Page 1

De eerste resultaten dr. ir. Vincent Wolfs prof. dr. ir. Patrick Willems KU Leuven


Klimaatverandering • Warmer: tot +6°C in de zomer • Nattere winters: tot +30% neerslag • (Veel) drogere zomers: tot -70% neerslag • Hevigere zomeronweders: tot +50% piekintensiteit • Meer zonnestraling, vooral in de zomer en herfst

3


Klimaatverandering –> meer hydrologische extremen Temperatuurstijging Ukkel sinds 1830:

4

Toename van de verzadigingsconcentratie van waterdamp in de atmosfeer:


Vaker (lange) droogteperiodes Zoals deze van vorig voorjaar & begin van de zomer 2017:

5


Vaker extreme piekregens

6


Hittestress en -eiland

Bron: VITO (2014)

7

Intensere neerslag boven Antwerpen


Impact klimaatverandering op pluviale overstromingen

8


Urbanisatie -> meer verharding & verlies biodiversiteit 1976

Vlaanderen en Brussel:

1976: 4 – 5% verhard

2000

2000: 9 – 10 % verhard

2017: 13 – 14 % verhard

9


Samengevat klimaatverandering & urbanisatie Intelligent groendak = verbeterde adaptatie tegen …

Urbanisatie • Meer verharding: meer & snellere regenwaterafstroming, hitte-eiland • Verlies aan biodiversiteit Klimaatverandering

• Warmer -> meer hittestress vooral in steden • Vaker lange droge periodes in de zomer -> meer irrigatie nodig, anders afsterven vegetatie • Hevigere zomeronweders -> meer wateroverlast 10


Groendak

11


HYDROACTIV Intelligent groendak

1 2 3 12

NEERSLAGAFVOER VERTRAGEN AFVOERVOLUMES VERMINDEREN WATER NUTTIGER GEBRUIKEN


13


14

Water opvangen

1

Irrigeren

3

Vasthouden

2

Gecontroleerd afvoeren

4


Veel potentieel‌

15

Piekdebieten vertragen

Afvoervolumes verminderen

Water gebruiken voor irrigatie

Verkoeling door verdamping

Biodiversiteit

Real-time monitoring


‌ maar hoe effectief in de praktijk? 1. Hoe werkt een groendak? 2. Wat is de impact op wateroverlast bij grootschalige toepassing? 3. Kunnen we deze daken intelligent maken? Heeft dat een impact op vegetatie en wateroverlast?

16


Aanpak

1 INSTALLATIE Installatie van diverse groendaken in SintAndries, Antwerpen

17

2 MONITOREN Sensoren meten de werking van het groendak

3

4

OPSCHALEN

SLIM STUREN

Via modellen en simulaties berekenen wat de impact is op wateroverlast

Intelligente sturing testen op het groendak


Installatie

18


Sint-Andries: living lab

19


Installatie • 4 testtafels: • • • •

Conventioneel groendak Hydroventiv groendak OASIS groendak Lege referentietafel

• 2 vegetatieoppervlakken

• Meteo station

20


Installatie: november ‘17

21


Installatie: november ‘17

22


Installatie: november ‘17

23


Installatie november ‘17

24


25


Opbouw Conventioneel Tafel 1

6 cm substraat Filterdoek Uitlaat en overstort 26

Hydroventiv (HVV) Tafel 2

8 cm substraat 8 cm waterberging Uitlaat en overstort

OASIS Tafel 3

20 cm substraat 8 cm waterberging Geen uitlaat (wel overstort)


Monitoring

27


Meten is (beter) weten • Meteostation: neerslag, temperatuur, windsnelheid, luchtvochtigheid

• Uitstroom per tafel: duo tipping bucket opstelling • Hoogte in waterberging

28


Installatie: december ‘17 Pluviometer (tipping bucket) Temperatuur Windsnelheid Autonoom station met zonnepaneel en batterij

29


Eerste meetresultaten

30


Hoeveel neerslag is er gevallen? Relatief droge periode‌ 100.8 mm over bijna 2 maanden

= 100 liter/m² dak

31


Hoe intens was de neerslag? 2.6 mm/10 minuten Ter vergelijking: • T 2 jaar = 12.2 mm/10 minuten • T 5 jaar = 14.7 mm/10 minuten

… zonder écht intense neerslag in Sint-Andries

32


Hoeveel water stroomt er nog naar de riolering?

33


Hoeveel water naar de riolering? Wortels reiken (nog) niet tot waterberging!  Minder verdamping bij dikker substraat 100 liter/m²

Neerslag

34

82 liter/m²

Leeg dak

20 liter/m²

Conventioneel groendak

8 liter/m²

11 liter/m²

HVV groendak

OASIS groendak


Hoeveel water naar de riolering?  Groendaken: 80 tot >90% verdamping (in de voorbije 2 maanden…) 100 liter/m²

Neerslag

35

82 liter/m²

Leeg dak

20 liter/m²

Conventioneel groendak

8 liter/m²

11 liter/m²

HVV groendak

OASIS groendak


Droge periode: waterberging redt planten Ganse maand overbrugd met berging in reservoir!

36


Capillaire opstijging

37


Maar wat bij hevigere neerslag?

38


Afgelopen periode Geen onweer in Sint-Andries ď Œ 30 mei 2018

39


Eind april Leeg dak Piek vertraagd 1 Ă 2 uur bij matige neerslag door conventioneel groendak

Pieken zeer sterk vertraagd bij HVV en OASIS (met extra waterberging)

40


31 mei & 1 juni Matige buien na een droge periode worden volledig “geabsorbeerd� door de groendaken.

Conventionele groendaken kunnen minder water absorberen dan die met waterberging.

41


Modellering

42


Modellering • Waarom? • Nodig voor het ontwerpen van gebouwen en installaties: hoe groot moeten voorzieningen zijn? • Intelligente sturing

Levert nieuwe inzichten!

43

Locatelli, L., Mark, O., Mikkelsen, P.S., Arnbjerg-Nielsen, K., Jensen, M.B., Binning, P.J., 2014. Modelling of green roof hydrological performance for urban drainage applications. Journal of Hydrology 519, pp. 3237-3248.


Ontwerp groendaken in de praktijk  Software voor het ontwerpen van hemelwatervoorzieningen  100 jaar neerslag simuleren in een seconde  Uitbreiding voor groendaken

44


Impact van groendaken bij grote buien “Gewoon” plat dak

Overstromingen

45

Een bui die eens in de 100 jaar voorkomt, leidt tot 30 liter afstroming per m² in 30 minuten


Impact van groendaken bij grote buien “Gewoon” plat dak

46


Impact van groendaken bij grote buien “Gewoon” plat dak OASIS groendak Zeer grote reductie (tot 50%) van de piekafstromingsvolumes  Minder overstromingen!!

47


En wat als we de daken intelligent gaan sturen?

48


Intelligente sturing? STAP 1: Het “weerbericht� van het komende uur lezen: komt er een hevig onweer?

STAP 2: Kan het dak deze bui opvangen? Moet de berging geledigd worden?

49

STAP 3: Kunnen we nog lozen, of is de riolering nu reeds overbelast?


Intelligente sturing • Omgekeerd bij droogte: water vasthouden en beschikbaar stellen aan planten!

50


Intelligente sturing: simulatieresultaten OASIS – zonder sturing Neerslag Wolkbreuk

[mm/10 min.]

Afvoer naar riolering [liter/10 min.]

Berging in groendak [liter/m²]

Sturing ledigt de berging

OASIS – met slimme sturing

 Minder afvoer naar de riolering  Minder overstromingen!


Impact van groendaken bij grote buien “Gewoon” plat dak OASIS groendak Zeer grote reductie (>50%) van de piekafstromingsvolumes  Minder overstromingen!!

52


Afvoer naar de riolering van hevige buien

“Gewoon” plat dak

OASIS groendak OASIS groendak met sturing 53

Zeer grote reductie (tot 80%) van kritieke stormafvoer


Droogte • Is de waterberging vaak leeg? Ondervinden planten droogtestress?

ďƒ¨ Waterberging gesimuleerd over 100 jaar

54


Droogte • Is de waterberging vaak leeg? Vooral in de zomer In augustus 1 op de 3 dagen leeg

55


Wat als we dit toepassen op een ganse stad?

56


Waar kunnen we groendaken toepassen? • Antwerpen “historisch centrum”: circa 750 000 m² aan groendaken mogelijk

57


Simulaties • Gedetailleerde 1D/2D modellen

58


Langetermijnsimulaties

59


Overstroomde oppervlakte Reductie overstromingsoppervlakte [%]

27 & 28 juli 2013 -29% -22% -18%

-8% -4% 12.5%

25%

50%

75%

Benut groendakpotentieel [%]

60

ďƒź Tot 30% minder overstromingsoppervlakte

100%


Overstroomde oppervlakte Reductie overstromingsoppervlakte [%]

30 mei 2016 -30% -23% -15%

-8% -3% 12.5%

25%

50%

75%

Benut groendakpotentieel [%]

61

ďƒź Tot 30% minder overstromingsoppervlakte

100%


Conclusies

62


Conclusies • Zeer veel verdamping in de lenteperiode (>80% tot nu toe…)  Minder afvoer naar de riolering Win-win-win!  Minder hittestress Planten hebben langere tijd water beschikbaar  biodiversiteit!

• Simulaties: Sterke reductie van de afvoer naar rioleringen (>50% van piekbuien)  Tot 30% minder overstroomde oppervlakte in Antwerpen (?) • Intelligente sturing = de toekomst?  Bijna geen afvoer meer naar rioleringen tijdens piekgebeurtenissen  Meer water beschikbaar voor planten


Volgende stappen • Bijkomende monitoring: • Hoe gedraagt het groendak zich over langere termijn? • Wat bij zeer extreme regen?  Modellering verfijnen • Sturing op het dak implementeren: neerslagvoorspelling combineren met modellen van het groendak en de riolering • Groendaken als klimaatadaptatiemiddel!


Meer info? Onderzoek dr. ir. Vincent

Wolfs (vincent.wolfs@kuleuven.be)

Prof. dr. ir. Patrick

Willems (patrick.willems@kuleuven.be)

Groendak Jean-Christophe Grimard (jeanchristophe.grimard@vegetalid.com) Stad Antwerpen Nora Danko (nora.danko@stad.Antwerpen.be)

Profile for Stadslab2050 - we experimenteren een toekomst

Eerste resultaten van het Intelligente Groendak - KULeuven - Expert  

De eerste resultaten van het experiment rond intelligente groendaken werden op 11 juni 2018 bekendgemaakt door KULeuven.

Eerste resultaten van het Intelligente Groendak - KULeuven - Expert  

De eerste resultaten van het experiment rond intelligente groendaken werden op 11 juni 2018 bekendgemaakt door KULeuven.

Advertisement