Eco-bygningen Acros Fukuoka i Fukuoka, Japan, kan prale af et af verdens mest berømte grønne tag. GRIT Lab på University of Toronto arbejder på at bringe grønne tage til byen og videre for at bekæmpe klimaforandringer. (Shutterstock)

Forår og sommer 2017 har været blandt de vådeste på rekorden i det østlige Nordamerika. Og verden ser stadig på Houston, hvor orkanen Harvey forårsagede ødelæggende oversvømmelser.

Nedbørsmængder om foråret brød optegnelser på steder som Toronto, hvor 44.6 millimeter regn faldt i 24 timer. Nedbøren tidligere i foråret fik stormvandsinfrastrukturen i Canadas største by til at løbe over, hvilket førte til oversvømmelse af travle centrum af gaderne.

Urbanisering i mange nordamerikanske byer har ført til et hurtigt tab af permeable overflader, hvor vand frit kan drænes. Sammen med den voksende kernepopulation i centrum i Toronto betyder det, at stormvands- og kloaksystemerne på plads skal håndtere mere vand end i tidligere årtier.

Endvidere globale temperaturstigninger er blevet knyttet til stigningen i ekstreme vejrbegivenheder over hele verden, en tendens, der kan forværres, hvis den globale opvarmning ikke bringes under kontrol.

Mange byer er dårligt rustet at håndtere disse hidtil usete mængder nedbør på grund af deres utilstrækkelige og forældede stormvand infrastruktur.

En chauffør med anhængertræk går gennem oversvømmelsesfarvande efter at have koblet en bil på Don Valley Parkway i Toronto efter en stor regnstorm i juli 2013. DEN KANADISKE PRESSE / Frank Gunn

23 procent af Torontos kloak i centrum kombineres, hvilket betyder, at både byens stormvand og spildevand strømmer sammen inden for et rør til et vandrensningsanlæg. I perioder med kraftigt regn kan mængden af ​​stormvand i kloakken nå kapacitet og løbe over på Torontos gader og i dens sø og floder.

Det betyder, at spildevand frigøres - ubehandlet - i vandmasser, der tillader svømning og andre rekreative sportsgrene for at forhindre oversvømmelse i byens centrum.

Med nedbørsmængder stiger globalt, er det et afgørende tidspunkt at undersøge, hvordan byer kan eftermontere deres eksisterende bygningsinfrastruktur for at afhjælpe oversvømmelsesskader og håndtere stormvand på en mere bæredygtig måde.

Grønne infrastrukturteknologier, såsom permeabel belægning, bioswales, cisterner og grønne tag anbefales nu ofte at konfrontere ekstreme vejrbegivenheder.

Grønne tag til styring af stormvand

Grønne tag er en grøn infrastruktur (GI) valgmulighed, der kan bruges til stort set enhver tag, der er givet vægtbelastningskapacitet. Fordelene ved grønne tag strækker sig langt ud over deres åbenlyse æstetiske appel.

En undersøgelse foretaget af civilingeniør Jenny Hill fra University of Toronto og medforskere på skolens Green Roof Innovation Testing Lab (GRIT Lab) viste, at grønne tag har kapacitet til at fange et gennemsnit på 70 procent af nedbør over et givet tidspunkt, aflaste underjordiske stormvandssystemer og frigive regnvandet tilbage i atmosfæren.

University of Toronto GRIT Lab

Undersøgelsen undersøgte fire variabler i design af grønt tag, der repræsenterer de mest almindelige industripraksis: Plantetype (sukkulenter eller græs og urteagtige blomsterplanter), jordudskiftning (mineral, trækompost), plantedybde (10 centimeter eller 15 centimeter) og overrislingsplan ( ingen, dagligt eller sensoraktiveret), og hvordan disse fire faktorer påvirkede vandopsamling.

Vandingsplanen viste sig at have den største effekt, idet tilbageholdelseskapaciteten steg fra 50 procent med daglig kunstvanding til 70 procent med sensoraktiveret eller ingen kunstvanding. Med andre ord, tag, der ikke er vandet, eller kun vandes, når deres jord når et forudbestemt fugtighedsniveau, har en større kapacitet til at absorbere stormvand.

Desuden beregnet undersøgelsen en ny topafstrømningskoefficient - en konstant værdi, der bruges til at beregne kapaciteten af ​​et grønt tag til at holde vand - for grønne tag at være omkring 0.1-0.15, en reduktion fra 85 til 90 procent sammenlignet med en uigennemtrængelig overflade.

Designere og ingeniører bruger rutinemæssigt et tal på 0.5 (50 procent reduktion) til at vurdere ydeevne på grønt tag. Denne uoverensstemmelse mellem erhvervspraksis og regionale evidensbaserede fund fremhæver behovet for yderligere forskning.

Tag sukkulenter og blomstrende planter på GRIT labs grønne tag. University of Toronto GRIT Lab

Den næst mest betydningsfulde variabel til overholdelse af stormvand var jorderstatningen. Det mest anvendte plantemateriale med grønt tag er baseret på retningslinjer fra det tyske landskapsforsknings-, udviklings- og konstruktionssamfund (FLL).

FLL anbefalede et mineralaggregat, fordi det antages at være længerevarende og hårdere end biologisk jordudskiftning. Men denne henstilling er blevet udfordret af forskning i dag.

Hill og hendes team sammenlignede det mineralvoksende materiale med trækompost. Komposten overgik mineralet med 10 procent (70 procent versus 60 procent tilbageholdt regn) i senge uden kunstvanding og havde minimal komprimering eller nedbrydning over tid.

Et andet vigtigt fund i Hills undersøgelse viste, at plantematerialet, når det allerede var fugtigt, enten fra vanding eller regn, havde den største indflydelse på vandretention. Komposten overgik mineraljorderstatningen så meget som tre gange, når den var fuldt mættet (83 procent regn tilbageholdt mod 29 procent).

Kompost en bedre jord erstatning

Det betyder, at komposten ikke kun presterede bedre i hver sæson, men den presterede meget bedre i regnfulde årstider og under back-to-back storme.

Plantedybde (10 centimeter mod 15 centimeter) og plantefamilien (sukkulenter versus græs og urteagtige blomstrende planter) begge blev vist at have ringe indflydelse på overholdelse af stormvand sammenlignet med plantemateriale og vandingsplan.

Uden at gå på kompromis med styring af overvandet kan planteudvælgelsen opfylde æstetiske mål og miljømæssige benchmarks som biodiversitet og artshabitat.

En bi svæver rundt i en blomstrende plante ved U of T's tagterrasse GRIT Lab. U af T GRIT Lab

En af begrænsningerne for konstruktion af grønt tag er vægtbelastning, især i bygninger, der ikke oprindeligt var konstrueret til at imødekomme vægten af ​​et mættet grønt tag. Således ville en 10 centimeter plantedybde i modsætning til 15 betyde, at flere tag kunne være berettigede til eftermontering.

Ikke desto mindre, selvom en biodiversal palet med græs og urteagtige planter ville være en mere æstetisk og økologisk rig grøn tag, er disse planer kræver vanding for at overleve i byer som Toronto. Da kunstvanding har en negativ effekt på tilbageholdelse af overvandet, kan designere af grønne tag overveje tørrebestandige sukkulente planter som sedum.

Når urteagtige planter plantes i kompost snarere end mineralplanteringsmaterialer, kunne reduktionen i stormvandsopbevaringskapacitet imidlertid forhindres.

Irrigation efter behov aktiveret af en jordfugtighedssensor kan balancere vandforvaltning med vandtilgængelighed til plantevækst. Desuden vejer kompost markant mindre end mineralplantemateriale, hvilket åbner op for større muligheder for eftermontering.

Og så Hill og hendes teams undersøgelse af fire forskellige grønne tagvariabler giver os mulighed for at forstå fordelene og begrænsningerne ved hver enkelt, og hvordan de kan kombineres.

Grønne tag: Optimal grøn infrastruktur

Efter vores mening som forskere på GRIT Lab er grønne tag den optimale bygrønne infrastruktur på grund af deres multifunktionalitet: De kan eftermonteres på eksisterende bygninger, de giver biodiversitetsplads til byens vilde dyr og de kan være berigende offentlige rum for byboerne at nyde. Derudover kan grønne tag gøre uvurderlige steder behagelige og give nye udendørs plads til kontorarbejdere.

En sommerfugl flagrer omkring blomster ved det GRIT Lab grønne tag. U af T GRIT Lab

Disse nylige fund viser tydeligt potentialet i grønne tag. Men grundige videnskabelige undersøgelser af grønne tag, ligesom dem, der er foretaget på GRIT Lab, er nødvendige for at bestemme den bedste grønne tagkomposition for optimal ydeevne.

Selvom plantetypen for eksempel havde ringe virkning på tilbageholdelse af stormvand, har det vist sig, at urteagtig blanding af indfødte planter er mere attraktiv for indfødte bier og er uden tvivl mere attraktiv. Disse oplysninger er kritiske; skønt sukkulenter i øjeblikket er branchestandarden, kan kun plantning af sukkulenter på tag potentielt have en negativ indvirkning på byøkologien i forskellige regioner.

En yderligere variabel, der skal overvejes, når man designer et grønt tag er dens placering. GRIT Lab-forsker Scott MacIvor og medforskere fandt, at byggehøjden betyder noget: Der er langt færre bikupe, når grønne tag er for høje, og det ville være nytteløst at designe et tag, der sigter mod at hjælpe bier, der er højere end otte etager.

Efterhånden som stormbegivenheder bliver hyppigere og mere alvorlige for kommunerne, kæmper byer med aldrende stormvandinfrastruktur for at finde måder at afhjælpe virkningen på. Grønne tag kan være en del af denne løsning, men alle grønne tag er ikke skabt ens. Korrekt forskning og viden er vigtig.

Om forfatteren

Catherine Howell, forskningsassistent, GRIT Lab, University of Toronto; Jennifer Drake, lektor i civilingeniør, University of Toronto, og Liat Margolis, lektor i landskabsarkitektur, University of Toronto

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.

Relaterede bøger

Klimatilpasning Finansiering og investering i Californien

af Jesse M. Keenan
Denne bog fungerer som en vejledning for lokale regeringer og private virksomheder, når de navigerer i det uklassificerede farvande ved at investere i klimatilpasning og modstandsdygtighed. Denne bog fungerer ikke kun som en ressourcevejledning til identifikation af potentielle finansieringskilder, men også som en køreplan for kapitalforvaltning og offentlige finansprocesser. Det fremhæver praktiske synergier mellem finansieringsmekanismer såvel som de konflikter, der kan opstå mellem forskellige interesser og strategier. Mens hovedfokus for dette arbejde er staten Californien, tilbyder denne bog bredere indsigt i, hvordan stater, lokale regeringer og private virksomheder kan tage disse kritiske første skridt i at investere i samfundets kollektive tilpasning til klimaændringer. Fås på Amazon

Naturbaserede løsninger på tilpasning af klimaændringer i byområder: Forbindelser mellem videnskab, politik og praksis

af Nadja Kabisch, Horst Korn, Jutta Stadler, Aletta Bonn
Denne open access-bog samler forskningsresultater og erfaringer fra videnskab, politik og praksis for at fremhæve og debattere vigtigheden af ​​naturbaserede løsninger til klimatilpasning i byområder. Der lægges vægt på potentialet i naturbaserede tilgange til at skabe flere fordele for samfundet.

Ekspertbidragene præsenterer anbefalinger til at skabe synergier mellem igangværende politiske processer, videnskabelige programmer og praktisk implementering af klimaændringer og naturbeskyttelsesforanstaltninger i globale byområder. Fås på Amazon

En kritisk tilgang til tilpasning af klimaændringer: Diskurser, politikker og praksis

af Silja Klepp, Libertad Chavez-Rodriguez
Dette redigerede bind samler kritisk forskning om diskurser om tilpasning af klimaændringer, politikker og praksis fra et tværfagligt perspektiv. På baggrund af eksempler fra lande, herunder Colombia, Mexico, Canada, Tyskland, Rusland, Tanzania, Indonesien og Stillehavsøerne, beskriver kapitlerne, hvordan tilpasningstiltag tolkes, transformeres og implementeres på græsrodsniveau, og hvordan disse foranstaltninger ændrer sig eller griber ind i magtforhold, juridisk pluralisme og lokal (økologisk) viden. Som helhed udfordrer bogen etablerede perspektiver på klimatilpasning ved at tage hensyn til spørgsmål om kulturel mangfoldighed, miljømæssig retfærdighed og menneskerettigheder samt feministiske eller intersektionelle tilgange. Denne innovative tilgang tillader analyser af de nye konfigurationer af viden og magt, der er under udvikling i navnet på klimatilpasning. Fås på Amazon

Fra udgiveren:
Køb på Amazon går til at bekæmpe omkostningerne ved at bringe dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, og ClimateImpactNews.com uden omkostninger og uden annoncører, der sporer dine browservaner. Selv hvis du klikker på et link, men ikke køber disse valgte produkter, betaler alt andet, du køber i det samme besøg på Amazon, en lille provision. Der er ingen ekstra omkostninger for dig, så vær venlig at bidrage til indsatsen. Du kan også bruge dette link at bruge til Amazon når som helst, så du kan hjælpe med at støtte vores indsats.