Nieuw ontwerpparadigma voor de stad met ecosysteemdiensten

In een recent artikel in het medisch vakblad The Lancet zijn de resultaten gepubliceerd van een uitgebreid literatuuronderzoek naar hittestress. Daaruit blijkt dat niet alleen kwetsbaren (mensen boven de zestig en kinderen in het eerste levensjaar) het gevaar lopen om ziek van hittestress te worden en mogelijk te overlijden, maar alle leeftijden bevinden zich in verschillende mate in de gevarenzone. Naast gezondheidsproblemen zijn er effecten geconstateerd op diverse andere vlakken: tijdens hittegolven loopt de arbeidsproductiviteit significant terug, droogte bedreigt (stedelijke) ecosystemen en het watergebruik verdubbelt met alle gevolgen van dien (Romanello et al., 2023).

Hitte-eilanden

Gerald Mills heeft in zijn boek Urban Climates (2017) het ontstaan van hitte-eilanden in stedelijke omgevingen uitgebreid omschreven. De binnenkomende zonnestraling verwarmt de aanwezige, veelal steenachtige stedelijke oppervlaktes. Ook reflecteren deze oppervlaktes de straling naar andere oppervlaktes toe, waardoor de energie in een ‘stedelijke val’ wordt gevangen en die verlaat deze ruimte niet. De enige vorm van energie die het stedelijke weefsel kan verlaten, is latente warmte, geproduceerd door evaporatie (verdamping) van sloten en meren of transpiratie van beplanting, wat plaatsvindt gedurende de fotosynthese.

Hitte-eilanden zijn sterk verbonden met twee andere stedelijke effecten van de klimaatverandering: droogte en wateroverlast. Droogteperiodes worden per jaar langer, waardoor ook de daaraan verbonden hitte intensiever wordt. Neerslag is in recente jaren steeds meer verschoven naar één langere periode in het najaar of voorjaar, waardoor de periodes zonder neerslag (dus droogte) ook langer worden.

Omdat de neerslag ook intensiever is geworden, veroorzaakt dat vaker wateroverlast. Om wateroverlast te verminderen, wordt het water snel weggepompt uit de belaste gebieden. Met als gevolg dat er tijdens droogte in de omgeving geen water meer is om beplanting te bewateren (KNMI, 2023; HHNK, 2023).

Ecosysteemdiensten

Terwijl de kennis over stedelijke hitte, wateroverlast en droogte zich de afgelopen jaren verder verdiepte, ontwikkelde zich in hoog tempo een andere wetenschap: de ecosysteemdiensten. Dat betreft alle functies van de natuur die worden gebruikt voor het menselijk welzijn. Het produceren van latente warmte door middel van transpiratie is een van de belangrijkste ecosysteemdiensten (Costanza et al., 1997). Uitgebreid onderzoek heeft bewezen dat, om het welzijn in steden te kunnen waarborgen, het integreren van natuur in het stedelijk weefsel een basisvoorwaarde is. De wetenschap is hier heel duidelijk over:

‘Om de negatieve effecten van de klimaatverandering in steden te mitigeren, is het gebruik van ecosysteemdiensten onvoorwaardelijk.’

Aan de TU Delft (Faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen) is een Scan Ecosysteemdiensten ontwikkeld, waarmee de mate van koeling door beplanting op een bepaalde stedelijk plek kan worden berekend. De Scan Ecosysteemdiensten is uitgebreid beschreven op deze website in de artikelen: De Oplossing voor Hittestress: Scan Ecosysteemdiensten en De Microklimaat Ontwerptool. De bevindingen omschreven in het tweede artikel hebben geleid tot het herzien van de traditionele stedenbouwkundige ontwerpstrategie. Een nieuwe ontwerpparadigma tekent zich af voor de ‘Stad met Ecosysteemdiensten’.

Het stadsontwerp kan niet meer alleen uitgaan van de traditionele bouwmaterialen, zoals baksteen, beton en hout, en conventionele ontwerpconcepten, zoals de functies wonen, werken, recreëren en verkeer. De stad heeft er een nieuwe functie bijgekregen: het integreren van ecosysteemdiensten in het dagelijks leven. Met andere woorden: steden dienen ecosysteemdiensten aan te bieden aan hun bewoners, net zoals kraanwater of elektriciteit worden aangeboden. Daarbij worden de belangrijkste nieuwe bouwmaterialen: ecosystemen, water, licht en energie. En de belangrijkste nieuwe stedelijke functie is: een leefbaar microklimaat door ecosysteemdiensten.

Lees de complete versie van dit artikel in onze nieuwe Innovatiecatalogus 2024. Alle details over die speciale uitgave vind je hier.

Tekst en Beeld: Eva Stache, architect bij Stache Architect en onderzoeker aan de TU Delft (Faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen)