Harvey verwoestende overstromingen veroorzaakte.

Neerslag valt in het voorjaar brak records op plaatsen zoals Toronto, waar 44.6 millimeter regen viel in 24 uur. De stortbuien eerder die lente zorgden ervoor dat de regenwaterinfrastructuur in de grootste stad van Canada overstroomde, wat leidde tot overstromingen van drukke straten in het centrum.

Verstedelijking in veel Noord-Amerikaanse steden heeft geleid tot een snel verlies van permeabele oppervlakken waar water vrij kan weglopen. In combinatie met de groeiende kernbevolking in de binnenstad in steden als Toronto, betekent dit dat het bestaande regenwater en de riolering meer water moeten beheren dan in voorgaande decennia.

Voorts wereldwijde temperatuurstijgingen zijn gekoppeld aan de toename van extreme weersomstandigheden wereldwijd, een trend die zou kunnen verergeren als de opwarming van de aarde niet onder controle wordt gebracht.

Veel steden zijn slecht uitgerust om te gaan met deze ongekende hoeveelheden neerslag vanwege hun onvoldoende en verouderde regenwaterinfrastructuur.

Een sleepwagenchauffeur loopt door vloedwater nadat hij een auto op de Don Valley Parkway in Toronto heeft aangesloten na een grote regenbui in juli 2013. DE CANADESE PERS / Frank Gunn

Drieëntwintig procent van de riolering in het centrum van Toronto wordt gecombineerd, wat betekent dat zowel het regenwater als het afvalwater van de stad samen binnen één pijp naar een waterzuiveringsinstallatie stromen. In periodes van hevige regenval kan de hoeveelheid regenwater in het riool capaciteit bereiken en overlopen naar de straten van Toronto en in het meer en de rivieren.

Dat betekent dat om overstromingen in het centrum te voorkomen, rioolwater wordt vrijgegeven - onbehandeld - in waterlichamen die zwemmen en andere recreatieve sporten mogelijk maken.

met de hoeveelheid neerslag neemt wereldwijd toe, het is een cruciaal moment om te onderzoeken hoe steden hun bestaande bouwinfrastructuur kunnen aanpassen om overstromingsschade te verminderen en op een meer duurzame manier met regenwater om te gaan.

Groene infrastructuurtechnologieën, zoals doorlatende bestratingen, bioswales, reservoirs en groene daken, worden nu vaak aanbevolen om extreme weersomstandigheden het hoofd te bieden.

Groene daken voor regenwaterbeheer

Groene daken zijn een groene infrastructuur (GI) optie die kan worden toegepast op vrijwel elk dak, gegeven draagvermogen. De voordelen van groene daken gaan veel verder dan hun voor de hand liggende esthetische aantrekkingskracht.

Een studie uitgevoerd door Jenny Hill, civiel ingenieur van de Universiteit van Toronto en co-onderzoekers in het Green Roof Innovation Testing Lab van de school (GRIT Lab) toonde aan dat groene daken het vermogen hebben om gemiddeld 70 procent van de neerslag gedurende een bepaalde tijd op te vangen, waardoor ondergrondse regenwatersystemen worden ontlast en het regenwater weer in de atmosfeer terechtkomt.

De studie onderzocht vier groendakontwerpvariabelen die de meest gangbare industriepraktijken vertegenwoordigen: planttype (vetplanten of grassen en kruidachtige bloeiende planten), grondvervanger (mineraal, houtcompost), plantdiepte (10 centimeter of 15 centimeter) en irrigatieschema ( geen, dagelijks of sensor geactiveerd), en hoe deze vier factoren de waterafvang hebben beïnvloed.

Het bewateringsschema bleek het grootste effect te hebben, waarbij de retentiecapaciteit steeg van 50 procent met dagelijkse irrigatie tot 70 procent met sensor-geactiveerde of geen irrigatie. Met andere woorden, daken die niet water hebben gekregen, of alleen water krijgen wanneer hun grond een vooraf bepaald vochtniveau bereikt, hebben een groter vermogen om regenwater op te nemen.

Verder berekende de studie een nieuwe piekafloopcoëfficiënt - een constante waarde die wordt gebruikt om de capaciteit van een groen dak om water vast te houden - te berekenen voor groene daken met ongeveer 0.1-0.15, een 85 tot 90 procent reductie in vergelijking met een ondoordringbaar oppervlak.

Ontwerpers en ingenieurs gebruiken routinematig een cijfer van 0.5 (50 procent reductie) om de prestaties van het groendak te beoordelen. Deze discrepantie tussen industriepraktijken en regionale evidence-based bevindingen onderstreept de noodzaak van verder onderzoek.

Vetplanten op het dak en bloeiende planten op het groene dak van het GRIT-lab. GRIT Lab van de Universiteit van Toronto

De tweede belangrijkste variabele voor het vasthouden van regenwater was de bodemvervanger. Het meest gebruikte plantmateriaal voor groene daken is gebaseerd op richtlijnen van de Duitse vereniging voor landschapsonderzoek, ontwikkeling en constructie (FLL).

De FLL beval een mineraal aggregaat aan omdat men denkt dat het langer meegaat en harder is dan biologische grondvervangers. Maar deze aanbeveling is aangevochten door onderzoek vandaag.

Hill en haar team vergeleken het mineraal teeltmateriaal met houtcompost. De compost overtrof het mineraal met 10 procent (70 procent versus 60 procent regenval behouden) in bedden zonder irrigatie, en had minimale compressie of afbraak in de tijd.

Een andere belangrijke bevinding in Hill's onderzoek toonde aan dat wanneer het al vochtig was, hetzij door water of regen, het plantmateriaal de grootste invloed had op het vasthouden van water. De compost deed het drie keer beter dan de minerale grondvervanger wanneer deze volledig verzadigd was (83 procent regenval behouden versus 29 procent).

Compost een betere grondvervanger

Dat betekent dat de compost niet alleen beter presteerde in elk seizoen, maar ook veel beter presteerde in regenachtige seizoenen en tijdens back-to-back stormen.

Plantdiepte (10 centimeter versus 15 centimeter) en de plantenfamilie (vetplanten tegen gras en kruidachtige bloeiende planten) beide bleken een gering effect te hebben op het vasthouden van regenwater in vergelijking met het plantmateriaal en het bewateringsschema.

En dus zonder het regenwaterbeheer in gevaar te brengen, kan de plantenselectie voldoen aan esthetische doelen en milieubenchmarks zoals biodiversiteit en soortenhabitat.

Een bij zweeft rond een bloeiende plant in de U van T's GRIT Lab daktuin. U van T GRIT Lab

Een van de beperkingen voor groendakconstructie is gewichtsbelasting, met name in gebouwen die oorspronkelijk niet werden gebouwd om het gewicht van een verzadigd groendak te dragen. Een 10-plantdiepte in tegenstelling tot 15 zou dus betekenen dat meer daken in aanmerking komen voor retrofit.

Hoewel een palet met biodiverse planten, waaronder grassen en kruidachtige planten, een esthetisch en ecologisch rijk groen dakoptie zou zijn, moeten deze planten wel water geven om te overleven in steden als Toronto. Omdat irrigatie een negatief effect heeft op het vasthouden van regenwater, kunnen ontwerpers van groene daken droogte-resistente vetplanten zoals sedum overwegen.

Wanneer kruidachtige planten echter in compost worden geplant in plaats van minerale plantmaterialen, kan de afname van het regenwaterretentievermogen worden voorkomen.

On-demand irrigatie geactiveerd door een bodemvochtsensor kan waterbeheer in evenwicht brengen met waterbeschikbaarheid voor plantengroei. Bovendien weegt compost aanzienlijk minder dan mineraal plantmateriaal, waardoor er meer potentieel is voor retrofits.

En dus laten Hill en haar team onderzoek naar vier verschillende groendakvariabelen ons toe de voordelen en beperkingen van elk te begrijpen, en hoe ze kunnen worden gecombineerd.

Groene daken: optimale groene infrastructuur

Naar onze mening als onderzoekers van het GRIT Lab, zijn groene daken de optimale stedelijke groene infrastructuur vanwege hun multifunctionaliteit: ze kunnen achteraf worden aangebracht op bestaande gebouwen, ze bieden biodiverse ruimte voor stadsleven en ze kunnen verrijkend zijn openbare ruimtes voor stadsbewoners om van te genieten. Bovendien kunnen groene daken voorheen onherbergzame plekken aangenaam maken en nieuwe buitenruimte bieden voor kantoormedewerkers.

Een vlinder fladdert rond bloemen op het groene dak van GRIT Lab. U van T GRIT Lab

Deze recente bevindingen tonen duidelijk het potentieel van groene daken. Maar grondige wetenschappelijke studies over groene daken, zoals die in het GRIT Lab, zijn noodzakelijk om de beste samenstelling van groene daken voor optimale prestaties te bepalen.

Hoewel het planttype bijvoorbeeld weinig effect had op het vasthouden van regenwater, bleek de kruidachtige mix van inheemse planten meer aantrekkelijk voor inheemse bijen en is aantoonbaar aantrekkelijker. Deze informatie is van cruciaal belang; hoewel succulenten momenteel de industriestandaard zijn, kan het planten van alleen succulenten op daken mogelijk een negatieve impact hebben op de stedelijke ecologie in verschillende regio's.

Een extra variabele om te overwegen bij het ontwerpen van een groen dak is de locatie. GRIT Lab-onderzoeker Scott MacIvor en co-onderzoekers ontdekte dat bouwhoogte belangrijk is: er zijn veel minder bijenkorven wanneer groene daken te hoog zijn, en dus het ontwerpen van een dak gericht op het helpen van bijen hoger dan acht verdiepingen zinloos zou zijn.

Naarmate stormgebeurtenissen vaker en ernstiger worden voor gemeenten, worstelen steden met verouderde regenwaterinfrastructuur om manieren te vinden om de impact te verminderen. Groendaken kunnen deel uitmaken van deze oplossing, maar niet alle groendaken zijn gelijk. Het juiste onderzoek en kennis is essentieel.

Over de Auteurs

Catherine Howell, onderzoeksassistent, GRIT Lab, Universiteit van Toronto; Jennifer Drake, universitair docent civiele techniek, Universiteit van Torontoen Liat Margolis, universitair hoofddocent landschapsarchitectuur, Universiteit van Toronto

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

Climate Adaptation Finance and Investment in California

door Jesse M. Keenan
Dit boek dient als een leidraad voor lokale overheden en particuliere ondernemingen terwijl ze door de niet-gecharterde wateren navigeren om te investeren in aanpassing aan en aanpassing aan klimaatverandering. Dit boek dient niet alleen als hulpmiddel bij het identificeren van potentiële financieringsbronnen, maar ook als een routekaart voor vermogensbeheer en publieke financiering. Het benadrukt praktische synergieën tussen financieringsmechanismen, evenals de conflicten die kunnen ontstaan ​​tussen verschillende interesses en strategieën. Hoewel het zwaartepunt van dit werk ligt bij de staat Californië, biedt dit boek bredere inzichten over hoe staten, lokale overheden en particuliere ondernemingen die cruciale eerste stappen kunnen zetten in het investeren in de collectieve aanpassing van de samenleving aan de klimaatverandering. Beschikbaar op Amazon

Op de natuur gebaseerde oplossingen voor adaptatie aan klimaatverandering in stedelijke gebieden: koppelingen tussen wetenschap, beleid en praktijk

door Nadja Kabisch, Horst Korn, Jutta Stadler, Aletta Bonn
Dit open access boek brengt onderzoeksresultaten en ervaringen uit wetenschap, beleid en praktijk samen om het belang van op de natuur gebaseerde oplossingen voor aanpassing aan klimaatverandering in stedelijke gebieden te benadrukken en te bespreken. De nadruk wordt gelegd op het potentieel van op de natuur gebaseerde benaderingen om meerdere voordelen voor de samenleving te creëren.

De bijdragen van deskundigen presenteren aanbevelingen voor het creëren van synergieën tussen lopende beleidsprocessen, wetenschappelijke programma's en praktische implementatie van klimaatverandering en natuurbeschermingsmaatregelen in stedelijke gebieden over de hele wereld. Beschikbaar op Amazon

Een kritische benadering van adaptatie aan klimaatverandering: discoursen, beleid en praktijken

door Silja Klepp, Libertad Chavez-Rodriguez
Dit bewerkte deel brengt kritisch onderzoek naar discutaties, beleid en praktijken met betrekking tot aanpassing aan klimaatverandering samen vanuit een multidisciplinair perspectief. Uitgaande van voorbeelden uit landen als Colombia, Mexico, Canada, Duitsland, Rusland, Tanzania, Indonesië en de eilanden in de Stille Oceaan, beschrijven de hoofdstukken hoe aanpassingsmaatregelen worden geïnterpreteerd, getransformeerd en geïmplementeerd op basisniveau en hoe deze maatregelen veranderen of interfereren met machtsverhoudingen, wettelijk pluralisme en lokale (ecologische) kennis. Als geheel daagt het boek gevestigde perspectieven van aanpassing aan de klimaatverandering uit door rekening te houden met kwesties van culturele diversiteit, milieukritiek en mensenrechten, evenals feministische of intersectionele benaderingen. Deze innovatieve aanpak maakt analyses mogelijk van de nieuwe configuraties van kennis en kracht die evolueren in naam van aanpassing aan klimaatverandering. Beschikbaar op Amazon

Van de uitgever:
Aankopen op Amazon gaan om de kosten van het brengen van je te bekostigen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, en ClimateImpactNews.com zonder kosten en zonder adverteerders die je surfgedrag volgen. Zelfs als u op een link klikt maar deze geselecteerde producten niet koopt, betaalt alles wat u bij hetzelfde bezoek op Amazon koopt, een kleine commissie. Er zijn geen extra kosten voor u, dus draag alstublieft bij aan de moeite. Je kan ook gebruik dan deze link te gebruiken op elk gewenst moment voor Amazon, zodat u ons kunt helpen onze inspanningen te ondersteunen.