Omgeving van stedelijke waterpartij biedt kansen om koele plekken te creëren

Stedelijke waterpartijen zijn elementen die in het stadsontwerp onder andere zorgen voor wateropslag, watertransport en verfraaiing. In het onderzoeksproject “Really cooling water bodies in cities” (REALCOOL) werd onderzocht hoe de waterpartijen een rol kunnen spelen bij het voorkomen van stedelijke hitteproblemen. Sanda Lenzholzer vertelt over de aanpak en resultaten van het onderzoek.

Wat hebben jullie onderzocht?

Door klimaatverandering krijgen we steeds vaker te maken met hoge temperaturen. Het hitte-eiland-effect zorgt ervoor dat de temperatuur in steden vaak gemiddeld nog hoger ligt dan in het omliggende gebied. Stadsontwerpers veronderstelde vaak dat stedelijke waterlichamen zoals kanalen, sloten of vijvers hun omgeving afkoelen. Recent  onderzoek toonde echter aan dat dit niet noodzakelijk het geval is en dat grote stedelijke waterlichamen zelfs een opwarmend effect kunnen hebben, vooral in de late zomer. Maar hoe zit dat met kleinere waterlichamen, zoals grachten en sloten? En als deze ook geen verkoelend effect hebben: hoe zouden we ze dan moeten  ontwerpen zodat ze wel verkoelend werken? Dat hebben we in het REALCOOL project onderzocht. Daarnaast hebben we in het project geprobeerd om de resultaten  te vertalen naar praktisch toepasbare ontwerpprincipes voor verschillende soorten typisch Nederlandse waterlichamen.

Wat zijn ontwerpprincipes?

Dat zijn algemene aanbevelingen voor ontwerpers (in dit geval stedenbouwers, architecten, landschapsarchitecten en civiele technici) die op verschillende situaties toegepast kunnen worden. We hebben deze principes voor een aantal Nederlandse waterlichamen (grachten, singels, sloten, vijvers) met verschillende oriëntaties (Oost-West en Noord-Zuid) ontwikkeld. Wij hebben deze principes ruimtelijk gemaakt (in maquettes en 3D-tekeningen) en daarom ook ‘prototypes’ genoemd. Tenslotte hebben we deze op een heel toegankelijke manier in mooie animaties verbeeld. De animaties zijn te bekijken via de website van climatelier. Als je op een icoontje klikt (bijvoorbeeld Canal 1), start de animatie.

Waarom zijn die principes nodig voor waterpartijen?

Veel stadsontwerpers creëren  de laatste tijd nieuwe waterpartijen in de stad voor het vasthouden van (overtollig) water. In het kader  van klimaatverandering wordt het vasthouden en bergen van water in de stad steeds crucialer. De ontwerpers zijn in de onderstelling dat deze waterpartijen ook een verkoelend effect hebben op de luchttemperatuur en dat ze op deze manier het stedelijk hitte-eiland-effectkunnen verminderen. Maar dat bleek uit ons onderzoek niet het geval en dan moet je natuurlijk aangeven hoe het dan wèl moet. Hoe kun je de waterlichamen en hun omgeving zo  ontwerpen dat ze een werkelijk verkoelend gebied vormen.

Hoe hebben jullie dat onderzocht?

In REALCOOL werkten we in team met experts op het gebied van stedenbouwkundig ontwerp, stedelijke meteorologie, water-atmosfeer-interactie en 3D-visualisaties (van Wageningen Universiteit en de Hogeschool van Amsterdam). Het project volgde een Research Through Design-aanpak. Dit is een iteratief proces waarin een ontwerp tot stand komt door het te toetsen, en op basis van de resultaten aan te passen. Dit proces werd vier keer herhaald.  Tijdens de ontwerpstadia werden verschillende combinaties van schaduw-, verdampings- en ventilatiestrategieën voor typisch Nederlandse stedelijke waterlichamen onderzocht. Het effect van het ontwerp op de omgevingstemperatuur werd getoetst op basis van micro-meteorologische simulaties en expertbeoordelingen van stadsmeteorologen. Daarnaast beoordeelden praktijkexperts de ontwerpen op esthetiek, functionele combineerbaarheid, kosten, onderhoudsvoorwaarden en gezondheidseffecten. Halverwege het project hebben we aan het grote publiek gevraagd wat ze van de nieuwe ontwerpen vonden. Dat hebben we gedaan door een grote online-enquête waar meer dan 1200 respondenten hun meningen deelden. We hebben aan het einde van het project ook een 'reality check' gedaan met professionals uit gemeenten.  Door de ontwerp prototypen toe te passen in een lopend herinrichtingsproject, konden we de daadwerkelijke geschiktheid van de prototypen als richtlijnen testen in de praktijk.

Wat werkt wel en wat juist niet?

We merkten snel dat de typische kleine waterlichamen nauwelijks een effect hebben op de omgevingstemperatuur: niet echt verkoelend en niet echt verwarmend. Dus heeft het geen zin om de waterlichamen zonder extra ingrepen aan te leggen om de omgeving te koelen. Maar wat werkte dan wel? Om daarachter te komen hebben we gesimuleerd wat met de waterlichamen gebeurt als ze in de schaduw liggen. We zagen dat beschaduwing van het water ook geen effect op de watertemperatuur en dus op de omgevingstemperatuur heeft. Daarom hebben we uiteindelijk een andere benadering gekozen die los staat van het verkoelende effect van het water zelf: we hebben naar mogelijkheden gezocht om de omgeving van waterlichamen van een koeler microklimaat te voorzien, in plaats van het water zelf.

Wat zijn de belangrijkste uitkomsten van het onderzoek?

Het blijkt dat we koelere stedelijke wateromgevingen kunnen creëren door specifieke ontwerpstrategieën toe te passen:

1. beschaduwing op voetgangersniveau door boomplantingen aanzienlijk te vergroten;
2. lucht zo ongehinderd mogelijk te laten stromen;
3. introduceren van fonteinen en mistsproeiers die door verdamping koelen.

De combinatie van deze strategieën in REALCOOL leidde tot lokale afname van de fysiologische equivalente temperatuur van 1 tot 10 ° C, op het heetste moment van de dag. De fysiologische equivalente temperatuur is een index die gewoonlijk wordt gebruikt voor het beoordelen van thermische waarneming.  De optimale combinaties van deze ingrepen kan je vinden in de prototype animaties.