De luchtige lichte stad

Steden zijn hitte-eilanden. Niet alleen groen en water kunnen dat effect beperken. Ook materiaalgebruik kan veel verschil maken, evenals de plaatsing van de gebouwen ten opzichte van zon en wind. Een keur aan onderzoek laat de kansen zien.

In hartje Rotterdam kan het ’s zomers wel 8 graden warmer zijn dan buiten de stad. Dat ‘hitte-eilandeffect’ is al bijna twee eeuwen bekend, maar pas in de laatste jaren neemt het onderzoek een grote vlucht. Dat gebeurt onder meer bij het KNMI en Wageningen University & Research (WUR), maar ook elders in de wereld.
Het hitte-eilandeffect ontstaat vooral doordat de stad meer zonnewarmte absorbeert dan het platteland. De vele stenen van de stad, maar ook donkere daken, asfalt en beton nemen relatief veel warmte op. ’s Nachts komt die warmte weer vrij en blijft hangen tussen de gebouwen. Waar buiten de stad verdamping vanuit de vegetatie voor veel afkoeling zorgt, is groen in veel steden juist schaars. Industrie, verkeer en airconditioners leveren nog eens extra warmte op.

Haagse Hitte

Den Haag heeft steeds meer last van warme zomers. Een TNO-onderzoek uit 2012 suggereerde zelfs dat de Hofstad het sterkste hitte-eilandeffect van Nederland kent. Dit was de aanleiding voor het onderzoek ‘Haagse Hitte’, uitgevoerd door de TU Delft samen met de gemeente Den Haag. Het doel was de opwarming van de stad beter te begrijpen en burgers bewust te maken van het hitte-eilandeffect.
Met satellietbeelden en plaatselijke metingen brachten onderzoekers de stads­temperatuur op verschillende dagen en tijdstippen in kaart. Burgers hielpen ook mee. Na een oproep op Facebook zijn meer dan honderd meetstations geplaatst in tuinen en op balkons. Dat leverde een warmtekaart op die de ruimtelijke patronen laat zien die al dan niet voor opwarming zorgen. Een tweede warmtekaart richt zich op gezondheid en kwetsbaarheid van ouderen. De gemeente kan hiermee in één oogopslag zien waar maatregelen nodig zijn.
Het gebrek aan ruimte is een van de oorzaken van het hitte-eilandeffect, zo concludeert het eindrapport – met name in de wijken Centrum, Laak en Scheveningen. Hier ligt veel asfalt, het zonlicht weerkaatst via de gebouwen naar de straat (in plaats van naar boven) en er is weinig groen en schaduw.
Het rapport schetst zeven actiepunten voor de gemeente Den Haag. Een daarvan is de vervanging van asfaltdaken door hittebestendige dakbedekking, op momenten dat daken toch aan vervanging toe zijn. Een ander actiepunt is een samenwerking met energieleveranciers die slimme energiemeters plaatsen bij burgers. Die geven inzicht in de temperatuur in huizen. “Deze kennis heeft de gemeente nodig om kwetsbaarheden te ontdekken”, zegt Frank van der Hoeven van de TU Delft, een van de onderzoeksleiders. “Maar die aanpak helpt ook om de burgers te betrekken bij klimaatmaatregelen.”

Bron: Onderzoeksrapport ‘Haagse Hitte’

Wind

“De inrichting van de stad kan op al die vlakken een groot verschil maken”, vertelt Sanda Lenzholzer van Wageningen University, auteur van het boek ‘Het weer in de stad’. “Niet alleen wat betreft groen en water, maar denk bijvoorbeeld ook aan wind. Bij het stadsontwerp kun je rekening houden met de heersende windrichting en corridors aanleggen die hete stadsdelen op een natuurlijke manier ventileren.” Dat betekent ook dat je, in de ambitie om de stad te vergroenen, straten en pleinen niet moet vullen met dichte bomenpartijen. Die blokkeren de verkoelende wind en houden ’s nachts onder hun kruinen een deken van stralingswarmte vast.
Het boek van Lenzholzer geeft verschillende praktische aanwijzingen voor ‘bouwen met wind’. “Lokale situaties vragen om lokale oplossingen”, zo benadrukt ze. Aan de kust kun je bijvoorbeeld gebruik maken van de zeewind. In Arnhem waaien er koele winden vanuit de heuvels de stad binnen. Stedelijk ontwerp kan daar rekening mee houden. Daarbij moet je er wel op letten dat er geen gure windtunnels ontstaan die juist overlast geven, aldus Lenzholzer. “Het komt op de context aan. Er zijn geen pasklare antwoorden. Maar gemeenten en stedelijk ontwerpers zouden de basisprincipes moeten kennen.”

Bron: S. Lenzholzer: ‘Het weer in de stad’

Schaduw

Gebouwen werpen schaduwen, die een verkoelend effect geven. Hoe hoger de gebouwen in verhouding tot de breedte van de straat, hoe minder zonnestraling het asfalt bereikt. Dat vermindert de opwarming. Maar hoge gebouwen die dicht op elkaar staan, laten de warmte ’s nachts moeilijk ontsnappen. Netto zorgt schaduwwerking nauwelijks voor minder stedelijke opwarming, aldus het rapport ‘De klimaatbestendige wijk’ van de Hogeschool van Amsterdam. Het verhogen van het aantal bomen in de stad is gemakkelijker en effectiever. Wel is het zinvol rekening te houden met schaduwwerking van gebouwen bij het ontwerp van recreatieplekken zoals pleinen en parken. En ook overkappingen en doeken boven de straat kunnen de opwarming beperken. In de gevoelstemperatuur kan dit tot wel 20 graden schelen.
Daarnaast kan schaduwwerking er, door de architectuur van gebouwen zelf, voor zorgen dat het binnenklimaat minder opwarmt. Oplossingen als kleinere ramen of bredere balkons zijn echter niet gewenst in landen als Nederland, waar de zon ’s winters laag staat, omdat de binnenruimte dan te donker wordt. Flexibele oplossingen zijn hier gunstiger, zoals meekleurende ramen, beweegbare lamellen, schermen of doeken. Een andere optie zijn seizoens­gebonden maatregelen, zoals bladverliezend groen en overstek met juiste lengte die alleen ’s winters zonnestraling binnenlaat.

Bron: ‘De klimaatbestendige wijk’, HvA

Kleuren en materialen

Hoe sterk een gebouw opwarmt, en hoe het zijn warmte weer uitstraalt, hangt ook af van de gebruikte kleuren en materialen. Een belangrijke maat daarbij is het albedo: een getal tussen 0 en 1 dat aangeeft welke fractie van de zonnestraling wordt weerkaatst (en dus het materiaal niet opwarmt). Over het algemeen geldt dat hoe lichter de kleur is, hoe meer zonlicht wordt weerkaatst. Zwarte bitumen dakbedekking absorbeert bijna alle zonnestraling, met een albedo van slechts 0,05. Wit grind op het bitumen dak verhoogt het albedo tot zo’n 0,4 – evenveel als een metaaldak. Asfalt scoort iets beter dan zwart bitumen, met een albedo van 0,04 tot 0,15. Wit beton weerkaatst het meeste zonlicht, met een albedo van 0,7.
Andere thermische eigenschappen van de materialen zijn ook van belang, zoals de absorptie (hoeveel warmte kunnen ze opnemen?), de warmtegeleiding en de emissiviteit (hoe stralen ze hun warmte weer uit?). Baksteen absorbeert bijvoorbeeld veel warmte en verwarmt ‘s nachts op zijn beurt de lucht. Zogeheten licht­beton is wat dat betreft gunstiger. Ook hout en metalen scoren goed met het oog op een ‘koele stad’.

Bron: S. Lenzholzer: ‘Het weer in de stad’; dossier BlauwGroen

De kennis is er

Nederland is een dichtbevolkt land. Het is woekeren met de ruimte. Er is een grote woningvraag, naast de wens om in steden extra groen en water aan te leggen. En uitbreiding van de stad gaat ten koste van landschap en natuur.
Maar dat is geen reden voor pessimisme, aldus de experts. “We hebben alle kennis in huis om stadsproblemen integraal aan te pakken”, stelt Sanda Lenzholzer van Wageningen University. “Oplossingen voor hitte, wateroverlast en droogte zijn heel goed te combineren met innovatieve verkeerssystemen, woningbouw en hernieuwbare energie.”
Dirk van Peijpe van De Urbanisten spreekt van “cascades van maatregelen die in combinatie heel effectief zijn”. “Het kan allemaal al. Nu is het zaak die kennis bij de juiste partijen te krijgen.”

Aanpassingen in de stad om hittte te verminderen

Lees verder over hitte, droogte of wateroverlast in de stad.