TKI-Project SmartRoof 2.0

Bouwjaar 2017 - 2018
Locatie
Amsterdam
Project partners
Gemeente Amsterdam, Waternet, Permavoid, Aedes Real Estate, KWR en Marineterrein Amsterdam
Special features
Met project Smartroof 2.0 onderzoeken we de water- en energiebalans van verschillende daktypes.

Steden wereldwijd worden geconfronteerd met toenemende temperaturen als gevolg van klimaatverandering en toenemende stedelijke dichtheid. Groene daken worden gepromoot als klimaatadaptatie maatregel om de luchttemperatuur te verlagen en het comfort in stedelijke gebieden te verbeteren, vooral tijdens intensieve droge en warme perioden. Toch blijft er discussie over de effectiviteit van deze maatregel, vanwege een gebrek aan fundamentele kennis over de verdamping van verschillende groendaksystemen. Met project Smartroof 2.0 onderzoeken we de water- en energiebalans van verschillende daktypes.

Project Smartroof 2.0 heeft resultaten opgeleverd die inzicht bieden in de randvoorwaarden voor de ontwikkeling en integratie van blauw-groene vegetatiesystemen op bestaande gebouwen, daken, dekken en in nieuw te ontwikkelen gebieden en in het versnellen en verbeteren van innovatieve samenwerkingsprocessen. Beide zijn nodig om te versnellen en te veranderen. Project Smartroof 2.0 laat zien dat het kan om de gevolgen van klimaatverandering voor mensen en dieren in de stad te minimaliseren en om te zetten in een kans waarbij iedereen kan profiteren van de functies van de natuur: van koeling, biodiversiteit, belevingswaarde, menselijke gezondheid tot zelfs vastgoedwaarde.

Project Smartroof 2.0 is een innovatieproject van een publiekprivate samenwerking tussen gemeente Amsterdam, Waternet, Drain Products, Aedes Real Estate, KWR Water Cycle Research Institute en Marineterrein Amsterdam. Gezamenlijk hebben wij invulling gegeven aan een van de prangende stedelijke uitdagingen: hoe gaan we om met stijgende temperaturen als gevolg van klimaatverandering en toenemende stedelijke dichtheid? Een deel van de resultaten is hard: in de zin dat deze door wetenschappelijke standaarden zijn gemeten en gemodelleerd. Bovendien zijn deze resultaten gepubliceerd in een wetenschappelijk tijdschrift (ref). Andere resultaten zijn “zachter” in de zin dat ze op niet wetenschappelijke wijze vergaard. In dit verslag maken we duidelijk onderscheid tussen beide.

Voor opschaling en implementatie zijn, afhankelijk van de specifieke behoeftes, beide typen resultaten interessant. Betrokkenen bij investeringsbeslissingen, beleid en inkoopeisen voor het realiseren van blauw-groene daken op bestaande gebouwen en in nieuw te ontwikkelen gebieden kunnen naar eigen inzicht en behoefte de resultaten gebruiken.

Harde resultaten van het wetenschappelijk onderzoek

Waterberging en verdamping

Door berging van regenwater en capillaire nalevering kan de verdamping van een groendak sterk worden vergroot. Een illustratie hiervan is de gemeten verdamping tijdens een twee weken durende hittegolf in juni 2017. Het conventionele groendak bleek in deze periode 18 liter water per m2 verdampen. Het blauw-groene dak verdampte in dezelfde periode wel tot maar liefst 42 liter water per m2. Door het beschikbare water kunnen de planten bijna de volledig potentiële oppervlakte verdampen (= maximale koeling efficiëntie). De langjarige werkelijke verdamping van een Sedum vegetatie loopt bijvoorbeeld op van gemiddeld 290 mm/jr bij een conventioneel systeem zonder waterberging tot 386 mm/jr bij een waterberging van 80 mm bij een potentiële (maximale) verdamping van 401 mm/jr.

Oppervlakte temperatuur

Het temperatuurverschil tussen het oppervlak van het referentiedak met standaard zwarte bitumen en het begroeide blauw-groene daksysteem loopt op tot 40oC op zomerse dagen.

Stedelijke koeling I

blauw-groene daksystemen met een capillair irrigatiesysteem zetten langjarig gemiddeld bijna 50% meer inkomende (zonne-)energie om naar verdamping van water in plaats van opwarming van lucht dan conventionele groene daken. Gedurende droge hete periodes beschikken conventionele daken over te weinig water en daardoor loopt dit verschil sterk op. Bij conventionele daken wordt tijdens deze periodes het merendeel van de inkomende energie omgezet in opwarming van lucht terwijl de verdamping en daarmee de koeling van de blauw-groene daken langdurig op peil blijft.

Stedelijke koeling II

Het aantal dagen dat het groendak niet koelt door een gebrek aan water neemt sterk af door waterberging en capillaire nalevering. Waar bij het geteste conventionele systeem in het late voorjaar en de zomer tot meer dan 10 niet koelende ‘woestijn’-dagen per maand voorkomen, is dit bij het capillaire systeem bij 80 mm berging afgenomen naar 1 à 2 dagen per maand. Deze dagen kunnen helemaal voorkomen worden door verdere vergroting van de berging en/of de bijvulling van het water in de bergingslaag.

Zachte resultaten van het wetenschappelijk onderzoek

Project Smartroof 2.0 heeft resultaten opgeleverd die inzicht bieden in de randvoorwaarden voor de verdere ontwikkeling en opschaling van blauw-groene vegetatiesystemen. Naast de wetenschappelijk gebaseerde gegevens hebben we het dak actief beheerd en hebben we gezien en via niet wetenschappelijke methoden gemeten dat er nog meer resultaten zijn. Dit kan worden gezien als “bijvangst” van het living lab. Daarnaast hebben we gedurende het samenwerkingsproces steeds geëvalueerd.

1. Diversiteit in planten: door continue beschikbaar water is het bodemvochtgehalte in de blauw-groene daksystemen stabiel. Dit resulteert in duidelijk zichtbare vegetatieverschillen. Het blauw-groene daksysteem heeft een gemengde vegetatie van Sedum, grassen en kruiden, terwijl het conventionele groendak zich niet verder ontwikkelt dan het stadium van beginnende Sedum planten.

2. Minder energiegebruik voor koeling: sinds de installatie van Project Smartroof 2.0 zijn de airconditioningseenheden in de ruimten onder het dak niet gebruikt. De opzet van het blauw-groene dak bovenop het niet-geïsoleerde dak hield voldoende warmte buiten het gebouw om de noodzaak voor airco te onderdrukken. Temperatuurmetingen ondersteunen dit. Zelfs op warme zomerdagen overtreft de watertemperatuur in het systeem niet 23-24 °C.