Teknologi for et bedre samfunn. SINTEF Byggforsk

Transkript

1 Teknologi for et bedre samfunn SINTEF Byggforsk 1

2 Overvannshåndtering i urbane områder Grønne tak Jan Ove Busklein SINTEF Byggforsk Infrastruktur Tekna-seminar, Ingeniørenes hus, Oslo april 2011 SINTEF Byggforsk 2

3 Overvannshåndtering i urbane områder Grønne tak Overvannshåndtering Levetid membran Nordisk tilpassing av resultater Fordeler og utfordringer SINTEF Byggforsk 3

4 SINTEF Byggforsk Anvisninger som omhandler grønne tak og ulike metoder for overvannshåndtering: Torvtak Tradisjonelle torvtak Terrasser med beplantning på bærende betongdekker Overvann i byggeområder Lokal håndtering av overvann SINTEF Byggforsk 4

5 Grønne tak Grønne tak har en lang tradisjon i Norge i form av torvtak Tradisjonell bruk: Holde tekkematerialet never på plass Isolasjon Nyere bruk: På hyttetak for utseendets skyld SINTEF Byggforsk 5

6 Grønne tak Nå aktuelt for nye bruksområder Overvannshåndtering Temperaturregulering Luftrensing Rekreasjon Estetikk Samtidig må man ivareta Takets hovedfunksjon Beskytte membran Resultater og erfaringer fra andre strøk med varmere klima Trengs en nordisk tilpassing? SINTEF Byggforsk 6

7 Overvannshåndtering Tre faktorer: Fortetting av byene Større andel av tette flater medfører økt avrenning av overvann Redusert mulighet for naturlig infiltrering av nedbør i grunnen Klimaendring Hyppigere og kraftigere nedbørshendelser Aldrende infrastruktur Underdimensjonert ledningsnett Høy risiko for oversvømmelser Foto: Via Legion Magazine SINTEF Byggforsk 7

8 Overvannshåndtering Avrenningsforsøk med grønne tak i august og september 2009 SINTEF Byggforsk sitt forsøksfelt på Voll i Trondheim 3 flate tak, hvert på 4 m 2 Ett referansetak med kun membran Ett tak med 3-4 cm tykk matte med sedum på et drenerende lag Ett tak med ca 15 cm tykt lag av sphagnumtorv Instrumenterte oppsamlingsrør for måling av avrent vann SINTEF Byggforsk 8

9 Overvannshåndtering Sedumtak Torvtak Referansetak SINTEF Byggforsk 9

10 Overvannshåndtering 2 kontrollerte forsøk med ulikt vanninnhold ved start av de to forsøkene Vanninnhold ved start av 1. forsøk (% av maks vanninnhold) Vanninnhold ved start av 2. forsøk (% av maks vanninnhold) Sedum Torv Påført vann tilsvarende 52 mm nedbør pr time Logging av avrent mengde vann under forsøkene SINTEF Byggforsk 10

11 Overvannshåndtering SINTEF Byggforsk 11

12 Overvannshåndtering SINTEF Byggforsk 12

13 Overvannshåndtering Avrenning i forhold til referansetaket Tid fra forsøksstart Sedum 35 % (11 % w max ) 1. forsøk 2. forsøk Torv 208 % (21 % w max ) Sedum 184 % (61 % w max ) Torv 476 % (48 % w max ) 1 time -22 % -98 % -10 % -53 % 5 timer -16 % -92 % -2 % -27 % Tid fra forsøksstart til samme avrenningsmengde pr tidsenhet som for referansetaket oppnås 75 min (beregnet) - 35 min 58 min SINTEF Byggforsk 13

14 Overvannshåndtering Forsøkene viser at grønne tak kan: Redusere total mengde avrent vann betydelig Utsette start av avrenning Redusere mengde avrent vann pr tidsenhet SINTEF Byggforsk 14

15 Overvannshåndtering Målt avrenning ved naturlig nedbør kan tyde på at disse egenskapene reduseres og blir mer sammenfallende for de to typene grønne tak når vanninnholdet overstiger rundt 60 % av det grønne takets maksimale vanninnhold. Målinger viser at start av avrenning forsinkes og at total mengde avrent vann vil reduseres noe selv om de grønne takene har et høyt vanninnhold ved start av nedbør. De grønne takenes evne til å bremse avrenningen vil reduseres Hvis flere, kraftige regnskyll følger tett på hverandre Etter langvarig nedbør SINTEF Byggforsk 15

16 Levetid membran Temperatur under membran SINTEF Byggforsk 16

17 Levetid membran Membran under et grønt tak: Liten variasjon i temperatur redusert mekanisk påkjenning Skjermet for UV-stråling Økt eksponeringstid for fukt og forlenget avrenningstid Økt utvasking av stoffer fra membranen Oppblomstring av skadelige mikroorganismer? Total effekt for membraners levetid er usikker når positive og negative effekter tas i betraktning samlet sett. SINTEF Byggforsk 17

18 Temperature [ ] Overføring av resultater og erfaringer fra sydligere strøk Energisparepotensiale ved bruk av lyst tak i stedet for mørkt: Trondheim Los Angeles 0,6 kwh/m 2 8,6 kwh/m 2 Simulering av temperatur i et mørkt tak en gjennomsnittlig sommerdag viser ingen påvirkning av temperaturen på innvendig overflate i Norge th July - Temperature Development within the Roof Time of Day [h] Kilde: Cool roofing in cold climates: A contradiction or a potential for energy savings? Mark Murphy, SINTEF Byggforsk, Energi og arkitektur Outside Surface TEK10 Interface Ins/Con TEK10 Indoor Surface TEK10 SINTEF Byggforsk 18

19 Overføring av resultater og erfaringer fra sydligere strøk Grønne tak i Norge: Vil trolig ikke ha noen effekt på innetemperatur og energisparing på grunn av isolasjonstykkelsen i takkonstruksjonen Vil trolig redusere temperaturen over urbane strøk ( hot iceland effect ) Lokal lufttemperatur over taket vil trolig reduseres Effekt på temperatur ved luftinntak over tak er usikker SINTEF Byggforsk 19

20 Mulige fordeler Grønne lunger i byene som gir positive effekter med hensyn på miljø og gode rekreasjonsarealer Redusert belastning på overvannssystemene ved store, intense nedbørsmengder Bedret lokalklima Redusert lufttemperatur over bystrøk Avdamping gir høyere luftfuktighet Kan muligens ha innvirkning på kjølebehov i bygninger pga redusert temperatur i luft tatt inn over tak Støvbinding CO 2 -opptak Reduksjon av NO x og andre uønskede gasser SINTEF Byggforsk 20

21 Mulige utfordringer Aspekter som trenger avklaringer og forbedrete retningslinjer, og kanskje videreutvikling av dagens løsninger og materialbruk: Er dagens oppbygging av takkonstruksjonen god nok? Utførelse av membran, avrenning og beskyttelse av membranen Hvordan påvirkes forventet levetid for membraner og asfaltpapp? Hvordan unngå skader på membran under drift og vedlikehold av grønne tak? Lokalisering og utbedring av lekkasjer Vindforankring Brann SINTEF Byggforsk 21

22 Konklusjon Bruk av grønne tak i urbane strøk vil gi visse fordeler, disse må veies opp mot mulige utfordringer. Resultater og erfaringer fra sydligere breddegrader kan ikke ukritisk overføres til nordiske forhold. For å kunne ha et best mulig beslutningsgrunnlag trenger vi mer forskning! Kontaktpersoner i SINTEF Byggforsk: Jan Ove Busklein, jan.ove.busklein@sintef.no Knut Noreng, knut.noreng@sintef.no Linmei Nie, linmei.nie@sintef.no Marius Kvalvik, marius.kvalvik@sintef.no Bridget Thodesen, bridget.thodesen@sintef.no SINTEF Byggforsk 22