Hittestress op de woonboulevard

Afstudeerrapport

Hittestress op de woonboulevard Joost van de Ven en Suzanne Duursma

Hittestress op Woonboulevards Onderzoek naar mitigeren van hittestress bij woonboulevards met materiaalkeuzes

Colofon titel subtitel

Suzanne Duursma suzanne.duursma@wur.nl

auteur e-mail

Joost van de Ven joost.vandeven@wur.nl

auteur email

Hogeschool van Hall Larenstein Realisatie Tuin- & Landschapsinrichting +31 (0)26-3695695 +31 (0)26-3615287

instelling opleiding telefoon receptie fax

Laura Tanis laura.tanis@wur.nl

docent e-mail

Januari 2015

datum

Hittestress op Woonboulevards Onderzoek naar het voorkomen en mitigeren van hittestress bij winkelboulevards door middel van materiaalkeuzes

Voorwoord Het vierde studiejaar van de deeltijd opleiding Realisatie Tuin- en Landschapsinrichting staat in het teken van afstuderen. Dit laatste jaar bestaat uit twee fasen; het doen van een onderzoek en het maken van een technisch ontwerp.

Voor het onderzoek naar biodiversiteit en geveltuinen in het 3e jaar, zijn we naast stimulatie van biodiversiteit in de stad, nog een belangrijke beweegreden tegengekomen om een geveltuin aan te leggen, namelijk het beperken van hittestress. Dit onderwerp trok erg onze aandacht. Zodoende zijn we ons hier meer in gaan verdiepen en zijn we tot de conclusie gekomen dat op het klimatologisch aspect van hittestress nog een grote slag te gaan is in Nederland. Met dit onderzoek willen we daaraan graag een bijdrage leveren.

Veel onderzoeken zijn er gedaan in Nederland op gebied van groen- en wateradaptatiemaatregelen, maar over materiaalkeuzes was er weinig te vinden. Onze nieuwsgierigheid naar de relatie van materiaalkeuzes in de openbare ruimte en de mate hittestress was gewekt en vormt de basis van dit onderzoek.

Aan de hand van dit rapport en de tool kan een inschatting voor duurzame en hittestress bestendige materiaalkeuzes gemaakt worden, bij het ontwerp of de herinrichting van de openbare ruimte op winkel-

boulevards. Het drukbezochte Alexandrium in Rotterdam hebben we hiervoor als casus uitgewerkt, omdat hier de temperatuur flink kan oplopen en het terrein een ‘stenig’ karakter heeft.

Wij willen onze begeleidster Laura Tanis hartelijk bedanken voor de begeleiding tijdens het onderzoekstraject. Daarnaast willen we de deskundigen bedanken die tijd voor ons vrij gemaakt hebben om ons op weg te helpen en ons van informatie te voorzien.

Velp, januari 2015 Joost van de Ven Suzanne Duursma

Samenvatting Aanleiding Sinds het nieuwe deltaprogramma is geïntroduceerd in september 2014, staat hittestress steeds vaker op de agenda bij klimaatadaptatie vraagstukken. De integratie van de klimaatkwestie hittestress tijdens het ontwerpproces, blijkt in de praktijk vaak nog niet toegepast. Meestal pas achteraf, als er gebreken en problemen ontstaan, wordt er onderzocht, gediagnosticeerd en verholpen. Het ontwerp van te voren toetsen op potentiële kans op hittestress zou veel beter zijn, zoals ook de watertoets beschikbaar is in Nederland.

Wat is hittestress?

Hittestress is de mate van hinder die ondervonden wordt door overmatige warmte tijdens een periode met uitzonderlijk warm weer. Hittestress treedt op door overmatig transpireren. Het lichaam kan uitdrogen en een hartaanval of beroerte kunnen het gevolg zijn. Vooral ouderen, kinderen en zieke mensen zijn gevoelig voor hittestress. Door het stedelijk hitte-eilandeffect en de klimaatveranderingen wordt het risico op hittestress steeds groter.

Onderzoeksvraag De hoofdvraag van dit is onderzoek is: Waarom zijn winkel-/woonboulevards gevoelig voor hittestress en hoe kunnen we dit met duurzame maatregelen op gebied van verharding voorkomen in de toekomst?

Onderzoeksopzet Uit literatuuronderzoek blijkt dat er in het buitenland veel onderzoek wordt gedaan naar materialen met een hoger albedo. In Nederland is hier geen onderzoek naar gedaan. Om inzicht te krijgen wat de invloed is van materialen op het thermisch comfort, hebben we veel onderzoeken gelezen en vergeleken, deskundigen geïnterviewd, hittekaarten geanlyseerd en veldonderzoek gedaan.

welke minder gunstig ten aanzien van het thermisch comfort.

Tool hitte-eigenschappen Aan de hand van de vergaarde informatie over materiaal eigenschappen hebben we een tool ontwikkeld waarin de warmte-afgifte in kilojoule van een materiaal berekend wordt. Met de tool kan zowel een nieuw als een bestaand ontwerp getoetst worden op de hoeveelheid warmte (in kilojoule) dat per vierkante meter ontstaat. Door verschillende materialen met verschillende dimensies toe te passen verandert de hoeveelheid lange golf uitstraling en de hoeveelheid weerkaatste korte golf uitstraling.

Conclusie Op macro niveau kan gesteld worden dat vanwege de grote hoeveelheid verharding, het materiaalgebruik met een laag albedo en de kleine sky-view-factor de openbare ruimte vaak als ‘hotspots’ verschijnen op hittekaarten. Door ontwikkelingen in verschillende materialen komen er steeds meer producten op de markt die een positieve bijdrage kunnen leveren aan de bestrijding van het hitte-eilandeffect. Op micro niveau van een vierkante meter hebben materialen directe invloed op het thermisch comfort. Het verschil van warmte eigenschappen per materiaal heeft ook een verschillend effect op de warmte-uitstraling naar de mens. Vanwege de verharde omgeving op woon-/ winkel boulevards is daar direct veel winst te behalen op het beperken van hittestress door het toepassen van andere materialen met meer geschikte warmteeigenschappen.

Casus Het populaire woon-/winkelcentrum Alexandrium in Rotterdam is getoetst aan de hand van de tool. Door verschillende situaties in te vullen, voor zowel de bestaande situatie als een eventueel alternatief, wordt er inzichtelijk gemaakt welke materialen gunstig zijn en

Aanbevelingen Met de toekomstige klimaat scenario’s in gedachten en het feit dat een aanpassing in de openbare ruimte gemiddeld 60 jaar bestaansrecht heeft is het belangrijk dat ontwerpers nu bewust worden van de veschillende warmte-eigeschappen van verschillende materialen.

7

Abstract Occasion Since the new deltaprogram is introduced in september 2014, heatstress issues are becoming more and more important in climate adaptation issues. In most cases heatstress is not yet integrated during the design process. Usually and only in retrospective when problems occur, the situation is examined, diagnosed and resolved. Testing the design up front for any heatstress potential would be a much better solution. Very much like the Watertest which is already available in the Netherlands.

What is heatstress?

Heatstress is the degree of inconvenience when encountered by excessive heat during a period of exceptionally hot weather. Excessive sweating is than the result of heatstress. The body can dehydrate which can result in a heart attack or a stroke. The elderly, children and sick people are especially sensitive to heatstress.

Because of the urban heat island effect and increasing climate changes the risk of heatstress also increases.

Research question The main question of this research is: Why are Shopping Mall area’s and Furniture Boulevards sensitive to heatstress and how can it be prevented in the future by using sustainable measures of hardening materials.

Research Design According to literature review to this matter, it is apparent that there is a lot of research done about materials with a higher albedo. Unfortunately only abroad and yet not in the Netherlands. To understand the impact of materials on the thermal comfort, we have read and compared many investigations, interviewed many experts, analysed heat maps and done some field work.

Tool heat properties We developed a tool which is based on thermal properties of different kind of materials. The tool measures the amount of heat a material emits to its surroundings.

The output is calculated in Kilo Joules per square meter and can be used for existing designs as well as for new not yet realized designs. By applying different materials with different dimensions the tool will generate the amount of long wave radiant and short wave radiant.

Case The popular Alexandrium shopping mall in Rotterdam is tested with the tool. By using different situations, for both the existing situation, as a possible alternative, it is clear what materials are beneficial and which are less favorable with regard to thermal comfort .

Conclusion At the macro level, it can be said that due to the large amount of hardening, the use of materials with a low albedo, in combination with the small sky-view factor, public space often appear as hotspots on heat maps.

Because of developments in different kind materials, more and more products on the market can make a positive contribution to challenge the heat island effect. At the micro level of a square meter materials have direct influence on the thermal comfort of people. The difference of thermal properties for each material has a different effect on the heat radiation to humans. Because of the heavily paved area at living / shopping boulevards there a direct profit can be gained on reducing heat stress by using other materials with more appropriate heat properties.

Recommendations The future climate scenarios in mind combined with the fact that the average existence of an adjustment in public space is 60 years , it is important that designers now become aware of possibility to reduce heat stress by using materials with different thermal properties.

Inhoud Voorwoord Samenvatting Inhoud

H.4 Hittemitigerende maatregelen

H.1 Inleiding 1.1 Aanleiding onderzoek 1.2 Onderwerp 1.3 Doelstelling 1.4 Leeswijzer

H.2 Het Onderzoek 2.1 Probleemstelling 2.2 Hypothese 2.3 Onderzoeksvragen 2.4 Afkadering onderzoek 2.5 Doelstelling 2.6 Onderzoeksmethode 2.7 Uitgangspunten 2.8 Begrippen

13 13 13 15

17 17 17 17 18 19 19 20

H.7 Conclusies/aanbevelingen 37 38 40 41 43 44

H.5 Effect materiaal op thermisch comfort 5.1 Soorten straling 5.2 Samenhang processen 5.3 Infrarode stralen 5.4 Nieuwe ontwikkelingen 5.5 Invloed materiaal eigenschappen op afgifte warmte 5.6 Materiaal invloed macro niveau 5.7 Toepassing materiaalgegevens op ontwerp winkel-/woonboulevard 5.8 Toelichting Tool

25 28 29 29 34

6.1 Het Alexandrium 6.2 Casus verkoeling 6.3 Casus verhitting en verkoeling 6.4 Conclusie en advies

7.1 Conclusie hoofd- en deelvragen 7.2 Conclusie hypothese 7.3 Aanbevelingen

65 66 66

Bibliografie Bronvermeldingen

66 69

Bijlagen 47 48 48 48 50 54 55 55

H.6 Uitwerking casus winkel-/ woonboulevard Alexandrië Rotterdam

H.3 Het stadsklimaat en het effect op de mens 3.1 De principes van het stadsklimaat 3.2 De invloed van stedelijke inrichting op het stedelijk hitte-eilandeffect 3.3 De klimatologische effecten stad en omgeving 3.4 Gevolgen van hittestress op mens en welzijn 3.5 De baten van beperken van hittestress

4.1 Wetenschappelijke onderbouwing 4.2 Rol van groen bij hitte 4.3 De rol van water bij hitte 4.4 De rol van wind in het stadsklimaat 4.5 Stedelijke structuur 4.6 Psychologische invloeden

57 60 61 62

1. Quickscan hittekaart Eindhoven 2. Hittekaart Rotterdam

73 75

H.1 Inleiding 1.1 Aanleiding onderzoek

De integratie van de klimaatkwestie hittestress tijdens het ontwerpproces, blijkt in de praktijk vaak nog niet toegepast. Meestal wordt er pas achteraf, als er gebreken en problemen ontstaan, onderzocht, gediagnosticeerd en verholpen. Het ontwerp vooraf toetsen op potentiële kans op hittestress zou veel beter zijn, zoals ook de watertoets beschikbaar is in Nederland. Sanda Lenzholzer schrijft hier ook over in haar boek ‘Het weer in de stad’.

“De grootte van onze steden en uitgestrekte stadslandschappen zorgen voor een stedelijk hitteeilandeffect (urban heat island) dat een stad of delen daarvan in de zomer bijna onleefbaar maakt en zwakke groepen zoals ouderen en kinderen gevaar doet lopen. Dat is op onze noorderbreedte een relatief probleem, maar zuidelijker en zeker in de tropen is het stedelijk hitte-eilandeffect letterlijk een killer. Dat het in onze omgeving wel mee zou vallen, is geen reden om het stadsklimaat te negeren. De stad kan niet alleen veel aangenamer gemaakt worden voor zijn omgeving, maar een goed ontworpen woonomgeving kan het verschil maken tussen het wel of niet overal (moeten) aanleggen van airconditioning. Die airconditioning die niet alleen stroom vreet, maar ook het klimaatprobleem binnenshuis oplost door al die opgewarmde warme lucht naar buiten af te

blazen.” [Lenzholzer, S. 2013]

1.2 Voor wie?

Op de klimaatverandering en de effecten ervan zullen we moeten anticiperen. Als vormers van de stad, is het noodzakelijk dat we ons bewust worden van de microklimatische consequenties van onze ontwerp ingrepen op menselijke microklimaat beleving. Deze beleving heeft nauwe relaties met gezondheid, maar ook met het gebruik en de leefbaarheid van steden. Daarom is het belangrijk dat iedereen die met het vormgeven van de stad bezig is, toegang heeft tot kennis over het microklimaat. Langzaam maar zeker begint deze kennis steeds meer vorm te krijgen door onderzoeken, publicaties, werkgroepen en websites, maar een algemeen geïntegreerd plan voor preventieve maatregelen tegen het hitte eiland effect is er niet, zoals de watertoets voor de wateroverlast is ontwikkeld bijvoorbeeld. Met ons onderzoek en de hittestress-tool leveren we een belangrijke bijdrage aan deze kennis voor algemeen gebruik.

Voor ingrepen op grote schaal zijn hiervoor beleidsmakers en planners bij de provincies, stadsregio’s, steden en gemeentelijke diensten verantwoordelijk. Op kleinere schaalniveaus betreft het ontwerpers in stedenbouw, landschapsarchitectuur, stedelijk interieur en straatmeubilair ontwerp. Het gaat ook diegenen aan die indirect de vormgeving van de stedelijke omgeving

beïnvloeden, zoals beheerders, ontwikkelaars, winkelen horecaorganisatie en stadsmarketeers.

Bron: boek Sanda Lenzholzer

1.3 Onderwerp

Het klimaat verandert. Klimaatverandering leidt tot meer hittegolven, vaker extreme neerslag en meer droogte perioden. Als steden zich hier niet op voorbereiden, heeft dit invloed op de gezondheid van mensen, leefbaarheid van buurten, comfort in woningen en gebouwen, op de arbeidsproductiviteit en leidt dit tot economische schade.

Klimaatverandering Vanaf 1900 is de gemiddelde temperatuur in Nederland met 1,7°C gestegen en deze trend zet door. De temperatuurstijging gaat hand in hand met andere verschijnselen, zoals het vaker optreden van hevige buien en het stijgen van de zeespiegel. Een en ander heeft consequenties. Bijvoorbeeld voor de natuur, koudeminnende planten en dieren die dreigen uit ons land te verdwijnen.

De landbouw loopt een groter risico op ziekten en plagen. Er kan sprake zijn van wateroverlast en langdurige hitte en de beschikbaarheid van zoet water kan in het gedrang komen. [Klimaateffectatlas 2009]

13

14

Figuur 1 Het aantal tropische dagen per jaar.

Het klimaat van de toekomst De KNMI-klimaatscenario’s geven de meest waarschijnlijke veranderingen in het klimaat van Nederland weer.

Deze veranderingen zijn: • De opwarming zet door, zachte winters en warme zomers komen vaker voor (zie figuur 1) • De winters worden gemiddeld natter en ook de extreme neerslaghoeveelheden nemen toe.

• De hevigheid van extreme regenbuien in de zomer neemt toe, maar het aantal zomerse regendagen wordt juist minder.

• De veranderingen in het windklimaat zijn klein ten opzichte van de natuurlijke grilligheid.

• De zeespiegel blijft stijgen.

Voor alle toekomstscenario’s geldt dat er rekening moet worden gehouden met een hogere frequentie hittegolven dan nu het geval is. In het W+ scenario zullen rond 2050 zomers als in 2003, met drie weken hittegolf, gemiddeld eens per twee jaar voorkomen. Het KNMI beschouwt de temperatuurstijging in de scenario’s W en W+ als de meest waarschijnlijke voor de komende decennia. [Klimaateffectenatlas 2009] Hittestress op bedrijventerreinen Binnen het stadsklimaat zijn er op wijkniveau grote verschillen waar te nemen op de bestaande hittekaarten.

Na een eerste quickscan van de hittekaarten komen we tot de conclusie dat vooral stadskernen en bedrijventerreinen het warmst worden (zie bijlage1).

Er zijn verscheidene onderzoeken beschikbaar over klimaatadaptatieve maatregelen op gebied van groen en ontwerpen met klimaatadaptieve maatregelen voor plaatsen met beperkte ruimte zoals stadskernen. Logi-

scherwijs profiteren er meer mensen van maatregelen in een stadskern dan op een bedrijventerrein, omdat de stadskernen veel intensiever gebruikt worden door woon-, werk- en recreatief gebruik.

Maar als er op grotere schaal gekeken wordt naar het stadsklimaat op zich, heeft de inrichting van een bedrijventerrein een groot aandeel in de mate van het hitte-eilandeffect op de stad. Ideaal zou zijn dat bedrijventerreinen juist koelere plekken zijn zoals een park, dat ‘s avonds en ‘s nachts voor aanvoer van koele lucht zorgt richting de stadskernen. Helaas is nu juist het tegenovergestelde het geval. Middels dit onderzoek wordt er gezocht naar antwoorden op de vraag waarom bedrijventerreinen zo gevoelig voor hittestress zijn en hoe dit met duurzame maatregelen op gebied van materiaalkeuzes voorkomen kan worden in de toekomst.

Onder de bedrijventerreinen zijn er verschillende categorieën te onderscheiden wat betreft gebruikers intensiteit.

• Lage intensiteit • Gemiddelde intensiteit • Hoge intensiteit Gebieden met een lage intensiteit zijn bijvoorbeeld industriegebieden waar relatief weinig mensen werken of gebruik maken van het gebied (bijv. fabrieken en productiehallen).

Gebieden met een gemiddelde intensiteit zijn gebieden waar wellicht veel mensen werken, maar kort verblijven in de openbare ruimte (bijv. kantoorcomplexen, zoals de High Tech Campus).

Gebieden met een hoge intensiteit zijn gebieden waar veel mensen werken en veel mensen zich gedurende de hele dag bevinden in de openbare ruimte (bijv. win-

kelcentra, woonboulevards etc.)

Op bedrijventerreinen met een hoge gebruikersintensiteit is het urgentiegevoel om hittestress aan te pakken het grootst. Het onderzoek is daarom gericht op de winkel- en woonboulevards, omdat hier de gevolgen van hittestress op de mens en op economisch consequenties het grootst zijn.

1.4 Leeswijzer

In dit verslag is het onderzoek naar de verschillende factoren die van invloed zijn op het hitte-eilandeffect uiteengezet. Als eerste worden de opzet van het onderzoek en de belangrijkste begrippen beschreven in hoofdstuk 2. In hoofdstuk 3 gaan we in op welke factoren van belang zijn bij de vorming van het stadsklimaat en het effect dat het heeft op de inwoners van de stad. Vervolgens wordt er in hoofdstuk 4 beschreven welke maatregelen effectief zijn om het stedelijk hitteeiland effect zoveel mogelijk te beperken. Hoofdstuk 5 gaat over de principes waarom verhard oppervlak het grootste aandeel heeft in het stedelijk hitte-eiland effect en waarom dit het thermisch comfort beïnvloed.

Middels het uitwerken van de casus het Alexandrium kunnen we toelichten hoe een potentiële hittestress situatie geanalyseerd kan worden en van advies kan worden voorzien. Ten slotte wordt er in hoofdstuk 6 antwoord gegeven op de in hoofdstuk 2 gestelde hoofd- en deelvragen en worden er aanbevelingen gedaan voor nader onderzoek. Alle geraadpleegde bronnen uit de tekst zijn in de bibliografie terug te vinden en de bronnen van alle afbeeldingen zijn op nummer van de figuur te vinden in de bronvermeldingen.

15

H.2 Het onderzoek In dit hoofdstuk wordt de opzet en de aanpak van het onderzoek beschreven met de probleemstelling, de hypothese, de onderzoeksvragen, afkadering van het onderzoek, de doelstelling, de onderzoeksmethode en uitgangspunten.

2.1 Probleemstelling

Steeds meer steden hebben moeite met klimaatadaptatie door groei en toenemende mate van verharding in de stad, waardoor er naast wateroverlast op veel locaties binnen de stad hittestress ontstaat. Bedrijventerreinen hebben in het stedelijk hitte-eilandeffect een belangrijk rol, vanwege het grote oppervlak die bedrijventerreinen beslaan binnen de stad en de hoge mate van verharding. De terreinen bestaan vaak uit beton, steen en verharding, met een laag albedo (weinig reflectie van zonlicht) en meestal geen vegetatie en/of oppervlaktewater, hetgeen in deze delen van de stad extra hitte als gevolg heeft.

Risico’s voor o.a. de volksgezondheid, een drastisch dalende arbeidsproductiviteit en een exponentieel energieverbruik voor koeling, zijn belangrijke factoren waarom hittestress bestreden zou moeten worden. Hittestress is de mate van hinder die ondervonden wordt door overmatige warmte tijdens een periode met uitzonderlijk warm weer. Op woon-/winkelboulevards is er potentieel gevaar voor hittestress. Mensen lopen in en uit ge-airconditionde ruimtes en het grote tempe-

ratuursverschil zorgt voor ongemak bij het winkelend publiek.

• Wat zijn de belangrijkste factoren die leiden tot het hitte-eilandeffect en hittestress in de stad?

2.2 Hypothese

• Wat zijn de baten van het beperken van hittestress voor mens en milieu?

Op winkel-/ woonboulevards kan relatief veel winst behaald worden in reductie van hittestress omdat er veel ruimte is om maatregelen toe te passen en omdat er een commercieel belang bij is voor de uitvoerende organen.

1. Op winkel-/ woonboulevards is relatief veel verharding met laag albedo en weinig groen, hetgeen de belangrijkste oorzaak van de opwarming is.

2. Door slimme materiaalkeuzes te maken kan hittestress beperkt worden.

2.3 Onderzoeksvragen

Hoofdvraag: • Waarom zijn winkel-/woonboulevards gevoelig voor hittestress en hoe kunnen we dit met duurzame maatregelen op gebied van verharding voorkomen in de toekomst?

Deelvragen: • Wat zijn de gevolgen van hittestress voor het klimaat in de stad en voor de mens?

• Welke hittemitigerende maatregelen zijn er te onderscheiden op gebied van groen, blauw en materiaal voor bedrijventerreinen en in welke mate dragen ze bij aan het beperken van hittestress?

• Hoe kunnen materiaalkeuzes op een bestaand bedrijventerrein getoetst worden op hittestress risico’s?

2.4 Afkadering onderzoek

Al in een vroeg stadium van dit onderzoek is gebleken dat er veel factoren zijn die een rol spelen bij het ervaren van hittestress in een stad. Iedere factor is een studieonderwerp op zich en daarbij komt ook nog dat al deze factoren onderling elkaar beïnvloeden. De huidige wetenschap heeft nog geen sluitende modellen waarin de onderlinge invloeden van de factoren samenkomen. Zelfs per factor blijkt het voor de wetenschap vaak erg moeilijk tot onmogelijk om een sluitend model op te maken dat overeind blijft wanneer deze toegepast wordt in de praktijk. Met het steeds urgenter worden van de klimaatproblematiek komt er ook meer geld vrij voor onderzoek. Vanwege de complexiteit

17

bestaan er twijfels of het zelfs mogelijk is een sluitend model te maken.

18

Wij zijn gaan zoeken naar een onderwerp waarbij we met ons onderzoek een bijdrage kunnen leveren aan de wetenschap. Hierbij is gebleken dat de warmteeigenschappen van materialen tot op heden slechts beperkt zijn onderzocht, zeker in Nederland. Met bevestiging van deskundigen op verschillende gebieden hebben we daarom besloten ons onderzoek te richten op de warmte-eigenschappen van materialen. Dit betekent dat we een breed scala aan mede bepalende factoren voor hittestress niet gaan onderzoeken.

Wel worden al deze factoren in dit rapport beschreven in hoofdstuk 4 zodat de lezer een integrale visie kan vormen over dit onderwerp.

Hier volgen de factoren die een belangrijke rol spelen bij het ervaren van hittestress en ook beschreven worden in dit rapport maar door ons niet verder onderzocht zijn: Hydrologie Bijna als vanzelfsprekend speelt water een belangrijke rol bij het tegen gaan van hitte stress.

Nederland loopt wetenschappelijk gezien voorop in het onderzoek naar water. Zodoende is er ook enorm veel onderzoek gedaan naar het verkoelende effect van water op zijn omgeving.

Meteorologie Meteorologen houden zich bezig met alle weersomstandigheden die zich afspelen in de atmosfeer van de aarde. Dit zijn atmosferische elementen zoals bijvoorbeeld wind, luchdruk, temperatuur, neerslag, luchtvochtigheid en de zon. Ook al deze factoren hebben

invloed op wel of niet onstaan van hittestress in de buitenruimte. Nederlandse instellingen waaronder het KNMI doen hier onafgebroken onderzoek naar.

Micrometereologie Dit is de wetenschap die zich bezig houdt met alle kortstondige weersystemen. De tijdsduur van deze systemen is beperkt tot ongeveer één uur. De grootte van het gebied is maximaal 3 kilometer. Als men het heeft over weersystemen op plaatselijk niveau binnen een stedelijke omgeving dan word dit onderzocht door een micrometereoloog.

Dendrologie Dendrologie is de wetenschap die zich richt op de kennis over bomen, heesters en houtachtige planten. Ook deze elementen spelen een rol in het beperken van hittestress in de buitenruimte. Enerzijds leveren bomen met het creëren van schaduw een directe bijdrage aan verkoeling voor de mens maar daarnaast zorgen bladeren ook voor verkoeling in de luchttemperatuur vanwege de benodigde energie tijdens fotosynthese.

Geografie De wetenschap geografie brengt de aarde in kaart middels ruimtelijke ordening. Denk daarbij aan de ruimtelijke patronen van een stad, ofwel de plaatsing van gebouwen, straat- en laanrichtingen en de indeling van groene zones.

Maar ook ruimtelijke systemen zoals afwateringssystemen, verkeerscirculatiesystemen en de relatie tussen stad en landschap.

2.5 Doelstelling

Klimatologie Wetenschap die zich met iedere vorm van klimaatverandering bezig houdt wordt klimatologie genoemd.

Klimatologen proberen iedere verandering in het klimaat te begrijpen door deze met natuur- en scheikundige processen te verklaren. Een bekend verschijnsel dat onderzocht wordt is het broeikaseffect. Hierin wordt het stijgende CO2-gehalte in de lucht bijvoorbeeld verantwoordelijk gehouden voor de opwarming van de aarde.

Het doel van dit rapport is om te weten te komen waar en waarom er binnen een stad kwetsbare plekken zijn voor hittestress en welke duurzame mitigerende maatregelen er genomen kunnen worden op het gebied van materialisering.

Met de uitkomst van dit onderzoek willen we huidige ontwerpen in de buitenruimte duurzame oplossingen aandragen om het probleem hittestress te bestrijden.

Middels een tool willen we toekomstige ontwerpen in de buitenruimte de mogelijkheid bieden een test uit te voeren naar het niveau van hittestress. Deze test moet kunnen worden toegepast voordat een ontwerp definitief is en voordat er gestart wordt met de reali-

satie van het ontwerp. De tool moet toepasbaar zijn voor ontwerpbureau’s, ontwikkelaars, gemeentes ect zodat alle disciplines met invloed op het ontwerp inzicht hebben in de mogelijke hittestress risico’s van een ontwerp. In deze tool kunnen alle factoren op gebied van materiaaleigenschappen die belangrijk zijn bij hittestress in een gebied (winkel-/ woonboulevards) ingevoerd worden van een bestaande situatie of een situatie die bedacht is in het ontwerp. Hieruit komt een conclusie voort of het terrein al dan niet een potentieel hittestressprobleem heeft of gaat krijgen. Daarnaast staan er in de tool ook alle maatregelen die je ‘aan’ of ‘uit’ kan zetten, zodat er gekeken kan worden welke combinaties het meest gewenste effect geven.

2.6 Onderzoeksmethode

In het onderzoek is het onderwerp van zoveel mogelijk verschillende standpunten bekeken zodat men er een holistisch en goed gefundeerde conclusie uit op kan maken. De methodiek die gebruikt is, was dan ook veelzijdig. Hieronder volgt een opsomming van de gebruikte methodes: Ondernomen acties: • Literatuuronderzoek; • Bezoek congressen / beurzen met thema’s als Hittestress of Klimaatadaptatie; • Veldonderzoek inrichtingsverschillen in bestaande situaties van koele en warme plekken in de stad; • Data verzamelen, opstellen rekenmodules en formules en opzetten tool en publicatie op internet; • Eigen onderzoek naar albedo en emissiviteit van verschillende materialen.

Voor de verkenning op gebied van klimaat en hittestress hebben verschillende deskundigeninterviews plaats gevonden waarvan hier een opsomming volgt.

Deskundigeninterviews: • Hydrologen Jeroen Kluck (Hogeschool Amsterdam), • Materiaal deskundigen Wilfred Oosterling (Excluton), Rogier van Diepen (Rotim) • Klimatologe Paulette Dicker (Royal Haskoning-DHV) • Onderzoektster psychologische aspecten Wiebke Klemm (Wageningen Universiteit) • Metereologe Lisette Klok (Hogeschool Amsterdam) • Micrometereoloog Cor Jacobs (Alterra Wageningen UR) • Landschapsarchitect Michiel Brink (Royal HaskoningDHV) Case study: • Winkel-/ woonboulevard Alexandrium te Rotterdam

2.7 Uitgangspunten

Voor dit onderzoek is van een aantal uitgangspunten uitgegaan die wellicht ter discussie gesteld kunnen worden.

Materiaaleigenschappen en geografische ligging Veel materiaalonderzoeken komen uit het buitenland.

Met name in Noord-Amerika en Japan zijn veel onderzoeken en materiaalontwikkelingen gedaan om hittestress te beperken. In Nederland zijn er helaas (nog) helemaal geen onderzoeken gedaan op gebied van de relaties van materiaalkeuzes en hittestress. Hoewel de samenstelling van verhardingen per regio kunnen verschillen, zijn we voor dit onderzoek er derhalve vanuit gegaan dat materialen als beton en baksteen e.d.

in Nederland dezelfde eigenschappen hebben als het land waar het onderzoek is gedaan. Behalve verschil in eigenschappen van de materialen kunnen ook de omstandigheden verschillen. Zo zal een test van materiaal in de zon in Tokyo anders zijn dan in New York of Amsterdam vanwege een andere stralingshoek van de zon en andere klimaatomstandigheden.

Thermisch comfort Het thermisch comfort is afhankelijk van een aantal factoren die beïnvoed worden door het klimaat en geografische ligging. Dat wil zeggen dat wat in Nederland als thermisch comfortabel wordt ervaren, kan in Tokyo als onprettig worden ervaren en omgekeerd. Zelfs binnen Europa zijn er verschillen in de ervaring van thermische comfort, in Zuid-Spanje is het klimaat bijvoorbeeld warmer dan in Nederland. Voor dit onderzoek is uitgegaan van het thermisch comfort beschreven door Hoppe in 1999. In zijn onderzoek is een formule ontwikkeld die het gemiddelde thermische comfort berekent van Europa (zie tabel 1 p.20).

19

2.8 Begrippen

In dit rapport worden begrippen gebruikt die voor een leek waarschijnlijk onbekend zullen zijn. In deze paragraaf worden de belangrijkste en veel gebruikte begrippen aan u toegelicht. Met het lezen van de begrippen in deze paragraaf worden essentiele passages in het rapport begrijpelijk.

20

Thermisch comfort Er zijn wereldwijd veel verschillende indicatoren voor het ervaren ‘thermisch comfort’ door de mens ontwikkeld waarbij de nadruk vooralsnog ligt op de fysische factoren. Grofweg kan onderscheid worden gemaakt tussen directe en indirecte indicatoren. De directe indicatoren voor thermisch comfort worden berekend uit gegevens voor de luchttemperatuur, luchtvochtigheid en windsnelheid. De indirecte indicatoren zijn gebaseerd op de energiebalans van het menselijk lichaam.

In dit rapport wordt er gericht op de directe factoren.

[Eindrapport Climate Proof City’s, 2014]

Physiologically Equivalent Temperature ‘Physiologically Equivalent Temperature’ (PET) is een indirecte indicator die is gebaseerd op de warmtebalans van het menselijk lichaam. PET wordt berekend op basis van fysische en fysiologische factoren. Tijdens onderzoek zijn berekeningen uitgevoerd met een model voor een standaard persoon: een gezonde man van 35 jaar, met een gewicht van 75 kg en lengte van 1.75m, met een kleedfactor van 0.9, die licht werk uitvoert (80 W). In gematigde klimaatstreken ervaren mensen matige tot sterke hittestress bij een PET > 23 graden.

Zie tabel 1 voor een overzicht wanneer er fysiologische stress optreedt. PET-waarden kunnen per regio verschillen. Zo liggen de PET-waarden voor Taiwan voor

PET < 4˚C

Temperatuur Fysiologisch stresslevel sensatie Heel koud Extreme koudestress

4-8˚C

Koud

Sterke koudestress

8-13˚C

Koel

Matige koudestress

13-18˚C

Beetje koel

Lichte koudestress

18-23˚C

Comfortabel

Geen thermische stress

23-29˚C

Beetje warm

Lichte hittestress

29-35˚C

Warm

Matige hittestress

35-41˚C

Heet

Sterke hittestress

>41 ˚C

Heel heet

Extreme hittestress

Tabel 1 Thermisch comfort

Figuur 3 Sky View Factor

comfortabele temperatuur tussen de 26 en 30 graden [Lin, 2010]. Deze indirecte factor is belangrijk om het begrip thermisch comfort in de juiste context te plaatsen.

[Eindrapport Climate Proof City’s, 2014]

Sky View Factor De sky view factor (SVF) is het deel van de hemel dat vanaf één punt kan worden waargenomen, zoals afgebeeld in figuur 3. Open akkerland heeft een factor 1 terwijl de factor van een straat met aan beide zijden hoge bebouwing – een zogenoemde street canyon – minder dan 0,5 bedraagt. Daardoor hebben street canyons overdag te maken met minder zonnestraling en dus met minder opwarming. In de nacht houden street canyons de opgeslagen warmte daarentegen langer vast door een beperkte uitstraling en een verminderde luchtbeweging. [Brink 2013] Het stedelijk hitte-eilandeffect (SHE) Het stedelijk hitte-eilandeffect (SHE) of urban heat island effect (UHI) is het fenomeen dat de temperatuur in een stedelijk gebied gemiddeld hoger is dan in het omliggende landelijk gebied. De belangrijkste oorzaken van het UHI zijn de absorptie van zonlicht door de in de stad aanwezige donkere materialen en de relatief lage windsnelheden. Door het UHI worden problemen tijdens hittegolven, zoals hittestress, verergerd.

Bouwkundige maatregelen en meer groen in de stad verminderen het UHI. De temperuursverschillen tussen stad en land kunnen overdag oplopen tot ongeveer 4 graden en ‘s nachts tot wel zo’n 7 graden. Zie figuur 4 voor een inzicht waar de temperatuursverschillen voorkomen.

21

Figuur 4 Temperatuursverschillen van het SHE tussen dag en nacht.

Figuur 5 Factoren die bijdragen aan het stedelijk hitte-eilandeffect

22

Figuur 6 Albedo waardes in percentage van reflectiviteit

Hittegolf Het KNMI in Nederland en het KMI in België hanteren een officiële definitie voor hittegolf; minimaal 5 dagen achtereen waarop de minimum temperatuur 25 graden of meer bedraagt en waarbij op ten minste drie dagen de maximumtemperatuur 30 graden of meer is.

Sinds 1901 telde het KNMI 38 hittegolven. [Brink 2013] Antropogene warmte Alle warmte die direct voorkomt uit menselijk handelen bij het gebruik van apparaten zoals airco’s en vervoersmiddelen maar ook zwaardere machines die gebruikt worden voor industrieele toepassingen.

Hittestress Hittestress is de mate van hinder die ondervonden wordt door overmatige warmte tijdens een periode met uitzonderlijk warm weer. Hittestress treedt op door overmatig transpireren.

Het lichaam kan uitdrogen en een hartaanval of beroerte kunnen het gevolg zijn. Vooral ouderen en zieke mensen zijn gevoelig voor hittestress. [Brink 2013] Albedo Een maat voor het reflectievermogen van een object.

De albedo wordt uitgedrukt in een percentage of een waarde tussen 1 en 0. Hoe hoger het percentage of de waarde van de albedo, hoe meer licht het hemellichaam of het object weerkaatst. Een theoretisch hemellichaam dat honderd procent van het ontvangen licht weerkaatst, heeft dus een albedo van 1. Men zegt dat het albedo van de aarde in geheel ongeveer 30% of 0,3 is. Belangrijk hierbij om te begrijpen is dat hoe hoger het albedo van een bepaald object hoe minder warm het object zelf wordt en hoe minder warmte later

uit zal stralen naar zijn omgeving. Figuur 6 geeft een goed inzicht over het albedo van allerlei objecten op aarde.

Emissiviteit Het vermogen van een materiaal om warmte uit te stralen noemt men emissiviteit. De uitstraling van warmte vanuit een oppervlak is afhankelijk van de mate waarin datzelfde oppervlak in staat is warmte in zich op te nemen, absorptie. In de basis geldt hoe hoger het albedo (lichtwaarkaatsing) hoe minder warmte opgenomen wordt. De emissiviteit van een materiaal is de fysieke eigenschap van dat materiaal net als kleur, vorm, dichtheid en massa. Op de infrarood foto’s (figuur 7, 8 en 9) is goed te zien op welke plekken warmte wordt uitgestraald en waar niet.

23

Figuur 7, 8 en 9 Het verkoelende effect van groen t.o.v. van de opwarming van verharding is duideliijk te zien met deze infrarood foto’s.

H. 3 Het stadsklimaat en het effect op de mens In de stad is het bijna altijd warmer dan in het omringende buitengebied, wat het ‘Stedelijk Hitte-eiland Effect’ (SHE) wordt genoemd. Dit betekent dat voor steden de kans op extreem hoge temperaturen groter is dan voor de rest van Nederland. Dit hoofdstuk gaat daarom vooral in op de gevolgen van klimaatverandering op hitte in de stad. Kennis over de wijze waarop steden zelf het stadsklimaat beïnvloeden, levert inzichten voor de keuze van maatregelen tegen extreme hitte.

3.1 De principes van het stadsklimaat

Aan het klimaat in de stad liggen een aantal basisprincipes ten grondslag die in de stad wezenlijk verschillen van het platteland. Zo heb je te maken met hoge en/of dichte bebouwing, veel verharding, weinig groen die allemaal invloed uitoefenen op de SHE. Daarnaast verandert het stadsklimaat en microklimaat per dag, per seizoen en door klimaatverandering.

Straling en warmte De grondslag van alle thermische processen op aarde is de inkomende straling van de zon. Deze straling kan, nadat een deel ervan door de buitenschil van de aardatmosfeer en wolken in het heelal terug wordt gereflecteerd, in verschillende gedaantes dichterbij het aardoppervlak verschijnen. Ze kan als kortgolvige straling direct op objecten op aarde vallen, door stofdeeltjes in de atmosfeer verspreid als diffuse straling

aankomen of door verschillende soorten oppervlaktes gereflecteerd worden. Als kortgolvige straling door de aarde of materialen geabsorbeerd worden, dan wordt een deel van de straling meestal later weer als langgolvige warmtestraling afgegeven en dat verschilt per materiaal. Deze stralingen hebben samen invloed op de oppervlaktetemperatuur en daarmee ook op het thermisch comfort, zoals te zien in figuur 10. Voor meer informatie over de materiaal eigenschappen zie hoofdstuk 5. [Lenzholzer, 2013] Zon en schaduw Het grootste effect op de warmtehuishouding van objecten op aarde hebben zon en schaduw. Zo ontvangt bijvoorbeeld een horizontaal grondoppervlak op een zonnige, wolkloze zomerdag in Nederland rond het middaguur maar liefst 1000 watt per m2. Bij bewolking is dat nog maar 500 watt per m2. en in de slagschaduw van een gebouw resteert maar ca 100 watt. Het effect van schaduw op de inkomende straling is dus enorm.

Het hangt uiteraard ook af van van de karakteristieken van de schaduwgevende elementen. Gebouwen en andere niet-transparante elementen geven veel schaduw. Transparante objecten of bomen (afhankelijk van de dichtheid van het bladerdak) kunnen veel schaduw geven. [Lenzholzer, 2013]

Reflectie van straling door materialen Van de straling die op objecten valt, wordt een deel gereflecteerd naar de omgeving en een deel geabsorbeerd. De mate van reflecties van oppervlaktes hangt vooral af van hun lichtheid en gladheid. Hoe lichter en hoe gladder een oppervlak is, hoe groter de reflectie.

Doordat de straling op die manier niet in het onderliggende materiaalpakket kan doordringen, zal het materiaal ook minder snel opwarmen. De mate van reflectie wordt meestal in een percentage van het totaal van de invallende straling uitgedrukt en wordt met de term ‘albedo’ omschreven.

Omdat in de stedelijke omgeving veel verschillende materialen voorkomen, kan hier met goede kennis van de reflectie-eigenschappen de inkomende straling gereguleerd worden. [Lenzholzer, 2013] Emissiviteit van materialen Alle materialen hebben verschillende eigenschappen met betrekking tot hun warmteopslag en - afgifte. Hierbij speelt de emissiviteit een grote rol. De term ‘emissiviteit’ omschrijft het vermogen van materialen om opgeslagen warmte in de vorm van langgolvige straling weer af te geven aan de omgeving. Verschillende materialen geven deze langgolvige stralingswarmte in verschillende hoeveelheid en snelheid weer af. Zo hebben de meeste bouwmaterialen een hoge emissiviteit, ze kunnen warmte opslaan en goed weer afgeven. Me-

25

talen hebben deze eigenschap in veel mindere mate, omdat ze warmte juist geleiden.

26

Als een voorwerp een groter oppervlak heeft heeft dan een ander, kan het voorwerp met het grotere oppervlak logischerwijs meer kortgolvige straling ontvangen, maar ook meer langolvige warmtestraling weer uitstralen. In de stad is door het grote aantal verticale wand-oppervlakken van gebouwen dus meer oppervlak om straling te ontvangen en af te geven dan in een open landschap. Maar zelfs binnen de stad zijn grote verschillen. Een heel dichtbebouwde hoogbouwwijk heeft een veel groter verticaal oppervlak dan een los bebouwde villawijk, waardoor de hoogbouwwijk veel meer straling opslaat en later als warmte afgeeft.

De factoren als albedo, emmisiviteit en warmtegeleiding hebben grote invloed op de stedelijke warmtehuishouding. Daarom is de keuze van bouwmaterialen (baksteen, hout, beton, staal, plastic etc) of de materialisatie van de openbare inrichting ( steen, aarde, water, vegetatie) een belangrijk onderdeel van klimaatgericht stadsontwerp. [Lenzholzer, 2013] Vasthouden van warmtestraling in de stad Tevens beïnvloed de configuratie van de gebouwen ten opzichte van elkaar de mate van langgolvige warmtestraling. In dichtbebouwde gebieden kan deze warmtestraling slecht ontsnappen wanneer ze als het ware tussen de gebouwen heen en weer gekaatst wordt. Dit zorgt ervoor dat deze gebieden veel langzamer afkoelen dan een open gebied. Hoe dichter gebouwen bij elkaar staan, hoe meer de horizon naar boven wordt ingeperkt en dat wordt dan met de term Sky view factor omschreven. Gebieden met een lage sky view factor (bijvoorbeeld een straat met met hoge gebouwen)

Figuur 10 Factoren van invloed op thermisch comfort

houden dus in hogere mate de warmtestraling vast.

Uiteindelijk zorgt deze opwarming ook voor een opwarming van de luchttemperatuur met het resultaat zoals in figuur 11 is weergegeven [Lenzholzer, 2013].

Verdamping In de periode april tot en met september gaat 2060% van de gemiddelde neerslag verloren door verdamping; dit zorgt voor een koelsnelheid van gemiddeld 20-25 W m-2 per dag (d.i. 11-15% van de inkomende zonnestraling). Eerste ruwe schattingen voor Rotterdam laten zien dat de waterconsumptie van bomen slechts een gering effect heeft op de

waterbalans; plaatselijk kan dit echter anders zijn.

De geringe verdamping – deels door verharding van de stad, deels door vochttekort voor evapotranspiratie – zorgt ervoor dat de temperatuur van een stad verhoogd wordt. Hoe groot dit effect is, is nog onbekend. Het is ook nog niet duidelijk wat het effect van verdamping is op het thermisch comfort. [Eindrapport Climate Proof Cities, Oktober 2014]

Klimatologische effecten op de omgeving Bouwers en ontwerpers moeten weten wat hitte doet met een stad. Uit metingen in Londen en Freiburg blijkt dat de nachtelijke temperatuur in de stad hoger is dan

Factor

Effect of gemiddelde SHEmax zomermaanden

Antropogene warmte Populatiedichtheid

+0,5˚C gemiddeld over Rotterdam (38 W/m2) +2.0 ˚C industriegebied (200w/m2) +0,1 ˚C tot +0,3 ˚C per 100 inwoners toename/km2

Bebouwd oppervlak Verhard oppervlak Stedelijk groen Open water

+0,4 ˚C tot +0,6 ˚C per 10% toename +0,2 ˚C tot +0,4 ˚C per 10% toename -0,3 ˚C tot -0,6 ˚C per 10% toename Geen significante correlatie

Sky view factor Albedo Gebouwhoogte

Geen significante correlatie Geen significante correlatie +0,08 ˚C tot +0,19 ˚C per toename van 1 meter

Tabel 2 Factoren van invloed op het SHE

Figuur 11 De invloed van de stedelijke inrichting op het SHE.

aan de rand. Dat kan acht tot tien graden schelen, doordat stenen ’s nachts de warmte afgeven. Ze werken als een kacheltje. Dan heeft het weinig zin om ’s avonds alle ramen en deuren open te zetten in de hoop dat het in huis afkoelt. [Wit, de R. 2008-2009] Het temperatuurverschil tussen stad en platteland is vooral op leefniveau groot; het SHE op grotere hoogte in de grenslaag boven de stad is gering.

Op zomerse dagen kan het in een klein park 3°C koeler zijn dan in het aangrenzende bebouwde gebied.

Echter, de invloed van het ‘Park Cool Island’ effect op de aangrenzende bebouwde omgeving is gering.

Samengevat Het grootste effect op de warmtehuishouding van objecten op aarde hebben zon en schaduw. Afhankelijk van de eigenschappen van de materialen zoals albedo en emissiviteit wordt zonlicht weerkaatst en/of geabsorbeerd en wordt de opgenome warmte ‘snachts weer afgegeven. Deze warmte-afgifte levert ‘s avonds en ‘s nachts de grootste bijdrage aan het SHE. Overdag betekent een hoog albedo van een materiaal een beperkte opwarming van de oppervlakte temperatuur. Naast de eigenschappen van materialen zijn ook de mate van verdampingsmogelijkheden (water en groen), de sky view factor en de windsnelheid in de stad van invloed op het stadsklimaat.

27

3.2 De invloed van stedelijke inrichting op het stedelijk hitte-eilandeffect (SHE)

28

In het eindrapport van Climate Proof city’s worden conclusies getrokken uit onderzoek wat de invloed is van de stedelijke inrichting. Hier volgt een opsomming van de belangrijkste conclusies die voor ons onderzoek van belang zijn. In tabel 2 worden de wijkeigenschappen op het SHE schematische weergeven.

• De relatie tussen SHE en het inwoneraantal van een stad, wordt niet bevestigd in het onderzoek van Climate Proof City’s; andere factoren zoals populatiedichtheid en stad-/wijkeigenschappen, zijn waarschijnlijk meer bepalend voor het SHE; • De eigenschappen van een stad of wijk lijken ook meer bepalend voor de SHE te zijn dan geografische ligging; • Zowel de oppervlaktetemperatuur overdag als maximum SHE intensiteit gedurende de nacht vertonen significante (lineaire) relaties met factoren voor het stedelijk landgebruik zoals de fractie bebouwd oppervlak, de fractie verhard oppervlak en de fractie groenoppervlak (zie Tabel 1.4) .

• De oppervlaktetemperatuur overdag en maximum SHE intensiteit gedurende de nacht vertonen ook een significante relatie met de gemiddelde gebouwhoogte.

• Hoe langer de warmteperiode duurt, hoe minder snel een dichtbebouwde wijk ’s nachts afkoelt. In een groene wijk treedt dit accumulerend effect minder op.

• Door transpiratie en schaduwwerking koelt stedelijk groen de omgeving. Daartoe moet dan wel voldoende water aanwezig zijn.

• De ratio tussen de gebouwhoogte en straatbreedte (H/W) vertoont een optimum bij H/W=1. Bij H/W <1 is er goede ventilatie, maar weinig schaduw, bij H/

Figuur 12 De klimatologische effecten van de stad en de omgeving

W>1 is er meer schaduw, maar vindt er bij de grond geen menging van de lucht meer plaats.

• Door de grote warmtecapaciteit van water, kan oppervlaktewater in de stad zowel een verkoelend als een verwarmend effect op de omgeving hebben. Zo neemt het verkoelend vermogen van oppervlaktewater in de zomermaanden af door een

stijging van de watertemperatuur. Het uiteindelijke effect van open water hangt dan ook sterk af van de dimensionering (oppervlakte, diepte), de ligging ten opzichte van de windrichting en de ligging ten opzichte van gebouwen en andere structuren in de omgeving [Eindrapport Climate Proof Cities, Oktober 2014, p33].

Samengevat De dimensionering en de vormgeving van de stedelijke inrichting is duidelijk belangrijk voor de mate van opwarming de stad. Door de grotere oppervlakken van de gebouwen die opgewarmd kunnen worden in de stad t.o.v. het landelijke gebied en het lagere albedo en emissiviteit van de verhardingen in de stad, kan het daardoor tot wel 10°C warmer worden dan het omringende landelijke gebied.

3.3 De klimatologische effecten stad en omgeving

De stad heeft invloed op het klimaat in het omringende buitengebied en dat kan omgekeerd ook het geval zijn. Hoever deze rijkweidte van beïnvloeding gaat is nog onbekend, wel zijn er eerste metingen gedaan bij Rotterdam en omgeving.

De metingen geven inzicht over horizontale reikwijdte en verticale reikwijdte. Een zestal vluchten zijn boven Rotterdam en omgeving uitgevoerd waarbij de luchttemperatuur, oppervlaktetemperatuur, luchtvochtigheid en CO2 concentratie zijn gemeten. Hieruit kunnen we concluderen dat de verticale reikwijdte slechts tot 300 meter gaat met een verschil van 1oC. De horizontale reikwijdte kan tot tientallen kilometers gaan, afhankelijk van de geografische ligging, bovenof benedenwinds. De luchttemperaturen benedenwinds zijn hoger (0.2-1oC) dan de luchttemperaturen bovenwinds. De oppervlakte temperaturen laten daarentegen grote contrasten zien, bijvoorbeeld de oppervlaktetemperaturen voor water en bebouwd oppervlak met asfalt en gebouwen, deze verschillen kunnen

29

Figuur 13 Hitte-index volgens Steadman

oplopen tot 40oC. Het effect van de uitwaaiering van de stedelijke warmte benedenwinds van de stedelijke gebieden wordt ook wel het ‘urban-plume effect’ genoemd, zie figuur 12 [Eindrapport Climate Proof Cities, Oktober 2014].

3.4 Gevolgen van hittestress op mens en welzijn

Ook in nederland heeft de klimaatverandering effect op de volksgezondheid. In allerlei onderzoeken zijn de volgende belangrijke gezondheidseffecten geïdentificeerd: temperatuurgerelateerde effecten, hittestress en luchtverontreiniging, allergieën, vectorgebonden infectieziekten en voedsel- en watergebonden infectieziekten.

Gezondheidsproblemen door hittestress Theoretisch gezien zou het cardiovasculaire systeem (hart en bloedvaten) de grootste problemen moeten hebben met hitte, via dit systeem wordt warmte afgevoerd. In de praktijk is er echter geen overeenkomst te zien tussen ziekenhuisopnames en sterfte vanwege cardiovasculaire problemen en warme dagen. Veel voorkomende problemen bij hitte zijn dehydratatie, hitte-uitputting, nierfalen en respiratoire problemen, wat terug te zien is in ziekenhuisopnames. Volgens de GGD zijn in 2006 in de twee warmste weken meer dan 600 hitte-gerelateerde klachten bij huisartsen in de regio Rotterdam binnen gekomen. Daarnaast veroorzaakt het Stedelijk hitte-eiland een extra probleem doordat de warmte ’s avonds en ’s nachts blijft hangen.

30

Figuur 14 Houd uzelf koel en neem een voetenbad.

Drink voldoende Zorg ervoor dat u voldoende drinkt, ook als u geen dorst heeft. U drinkt te weinig als u minder plast dan gebruikelijk of als de urine donker van kleur is. Bedenk dat u ongemerkt veel vocht verliest door transpiratie. Matig het gebruik van alcohol. TIP: Zorg dat u altijd een flesje water bij de hand heeft, zeker als u naar buiten gaan of met de auto op pad gaat.

Houd uzelf koel Draag dunne kleding. Blijf in de schaduw en beperk lichamelijke inspanning in middag (tussen 12 en 16 uur). TIP: Maak gebruik van de koelere ochtend en avond voor uw boodschappen of wandeling. Neem een (voeten)bad of douche. Zoek verkoeling onder een boom of bij water en slaap niet onder een te warme deken.

Houd uw woning koel Opwarming van de woning kan worden beperkt, door tijdig gebruik te maken van zonwering, ventilator of, indien aanwezig, airconditioning. Zorg voor continue ventilatie door ventilatieroosters open te houden of ramen op een kier te zetten. TIP: Zorg voor extra frisse lucht door het openen van ramen en/of deuren op tijdstippen dat het buiten koeler is, zoals ‘s avonds, ‘s nachts en ‘s ochtens.

Zorg voor elkaar Let bij warm weer extra op mensen in uw omgeving die misschien uw hulp kunnen gebruiken. Dat geldt des te meer tijdens de vakantieperiode, wanneer familieleden en verzorgenden weg kunnen zijn. TIP: Let extra op elkaar bij warm weer en steek een helpende hand toe.

Figuur 15 Hitteplan van het RIVM

Dit is vooral in Noord-Europa een probleem omdat we hier niet gewend zijn aan hoge temperaturen. Dit alles brengt extra ziektegevallen in de stad met zich mee ten opzichte van het platteland.

Voor langere termijn kan extreme hitte leiden tot lagere geboortegewichten en aangeboren afwijkingen.

Wanneer hitte plaatsvindt over een langere tijdspanne ontstaat echter een acclimatiseringseffect waardoor de problemen afnemen. [Harst, M, 2011] Effecten van hitte op sterfte Het blijkt dat er een V-vormige relatie is tussen temperatuur en sterfte (zie figuur 11). Sterfte in Nederland is het laagst bij een temperatuur van ongeveer 16oC. Bij zowel hogere als lagere temperaturen loopt sterfte op. Opmerkelijk is dat wind hierbij ook een belangrijke factor speelt. Tijdens hitte neemt de sterfte af met toenemende wind. Vochtigheidsgraad lijkt de sterfte niet te beïnvloeden. Opvallend is tevens dat de temperatuur die gepaard gaat met de laagste sterfte per land in Europa verschilt, hetgeen suggereert dat er deels aanpassingen aan klimatologische omstandigheden optreden. Voor Nederland is becijferd dat de sterfte tijdens hittegolven (gemeten in de periode 1979-1997) gemiddeld toenam met 12%, hetgeen overeenkomt met ongeveer 40 doden per dag. Volgens het CBS zijn in de zomer van 2003 in Nederland tussen de 1400 en 2200 meer doden gevallen als gevolg van de hogere temperaturen dan gebruikelijk. [Kennis voor klimaat, hittestress in Rotterdam, 2011]

De hitte-index van Steadman (zie figuur 13) geeft aan bij welke temperaturen er gevaar op komst is voor onze gezondheid. Hierbij wordt naar zowel de temperatuur als de luchtvochtigheid gekeken. Er is een duidelijk ver-

31

band: hoe hoger de temperatuur en/of de luchtvochtigheid, hoe groter het gevaar. [www.weer.nl bezocht op 4-12-2014] Sterfte in Nederland is het laagst bij een temperatuur van ongeveer 16 graden Celsius. Bij zowel hogere als lagere temperaturen loopt sterfte op. Per dag sterven gemiddeld 5,7 mensen meer bij elke graad Celsius toename van de temperatuur. Bij de berekening van laatstgenoemd sterftecijfer is geen rekening gehouden met gewenning aan hoge temperaturen. De vraag is in hoeverre de mens in staat is om zich op middellange termijn aan te passen aan de hitte en bij plots oplopende temperaturen in plaats van geleidelijk oplopende temperaturen. [Huijnen en Vliet, 2009]

32

Effecten van hitte op arbeidproductiviteit Bij omgevingstemperaturen hoger dan 25 °C daalt de productiviteit met 2% per graad temperatuurstijging.

De stijging van de buitentemperatuur zal niet voor elke sector gelijke consequenties hebben. Mensen die in de buitenlucht werken, zoals in de agrarische sector, zullen het meest direct de temperatuureffecten ervaren.

Mensen die in gebouwen werken, beschikken soms over actieve koeling (airconditioning) en kunnen daarmee temperatuur en luchtvochtigheid reguleren. De verhoogde morbiditeit (ziekte) en mortaliteit (sterfte) en afnemende arbeidsproductiviteit tijdens een periode met extreme hitte hebben economische consequenties.

Op de site van FNV Bondgenoten, www.arbobondgenoten.nl, wordt het volgende overzicht gegeven en is er ook een hittestress-calculator te vinden.

Warmtebelasting kan de volgende klachten veroorza-

Figuur 16 Teken en de ziekte van Lyme

ken: • Huidaandoeningen zoals jeuk en blaasjesuitslag • Hoofdpijn • Hittekramp en hitteoedeem • Hitte-uitputting • Hittesyncope, flauwvallen, hoofdpijn, misselijkheid

en diarree • Hitteberoerte • Verminderde concentratie met meer kans op ongelukken.

Voor bepaalde beroepen houdt dit grote risico’s in denk aan een hoogwerker, een bouwvakker of een hovenier.

Al deze risico’s spelen extra voor meer kwetsbare groepen, zoals mensen die al aan een ziekte zoals hoge bloeddruk, longaandoening of suikerziekte lijden, die herstellen van een ziekte, zwanger zijn, overgewicht hebben, bepaalde geneesmiddelen gebruiken of een gevoelige huid hebben.

De mate van belasting door hitte wordt berekend met de ‘Wet Bulb Globe Temperature’ (WBGT) rekenmethode en heet de WBGT-index. Deze index houdt rekening met de temperatuur, de luchtvochtigheid, de mate van inspanning en de kleding. De WBGT is ontwikkeld door de Amerikaanse marine om hittestress-gerelateerde ongevallen te reduceren.

Met de hittestresscalculator die gebaseerd is op deze rekenmethode is voor een warme zomerse dag van 30°C en een relatieve luchtvochtigheid van 60%, zomerkleding en direct zonlicht, nauwelijks wind, ongeacclimatiseerd en zwaar werk de WGBT-index 29,34.

Dat betekent dat bijvoorbeeld een bouwvakker volgens deze norm moet stoppen met werken.

Bij een temperatuur van 25°C en voor de rest dezelfde parameters is de index 24,79: daarbij hoort 50% werktijd en 50% pauzetijd. [http://www.arbobondgenoten.nl/ arbothem/fysisch/klimaat/calculator-wbgt.htm]

Deze WBGT-index en ook de hittestresscalculator zijn geen officiële instrumenten in Nederland maar geven wel aan wat de implicaties van hitte en werk kunnen zijn. [www.fnvbondgenoten.nl] Risicogroepen Hitte vormt voor bepaalde mensen een grotere bedreiging voor de gezondheid dan voor anderen. Ouderen vormen de grootste risicogroep, maar ook mensen met een chronische aandoening, personen in een so-

ciaal isolement, daklozen, mensen met overgewicht en (zeer) jonge kinderen hebben een groter gezondheidsrisico. Ook het gebruik van bepaalde geneesmiddelen, alcohol of drugs kan het risico vergroten bij aanhoudend warm weer.

Ouderen vormen de grootste risicogroep. Ouderen lopen risico’s tijdens periode van aanhoudende hitte doordat de ouderdom zelf gepaard gaat met een vermindering van diverse lichaamsfuncties, waaronder de lichaamstemperatuurregeling, dorstgevoel, nierfunctie, transpiratiefunctie, reservefunctie van hart en longen. Daarnaast hebben ouderen vaker te maken met ziekten, conditionele en functiebeperkingen zoals hart- en longaandoeningen, suikerziekte, dementie, enz. Ook kan de gebruikte medicatie nadelige invloed hebben op bijvoorbeeld de nierfunctie, dorstgevoel, alertheid en regulatie van de lichaamstemperatuur.

Het RIVM heeft daarom een nationaal hitteplan opgesteld en bij hittegolven en langdurig wamere perioden wordt het hitteplan in werking gesteld (zie figuur 15).

Vectorgebonden infectieziekten De klimaatverandering beïnvloed de geografische verspreiding en transmissie van vectorgebonden infectieziekten. De start, de duur van het actieve seizoen van vectoren en de lengte van de ontwikkelingscyclus van de ziekteverwekkers in de vector worden hierdoor beïnvloed. Hierdoor kunnen vectorgebonden ziekten zich ook buiten de huidige klimaatbegrensde gebieden gaan voordoen en op andere momenten in het jaar als infectie de kop opsteken. In Nederland verdrievoudigde in de periode 1994-2005 het aantal tekenbeten van 23.000 tot 73.000. Ook het aantal patiënten met de ziekte van Lyme, nam in diezelfde tijd met ongeveer een factor 3 toe tot 17.000 per jaar (zie figuur 16).

De ziekte van Lyme kan mogelijk nog een groter probleem worden door een verlenging van de actieve periode van teken; circa 10-20% van de teken is besmet.

Er zijn aanwijzingen uit onderzoek van de laatste jaren dat het proces van verlenging van de actieve periode reeds in gang is gezet. [Potz en Bleuze,2012; Huijnen en Vliet,

[Nationaal hitteplan, 2007]

2009]

Allergiën Het groeiseizoen van bomen en planten is als gevolg van klimaatverandering al een maand verlengd. De invloed van klimaatveranderingen op de productie en verspreiding van pollen van verschillende bomen en planten heeft een direct effect op allergische aandoeningen als hooikoorts en astma en op het relatief grote aantal patiënten dat daar last van heeft. Men heeft daardoor eerder en langer last van deze aandoeningen in het algemeen. Ook het voorkomen van huisstofmijt en eikenprocessierups neemt door de klimaatverandering steeds meer toe, hetgeen kan leiden tot verhoging van allergische klachten. [Huijnen en Vliet, 2009]

Slaapstoornissen en kwalen In de stad blijft voor de warmte voornamelijk ‘s nachts erg hangen. Dit kan een verstorend effect hebben op de nachtrust, aangezien een kleine verandering van huidtemperatuur al een grote impact heeft. Bovendien slapen mensen met warme dagen graag met de ramen open, hetgeen zorgt voor meer lichtinval en geluidsoverlast in de slaapkamer. Het resultaat is dat men korter slaapt, onrustiger en minder effiiënt.

Water- en voedselgebonden infectieziekten Door de hogere temperaturen zullen water- en voedselgebonden infectieziekten toenemen zoals bijvoor-

33

beeld de blauwalg deze veroorzaakt.

De hogere temperaturen zullen ook invloed hebben op het drinkwaterdistributienet. In Nederland neemt het aantal meldingen van legionellose de laatste jaren toe tot 296 in 2007/2008 met de meeste meldingen in de zomermaanden; de incidentie van legionellose is geassocieerd met de relatieve luchtvochtigheid, de temperatuur en de neerslagintensiteit.

Sommige bacteriën kunnen groeien bij hogere temperaturen. Zo neemt in het algemeen het aantal salmonellosegevallen met 5-10% toe per 1°C toename in de wekelijkse omgevingstemperatuur. [Potz en Bleuze,2012;

3.5 De baten van het beperken van hittestress

2003 vielen hierdoor zes centrales uit tijdens een hittegolf in Frankrijk.

Energie besparing van airconditionings Een hogere temperatuur betekent meer warmte of energie. Dit heeft uiteraard effect op het energieverbruik in de stad.

Enkele gevolgen hiervan: • Een hoger energieverbruik om gebouwen te koelen in de zomer • Een groter brandstof verbruik voor koeling motorvoertuigen.

Kosten hoger sterftecijfer In de berekening van “schade” door het overlijden van meer mensen is in de studie van Stone uitgegaan van € 18.000 per persoon. Elke graad Celsius toename van de temperatuur boven de 18 graden Celsius leidt tot 0,36% extra ziekenhuisopnamen. Elke graad Celsius afname onder de 18 graden Celsius betekent een toename van 0,64% in ziekenhuisopnamen. In Nederland worden dagelijks 11.000 mensen in een ziekenhuis opgenomen. Een ziekenhuisopname kost gemiddeld bijna € 5.000. Dagelijks wordt dus € 55.000.000 aan kosten gemaakt.

Elke graad Celsius toename van de temperatuur boven de 18 graden Celsius leidt tot € 198.000 extra dagelijkse kosten. Omgekeerd leidt elke graad Celsius afname onder de 18 graden Celsius tot een toename van € 352.000 aan ziektekosten per dag. [Huijnen en Vliet, 2009] De kosten van verlies op arbeidsproductiviteit door hittestress worden geschat op 390 miljoen euro per jaar.

De belangrijkste gevolgen van de opwarming in de zomer hebben betrekking op gezondheidsproblemen en oversterfte, afname van thermisch comfort in de binnen en buitenomgeving, hoger energieverbruik bij verhoogde temperaturen, afname van arbeidsproductiviteit, nadelig effect op de luchtkwaliteit, afname van waterkwaliteit en biodiversiteit, sociale overlast en fysieke gevolgen voor infrastructuur. Met maatregelen om het SHE te beperken heeft dit positief gevolg voor al deze negatieve effecten.

Huijnen en Vliet, 2009]

34

Samengevat Afhankelijk van leeftijd en fitheid van lichaam en geest kan er hittestress worden ervaren. Hierbij kunnen allerlei fysieke klachten optreden als hitteberoerte en misselijkheid. Daarnaast is de nachtrust van mindere kwaliteit, hetgeen resulteert in een verhoogd aantal ziekenhuis opnames en verminderde arbeidsproductiviteit. Risicogroepen zijn ouderen, kinderen en mensen die in de openbare ruimte werken.

Niet alleen heeft de hitte direct invloed op het menselijk lichaam, ook de natuur past zich aan. Bijvoorbeeld is er bij een gemiddeld hogere temperatuur sprake van langere perioden met pollen in de lucht die voor mensen met een allergie meer klachten oplevert. Insecten overleven ook langer in het seizoen, waardoor bijvoorbeeld teken iedere jaar meer mensen besmetten met de ziekte van Lyme.

[Brandsma ,2011]

De toename van het energie verbruik is 2-4% per graden verhoging temperatuur.

• Ook energie centrales krijgen het moeilijk met hogere temperaturen. De temperatuur van het oppervlakte water stijgt namelijk. Electriciteitscentrales hebben constante toevoer van koelwater nodig om electriciteit op te wekken. Als de watertemperatuur hoger is dan 23°C komt de centrale in gevaar. Verdere opwarming zal ertoe leiden dat koelwaterbeperking toeneemt. Hierdoor neemt de reservecapaciteit van de centrale af. Dit terwijl juist tijdens hittegolven meer energie nodig is (airco’s, koelkasten etc.). In

Economische en commerciële belangen Grote commerciële bedrijven weten precies wat ze moeten doen om het koopgedrag van de consument in de winkel te beïnvloeden. Zo stelt het bedrijf Cool Air Nederland: “Het koopgedrag van consumenten wordt gevormd door (onbewuste) emoties. Voor winkeliers is het daarom uitermate belangrijk om rekening te houden met omstandigheden die de koopbeleving van een winkelbezoeker gunstig beïnvloeden.

Omgevingsfactoren zijn altijd direct merkbaar en

beĂŻnvloeden ons zowel positief als negatief.â&#x20AC;?

Licht en temperatuur hebben invloed op het gedrag van de consument. In de winkels is daar vaak goed aandacht aan besteed.

Weertrends Niet alleen het klimaat in de winkel heeft invloed, ook het weer is van invloed op koopgedrag. Waar bij slecht weer de winkels leeg blijven, stromen de webwinkels juist vol. Met slecht weer wordt regen en kou bedoeld, want dat komt het meest voor in Nederland.

Verondersteld wordt dat bij hittegolf er geen prettig klimaat heerst om er op uit te trekken en je te begeven in een verzengende hitte op de parkeerplaats van het winkelcentrum. Daarnaast wordt men blootgesteld aan verschillende momenten van temperatuurshock; uit de coole auto de hete buitenlucht in en vervolgens weer de ge-airconditionde winkel in. Deze vorm van discomfort kan er toe leiden dat in de zomer minder mensen naar de winkel gaan en minder behoefte voelen om een rondje door het winkelcentrum te maken vanwege de hitte. Het gevolg is dat de winkelier hier economische schade van ondervindt en erbij gebaat is hittestress rondom het winkelcentrum zoveel mogelijk te beperken.

Samengevat Het verhoogd aantal ziekenhuis opnames en de toename van het energieverbruik zorgt voor een grote kostenpost voor de samenleving. Als het thermisch comfort verbeterd kan worden door een goede inrichting van de buitenruimte kan dit een enorm economisch voordeel opleveren. Op plaatsen waar een prettig thermisch comfort aanwezig is, is het aantrekkelijke om te verpozen. Dit inzicht kan worden ingezet

om bedrijventerreinen en dan met name de woon-/ winkelboulevards zodanig in te richten dat men zo min mogelijk wordt blootgesteld aan hittestress of een temperatuurshock als men uit de auto stapt. De doelgroepen van woon-/winkelboulevards zijn mensen uit alle bevolkingslagen, waaronder de risicogroepen. Het economisch voordeel treed hier op wanneer men niet wegblijft bij een hittegolf.

35

Figuur 17 Het resulaat aan mogelijke maatregelen tegen hittestress op bedrijventerreinen

H.4 Hittemitigerende maatregelen Al vele jaren wordt er onderzoek gedaan naar hittemitigerende maatregelen in de buitenruimte. Met name in de warmere gebieden van Noord Amerika is men zeer bedreven aan de slag gegaan om het hitteprobleem te bestrijden. Sinds de klimaatopwarming op de agenda staat is bij de meeste andere landen ook de urgentie gestegen om toekomstige hitte in de buitenruimte te onderzoeken en te bestrijden. Sinds Prinsjesdag in september 2014 wordt iedere Nederlandse stad geacht een klimaatstresstest uit te voeren. Hittebestrijding is in deze test een van de onderdelen. Het huidige onderzoek naar hittemitigerende maatregelen in zowel binnenals buitenland heeft inmiddels al een breed scala aan toepassingen opgeleverd. In dit hoofdstuk worden deze toepassingen toegelicht.

4.1 Wetenschappelijke onderbouwing

In Nederland is het hitteprobleem nooit urgent genoeg geweest om diepgaand onderzoek naar te doen. Maar met het introduceren van de klimaatstresstest als onderdeel van het nieuwe deltaprogramma op Prinsjesdag 2014 en de verontrustende klimaatscenario’s van het KNMI, heerst er nu toch een hoog urgentiegevoel om de hitteproblematiek in de stad te bestrijden. Tijdens themadagen, congressen en dergelijke bijeenkomsten staat het bestrijden van hittestress inmiddels op de agenda. Er komt geld vrij om onderzoeken te starten. Personen en bedrijven met uiteenlopende

disciplines komen samen om het hitteprobleem te onderzoeken en te bestrijden. Instellingen en bedrijven die zich momenteel met deze problematiek bezig houden, zijn bijvoorbeeld de waterschappen en provincies, maar ook commerciële bedrijven als Alterra, TNO en Dura Vermeer.

Uit alle reeds beschreven onderzoeken zijn veel praktische, goed toepasbare maatregelen naar voren gekomen. Zo zijn er tools ontwikkeld die de mogelijkheden van adaptatiemaatregelen op een rijtje zetten. Twee verschillende tools zijn de climate app [climateapp.nl] en de ontwerptool van Atelier GroenBlauw [www. http:// www.groenblauwenetwerken.com/design-tool/].

In de tools kun je via menu’s de situatie en het doel van je maatregelen kiezen. Hier volgt direct een overzicht met alle adaptatiemaatregelen uit die individueel bekeken kunnen worden. De maatregelen staan hierin in volgorde van effectiviteit. Dit onderzoek gaat over hittestress op bedrijventerreinen, waarmee de tools als zodanig zijn ingevuld. Bij de climateapp volgt er een overzicht van 45 adaptatiemaatregelen en bij de ontwerptool van Atelier BlauwGroen 13 (zie figuur 17).

Deze maatregelen worden verderop in dit hoofdstuk beschreven. Echter blijkt dat bij veel van de maatregelen dat de wetenschappelijke onderbouwing ontbreekt. In de conclusies van vele onderzoeken wordt aangegeven dat de uitkomsten een te grote variatie

kennen om er zeker te zijn dat de maatregel het gewenste effect oplevert. Gezien de complexiteit van de atmosfeer waarin we leven, is het ook niet verwonderlijk dat metingen veel variatie kennen. Bijna alle in dit hoofdstuk beschreven onderdelen beïnvloeden elkaar dan ook weer onderling. Daarnaast blijken sommige maatregelen op macroschaal geen effect te hebben maar op microschaal juist weer wel.

Ook kan een maatregel een gewenst effect hebben op het tegengaan van hittestress, maar juist andere problemen verergeren, zoals bijvoorbeeld de hoeveelheid fijnstof in de lucht wanneer men in een drukke straat te veel bomen plaatst.

Met ieder onderzoek dat naar het onderwerp hittestress uitgevoerd is, komt veel nieuwe en interessante informatie naar voren. Echter blijkt ook dat de samenhang van alle factoren die invloed hebben op hittestress dermate ingewikkeld is dat er met de huidige wetenschap (nog) geen mogelijkheid is gevonden om dit probleem te bestrijden met een eenduidig model of plan.

37

4.2 De rol van groen bij hitte

Uit onderzoek is gebleken dat de meest effectieve maatregel, met betrekking tot het reduceren van oppervlakte- en luchttemperaturen, het beperken van het percentage verhard oppervlak is. [EPA Basics, 2008] Het wegnemen van dit verharde oppervlak kan, ongeacht de nieuwe invulling, een temperatuurdaling van 8.6˚C met zich meebrengen. Een groene inrichting, variërend van gras tot bodembedekkers en van hagen tot bomen, is gezien een drietal factoren de meest succesvolle invulling van deze onverharde vlakken. Deze factoren zijn; hitte uitstraling, evapotranspiratie en schaduwvorming. De hitte uitstraling van groen is afhankelijk van drie losse factoren, namelijk het albedo, warmtegeleiding en de emissiviteit.

38

Groen heeft over het algemeen een hoger albedo, wat inhoudt dat het meer zonlicht weerkaatst, zodat deze niet omgezet kan worden in warmte. Het grootste ver-

Figuur 18 Energiebalans van een blad

schil is echter dat groen, in verhouding tot stenige materialen, in een hele lage mate in staat is om warmte op te nemen, waardoor er simpelweg minder warmte gegenereerd wordt (figuur 18). Dit komt onder andere door verdamping. Voor het verdampen van water wordt energie verbruikt. Deze energie wordt geleverd door zonnestralen. Doordat de energie van deze zonnestralen verbruikt wordt voor verdamping, in plaats van voor het genereren van warmte, kan het niet meer zorgen voor hittegeneratie (figuur 20). Bijkomend effect van deze verdamping is dat het zorgt voor een verhoging van de luchtvochtigheid.

schil in luchtvochtigheid tussen blad en lucht. Door de geringe verdampingsmogelijkheden binnen het stenige stedelijke milieu is de luchtvochtigheid veelal laag en de mate van verdamping zal dan ook groot zijn.

Verdamping is voor de plant noodzakelijk om warmte aan de bladeren te onttrekken, dus om zich te koelen.

Van de wateropname wordt gemiddeld slechts 10% vastgelegd in biomassa, de rest wordt verdampt. Het verbruik van energie van de zonnestralen, in combinatie met de stijging van de luchtvochtigheid kan zorgen voor een temperatuurdaling van 2 tot 5˚C (figuur 19 en 20). Het verschil qua emissiviteit van stenige materialen en groen is verwaarloosbaar. Simpel gezegd komt het er op neer dat hoe meer bladmassa de vegetatie heeft, hoe groter de koelende werking. [Jager et al. 2014]

Als groen verdampt, geeft dit waterdamp af aan de omgevingslucht, via de huidmondjes van het blad. In de huidmondjes is de lucht altijd verzadigd met waterdamp (100% luchtvochtigheid). De omgevingslucht is altijd droger dan de lucht in deze holtes. Het waterverlies door de bladeren wordt bepaald door het ver-

Groene maatregelen We beperken ons hier tot de groene maatregelen die eventueel realisatisch toepasbaar zijn in een woon-/

Figuur 19 De weerkaatsing van straling tegen de gebouwen en de verharding zorgen voor een hogere temperatuur.

Figuur 20 De bladeren van de bomen zetten zonnestraling om in latente energie en geeft een verkoelend effect.

winkelboulevard waar parkeren en logistiek van personen en voertuigen de hoofdfuncties zijn. Hierdoor vallen maatregelen als bomenvelden, wadi’s en grasvelden af. Sommige hierna beschreven maatregelen verminderen het aantal parkeerplaatsen en zijn om die reden twijfelachtig geschikt.

Bomenlaan Hitte is beter te voorkomen dan te genezen. In dit kader biedt een bomenlaan uitkomst. Bomen vangen warmte op en zorgen voor schaduw (figuur 21). Ze zorgen voor lokale verlaging van de luchttemperatuur door omzetting van zonne-energie in verdamping.

Bij een bomenlaan moet een afweging worden gemaakt tussen de voordelen van schaduwwerking en verkoeling door verdamping enerzijds en de verslech-

tering van de luchtkwaliteit door een verminderde ventilatie. Hierbij is de verkeersintensiteit ter plaatse bepalend.

Hagen Hagen bieden schaduw voor de gebruikers, afhankelijk van de hoogte. Doordat hagen zonnestraling opnemen warmt de lucht minder op dan wanneer dit oppervlak verhard zou zijn. In hagen vindt verdamping plaats, dat bijdraagt aan een lagere luchttemperatuur. Te hoge hagen kunnen een verkoelende wind anderzijds ook weer belemmeren.

Bij hoge hagen moet rekening gehouden worden met een verminderd zicht waardoor de verkeersveiligheid verslechtert.

Figuur 21 Luchttemperatuur op voetgangershoogte (2 m boven de grond) waarbij de bovenste situatie een straat zonder een bomenrij en de onderste situatie de aanpassing met een bomenrij. De bomenrijen zijn weergegeven als zwarte rechthoeken.

Groene gevels Uit simulaties blijkt dat het toepassen van groene gevels resulteert in relatief lage reducties in de luchttemperatuur in de straat: gemiddeld 0,1°C en maximaal 0,3°C [Gromke et al., 2014]. Het effect van groene gevels op de buitentemperatuur is sterk afhankelijk van de type groene gevel, maar voor elk geveltype geldt dat het effect alleen heel dicht bij de gevel is waar te nemen. In een studie in Singapore waarbij is gekeken naar verschillende groene gevels, blijkt dat het groen op zo’n 30 cm van de gevel een verlaging van zo’n 2˚C geeft [Wong et al 2010]. Hierbij blijken de gevels met een goede substraatlaag het meest effectief.

Groene daken Het toepassen van groene daken in simulaties resulteerde niet in een merkbare reductie van de luchttemperaturen op straatniveau in de straat [Gromke et al., 2014]. Over het algemeen waren de koeleffecten beperkt tot een afstand van enkele meters van de vegetatie. Deze resultaten zijn in goede overeenkomst met gemeten temperatuurverschillen in eerdere studies.

Samengevat Samengevat heeft met name het plaatsen van bomen (door het toevoegen van schaduw) langs de straat een positief effect op de fysieke condities van thermisch comfort, namelijk lucht- en stralingstemperatuur. Een significant deel van inkomende kortgolvige straling wordt door groen omgezet in energie voor evapotranspiratie; door de verdamping van water wordt deze energie niet meer vertaald in stijging van de luchttemperatuur in de stad. Straatbomen zijn een effectief middel om thermisch comfort in bestaande straten met veel zonsinval te verbeteren. Maar straatbomen zijn

39

ook niet overal nodig; afhankelijk van de oriëntatie van de straat of het straatprofiel (hoogte-breedte verhouding) kunnen ook de gebouwen zelf voor schaduw van passanten zorgen. In straten met hoge verkeersdrukte kunnen te veel bomen door het dichte kroondak juist een negatieve werking hebben: de boomkronen veroorzaken dan een ‘tunneleffect’ waardoor lucht niet kan circuleren en de uitlaatgassen in het straatprofiel blijven hangen.

4.3 De rol van water bij hitte

40

Logischerwijs zal men verwachten dat water een positief effect heeft op de verdamping en in die zin bijdraagt aan afkoeling van de atmosfeer. Uit metingen in Nederland is echter gebleken dat er geen verband bestaat tussen de hoeveelheid oppervlaktewater zichtbaar vanuit de lucht en de gemeten temperatuur op leefniveau [Steeneveld, Koopmans et al. 2011]. In hetzelfde onderzoek werden metingen gedaan op 5 meter boven straatniveau, een kanaal en een groenstrook. Op dat niveau was er ook geen meetbaar verschil tussen de verschillende soorten oppervlakte.

pervlak waarover de wind ongehinderd kan waaien (zie figuur 22). Overdag kan deze natuurlijke ventilatie een gunstige invloed hebben op het thermisch comfort gedurende warme dagen. Het uiteindelijke effect van open water hangt dan ook sterk af van de dimensionering (oppervlakte, diepte), de ligging ten opzichte van de windrichting en de ligging ten opzichte van gebouwen en andere structuren in de omgeving.

Stilstaand water in de zon Stilstaand water in de zon kan negatieve gevolgen hebben voor het stedelijk hitte-eilandeffect. De temperatuur van het water stijgt overdag door de binnenkomst van straling. Door de hoge warmtecapaciteit staat het water zijn warmte slechts langzaam af, dit gaat zelfs trager dan de rest van de stad. Hierdoor ontstaat een situatie waarbij het water vooral ‘s avonds en ‘s nachts warmte afstaat aan de stad.

Uit onderzoek van Deltares ‘Invloed stedelijk oppervlaktewater op omgevingstemperatuur’ in 2011 is gebleken dat water zeer beperkt verkoelende effecten heeft op haar omgeving. Alleen direct boven het wateroppervlakte heeft men een significant lagere temperatuur gemeten ten opzichte van de omgeving. Dit was zo’n 6 graden lager. Wanneer men 0.5 meter boven het wateroppervlakte meet blijkt dat de omgevingstemperatuur een grote invloed heeft en wordt het temperatuursverschil beperkt tot maximaal 0.5 graden celcius.

Echter, grote wateroppervlakken vormen ook een opFiguur 22 De wind heeft vrij spel over het grote wateroppervlak

Stilstaand water in de schaduw Wanneer stilstaand water zich de gehele dag in de schaduw bevind zal de opwarming minimaal zijn. Daarnaast is de hoeveelheid verdamping minder, overdag kan het water nog minder koelte produceren voor de omgeving, maar ’s avonds hoeft het water ook minder af te koelen.

Blauwe maatregelen We beperken ons hier tot de blauwe maatregelen die eventueel realisatisch toepasbaar zijn in een woon-/ winkelboulevard waar parkeren en logistiek van personen en voertuigen de hoofdfuncties zijn. Om deze reden valt het creëren van een groot wateroppervlakte af.

Stromend water Wanneer water beweegt ontstaat menging van verschillende waterlagen. De opwarming van het water verloopt hierdoor een stuk langzamer. Stromend water zal in de loop van de dag minder opwarmen, waardoor het ’s nachts maar weinig of zelfs geen warmte kan afstaan aan de stad. Overdag zal het waarschijnlijk op microniveau koelte produceren voor de omliggende gebieden. Doordat de temperatuur vlak boven het water kouder is dan in de omliggende gebieden.

Verneveling De meest effectieve manier om water een verkoelend effect te laten hebben op de omgeving en daarmee het thermisch comfort van de mens te verbeteren, is verneveling (figuur 23). Verneveling kennen we in Nederland in principe slechts bij fonteinen in een stad of dorp. Het water dat naar beneden valt wordt gedeeltelijk meegenomen door de luchtstroom waardoor er in de omgeving van de fontein verneveling optreed.

Figuur 23 Watervernevelingsinstallatie

Het vernevelde water komt direct in contact met de huid en verkoelt deze aanzienlijk. In warme steden in het buitenland ziet men op de terassen of elders waar mensen in grotere getale samenkomen dan ook vaak vernevelaars hangen (figuur 23). Momenteel vinden er onderzoeken plaats om verneveling in grote schaal toe te passen.

Samengevat Water heeft op zichzelf slechts zeer beperkt een positieve invloed op het thermisch comfort van de mens in de stad. Als we de mogelijke blauwe maatregelen vertalen naar een woon- /winkelboulevard vallen de ruimte innemende waterpartijen eigenlijk al af vanwege de noodzaak aan parkeerplaatsen en logistieke vervoerseenheden. De enige realistische en effectieve mogelijkheid is het toepassen van verneveling. Alhoewel er momenteel studies gaande zijn dit op grote schaal toe te passen lijkt deze maatregel nu al toepasbaar voor een woon- /winkelboulevard.

4.4 De rol van wind in het stadsklimaat

Voor wind in de stad moet gekeken worden naar de aanwezige wind, windbanen, mogelijke windbanen en windblokkades. De gemiddelde gemeten windsnelheid in de stad is aanzienlijk lager (40-65%) dan in het rurale gebied. Vooral tijdens zomerse dagen is het ontbreken van luchtstroming ongunstig voor het thermisch comfort.

Algemeen Wanneer gekeken wordt naar onderzoeksdata, kan gezegd worden dat de overheersende windrichting zuidwest is, zoals te zien is in figuur 24. Daarnaast is te zien dat vooral de zuidwestelijke winden vrij sterk zijn.

Dit past in de theorie van de atmosferische circulatie, waarbij in onze omgeving de zogenaamde westerlies voorkomen. Zuidwestelijke winden die warme lucht transporteren van de subtropische hogedrukgebieden, rond 30° Noorderbreedte, naar de subpolaire lagedrukgebieden, rond 60° Noorderbreedte. Deze sterke winden kunnen op plekken waar mensen ermee in contact komen als onaangenaam worden ervaren.

Warme dagen Een vergelijkbare analyse is gemaakt van de windrichtingen op dagen dat de maximum temperatuur boven de 25° Celsius uitkomt. Op dit soort dagen kan een sterk stedelijk hitte-eiland worden verwacht. Dit hangt van meer omstandigheden af dan alleen de temperatuur waardoor er geen direct causaal verband is. Toch geeft het een indicatie van de omstandigheden tijdens een stedelijk hitte-eiland. Tijdens deze warme dagen is de zuidwestelijke wind veel minder sterk aanwezig, er is zelfs een overheersende windrichting vanuit het oosten zichtbaar (figuur 25). De noordoostelijke en zuid-

41

westelijk winden zijn in deze situatie het sterkst, maar een stuk minder sterk dan over het algemeen gezien.

In de zomer is het in het binnenland van Europa, waar een landklimaat heerst, een stuk warmer dan in onze omgeving, waar we veel invloed ondervinden van de oceaan en zeeën. Wanneer we in de zomer te maken krijgen met een (noord)oostelijke windstroming wordt de warme lucht van het Europese binnenland langzaam onze kant op geduwd, de temperatuur kan in dat geval flink oplopen. Er moet gezegd worden dat de hoeveelheid beschikbare data beperkt is, er zijn slechts 900 dagen dat de maximum temperatuur boven de 25˚C komt. Het beeld is dan ook een stuk onregelmatiger dan wanneer er meer data beschikbaar is.

42

Turbulentie Wanneer hoogteverschillen tussen gebouwen groot zijn, ontstaat er turbulentie rond de hoogste gebouwen. Afhankelijk van de vorm en positionering van het gebouw ten opzichte van de windrichting kan er op verschillende plaatsen rond het gebouw een versterking of afzwakking van de wind plaatsvinden (figuur 28). Dit kan, zelfs in het beschutte centrum van een stad, op straatniveau gevoeld worden. Langdurig verblijf in deze gebieden, zoals een terrasbezoek, zal niet aangenaam zijn.

Figuur 24 Van iedere windrichting is de frequentie bepaald in de periode 1962-2011.

Wind maatregelen Door het effect van wind mee te nemen in de structuurvisie van een stad kan met windmaatregelen het effect van de SHE een stuk beperkt worden. Bijvoorbeeld door het toepassen van koelewindcorridors.

Figuur 25 Van iedere windrichting is de frequentie bepaald voor de dagen met een maximum temperatuur hoger dan 25 graden in de periode 1962-2011.

de afstand tussen de coolspot en hotspot en identificatie van bestaande windroutes, evenals uitgebreide windsimulaties en andere studies, is nodig om de koelewindcorridors in detail te kunnen ontwerpen.

Samengevat Dat wind in de stad een verkoelend effect heeft op het thermisch comfort staat vast. Echter is het sturen van wind op stadsniveau dermate complex dat realistische maatregelen even op zich laten wachten. Waar nu al wel mee geëxperimenteerd kan worden is het positioneren van gebouwen zodat deze tijdens een hittegolf periode, dus wanneer de wind vanuit het noord-oosten komt, voor een koelewindcorridor kan zorgen. Een voorbeeld hiervan is weergegeven in figuur 27. In de volgende paragraaf gaan wie hier verder op in.

Figuur 26 Het stedelijke ‘pluim’ effect.

4.5 Stedelijke structuur

De stedelijke structuur heeft veel invloed op de warmte die blijft ´hangen´ in een stad. De straatbreedte en gebouwhoogte verhouding hebben namelijk effect op de binnenkomende straling, wind, Sky-View-Factor en albedo.

Figuur 27 Koelewindcorridors

Figuur 28 Effect van plaatsing gebouwen op de windstromen

Koelewindcorridors Koelewindcorridors kunnen ervoor zorgen dat de koele lucht van coolspots die net buiten de stad liggen wordt getransporteerd naar hotspots binnen de stad.

Het zogenaamde ‘urban plume-effect’ kan helpen koele lucht van koele plekken naar warme plekken te ver-

plaatsen, zoals te zien in figuur 26. Eerdere studies voor grote buitenstedelijke parken tonen aan dat groene gebieden tot op grote afstand een koelend effect kunnen hebben: tot 4 kilometer van het park voor Seoul en tot 2 kilometer in het geval van het 500 hectare grote Chapultepec Park in Mexico City. Meer informatie over

Voor wind is het belangrijk te kijken naar de positionering van gebouwen ten opzichte van de overheersende windrichting. Gebouwen die haaks op de windrichting staan veroorzaken de meeste problemen met wind, zie figuur 28. Er ontstaat een luchtzak voor het gebouw, waarin relatief veel wind kan worden verwacht. Achter het gebouw ontstaat een beschut gebied, hier is bijna tot geen wind, verder van het gebouw komt er steeds meer wind bij.

Wanneer gebouwen met een hoek naar de windrichting geplaatst worden ontstaan grotere en sterkere windstromingen op de hoeken en wordt het beschutte

43

Figuur 29 Het streetcanyoneffect, straling kan worden geabsorbeerd door gebouwen eromheen, waardoor het albedo van de straat wordt verlaagd.

gebied kleiner. Brede gebouwen, gebouwen die breder zijn dan hoog, hebben een groter beschutgebied dan smalle gebouwen. Daarnaast komt dat brede gebouwen relatief kleine en zwakke luchtstromingen op de hoeken hebben.

Het albedo van de stad als geheel wordt verlaagd door het streetcanyoneffect. Licht dat binnenkomt aan de bovenkant van de stad, komt terecht in een zogenaamde streetcanyon, een kloof met aan twee of meer zijden bebouwing. In deze kloof kan straling op verschillende zijden terecht komen en geheel of gedeeltelijk geabsorbeerd worden in de kloof (figuur 29). Het effectieve albedo, het albedo van de gehele straat, wordt hierdoor verlaagd.

Een andere factor die meespeelt is de snelheid waarmee warmte afgestaan kan worden aan de atmosfeer.

Hoe sneller dit warmtetransport gaat, hoe kleiner het stedelijk hitte-eilandeffect kan worden. Dit warmtetransport is afhankelijk van de hoeveelheid atmosfeer die beschikbaar is om hitte aan af te staan. Hiervoor is de Sky-View-Factor (SVF) een goede indicatie. De SVF is het percentage van de lucht dat zichtbaar is vanaf het midden van een straat. Hoe meer hoogbouw, hoe kleiner de zichtbare hoeveelheid lucht en hoe moeilijker het is om warmte kwijt te raken (figuur 30). [Harst M,

44

2011]

Figuur 30 De Sky View Factor wordt kleiner naar mate gebouwen de hoger zijn, waardoor warmte kan blijven hangen.

Samengevat De structurele opbouw van een stad speelt een grote rol bij het thermisch comfort. Tijdens het stedelijk ontwerp wordt er in Nederland zelden tot nooit rekening gehouden met hitte in de stad. Hierdoor hebben veel steden nu grote potentiele ´hot-spots´ wanneer de temperatuur in de toekomst gaat stijgen. Het wijzi-

gen van bestaande ´hot-spots´ is erg moeilijk vanwege grote kosten die daar mee gepaard gaan. Voor toekomstige winkel- en woonboulevards kan er wel rekening mee gehouden worden. Door hier tijdens het ontwerp al aandacht aan te besteden kunnen ´hot- spots´ vermeden worden. Dit zal een positief effect hebben op het thermisch comfort van de mens.

4.6 Psychologische invloeden

Groene tuinen tonen een significant positieve invloed op de temperatuurbeleving van passanten (zie figuur 31 en 33). Door het zien van groene elementen op verschillende hoogtes (lage bodembedekkers, hagen, boomkronen) wordt hitte draaglijker bevonden en waardeert men straten meer vanuit esthetisch oogpunt.

Uit een ander onderzoek van Klemm et al. is gebleken dat een groene omgeving, zoals een straat met veel bomen, voortuinen of parken, in vergelijking met een wateroppervlakte, ook meer bijdraagt aan het comfort. In dit onderzoek werden mensen tijdens een hete dag gevraagd op welke locatie zij zich het meest comfortabel zouden voelen. In 59,4 % van gevallen werd gekozen voor een groene omgeving ten opzichte van 24,4 % voor een waterige omgeving en 15,2 % een bebouwde omgeving.

Wanneer groen geen optie is in het ontwerp, is de keuze van het materiaal ook van invloed op de temperatuurbeleving. Materialen die bijvoorbeeld een koude uitstraling hebben zijn staal, glas, beton, marmer, email en tegels. Zicht op deze materialen geeft de mens een psychologisch voordelig effect op het thermisch comfort tijdens hittegolven.

Samengevat Materialen als hout, zandsteen en baksteen (niet toevallig veel voorkomende materialen in het Nederlands stedelijk ontwerp) geven psychologisch gezien juist een warme uitstraling op de mens.

Kleur is ook een manipulatiemiddel voor het oproepen van koele of warme microklimaatassociaties. Kleuren als rood, oranje en geel geven een warme uitstraling (figuur 34), terwijl, grijs, blauw en wit een koele uitstraling geven (figuur 32).

Figuur 31 Invloed van op temperatuurbeleving

Figuur 32 Stenige omgeving zal niet als prettig worden ervaren.

45

Figuur 33 Groen heeft een positief effect op de temperatuurbeleving.

Figuur 34 Kleurgebruik in een stenige omgeving kan toch de temperatuurbeleving positief be誰nvloeden.

Figuur 35 Materialen die veel voorkomen in de openbare ruimte met de albedowaarden

H.5 Effect materiaal op thermisch comfort Om het effect van materiaal op het thermisch comfort in het juiste kader te plaatsen is het belangrijk te begrijpen over welk natuurkundig verschijnsel we het hier precies hebben. Thermisch comfort wordt namelijk bepaald aan de hand van directe en indirecte indicatoren. Het onderzoek in dit rapport richt zich op de directe indicatoren die bestaan uit luchttemperatuur, luchtvochtigheid en windsnelheid. In hoofdstuk 4 zijn de indicatoren luchtvochtigheid en windsnelheid aan bod gekomen. Het effect van materiaal op het thermisch comfort beperkt zich tot de luchttemperatuur.

5.1 Soorten straling

De grondslag van alle thermische processen op aarde is de inkomende straling van de zon. Deze straling kan in verschillende gedaantes terecht komen op een persoon en van invloed zijn op het thermisch comfort (figuur 36), afhankelijk van het moment op de dag (figuur 39). Wanneer zonlicht direct door de atmosfeer op een persoon op aarde terecht komt, noemt men dit ‘directe kortgolvige straling’. Dit kan gebeuren op een kraakheldere dag zonder enige bewolking. Wanneer zonlicht door een wolkendek heen straalt, wordt het zonlicht diffuus en noemt men dit dan ook ‘diffuse kortgolvige straling’. Wanneer men zich bevindt in een stad met een lage Sky-ViewFactor dan zal een gedeelte van het zonlicht dat de

persoon bereikt ook diffuus raken vanwege de vele weerkaatsingen tussen de gebouwen. Indien zonlicht direct na contact geweerkaatst wordt naar een persoon noemt men dit ‘gereflecteerde kortgolvige straling’. Bij dit laatste speelt de factor albedo een grote rol.

de mate waarin warmtestraling wordt opgenomen (absorptie) en de mate waarin warmte wordt afgegeven (emissiviteit).

Een gedeelte van het zonlicht wordt echter ook geabsorbeerd door het materiaal waarop het terecht komt. Het materiaal warmt hierdoor op en straalt deze warmte later weer uit naar zijn omgeving. Deze straling noemt men ‘langgolvige straling’. Het vermogen van een materiaal om opgenomen warmte weer af te staan aan de omgeving in de vorm van langgolvige straling noemt men emissiviteit.

Bij het uitstralen van warmte, zoals alle objecten doen, zijn er dus drie processen van betekenis: de mate waarin zonlicht wordt gereflecteerd (albedo),

47

Figuur 36 Stralingsprocessen die van invloed zijn op het thermisch comfort

5.2 Samenhang van processen

Wanneer energiestralen het oppervlak van een object raken, zal de absorptie van deze stralen leiden tot temperatuurstijging in dat object. Door middel van conductie (warmtegeleiding) zal de warmte zich verspreiden door het object. Al naar gelang de warmtecapaciteit (absorptie) zal een object op een gegeven moment zijn maximum bereikt hebben en de geabsorbeerde warmte weer af willen staan aan de omgeving.

Stralen die niet worden geabsorbeerd, worden teruggekaatst/ gereflecteerd. Er is een 1 op 1 relatie tussen reflecteren en absorberen. Een oppervlak van 90% emissiviteit heeft een corresponderende absorptie van 90% en een reflectie van 10% (en een oppervlak met 3% emissiviteit heeft dus een corresponderende absorptie van 3% en een reflectie van 97%).

48

5.3 Infrarode straling

De zon straalt door miljoenen kilometers ruimte energie naar de aarde in o.a. licht, maar voornamelijk in zogeheten infrarode stralen, warmtestralen. Deze stralen ‘reizen’ door welke ruimte dan ook en kunnen afkomstig zijn van allerlei warmtebronnen, maar in de buitenruimte komen deze stralen hoofdzakelijk vanaf de zon zelf. Zichtbare straling is ‘licht’, maar de meeste straling is onzichtbaar voor het menselijk oog (figuur 38). Er is zelfs slechts maar een beperkt gebied aan zichtbaar licht (paars, blauw, groen, geel, oranje en zichtbaar rood). Ongeveer de helft van de straling van de zon bevindt zich in het infrarode spectrum en is dus niet zichtbaar voor het menselijk oog.

5.4 Nieuwe ontwikkelingen

Over het algemeen kan worden gesteld dat donkere kleuren een laag albedo hebben (en dus veel

Figuur 37 Verfcoating toegepast op een asfaltlaag

warmte absorberen) en lichte kleuren een hoog albedo. Daarnaast kan ook worden gesteld dat doďŹ&#x20AC;e materialen een laag albedo en glanzende of spiegelende materialen een hoog albedo hebben. Bij deze vuistregels wordt echter alleen rekening gehouden met het zichtbare licht en niet met het voor de mens onzichtbare licht zoals het infrarode licht.

ker, maar hebben een relatief hoog albedo. Het lijkt erop dat dit een toepasbare manier kan zijn om hitte in de stad te bestrijden zonder alleen gebruik te hoeven maken van lichte gekleurde en hoogglanzende materialen. De ontwikkelingen van deze materialen zijn in volle gang. Er is momenteel nog weinig te vinden over de exacte eigenschappen van deze materialen.

Materialen Bij conventionele materialen als in figuur 35 kan worden gesteld dat de absorptie in het zichtbare licht overeenkomt met de absorptie in het infrarood. Echter de afgelopen jaren zijn er materialen in ontwikkeling die een donkere kleur hebben, maar die in het infrarood geen straling absorberen. Deze materialen ogen don-

Coatings In Tokyo Japan onderzoekt men momenteel de toepasbaarheid van een zeer interessante coating. De werking van de coating is ongeveer hetzelfde als die bij de hiervoor beschreven nieuwe materialen. De coating zorgt er namelijk voor dat het voor de mens zichtbare licht opgenomen wordt in het materiaal en dat het

niet zichtbare infrarode licht juist wordt teruggekaatst (figuur37). Hierdoor warmt het materiaal waarop de coating aangebracht is minder op. Wel reflecteert het meer, het albedo wordt dus verhoogd, wat het thermisch comfort negatief zou kunnen beĂŻnvloeden. Maar de eerste tests wijzen uit dat personen minder thermische stress ervaren op materialen waar deze coating op aangebracht is. Theoretisch gezien zou deze coating op allerlei veschillende materialen toegepast kunnen worden. In de reeds uitgevoerde tests is gebruik gemaakt van een veel gebruikt type asfalt in Japan. figuur 37 legt het werkende principe van de coating schetsmatig uit.

49

Figuur 38 Stralingsspectrum van zonnestraling

Figuur 39 Kracht van de zon gedurende de dag

5.5 Invloed materiaaleigenschappen op afgifte warmte

Albedo coëfficiënt

Er zijn een aantal materiaaleigenschappen van belang voor het berekenen van de warmte-afgifte aan de omgeving. De belangrijkste factoren zijn: • Albedo • Emissiviteit • Warmtecapaciteit • Warmtegeleidingscoëfficiënt (λ)

50

Van veel homogene materialen zijn bovenstaande gegevens bekend en te vinden in tabellen. Bij samengestelde producten zoals deze op de commerciële markt te verkrijgen zijn is deze informatie niet of nauwelijks te bekend, zelfs niet bij de bedrijven die de producten aanbieden. Wel zouden deze samengestelde productenweer berekend kunnen worden indien de samenstelling exact bekend is.

Albedo Materialen met een hoog albedo reflecteren de straling van de zon direct terug, dit kan in een coëfficiënt worden weergegeven (figuur 40). Omdat een materiaal nooit 100% van de straling reflecteert neemt de waargenomen warmte van de gereflecteerde straling af. Een gedeelte wordt namelijk geabsorbeerd door het materiaal. Op het heetst van een dag, in Nederland tussen 12:00 uur en 15:00 uur, kan de gereflecteerde straling voor een onaangenaam thermisch comfort zorgen wanneer deze op de persoon terecht komt. Op dat moment zou absorptie van straling in het materiaal voordeliger zijn voor het comfort. Na 17:00 uur is de straling in Nederland al weer meer dan gehalveerd en zal gereflecteerde straling minder impact hebben op het thermisch comfort.

Figuur 40 Albedo coëfficiënt van materialen uit de openbare ruimte

Emissiviteits coëfficiënt

Emissiviteit De emissiviteit van een oppervlak is de mate van effectiviteit in het uitstralen van energie als warmtestraling.

Voorwerpen van hoge temperaturen zenden zichtbaar licht uit, terwijl voorwerpen op kamertemperatuur infrarood licht uitzenden.

De hoeveelheid warmte die een bepaald oppervlak van een bepaald materiaal uitstraalt, wordt berekend met de Wet van Stefan-Boltzmann: Q = ε * σ * Qz * T4 Q = ε * 56,7 * 10-9 * T4

Waarbij: Q = de warmtestroomdichtheid van de straling (W/m2) ε = de emissiecoëfficiënt van het materiaaloppervlak T = de absolute temperatuur (K) σ = stralingsconstante of Boltzmann-constante (W/m2K4) Qz = de warmtestraling van het “zwarte lichaam”

De meeste materialen hebben een emissiviteitscoëffient rond de 0.9 (figuur 41). De uitzonderingen zijn gietijzer en staal, waarbij vooral gietijzer een beduidend lagere emissiviteit heeft.

Figuur 41 Emissiviteitscoëfficiënt van materialen uit de openbare ruimte

51

Warmtecapaciteit in J kg-1 K-1 Warmtecapaciteit Hoe groter de warmtecapaciteit van een bepaald materiaal hoe langer het duurt voordat dit materiaal warmte afstaat aan de omgeving. Zie grafiek ´warmtecapaciteit´ in figuur 42 voor een overzicht van warmtecapaciteit van verschillende materialen.

De warmtecapaciteit van een materiaal kan worden berekend indien de Massa en Soortelijke warmte bekend zijn. De formule hiervoor is eenvoudig: •

52

Warmtecapaciteit = Soortelijke warmte x Massa

Warmtecapaciteit wordt uitgedrukt in joule per kilogram kelvin ofwel J kg-1 K-1. Anders gezegd wordt met warmtecapaciteit de hoeveelheid warmte-energie (in J) om één kg stof één graad in temperatuur te doen stijgen berekend.

Figuur 42 Warmtecapaciteit van materialen uit de openbare ruimte

Warmtegeleidingscoëfficiënt λ

Figuur 44 Principe van het warmtegeleidingscoëfficiënt

53

Figuur 43 Grafiek waarin het warmtegeleidingscoëfficiënt wordt weergegeven van verschillende materialen

Warmtegeleidingscoefficiënt λ Ook wel thermische geleidbaarheid genoemd. De thermische geleidbaarheid is een eigenschap van een homogeen materiaal. Het geeft aan hoeveel warmte (energie in Watt) er gedurende 1 seconde door een oppervlakte van 1 m2 en een dikte van 1 m en bij een temperatuursverschil van 1 graden tussen de beide zijden door het homogene materiaal heen gaat (figuur

44). Ofwel de warmtegeleidingscoëfficiënt λ drukt uit hoeveel energie (in Watt) door een vlak van 1 m2 gaat bij een dikte van 1 m, per graad Kelvin of Celcius temperatuurverschil tussen beide zijden van het vlak. Of simpel gezegd hoe lang het duurt voordat een materiaal zijn warmte afgeeft aan de omgeving.

• hoe lager λ hoe langzamer de warmteafgifte • hoe hoger λ hoe sneller de warmteafgifte

De warmte geleidingscoëfficiënten van de verschillende materialen worden weergegeven in figuur 43.

Opvallend is dat de beste warmtegeleiders alumium, gietijzer en staal zijn en slechtste geleiders hout, naaldhout en asfalt zijn.

5.6 Materiaal invloed macro niveau

Anders dan in het eindrapport Climate Proof City’s wordt gesteld dat het albedo geen significante correlatie heeft met de oppervlakte temperatuur (zie tabel 2 p.27) zijn er in de onderzoeken van Rotterdam [Kennis voor klimaat, 2011] en Amsterdam [Hoeven, 2013] wel degelijk verbanden aangetoond. In het onderzoek van Amsterdam wordt gesteld dat in de ratio van geen verharding (0) tot geheel verhard (100) er een gemiddelde

temperatuursstijging plaatsvind van 11,6˚C en dat het verhogen van het albedo ≥ 0.3-0.5 tot een temperatuurdaling kan leiden tot maximaal 4.6˚C, dat is een daling van 40%.

Gekeken naar het terrein van het Alexandrium is gemiddeld 90% verharding aanwezig. Overige elementen zijn water en groenstroken met gras en smalle bomen.

Om een inschatting te kunnen maken hoeveel het gemiddelde albedo van het materiaal zou moeten stijgen om de temperatuur te verlagen, wordt alleen het verhard oppervlak genomen. Het gemiddelde albedo van de huidige verhardingen worden geschat op 0,22.

Conclusie en advies Conclusie is dat wanneer gekozen wordt voor een materiaal met een albedo tussen de 0.52-0.72 er een temperatuursdaling van tot 40% behaald kan worden.

Bij een verschil van 10˚C tussen Alexandrium en landelijke temperatuur kan er er een winst behaald word en van 4˚C, hetgeen betekent dat het hittestress niveau van matige hittestress teruggeschaald kan worden naar lichte hittestress.

54

Figuur 45 Optiflex van Struijk Verwo verbetert het zicht ‘s nachts door een goede reflectie van het licht.

Figuur 46 In de betonstraatstenen van Excluton zit een witte reflecterende steen verwerkt die het albedo verhoogd.

Advies Op woon-/winkelboulevard Alexandrium kan met materiaalkeuzes het hittestressniveau van bezoekers positief beïnvloeden. Op gebied van materialisering zijn een paar leveranciers begonnen met de ontwikkeling van verhardingselementen met een hoge reflectiewaarde. Er wordt in het mengsel een witte reflecterende steen verwerkt Helaas zijn hier geen albedowaardes van bekend, maar is het zeer waarschijnlijk dat ze aanzienlijk hogere albedo waardes hebben dan conventionele verhardingen. Een goede vervanger voor de conventionele betonstraatstenen. Ontharding van de parkeerplaats door grasbetonstenen is hier minder geschikt vanwege het intensieve gebruik.

Asfalt heeft relatief groot effect op de toename van hitte. Het asfalt heeft in de huidige situatie een laag albedo, van 0.1. Een goed alternatief is bijvoorbeeld beton.

Beton heeft een albedo van 0,4, omdat het veel lichter is van kleur. Een ander alternatief is een coating met goede reflectie eigenschappen over het asfalt te laten zetten. Voor het herasfalteren kan er gekozen voor een asfalt mengsel waarin een witte reflecterende steen heen zit gemalen. Ofwel door slijtage van het wegdek ofwel door de bovenstelaag van het asfalt te frezen komt de witte steen aan de oppervlakte hetgeen in het asfalt zorgt voor een hogere albedowaarde.

5.7 Toepassing materiaalgegevens op ontwerp winkel-/woonboulevard

Wanneer de gegevens over warmte-eigenschappen van verschillende materialen bekend zijn, kan er berekend worden hoeveel warmteafgifte er plaatsvindt en wanneer dit plaatsvindt tijdens een etmaal. Dit kan berekend worden tijdens de ontwerpfase en dus nog voordat de realisatie van start is gegaan.

Als we bijvoorbeeld uitgaan van de volgende situatie: • • • • • • •

Ontwerp voor woon-/winkelboulevard Ontwerpeis: er mogen geen parkeerplaatsen opgeofferd worden omwille van de hitte bestrijding Openingstijden van 9:00 uur tot 22:00 uur Er is geen schaduw Afmeting totale terrein = 24.000m2 Temperatuur overdag tot 17:00 uur = 32 graden Temperatuur om 22:00 uur = 20 graden

De warmte afgifte van de materialen moet zo laat mogelijk plaatsvinden, liefst na 22:00 uur zodat geen van de bezoekers er last van heeft. Sommige materialen kunnen alleen toegepast worden in gevels, zooals aluminium en gietijzer. Baksteen, kalkzandsteen, beton, hout, naaldhout, leem(steen) speksteen, asfalt en glas behoren allemaal tot de mogelijkheid om toegepast te worden in/op de bodem in de buitenruimte. Alle hebben net weer andere eigenschappen en worden in de praktijk in verschillende volumes toegepast. Welk materiaal is nu het meest geschikt om het thermisch comfort van de mens zo optimaal mogelijk te houden?

In de volgende paragraaf leest u met welke tool we deze vraag kunnen beantwoorden. In hoofdstuk 6 wordt de tool vervolgens toegepast op een casus.

5.8 Toelichting Tool

Door de tool te gebruiken gaat men van verschillende materialen te weten komen hoeveel warmte (in kilojoule) er in een situatie ontstaat per vierkante meter wanneer deze toegepast zouden worden. Eigenschappen van materialen die invloed hebben op de warmte ervaring van de mens zijn albedo, emissiviteit, warmte capaciteit en warmtegeleidingscoëfficiënt.

Zoals eerder in dit hoofdstuk aangegeven hebben verschillende materialen ook verschillende waardes bij deze eigenschappen.

Er zijn enorm veel producten op de markt die toepasbaar zijn in de buitenruimte, maar waarvan niet de bovenstaande eigenschappen publiekelijk bekend zijn. In de tool is gekozen voor materialen die toepasbaar zijn in de buitenruimte en waarvan de genoemde eigenschappen bekend zijn.

De tool is gebaseerd op een theoretische situatie waarbij er geen andere atmosferische invloeden zijn dan alleen de warmtestraling van de zon en de warmte-eigenschappen van de materialen. Eerder in dit rapport is beschreven dat kleur invloed heeft op het albedo.

Niet alleen kleur, maar ook de ruwheid en samenstellling van het oppervlak van het materiaal heeft invloed op het albedo. Aangezien er geen of nauwelijks gegevens bekend zijn van de combinatie kleur en materiaal, is deze eigenschap niet meegenomen in de tool.

In de tool zijn berekeningen opgenomen die uitgaan van KNMI gegevens op 19 juli 2014 in de plaats De Kooy. Op die hete dag bereikte de maximaal gemeten luchttemperatuur een hoogte van 34 graden rond 13:00 uur in de middag.

Doel Met de tool kan zowel een nieuw als een bestaand ontwerp getoetst worden op de hoeveelheid warmte die er per vierkante meter ontstaat. Door verschillende materialen met verschillende dimensies toe te passen verandert de hoeveelheid lange golf uitstraling en de hoeveelheid weerkaatste korte golf uitstraling.

De warmte uitstraling van de materialen zal niet 100% nauwkeurig zijn omdat er met gemiddelden gerekend is. Over asfalt bijvoorbeeld bestaat een enorme range aan verschillende gegevens. Binnen asfalt bestaan wereldwijd misschien ook wel honderd verschillende typen. Van alle verschillende gegevens die over asfalt gevonden zijn, is een gemiddelde opgemaakt. Met deze gemiddelden wordt er in de tool gerekend.

Het gaat er in deze tool niet om wat de exacte warmte uitstraling van bijvoorbeeld asfalt is, maar het gaat om de bewustwording dat het toepassen van asfalt een andere warmtebeleving oproept dan bij het toepassen van kalkzandsteen. Wanneer men zich hier meer van bewust is, zal er meer ruimte, tijd en geld vrijkomen om materialen vaker te onderzoeken op warmte-eigenschappen. Iets dat in de door het KNMI voorspelde toekomst hard nodig zal zijn.

Middels deze link of QR-code kunt u de tool downloaden en zelf gebruiken: https://www.dropbox.com/s/ snwf3xs8vzgkod1/Tool%20hitte%20 eigenschappen.xlsx?dl=0

55

56

Figuur 47 Woon-winkelcentrum Alexandrium met parkeervoorzieningen, 90% van het terrein is verhard.

H. 6 Casus woon-/winkelboulevard Alexandrium In dit hoofdstuk wordt het winkel- /woonboulevard Alexandrium in Rotterdam getoetst aan de hand van een analyse in materiaalkeuzes en de eigenschappen hiervan.

stallaties is een oplossing, maar het kost veel geld en is het moeilijk deze installaties in grote open ruimtes te integreren.

6.1 Het Alexandrium

Uit onderzoek naar hittestress in Amsterdam is naar voren gekomen dat het albedo dvan e toegepaste materialen direct verband heeft met de stijging van deoppervlakte temperatuur. Het toepassen van andere materialen is bij verhardingsopgaven een heel eďŹ&#x20AC;ectief middel. Met deze casus wordt onderzocht of men wellicht tijdens het ontwerpen van het Alexandrium al rekening heeft gehouden met hittestress bij de keuze voor materialen. Of zijn er misschien nog andere materialen te gebruiken ten gunste van het thermisch comfort?

Het Alexandrium bevindt zich in het noord-oosten van Rotterdam en staat bekend als een zeer druk bezochtte plek. Alexandrium heeft per jaar ongeveer 9 miljoen bezoekers. Gemiddeld is dat 25.000 bezoekers per dag. De oppervlakte van de parkeerplaatsen, rijwegen en voetpaden tezamen is 25600 m2. Op vrijdagen is de sluitingstijd 21:00 uur. Daarna zullen ongeveer om 21:30 uur de laatste bezoekers hun auto opzoeken en naar huis rijden. Zoals te zien op de afbeelding hier links, is er niet of nauwelijks schaduw aanwezig. Wanneer we ons een dag tijdens een hittegolf voorstellen met een maximale temperatuur van bijvoorbeeld 33 graden dan wilt u zo kort mogelijk in de verzengende hitte doorbrengen. Echter op het Alexandriumterrein is het mogelijk dat u 300 meter verder op pas kunt parkeren. Niet prettig voor u, en voor de minder gezonde of oudere medemens zelfs ten zeerste af te raden.

Wat is er mogelijk om deze locatie aantrekkelijker te maken tijdens een hittegolf? Het plaatsen van bomen is niet gewenst, want het aantal parkeerplaatsen moet behouden blijven. Immers op drukke dagen staat het er al helemaal vol. Het toepassen van vernevelingsin-

57

Om op deze vragen antwoord te kunnen geven is het huidige Alexandrium geanalyseerd op het type materiaal, dimensie en de gebruikerswijze.

Analyse Het Alexandrium woon-/winkelboulevard is 7 dagen in de week open van 9:00 uur tot doorgaans 18:00 uur.

De parkeerplaats is ruim 300 meter lang en 75 meter breed, voor bezoekers die pech hebben met het parkeren zal er dus ongeveer 600 meter over het parkeerterrein gelopen moeten worden. Al dan niet met zware tassen in de hand. Zie figuur 47 en 48. Bij de analyse Figuur 48 Locatie en ligging van het parkeerterrein Alexandrium

58

Figuur 49 Woon-/winkelcentrum Alexandrium is zeer stenig van karakter

van Rotterdam (zie bijlage 2) is te zien dat het winkelcentrum ongeveer 10˚C warmer kan worden dan de landelijke gebieden daarbuiten. Dat betekent dat de temperatuur makkelijk kan oplopen tot 30-35 graden, hetgeen voor bezoekers matige hittestress oplevert.

Het totale terrein heeft vier te onderscheiden functies, een hoofdrijweg door het midden, parkeerwegen, parkeerplaatsen en voetpaden. De toegepaste materialen zijn: (zie ook figuur 49 en 51) • Asfalt op de hoofdrijweg; • Betonstraatstenen op de parkeerwegen / plaatsen (met een lichte kleur); • Grindbeton op de voetpaden.

De procentuele verhouding is als volgt: • Asfalt 15%; • Betonstraatstenen 75%; • Grindbeton 10%.

Het totale terrein bestaat uit een oppervlakte van 24.000 vierkante meter. Procentueel gezien is de oppervlakte per materiaalsoort: • Asfalt 3600 m2; • Betonstraatstenen 18000 m2; • Grindbetontegels 2400 m2.

Het albedo van de materialen is: • Asfalt 0,1 • Betonstraatstenen 0,25 • Grindbeton 0,15 • Totaal gewogen gemiddelde 0,23

Wanneer deze gegevens worden ingevuld in de tool wordt inzichtelijk gemaakt (zie figuur 50) hoe de straling van de zon en het albedo invloed hebben op stralingswarmte die door het materiaal wordt afgegeven. Vanaf 17.00 uur ‘s middags geeft het materiaal de meeste warmte af, omdat het materiaal dan maximaal is opgewarmd en de zon niet langer de grootste invloed heeft op de omgevingstemperatuur.

Het materiaal dat gebruikt wordt op het Alexandrium straalt gemiddeld per vierkante meter 210 Kilo Joules per uur uit. Om 18:00 uur is dit ongeveer 20% van de totale warmtestraling, inclusief de directe straling van de zon. Hoe later op de dag hoe groter dit percentage.

Warmtestraling in Kilo joules

59

Tijd in uren

Figuur 50 Deze grafiek eeft de totale warmte straling per vierkante meter weer. De blauwe boog staat voor zonnestraling op een hete zomerdag met een maximum temperatuur van ongeveer 33 graden. De rode boog staat voor de weerkaatste zonnetraling via materialen. De Paarse boog laat de langgolvige stralingswarmte zien gebasseeerd op de warmte eigenschappen van de materialen

Figuur 51 Van boven naar beneden, betonstraatsteen, grindbeton(tegel) en asfalt.

Op basis van het huidige Alexandrium ontwerp kan men gaan varieren in het materiaal ten gunste van het thermisch comfort. Dat wil zeggen dat er het liefst materiaal gebruikt wordt dat minder warmtestraling terugkaatst én dat minder snel warmtestraling afstaat nadat het is opgewarmd.

De procentueel blijft de indeling per functie gelijk: • Hoofdrijweg 15%; • Parkeerwegen en plaatsen 75%; • Voetpaden 10%.

60

Het totale terrein bestaat weer uit een oppervlakte van 24.000 vierkante meter. Maar ditmaal wijzigen we het materiaal ten opzichte van het bestaande ontwerp: • Betonstraatstenen 3600 m2 • Asfalt 18000 m2 • Naaldhout 2400 m2 Het albedo van de materialen is: • Asfalt • Betonstraatstenen • Naaldhout • Totaal gewogen gemiddelde

0,1 0,25 0,4 0,15

Het albedo gemiddelde is 0,06 lager dan het huidige ontwerp van het Alexandrium en dus vindt er minder direct weerkaatste zonnestraling plaats. De totale warmtestraling nadat de materialen zijn opgewarmt is ook een stuk lager, 68,7 kilo Joule per vierkante meter per uur. Ten opzichte van 210 Kilo Joule bij het huidige ontwerp. Om 18:00 uur is de 68,7 kilo Joule slechts 8 % van de totale warmtestraling. Hoe kan dit nu?

In de casus ‘verkoeling’ hebben we het percentage aan oppervlakte asfalt enorm verhoogd. Asfalt heeft de prettige eigenschap zeer weinig zonnestraling te weerkaatsen. Daarnaast is de warmtegeleidingscoëfficiënt erg laag wat betekent dat het de interne warmte maar heel langzaam naar de oppervlakte kan brengen om het uit te stralen naar de omgeving. Veel van de warmte die asfalt uitstraalt naar de omgeving zal daardoor ‘s- nachts plaatsvinden. Dit is dus een voordeel voor het winkelend publiek waarvan veruit het grootste deel voor 22:00 uur al vertrokken is van de locatie.

Ook hebben we naaldhout toegepast (zie figuur 52) ipv van grindbeton. Naaldhout heeft een relatief hoog albedo en weerkaatst dus relatief veel directe zonne-

straling. Ter compensatie heeft naaldhout een zeer lage warmtegeleidingscoëfficiënt, nog lager dan die van asfalt. En heeft het een lage warmtecapaciteit. Het relatief weinig opgeslagen warmte wordt ook nog eens heel langzaam afgestaan aan de omgeving. Deze combinatie aan eigenschappen maakt dat naaldhout zeer minimale hoeveelheden Kilo Joules aan warmtestraling afstaat. De bij deze casus behorende grafiek treft u hieronder aan in figuur 53.

Figuur 52 Naaldhouten vlonderplanken

Warmtestraling in Kilo joules

6.2 Casus ‘verkoeling´

Tijd in uren Figuur 53 Geeft de totale warmte straling per vierkante meter weer. In vergelijking met het huidige ontwerp vam Alexandrium is in de grafiek van casus ´verkoeling´af te lezen dat er significant minder ´weerkaatste zonnestraling´ is en ook minder ´stralingswarmte materiaal´.

Men kan natuurlijk ook op basis van het huidige Alexandrium ontwerp gaan varieren in het materiaal ter vermindering van het thermisch comfort. Dat wil zeggen dat er materiaal gebruikt wordt dat juist meer warmtestraling terugkaatst én dat sneller warmtestraling afstaat nadat het is opgewarmd.

De procentueel blijft de indeling per functie gelijk: • Hoofdrijweg 15%; • Parkeerwegen en plaatsen 75%; • Voetpaden 10%.

Het totale terrein bestaat nog steeds uit een oppervlakte van 24.000 vierkante meter. Maar ditmaal wijzigen we het materiaal zo dat er overdag meer warmtestraling per vierkante meter ontstaat en ‘s avonds juist minder: Zie figuur 54.

• Kalkzandsteen 3600 m2; • Baksteen 18000m2 • Leemsteen 2400 m2.

Het albedo van de materialen is: • Kalkzandsteen • Baksteen • Leemsteen • Totaal gewogen gemiddelde

0,37 0,30 0,33 0,31

Het albedo gemiddelde is nu 0,13 hoger dan het huidige ontwerp van het Alexandrium en dus vindt er meer directe weerkaatste zonnestraling plaats. Dit heeft als effect dat er overdag, wanneer de zon het felst schijnt, meer warmtestraling per vierkante meter plaatsvindt in vergelijking met het huidige ontwerp.

De totale warmtestraling nadat de materialen zijn opgewarmd is wel weer een stuk lager namelijk 115,1 kilo

Joule per vierkante meter per uur. Ten opzichte van 210 Kilo Joule bij het huidige ontwerp. Om 18:00 uur is de 115,1 kilo Joule slechts 11 % van de totale warmtestraling. Hoe kan dit nu?

De eigenschappen van kalkzandsteen, baksteen en leemsteen ontlopen elkaar niet zoveel. Ze hebben alle drie een relatief hoof albedo en een relatief laag warmtegeleidingscoëfficiënt. Op basis van deze gegevens wordt de onderstaande grafiek weergegeven, zie figuur 55.

Figuur 54 Met de klok mee baksteen, kalkzandsteen en leemsteen

61

Warmtestraling in Kilo joules

6.3 Casus ‘verhitting en verkoeling’

Tijd in uren Figuur 55 Geeft de totale warmte straling per vierkante meter weer. In vergelijking met het huidige ontwerp van Alexandrium is in de grafiek van casus ´verhitting en verkoeling´af te lezen dat er significant meer ´weerkaatste zonnestraling´ is en minder ´stralingswarmte´.

62

H. 7 Conclusies In dit hoofdstuk worden hoofd- en deelvragen beantwoord en conclusies getrokken. Daarnaast worden er de noodzakelijke aanbevelingen gedaan voor verder onderzoek.

7.1 Conclusies op hoofd- en deelvragen Hoofdvraag Waarom zijn winkel-/woonboulevards gevoelig voor hittestress en hoe kunnen we dit met duurzame maatregelen op gebied van verharding voorkomen in de toekomst?

Vanwege de grote hoeveelheid verharding in de openbare ruimte, het materiaalgebruik met een laag albedo zoals asfalt en beton en de kleine sky-view-factor verschijnen deze terreinen als ‘hotspots’ op de warmtekaarten. Door ontwikkelingen in verschillende materialen komen er steeds meer producten op de markt die een positieve bijdrage kunnen leveren aan de bestrijding van het hitte-eilandeffect op woon-/winkel boulevards en andere hittestress gevoelige plaatsten. Het grootste probleem is voornamelijk dat er in Nederland nooit urgentie is geweest om hier onderzoek naar te doen, maar de klimaat scenario’s liegen er niet om. Om deze reden is er een duidelijke mate van urgentiegevoel op zijn plaats om hittestressbestrijding bij klimaatadaptatie vraagstukken integraal aan te pakken.

Deelvragen Wat zijn de gevolgen van hittestress voor het klimaat in de stad en voor de mens?

Ten gevolge van hittestress kan het tot 10°C warmer worden in de stad dan het omringende landelijke gebied. Een paar graden meer of minder kan het thermisch comfort flink beïnvloeden. Ouderen, kinderen en mensen die werken in de openbare ruimte zijn risicogroepen die als eerste hittestress kunnen ondervinden in de vorm van uitdroging, hitteberoerte etc. Daarnaast gaat de arbeidsproductiviteit bij temperaturen boven de 25°C met 2% per graden stijging achteruit.

Niet alleen heeft de hitte direct invloed op het menselijk lichaam, ook de natuur past zich aan. Bijvoorbeeld is er bij een gemiddeld hogere temperatuur sprake van langere perioden met pollen in de lucht die voor mensen met een allergie meer en langer klachten opleveren. Insecten gaan daarbij ook langer mee in het seizoen, waardoor bijvoorbeeld teken iedere jaar meer mensen besmetten met de ziekte van Lyme.

emissiviteit, hoe groter het risico op hittestress Structuur van de stedelijke inrichting, waarbij de verhouding tussen bebouwingshoogtes en de breedte van het straatprofiel de sky-view-factor bepaalt en de posititie van de gebouwen de mate van windsnelheid bepaalt; -> hoe hoger de bouwing en smaller het straatprofiel hoe kleiner de sky-view-factor wordt en warmte langer tussen de gebouwen blijft hangen Positionering van de bebouwingsstructuur bepaalt de mate van windsnelheidbeperking; ->hoe meer hogere gebouwen dwars op de wind staan, hoe meer de windsnelheid vermindert en hoe minder aanvoer van ‘frisse’ lucht

Wat zijn de belangrijkste factoren die leiden tot het hitteeilandeffect en hittestress in de stad?

Hoeveelheid groen in de stad en de mate van beschikbaarheid van water voor evapotranspiratie; -> hoe minder groen en hoe slechter de beschikbaarheid van water voor het groen, hoe meer stralingsenergie kan worden omgezet in warmte in plaats van evapotranspiratie, hoe groter het risico op hittestress

De mate van verharding en materiaalkeuze waarbij materiaaleigenschappen als albedo en emissiviteit belangrijk zijn; -> hoe meer verharding met een laag albedo en hoge

Oppervlaktewater aanwezig; ->hoe ondieper, kleiner de stroomsnelheid en kleinere afmeting van het betreffende oppervlaktewater, hoe sneller het water wordt opgewarmd, hoe meer het wa-

63

ter ‘s nachts zijn warmte weer afgeeft aan de omgeving, hoe groter het risico op hittestress. Met name stress vanwege verminderde slaap.

Geografische ligging, zoals de nabijheid van oppervlakte water, aan zee, hoogteligging en hoogteverschillen in de stad; ->een landklimaat kan overdag in het algemeen tot hogere temperaturen leiden dan een zeeklimaat, daarnaast kan de zeewind ook invloed hebben op de ventilatie van de stad.

Wat zijn de baten van het beperken van hittestress voor mens en milieu?

64

De baten van het beperken van hittestress kan worden aangeduid in euro’s, maar ook in de mate van comfort van de leefomgeving van de mens. Daarin kan gesteld worden dat de gevolgen die hittestress heeft op mens en welzijn direct kan worden omgezet in de baten. Bij het beperken van hittestress heeft dit effect op het aantal ziekenhuisopnames en sterfgevallen en arbeidsproductiviteit. Ook vanuit commercieel oogpunt is het voor winkeliers interessant om een prettig klimaat te creeëren in de buitenruimte, waarbij de potentiële klanten zo min mogelijk blootgesteld worden aan hittestress of temperatuursshock tijdens de zomermaanden.

Welke hittemitigerende maatregelen zijn er te onderscheiden op gebied van groen, blauw en materiaal voor bedrijventerreinen en in welke mate dragen ze bij aan het beperken van hittestress?

Op gebied van klimaatadaptatie zijn tal van onderzoe-

ken, testen en apps beschikbaar die als hulp gebruikt kunnen worden om adaptatiemaatregelen te implementeren. Al deze maatregelen kunnen afzonderlijk van elkaar gebruikt worden. Een goede combinatie en verhouding van wind, water, groen en grijs is essentieel om hittestress te bestrijden. Bomen i.c.m. voldoende beschikbaar water zorgen voor het grootste afkoelende effect. Op bedrijventerreinen wil men liever geen concessies doen door parkeerplaatsruimte op te offeren om bomen te planten en groenstroken aan te leggen. Grote delen van de verharding blijft dan direct zonlicht opvangen, waardoor deze plaatsen erg warm kunnen worden. Door goede materiaalkeuzes te maken kan, zonder concessies te doen aan de beschikbare ruimte, toch een aanmerkelijk verschil gemaakt worden ten gunste van het thermisch comfort. Materiaal met een laag albedo is met name funest wanneer het materiaal ook de eigenschap heeft om de warmte snel af te kunnen staan aan de omgeving. Wanneer de zonnekracht tussen 12:00 uur en 15:00 uur op haar hoogst is is materiaal met een hoog albedo nadelig voor het thermisch comfort als men zich op moment ook in de zon bevindt. Dit vanwege het hoge niveau van direct weerkaatsing van het zonlicht en daarmee de warmte straling van de zon direct op het lichaam.

Hoe kunnen de materiaalkeuzes op een bestaand bedrijventerrein getoetst worden op hittestress risico’s?

Ten eerste zal er gekeken moeten worden naar alle andere factoren die de invloed van opwarming door materiaal kunnen verminderen. Wanneer er bijvoorbeeld veel bomen op een terrein staan met grote kronen die veel schaduw geven, zal de invloed van het materiaal veel minder groot zijn. Het totale oppervlak de het

grootste deel van de dag (zeker tussen 12.00-15.00 uur) in de zon ligt wordt meegenomen in de analyse.

Wanneer een terrein relatief weinig groen heeft zoals bij het woon-winkelcentrum Alexandrium het geval is, heeft het materiaal de grootste invloed op de oppervlakte temperatuur.

Het toetsen van materiaalkeuzes voor bedrijventerreinen kan worden gedaan door te inventariseren wat het gemiddelde albedo is van het verharde oppervlak. Bij een gemiddeld albedo van ≤ 3 is er een potentieel risico op hittestress. Door het gemiddelde albedo 0.3-0.5 te verhogen kan een vermindering van de temperatuur stijging plaatsvinden tot 4,6˚C.

7.2 Conclusie hypothese

Op winkel-/ woonboulevards kan relatief veel winst behaald worden in reductie van hittestress. Door slim gebruik van verschillende materialen is de hoeveelheid warmte per vierkante meter te beïnvloeden ten gunste van het thermisch comfort. Daarnaast is er veel ruimte om andere hitte reducerende maatregelen toe te passen. De kansen dat ondernemers en gemeentes hier geld, tijd en energie in willen steken is groot vanwege het commercieel belang voor de uitvoerende organen.

1. Op winkel-/ woonboulevards is relatief veel verharding met laag albedo en weinig groen, hetgeen de belangrijkste oorzaak van de opwarming is.

Gekeken naar het Alexandrium klopt deze hypothese.

Het terrein bestaat voor 90 procent uit verhard oppervlak die als parkeerplaatsen en rijwegen functioneren.

Er is wel een groenstrook met bomen, maar dat zijn in dit geval hoge smalle bomen die relatief weinig schaduw geven. Het gemiddeld albedo ligt relatief laag en het verharde oppervlak in de zon erg groot, waardoor

het erg warm kan worden.

2. Door slimme materiaalkeuzes te maken kan hittestress beperkt worden.

Ook deze hypothese klopt op macro niveau als we kijken naar de onderzoeken die de relatie tussen albedo en oppervlakte temperatuur bevestigen. Wanneer gekozen wordt voor een oplossing waarbij de verharding een 0.3-0.5 hoger albedo heeft, kan er bij een temperatuursstijging van 11.6˚C t.o.v. stad en landelijk gebied tot 4.6˚C winst behaald worden. In de praktijk betekent dit dat er gekozen moet worden voor materiaal met een lichte kleur, een speciale reflectieve coating of het verwerken van een zeer reflectieve steen in de conventionele materialen als asfalt en betonstraatstenen.

Op micro niveau van een vierkante meter waarop een persoon zich bevindt kan ook hitte stress beperkt worden door slimme materiaalkeuzes te maken. Door te analyseren welke functie de vierkante meter heeft voor de mens kan bepaald worden welke materialen het meest geschikt zijn. Wordt de betreffende vierkante meter met name overdag veelvuldig bezocht dan is materiaal met een laag albedo, een gemiddelde warmtegeleidingscoëfficiënt en gemiddelde emissiviteit zeer geschikt. Indien de vierkante meter met name na 17:00 uur en later veel vuldig wordt bezocht dan is materiaal met een hoog albedo, een lage warmtegeleidingscoëfficiënt en lage emissiviteit het meest geschikt.

7.3 Aanbevelingen

Eén van de conclusies die we kunnen trekken uit het onderzoekstraject is dat er in Nederland nog bijzonder weinig tot geen onderzoek is gedaan naar de materiaaleigenschappen albedo en emissiviteit. Deze eigenschappen zijn de belangrijkste factoren die hittestress kunnen beïnvloeden. Hier ligt een belangrijke opgave

bij de producenten en leveranciers. De verwerking van witte reflecterende steen in de bovenste asfaltlaag en toplaag op verhardingselementen om energie te reduceren van de openbare verlichting, is al een stap in de goede richting. Vanwege het hogere albedo van het materiaal zal het waarschijnlijk ook minder snel warmte opnemen en daarmee ook minder snel warmte afgeven. In de productfolders van leveranciers staat dat het materiaal bijdraagt aan het beperken van hittestress, maar bij navraag bij de leveranciers blijken er wel meetresultaten te zijn van het reflecterend vermogen door straatverlichting, maar niet van zonlicht. Het verdient dan ook de aanbeveling om hier nader onderzoek naar te doen.

Daarnaast is het zo dat verschillende onderzoeken elkaar tegen spreken als het gaat om het verband van het albedo en de stijging de oppervlakte temperatuur.

In het rapport van climate proof city’s wordt vermeld dat er geen significante correlatie is. In het onderzoek van Kennis voor klimaat in Rotterdam wordt vermeld dat per 0,01 verhoging van het albedo de temperatuur kan dalen met 0,8˚C. Het rapport Amsterwarm vermeld dat de temperatuur bij een stijging van 11.6˚C er een winst behaald kan worden van 4.6˚C als het albedo van het materiaal met 0.3-0.5 stijgt.

Een andere aanbeveling gericht op de uitvoerders en beheerders van de openbare ruimte is de voorspellingen van het KNMI niet in de wind te slaan. Het is belangrijk nu al te beseffen dat er in de toekomst een temperatuur stijging plaats zal vinden. Het stijgen van slechts één graad heeft al een behoorlijke impact op het thermisch comfort. Daarbij, aanpassingen in de openbare ruimte blijven gemiddeld 60 jaar bestaan. Bij de hedendaagse aanpassingen is het dus slim om ver vooruit te kijken en de voorspellingen van het KNMI

mee te nemen.

Naast bewustwording van het toekomstig stadsklimaat is het ook belangrijk bewust te worden van de invloed dat materiaal heeft op warmte in de buitenruimte. Belanghebbenden kunnen daarom gebruik maken van de online tool die wij beschikbaar stellen.

Middels deze tool wordt men bewust van de grote verscheidenheid in warmte eigenschappen van materialen. Verschillende materialen hebben een verschillend effect op de warmte uitstraling per vierkante meter in de buitenruimte.

65

Bibliografie

66

• Akbari H., Davis S., Dorsano, S., Huang, J., Steven Winnett, S.; Cooling our community’s - A guidebook on treeplanting and light colored surfacing; U.S. Environmental Protection Agency, Office of Policy Analysis, Climate Change Division; januari 1992 • Ammers H., Verhoeven T.; Interactieve klimaatkaart Arnhem en Nijmegen; Januari 2013 • Bade T., Smit G., Tonneijk F.; Groen Loont! - Over maatschappelijke en economische baten van stedelijk groen • Berg P.; Samenvatting Resultaten onderzoeken Hitte in de stad in de provincie Utrecht; Maart 2013 • Brandsma E.; Economische waardering van hittestress; November 2012 • Brink M.; Tegen de hitte- Groen en de opwarming van de stad; 2013 • Brolsma, R, Foka, E, Verhoeven, G; Invloed stedelijk oppervlaktewater op omgevingstemperatuur; Deltares; 2011 • Buijs S. en Streng J.; Rotterdamse adaptatiestrategie, themarapport stadsklimaat; September 2013 • Case study, Natural Stone Solar Reflectance Index and the Urban Heat Island Effect; Centre for celan products; 2008 • Climate Proof City’s; Kennis montage hitte en klimaat in de stad; Mei 2011 • Cool Pavement study; City of Chula Vista; September 2012

• Drabovsky A., Vasilev M., Zorluer F.; Need a light?

Plant a tree; Trion; Oktober 2011 • Drunen M., Lasage R.; Klimaatverandering in stedelijke gebieden, een inventarisatie van bestaande kennis en openstaande kennisvragen over effecten en adaptiemogelijkheden; November 2007 • Eindrapport Climate Proof city’s; Oktober 2014 • EPA (Environmental Protection Agency); Reducing Urban Heat Islands - Compendium of StrategiesCool Roofs; United States Environmental Protection Agency, 2008 • EPA (Environmental Protection Agency); Reducing Urban Heat Islands - Compendium of StrategiesTrees and Vegetation; United States Environmental Protection Agency, 2008 • EPA (Environmental Protection Agency); Reducing Urban Heat Islands - Compendium of StrategiesCool Pavements; United States Environmental Protection Agency, 2008 • EPA (Environmental Protection Agency); Reducing Urban Heat Islands - Compendium of Strategies Green Roofs; United States Environmental Protection Agency, 2008 • Excessive Heat Events Guidebook; United States Environmental Protection Agency Office of Atmospheric Programs; juni 2006 • Goosen H., Groot-Reichwein de M.A.M., Masselink L., Koekoek A., Swart R., Bessembinder J., Witte J.M.P.,

• •

• •

•

•

•

•

Stuyt L., Blom-Zandstra G., Immerzeel W.; Climate Adaptation Services for the Netherlands: an operational approach to support spatial adaptation planning; juni 2012 Goossen H., Masselink L., Pijnappels M.; Tools voor adaptatie; Alterra/Wur 2011 Gromke C.B., Blocken B., Janssen W.D., Merema B., van Hooff T., Timmermans H.J.P.; CFD analysis of transpirational cooling by vegetation: Case study for specific meteorological conditions during a heat wave in Arnhem, Netherlands. Building and Environment 83, 11-26; 2014 Harst M. van der; Hitte in de stad; December 2011 Harvey H. Li, J. T., Holland T. J., Kayhanian M.; Corrigendum: The use of reflective and permeable pavements as a potential practice for heat island mitigation and stormwater management; November 2013 Hoeven, F. D. van der, Wandl, A.; Amsterwarm.

Gebiedstypologie warmte-eiland Amsterdam; Delft, Nederland: TU Delft, Faculty of Architecture; 2013 Hoppe, P; The physiological equivalent temperatureA universal index for the biometeorological assesment of the thermal invironment; Mei 1999 Huynen M.T.E. en Vliet J.H. van; Klimaatverandering en de gezondheid in Nederland; Nederlands Tijdschrift Geneeskunde 153:A1515; 2009 Jager J., Kooistra E., Vries D. de; Klimaatadaptief groen; April 2014

• Kennis voor klimaat; Hittestress in Rotterdam; 2011 • Kinouchi T., Yoshinaka T., Fukae N., Kanda M.; Development of cool pavement with dark colored high Albedo coating; 2004 • Kleis, R; Nederlandse steden gevoelig voor hittestress; Resource; 2006 • Klimaateffectatlas: inspelen op klimaatverandering; Interprovinciaal overleg; www.ipo.nl; december 2009 • Kluck, J; Klimaatbestendige stad wat, waarom, hoe?; 07-04-2014 • Koster M., Steenbergen M. van, Massy S.; Ontwerpen met klimaatadapatie; Velp 2014 • Lauwaet D., Maiheu B., Aertsens J., De Ridder K.; Opmaak van een hittekaart en analyse van het stedelijk hitte-eiland effect voor Antwerpen; December 2013 • Lenzholzer S.; Onthard de stad; Stad + Groen 2; www. stad-en-groen.nl/artikel.asp?id=41-4528; 2014 • Lenzholzer, S; Het weer in de stad; nai010 uitgevers; november 2013 • Luminum pave; Dura Vermeer • Nationaal hitteplan; Ministerie van Volksgezondheid; 2007 • Nu bouwen aan de stad van de toekomst; Manifest klimaatbestendige stad; Stuurgroep DPNH; www.klimaatbestendigestad.nl; Oktober 2013 • Optiflex reflecterende bestrating; Struijk Verwo • Potz, H & Bleuze, P; Groen blauwe netwerken voor

•

• • •

• • •

duurzame en dynamische steden; Coop for life; Delft; 2012 Steegh J., Arbouw G.; Startnotitie Coalitie Openbare ruimte - Gebruik, inrichting en beheer van de openbare ruimte, groen, groen en blauw, water op straat, waterkwaliteit, gezondheid; December 2012 Steeneveld G.J., Wetten J. van; Meer groen betekent: minder warm in de stad; Tuin- en landschap 4; 2012 Tummers L.; Isolatie op basis van reflectie; www.dakweb.nl; Roofs 2014 Ven van de F. dr. ir., Buma J. drs MSc, Vos T. MBA, B.Ec.; Handreiking voor de uitvoering van een Stresstest Klimaatbestendigheid; Deltaprgramma; September 2014 Wit, de R; Klimaatbestendige steden van woorden naar daden; Change winter; 2008-2009 Woestenburg M.; Klimaat in de stad; Mei 2010 Wong N.H., Kwang Tan, AY; Thermal evaluation of vertical greenery systems for building walls; Building and Environment 45, 663-672; 2010

Websites

• http://www.epa.gov/heatisland/mitigation/index. htm • www.adaptatiescan.nl • http://www.groenblauwenetwerken.com/heat/ • www.klimaatbestendigestad.nl • http://climateapp.nl/ • http://www.kennisvoorklimaat.nl/ • http://www.ruimtelijkeadaptatie.nl/nl/ • http://klimaateffectatlas.wur.nl/keaclassic/index. html# • www.arbobondgenoten.nl • www.fnvbondgenoten.nl De emmisiviteitscoëficienten van veschillende materialen:

• http://www.engineeringtoolbox.com/emissivitycoefficients-d_447.html • http://www.infrared-thermography.com/material. htm • http://www.raytek.com/Raytek/en-r0/IREducation/ EmissivityNonMetals.htm • http://www-eng.lbl.gov/~dw/projects/DW4229_ LHC_detector_analysis/calculations/emissivity2.pdf • http://support.fluke.com/find-sales/Download/Asset/3038318_6251_ENG_A_W.PDF • http://www.omega.com/temperature/z/pdf/z088089.pdf

67

68

Bronvermeldingen Voorpagina: http://ikrotterdam.blogspot.nl/2011/10/ mega-stores.html 1. Klimaateffectatlas, 2009 2. www.123rf.com 3. Brink, 2013 4. Wong et al. Urban Heat Island Basics, 2014, p.4 5. http://ilmastotyokalut.fi/kaupungin-lampotilaerot/ mika-on-lamposaareke/urban-climate-research-inthe-city-of-turku/ 6. http://marineecology.wcp.muohio.edu/climate_projects_04/snowball_earth/web/WebpageStuff/albedo. html 7. Jason Dowling 8. Jason Dowling 9. Jason Dowling 10. Lenzholzer, 2013 11. http://www.extension.org/pages/66920/urbanheat-island bezocht op 12-01-2015 12. Eindrapport Climate Proof Cities, Oktober 2014 13. http://www.weeronline.nl/Hitte-index-Hoe-ervaren-wij-warmte/3107/0 geraadpleegd op 12-1-2015 14. http://nieuws.vtm.be/binnenland/53670-maatregelen-door-aanhoudende-hitte bezocht op 10-1-2015 15. http://district8.net/17-juli-waarschuwing-vooraanhoudende-hitte.html bezocht op 10-01-2015 16. http://nieuws.vtm.be/binnenland/53670-maatregelen-door-aanhoudende-hitte bezocht op 10-1-2015 17. http://www.groenblauwenetwerken.com/designtool/

18. [Potz en Bleuze, 2012] 19. Klimaat adaptiefgroen, 2014 20. Klimaat adaptiefgroen, 2014 21. Gromke et al., 2014 22. http://graylineorlando.com/files/2314/0743/3122/ Downtown_Orlando_Banner.jpg 23. http://img.tradeindia.com/fp/1/688/348.jpg 24. Hitte in de stad, 2011 25. Hitte in de stad, 2011 26. Eindrapport Climate Proof City’s 27. Lenzholzer, 2013 28. Lenzholzer, 2013 29. Hitte in de stad, 2011 30. http://auriond.deviantart.com/art/Sky-view-factor-15206908 bezocht op 11-1-2015 31. Suzanne Duursma 32. http://philip.greenspun.com/images/200811-helicopter-trip/shopping-mall-empty-parking.tcl bezocht op 13-1-2015 33. http://forum.skyscraperpage.com/showthread. php?t=175400&page=33 bezocht op 12-2015 34. https://www.flickr.com/photos/ hazboy/7145358689/ bezocht op 12-1-2015 35. http://www.concretepromotion.com/education_11.html 36. Lenzholzer, 2013 37. Kinouchi et al. 2004 38. http://www.advancedaquarist.com/2012/10/ aafeature bezocht op 12-2015 39. http://www.rivm.nl/Onderwerpen/U/UV_ozon-

laag_en_klimaat/animated_gif_pagina_s/Zonkracht_2012. 11-1-2015 40. Joost van de Ven 41. Joost van de Ven 42. Joost van de Ven 43. Joost van de Ven 44.http://www.joostdevree.nl/shtmlswarmteegeleidingscoefficient.shtml11-1-2015 45. Struijk Verwoo 46. Excluton 47. Suzanne Duursma 48. Foto gemaakt door Suzanne Duursma 49. Foto gemaakt door Suzanne Duursma 50. figuur is opgemaakt met de tool ‘hitte eigenschappen’ 14-1-2015 51. http://www.roofingshinglerecycling.com/tag/environmental-impact-of-asphalt-roofing-shingles/ bezocht op 15-1-2015 52.https://buitenwarenhuis.nl/vlonderplank-naaldhout-geimpregneerd-3-meter/ bezocht op 15-1-2015 53.figuur is opgemaakt met de tool ‘hitte eigenschappen’ 14-1-2015 5 4 . h t t p : / / i n c a s s o b ra n c h e. n l / w p - co n te n t / u p loads/2013/04/baksteen.jpg bezocht op 15-1-2015 55. Excluton Tabel 1: Hoppe, 1999 Tabel 2 : Eindrapport Climate Proof Cities, Oktober 2014

69

70

Bijlagen 1.

2.

Quickscan hittekaart Eindhoven Hittekaart Rotterdam met woon-winkelcentrum Alexandrium

71

72

Bijlage 1 Quickscan hittekaart Eindhoven

73

74

Bijlage 2 Hittekaart Rotterdam

75