Part of the
4TU.
Built Environment
TU DelftTU EindhovenUniversity of TwenteWageningen University
4TU.
Built Environment
Close

4TU.Federation

+31(0)6 48 27 55 61

secretaris@4tu.nl

Website: 4TU.nl

Extreme hitte in steden? Deze innovaties helpen ons uit de brand

Tuesday, 18 July 2023

Extreme hitte in steden, het is in Europa aan de orde van de dag. Wat kunnen we doen om de hitte dragelijk te houden?

Klimaatverandering zorgt ervoor dat we te maken krijgen met extremer weer. Lange perioden van droogte en hevige regenbuien zijn geen uitzondering meer. Onze steden zijn vaak niet bestand tegen deze extreme weersomstandigheden. In de zomer kan de temperatuur in steden flink oplopen, bewees datajournalist Jelmer Visser vorig jaar in zijn zomerserie voor Innovation Origins. Hij bracht de hitte-eilanden in twintig Nederlandse steden in kaart. Hoe koelen we steden af? Die vraag houdt wetenschappers en ondernemers bezig.

Het goede nieuws: er zijn verschillende oplossingen voor hitte-eilanden in steden. Meer groen toevoegen in de stad is een voor de hand liggende en vooral ook heel efficiënte stap. Om zichzelf in leven te houden bij hoge temperaturen, verdampen bomen water via hun bladeren. Voor dit proces onttrekken zij warmte aan de lucht. Dit zorgt voor een verkoelend effect op de omgeving. Daarnaast zorgen bomen voor natuurlijke schaduw, wat de temperatuur en vooral ook de leefbaarheid in een stad ten goede komt. 

Water erin of er uit?

Om gezond groen in de stad te hebben, hebben we water nodig. Dat is – zeker met de lange perioden van droogte de afgelopen jaren – een lastige opgave. Op dit moment loopt nog veel water uit Nederlandse steden via beekjes en rivieren naar de zee of het water loopt weg via het riool. “Nederland was een drainage land, we wilden het water zo snel mogelijk het land uit laten stromen. Nu moeten we het water langer vasthouden om droogte en verzilting van de bodem tegen te gaan”, zegt Martine Rutten, universitair hoofddocent waterbeheer en klimaatadaptatie bij de TU Delft. Een van de mogelijke oplossingen is om beekjes in plaats van in een rechte lijn, weer te laten kronkelen. Zo heeft het water meer tijd om in de grond te trekken.

Op het HittePlein van TU Delft komen wetenschappelijk onderzoek en innovatieve producten rondom klimaatadaptief bouwen samen. Het doel is dat onderzoekers, studenten en ondernemers samenwerken om innovaties op te schalen van lab naar praktijk. 

Opslaan en hergebruiken

Ger Pannekoek, medeoprichter van EWB Circular Rain, en Erwin van Herwijnen, adviseur bij New Urban Standard, zijn als ondernemers betrokken bij HittePlein. Beide richten zich op waterberging; een concept waarbij onder brede straten of pleinen water wordt opgeslagen. Dit wordt al in verschillende steden toegepast, maar er zijn nog veel verbetermogelijkheden, vindt zowel Pannekoek als Van Herwijnen. Al denken ze anders over de uitvoering van die verbetering. 

Pannekoek richt zich met EWB Circular Rain op een natuurlijke en zuiverende waterberging. “Extra beton of plastic in de grond stoppen is nergens voor nodig. Een waterberging kunnen we ook met natuurlijke materialen maken.” De waterberging van EWB Circular Rain bestaat uit een unieke combinatie van schelpen en mineralen die het water bergen en zuiveren. Is de waterberging vol, dan kan het water dieper in de ondergrond worden opgeslagen. Vanaf daar is het ook weer naar de oppervlakte te halen als dat nodig is. Deze vorm van waterberging wordt nu op tien plekken in Nederland gebruikt. “Vanwege de zuivering is het heel erg geschikt op plekken waar mensen het regenwater weer willen gebruiken, bijvoorbeeld als speelwater of om sportvelden te sproeien”, legt Pannekoek uit.

New Urban Standard richt zich ook op de ontwikkeling van waterberging. Het bedrijf plaatste in tientallen Nederlandse steden een kunststof waterberging – gemaakt van gerecycled materiaal – onder bijvoorbeeld pleinen. De hemelwaterafvoeren van omliggende gebouwen worden op de berging aangesloten. Van Herwijnen: “Zo hoeven er vaak minder rioolaansluitingen gemaakt te worden, dat maakt het kostentechnisch ook interessanter.”

Innovatieve stenen

New Urban Standard werkt samen met Tilesystems en Koers om de waterberging te combineren met (half) verharding. Zij zijn bijvoorbeeld bezig met de ontwikkeling van wateropnemende klinkers. Bij een hevige regenbui nemen de stenen het water op. Als de temperatuur daarna oploopt, verdampt het water uit de stenen weer. Uiteindelijk is het doel om het water uit de waterberging, via de stenen, weer naar de oppervlakte te brengen tijdens lange perioden van droogte. Dat heeft een verkoelend effect op de stad.

Digital twins bieden uitkomst

Maar met waterberging alleen, komen we er niet. Het gaat volgens de betrokken partijen om een combinatie van oplossingen. Om alle aspecten in kaart te brengen en mee te nemen in besluitvorming, is een data-gedreven aanpak nodig. “Zo kun je de bijdrage van verschillende oplossingen samenbrengen en voorspellen wat dat gaat doen voor de hitte in de stad”, zegt universitair hoofddocent Rutten. Dat is ook een belangrijke conclusie uit het onderzoek van Monica Pena, universitair docent bouwbeheer en engineering aan de Universiteit Twente. “Om echt klimaatadaptief te bouwen, is het belangrijk om op straatniveau te bepalen wat de beste passende maatregelen tegen extreme hitte zijn. Er is geen one-size-fits-all oplossing.”

Een digital twin zou uitkomst kunnen bieden. Dit is een digitale versie van een stad met belangrijke gegevens zoals de lengte en breedte van straten, de hoogte van gebouwen, de afstand tussen gebouwen, de temperatuur aan de grond, de temperatuur in de lucht, het aantal inwoners en alle andere meetbare omstandigheden die invloed kunnen hebben op de temperatuur in de stad. “Zo kun je snel berekenen wat de impact van bepaalde maatregelen is op de hitte”, zegt Pena.

Dat klinkt simpel, maar dat is het niet. Het verzamelen van de benodigde data blijkt in de praktijk heel lastig. Sommige data zijn niet beschikbaar en als er wel data zijn, dan is het vaak op verschillende plekken en op verschillende manieren opslagen. Dat maakt vergelijken erg ingewikkeld. Dat moet beter, vinden zowel Pena als Rutten. Een goede database en de goede machine learning algoritmen – zoals Pena tijdens haar onderzoek heeft ontwikkeld – kunnen helpen bij het vinden van de hotspots in steden én het berekenen van de impact van mogelijke oplossingen.

Informatie en partijen verzamelen

Zo kun je er bijvoorbeeld achter komen dat groen toevoegen in steden niet altijd werkt. “Het type vegetatie is belangrijk. Sommige boom- en plantensoorten kunnen in bepaalde omstandigheden juist voor meer warmte en een benauwd gevoel zorgen”, vertelt ze. Daarom is het zo belangrijk om tot op straatniveau te kunnen analyseren. Pena pleit ervoor dat gemeenten meer data gaan verzamelen, bijvoorbeeld via sensoren op deelfietsen en -scooters. Deze aanpak zou de crowdsourcing van gegevens met hoge resolutie mogelijk maken op straatniveau, waar burgers de hitte echt voelen en ervaren. "We kunnen deze aanpak gebruiken om lokale oplossingen te implementeren en de hitte gerelateerde uitdagingen in steden effectief aan te pakken."

Daarnaast ziet Rutten bij betrokken partijen, bijvoorbeeld bouwbedrijven, ook veel behoefte aan duidelijke regels. Er is een kamerbrief ingediend met een set aan voorschriften voor klimaatadaptief bouwen. “Willen we hier echt in slagen, dan denk ik dat we wetten en regels deels moeten opleggen vanuit de overheid. Aan de andere kant kunnen we betrokkenen ook de ruimte geven om zelf beslissingen te maken. Dan is het wel belangrijk om de goede informatie ter beschikking te stellen.” Ook het toegankelijk maken van digital twins is volgens de universitair hoofddocent belangrijk. Denk bijvoorbeeld aan een handige tool om te berekenen wat een goede oplossing is voor hittestress in een bepaalde gemeente of een bepaalde straat. “Dan kunnen gemeenten, bedrijven en burgers snel zien hoe zij een steentje bij kunnen dragen aan het verkoelen van de stad.”