Hoe je hitte bestrijdt met koelte

Over hitte gesproken. Tal van landen op de wereld hebben hier meer ervaring mee dan wij. Kunnen we veel van hen leren?

“In de traditionele architectuur en stedenbouw in mediterrane en Arabische landen, maar ook in tropisch gebied, wordt al met hitte rekening gehouden. Maar in die contreien heb je andere klimatologische omstandigheden. Vooral de zonnestand is er anders. Ik heb heel veel mensen horen zeggen: ‘Dan gaan we toch net zo bouwen als daar?’. Maar dat gaat niet. Hoe dichter we bij de evenaar komen, hoe hoger de zon aan de hemel staat. Je kunt daarom niet een-op-een kopiëren wat in andere streken wordt gedaan.”

“De temperatuurontwikkeling is in belangrijke mate afhankelijk van zon en schaduw. Voordat je begint met een ontwerp, moet je weten wat de zon- en schaduwpatronen zijn en hoe je daarop kunt inspelen met het plaatsen van gebouwen. Als je bijvoorbeeld zegt: we stapelen alle huizen, en dan dicht bij elkaar, krijg je problemen met licht en ruimte en zijn we terug bij waar we begin vorige eeuw waren. Vroeger hadden mensen in donkere woningen last van vitamine D-tekort; ze kregen allerhande ziekten. Daar was de Woningnet van 1901 een antwoord op: dat mensen voldoende licht in hun woning nodig hebben. Dat is nu nog steeds belangrijk, ook omdat mensen steeds meer binnen zijn. Daarom kunnen we de heel dichtbebouwde, schaduwrijke stedenbouw uit het zuiden dus niet zomaar kopiëren.”

Hoe sterk is het effect van het urban heat island in steden?

“Het urban heat island ontstaat doordat zonnestraling in vooral de stenige gedeelten van de stad wordt opgeslagen. Andere materialen, zoals hout, houden warmte minder vast omdat ze meer lucht bevatten. Stenen beschikken over de capaciteit om warmte beter vast te houden en ook langzaam af te geven. Dat is het meest prominent in de nacht, omdat de zon dan geen warmtebron meer is. Dan ontstaat een groot temperatuurverschil tussen het open landschap en de stenige en dichtbebouwde delen in de stad die warmte uitstralen.”

Is dat effect significant?

"Absoluut, we praten internationaal gezien soms over 12 graden verschil in luchttemperatuur."

Wat houdt jullie onderzoeksproject REALCOOL in?

“Dit project is ontstaan vanuit het idee dat veel stedenbouwers en landschapsarchitecten vinden dat je in de stad meer water moet bergen. Tegelijkertijd dachten veel ontwerpers: als we meer waterlichamen in de stad plaatsen, bereiken we een dubbel effect: we gaan wateroverlast tegen, en dat water koelt ook de omgeving. Want iedereen heeft de associatie: water is verkoelend.”

“Maar wij wisten al van onze collega-meteorologen dat water de eigenschap heeft om heel langzaam op te warmen en heel langzaam af te koelen. Als een hittegolf op gang is en het water ook is opgewarmd, koelt het niet snel genoeg weer af. Dan heb je er wat betreft verkoeling niks aan. Grote meren blijken tijdens hittegolven zelfs extra verwarmend. Wij wilden weten hoe het zit met de kleinere waterlichamen die we in de stad plaatsen: sloten, grachten en vijvers. Samen met stedenbouwers en landschapsarchitecten hebben we de meest voorkomende stedelijke waterlichamen geïdentificeerd. Vervolgens hebben we meteorologische simulaties gedaan. Daar kwam uit dat het water in die kleinere waterlichamen eigenlijk niks doet: ze verkoelen de omgeving niet, maar warmen hem ook niet echt op. Daarna dachten wij: kunnen we het water actiever verkoelen door bijvoorbeeld beschaduwing? Ook dat leverde niet veel op.”

Daarna gooiden we het roer om. Oké, die waterlichamen zelf kunnen qua verkoeling aan een omgeving niet veel bijdragen. Maar kunnen we in de directe omgeving van die waterlichamen koele ruimte creëren, zodat mensen er kunnen verpozen? We wisten uit omgevingspsychologisch onderzoek dat als mensen direct bij het water kunnen, ze dat al als meer verkoelend beleven. En als je bijvoorbeeld ook pootje kunt baden, krijg je fysisch gezien toch een beetje verkoeling. Toen gingen we kijken hoe we die wateromgevingen beter kunnen beschaduwen, betere toegang tot het water kunnen garanderen en kunnen zorgen dat de ventilatie er goed is, zodat het er niet bedompt wordt. Ook wilden we direct bij verblijfsplekken verneveling aanbieden. Het effect daarvan is best aanzienlijk, omdat via die vernevelaar water in minuscule druppeltjes wordt verdeeld. Water verdampt dan heel snel en onttrekt warmte-energie aan de lucht: je zit niet in een mist, maar de verkoeling voel je wel. Al is die verkoeling heel lokaal beperkt.”

Zijn er nog andere mogelijkheden om hitte te bestrijden?

“We doen ook onderzoek naar groene gevels. Als je die in een stad op grote schaal toepast, voorkom je dat de stenen opwarmen. Ze zijn immers beschaduwd door zelfklimmende planten of het substraat waarin die planten groeien. Bij het laatste zijn de planten in een soort mandjes of zakjes geplant; ze vormen zo een tapijt voor de gevel. Dat tapijt zorgt voor een isolatielaag, waardoor het ook binnen minder warm wordt. Gelukkig hebben architecten inmiddels de groene gevel ontdekt; ze zien die als een technische en esthetische uitdaging. Een van onze promovenda heeft een mooi prototype van een nieuw ophangsysteem ontwikkeld, de ‘Plant Pixel’. Dit systeem wordt gemaakt van gerecycled plastic en bestaat uit kokers van verschillende diepten voor wortelruimte, waar het substraat in kan en de planten in kunnen worden geplant.”

Wat is het effect van dalwinden in jullie ontwerp voor Arnhem in het jaar 2120?

“Arnhem is een stad met behoorlijk wat hoogteverschillen. Bij hoogteverschillen ontstaan dalwinden, doordat hoger gelegen delen en de hellingen, als ze vrij van bebossing zijn, sneller afkoelen dan de stad beneden. Dat gebeurt in de nacht. Koudere lucht is zwaarder dan warme lucht en stroomt net als water naar beneden, maar dan langzamer. Qua tempo lijkt het op het stromen van yoghurt. Collega’s in Stuttgart hebben al in de jaren zeventig leuke filmpjes gemaakt over het effect van dalwinden, en lieten dat ook letterlijk met yoghurt zien. Om maar aan te geven: die koele lucht stroomt wel, maar niet zo snel. Je wilt die ventilatiegebieden daarom ook vrijhouden van allerlei obstakels – van gebouwen en ook van te veel bomen en struikgewas. Daar ligt soms een knelpunt, want mensen zeggen: bomen zijn altijd goed voor de verkoeling van de stad. Dat is dus niet zo. Je moet slim met bomen omgaan.”

Waar ben je nog meer mee bezig op dit moment?

“Er zijn best wat gemeenten die nu inzien: we hebben een probleem met die hitte, en we moeten mensen erop attent maken dat we daar iets aan kunnen doen. Wij hebben nu de eerste voorlopig-ontwerpfase afgesloten van het project ‘Experimentele Koelteplek’, met de gemeenten Nijmegen, Arnhem en Rheden, en de provincie Gelderland. Dit is eigenlijk een roadshow-project voor de drie gemeentes. Wij zetten daarvoor mobiele, steigerachtige constructies in elkaar, met kamertjes waarin mensen verschillende microklimaten kunnen beleven: een kamer met verdampingskoelte, met windverkoeling, met schaduw, enzovoorts. Dat is onderzoekstechnisch spannend, omdat we te weinig weten hoe we mensen bewust kunnen maken van de problematiek en de oplossingen. Dit kan wellicht een manier zijn. En het gaat niet alleen maar om het bewust maken van het publiek in de stedelijke ruimte en hoe mensen hun woonomgeving hittebestendiger aan kunnen leggen. Ook winkeliers en horecaondernemers kunnen het verschil maken door de directe omgeving van hun gebouw beter in te richten.”

Door Jurgen Tiekstra