Aðlögun að hita streitu í Antwerpen (Belgíu) byggt á nákvæmum varma kortlagning

Innan ramma Copernicus European Health Service, VITO beitt þéttbýli loftslag líkan UrbClim til að kortleggja lofthita og þéttbýli hita eyja (UHI) umfang 100 evrópskum borgum (þ.mt Antwerpen) með láréttri upplausn 100m. Í tilviki Antwerpen, niðurstöður sýna tilvist þéttbýli hita eyju, með árlegu meðaltali 2 ° C í miðju borgarinnar, sem getur náð allt að 9 ° C á sumarkvöldum og nætur. Vegna HÍ upplifði Antwerpen árin 2008-2017 tvöfalt fleiri hitabylgjadaga (skilgreindir sem dagar með hámarkshita yfir 30 ° C og lágmarkshita yfir 18 ° C) en dreifbýlið og afhjúpaði borgarbúa fyrir miklu meiri hitaálagi samanborið við fólk sem býr í nærliggjandi dreifbýli.

Greiningin á framtíðar loftslagsspám (gert undir FP7 RAMSES og H2020 Climate-fit.city verkefnunum), bendir til þess að búist sé við að fjöldi hitabylgjudaga í Antwerpen muni aukast um tæplega tíu til loka aldarinnar undir RCP8.5 atburðarásinni. Án mögulegra breytinga á landnotkun er gert ráð fyrir að styrkleiki hitaeyja í þéttbýli haldist meira eða minna á sama stigi og eykur hitaálag í þéttbýli ofan á loftslagsáhrifin.

Hvatning af niðurstöðum rannsókna, borgin Antwerp ákvað að innleiða aðlögun ráðstafanir til að takast á við vandamál af streitu hita í borginni. Markmið skilgreindra aðgerða er að: (i) draga úr staðbundinni hitaálagi eins mikið og mögulegt er með breytingum á byggðu umhverfi, (ii) upplýsa borgara um vandamálið, (iii) taka þátt í þeim með vísindaherferðum borgaranna og (iv) lágmarka heilsufarsáhrif með hitaspá og viðvörunarkerfi sem miða að viðkvæmum hópum.

Til að ná sem bestum árangri eru aðlögunarráðstafanirnar framkvæmdar samtímis á þremur vogum: 1) borg-breiður, 2) sveitarfélaga og 3) einstaklingur. Framkvæmd aðlögunarráðstafananna sem lýst er hér var að hefjast eða hefur verið skipulögð. Full innleiðing og árangur í allri borginni mun taka langan tíma og er einungis gert ráð fyrir að henni verði lokið fyrir árið 2030.

City-breiður mælikvarði

Bygging bygginga í borginni Antwerpen er stjórnað af byggingarkóða, sem allir íbúar og verktaki þurfa að fylgja þegar þeir endurnýja eða byggja byggingu. Í þessum kóða var sérstökum leiðbeiningum bætt við (9/10/2014) til að draga úr hitaálagi í borginni með tímanum:

• Fyrir öll ný eða endurnýjuð þak með halla minna en 15% og yfirborðsflöt meira en 20m2, er skylt að setja grænt þak ofan á. Þetta lækkar verulega hitastig þaksins og kælir lofthita með því að halda og gufa upp regnvatn. Að auki veita græn þök aukalega hitaeinangrun fyrir bygginguna sem dregur úr þörfinni fyrir upphitun og kælingu.
• Allir nýir einkagarðar og opin bílastæði þurfa að vera græn og gegndræp. Aðeins 20m2 er hægt að malbika í görðum & lt; 60m2 og aðeins 1/3 í görðum > 60m2. Allir úti einka bílastæði hellingur þarf að hafa gegndræpi grasflöt yfirborð.
• Flestar byggingar í miðborginni eru með sögulegum gifshliðum. Þegar þessi framhlið er endurnýjuð þarf að mála þau í upprunalegu ljósi, helst hvítum lit. Hvítar byggingar endurspegla meira sólarljós og munu ekki hita upp eins auðveldlega og dökkar byggingar og draga þannig úr hitageislun frá þessum byggingum.

Staðbundinn kvarði

Reglulega eru stór torg, garður og hverfi í borginni endurnýjuð. Á skipulagsstiginu fól borgarstjórn í sér að hagræðing hitauppstreymis væri nýr þáttur sem þarf að huga að. Til að gera markvissar aðgerðir mögulegar er þörf á nákvæmum upplýsingum um staðbundið örloftslag. Ráðlagt af VITO, borgin Antwerp hefur ákveðið að nota Wet Bulb Globe Temperature (WBGT) vísir þegar meta og hagræða hita streitu áhrif endurnýjun áætlanir. WBGT, öfugt við einfaldar hitamælingar, tekur tillit til geislunarálags (bæði shortwave og longwave), rakastigs og vindhraða, sem allir hafa áhrif á hitauppstreymi manna. VITO gerði nokkrar ítarlegar (1m upplausnar) líkanrannsóknir til að magngreina staðbundin WBGT gildi og meta hugsanleg áhrif fyrirhugaðra aðlögunarráðstafana. Þetta leiddi til þess að grænbláar innviðaráðstafanir (t.d. tré, gegndræpi, vatnstjarnir, uppsprettur) voru felldar inn í endurnýjunaráætlanir.

Líkaninu var bætt við með borgaralegri vísindamælingaherferð sumarið 2018 innan ramma H2020 Ground Truth 2.0 verkefnisins. Um 20 íbúar Sint-Andries hverfisins tóku þátt í að mæla WBGT á ýmsum stöðum. Auk staðfestingar á niðurstöðum líkansins vakti þessi herferð athygli á hitaálagsvandamálinu og örvaði umræðu um mögulegar aðlögunarráðstafanir.

Einstaklingsbundinn kvarði

Í Belgíu koma „aðgerðaáætlanir um hitaheilbrigði“ af stað á grundvelli hitaspáa í dreifbýli. Þetta leiðir til vanmats á hita streitu í borgum eins og Antwerpen, þar sem töluvert þéttbýli hita eyja áhrif veldur tvisvar sinnum fleiri hita bylgja daga í þéttbýli en í dreifbýli umhverfi. Til að veita nákvæmari hitaálagsspá fyrir Antwerpen var sett upp skammtíma (5 daga) hitaspákerfi, byggt á samsetningu af venjulegu evrópsku spálíkani ECMWF og UrbClim líkaninu, af VITO. Kerfið skilar spá fyrir hvert hverfi Antwerpen, að teknu tilliti til þéttbýli hita eyja áhrif. Þetta gerir kleift að nýta hjálpargögn á skilvirkan hátt, sem beinast aðallega að viðkvæmum öldruðum og börnum, til þeirra staða þar sem þeirra er mest þörf. Ennfremur var vefvettvangur þróaður af borginni Antwerpen til að gefa út hitabylgjuviðvaranir til heilbrigðisstarfsmanna og annarra viðeigandi hagsmunaaðila, þar á meðal ráð um hvað á að gera ef hitabylgja er til staðar. Kerfið er virkt á heitum mánuðum ársins í Belgíu (apríl-september) og er stjórnað af borgarstjórninni.

Samskapandi nálgun hófst milli stjórnsýslu borgarinnar og fyrirtækja sem taka þátt (VITO, UNESCO IHE, Antwerp Smart Zone) til að setja upp og prófa hitaspá viðvörun og vefur pallur. Nokkrar vinnustofur fyrir borgara voru skipulagðar þar sem borgarstjórn og vísindamenn kynntu hitaálagsvandamálið og mögulegar aðlögunarráðstafanir voru ræddar. Þátttökuborgarar tóku þátt í að meta og prófa fyrstu frumgerðir af hitaspá viðvörun og vefur pallur. Ennfremur kortlögðu borgarbúar hitaálag og kalda staði í einu af hverfum borgarinnar á sama tíma og unnið var að áætlunum til að bæta hitauppstreymi í hverfinu með áherslu á viðkvæma íbúa.

Helsti árangur rannsókna á hita streitu og loftslagsbreytingum í Antwerpen var að auka vitund um þetta efni á pólitískum vettvangi, búa til pólitískan vilja (og fjármögnun) til að takast á við þetta vandamál. Ennfremur leiddi þessi rannsókn til aðlögunar byggingarreglna Antwerpen og strauma inn í loftslagsáætlun Antwerpen fyrir árið 2030 - áætlun um mildun loftslags og aðlögun innan ramma borgarstjórasáttmálans sem nú er í þróun.

Samskipti koma fram sem lykilatriði í samvinnu vísindamanna og borgarstarfsmanna. Þetta varðar samskipti milli einstakra samstarfsaðila (t.d. til að samþykkja markmið verkefnisins), samskipti milli einstakra borgardeilda sem taka þátt og viðeigandi samskiptaform milli embættismanna borgarinnar eða vísindamanna og borgara.

Vísindamenn upplifðu einnig nokkur tæknileg vandamál þar sem notkun rauntímagagna var ekki enn að fullu felld inn í upplýsingatækniinnviði borgarinnar.

Rannsóknirnar á hitaálagi og loftslagsbreytingum hafa aðallega verið styrktar af evrópskum verkefnum (FP7 RAMSES og NACLIM, H2020 Climate-fit.city and Ground Truth 2.0), sem einnig náðu yfir hluta af kostnaði í fríðu fyrir borgina Antwerpen. Aðeins ein sértæk hitastreitumæling og líkansrannsókn hefur verið fjármögnuð af borginni Antwerpen sjálfri og kostaði um 70.000 evrur.

Framkvæmd aðlögunarráðstafana í borginni og á staðnum (græn þök, tré, ómálaðir fletir, tjarnir, gosbrunnar o.s.frv.) er í gangi, en að mestu leyti enn í skipulagsstigi, svo það er erfitt að mæla beinan kostnað og ávinning.

Auk kostnaðar í fríðu fyrir borgina Antwerpen hafði hitaspá og viðvörunarkerfi þróunarkostnað um 20.000 evrur og árleg viðhaldskostnaður um 10.000 evrur.

Sameiginlegur ávinningur felur í sér bætt samskipti og samstarf borgardeilda, aukið hitaálag og vitund um loftslagsbreytingar stjórnmálamanna og borgara, samþættingu aðlögunarráðstafana vegna hitaálags í borgarskipulagi (sem einnig hafa jákvæð áhrif á heilsu, líffræðilegan fjölbreytileika, flóð, þurrka o.s.frv.).

Rannsóknir á hitaálagi og aðlögun að loftslagi hafa leitt til áþreifanlegra breytinga á byggingarreglum Antwerpen sem stýra byggingu bygginga í Antwerpen. Hún nær einnig inn í loftslagsáætlun Antwerpen fyrir árið 2030, áætlun um mildun loftslags og aðlögun innan ramma borgarstjórasáttmálans sem nú er í þróun.

Rannsóknir á hita streitu og loftslagsbreytingar fyrir borgina Antwerpen hófst árið 2013 og er enn í gangi. Nokkrir þættir (td hita streitu kort, mælingar herferðir) voru gerðar í hollur glugga tíma, yfirleitt taka nokkra mánuði til árs.

Framkvæmd aðlögunarráðstafana á staðbundnum skala reynist vera hægt ferli og áþreifanleg framkvæmd á borgarvettvangi hefur enn ekki orðið að veruleika. Gert er ráð fyrir að fullri framkvæmd og árangri í allri borginni ljúki eigi síðar en 2030.

Hitaspákerfið og vefvettvangurinn hafa verið þróuð og sett upp á innan við ári.

Ráðstafanirnar sem lýst er hér að framan (breytingar á byggingarkóða, ráðstafanir til að aðlaga hitaálag, hitaálagsspá) eiga að vera langvarandi innbyggðar í borgarstarfsemi og hafa ekki tiltekið tímabil eða líftíma.

Dirk Lauwaet
VITO
Boeretang 200, 2400 Mol, Belgium
E-mail: dirk.lauwaet@vito.be 

Griet Lambrechts
Stad Antwerpen
Francis Wellesplein 1, 2018 Antwerpen, Belgium
E-mail: griet.lambrechts@antwerpen.be 

H2020 Ground Truth 2.0 og H2020 Climate-fit.city verkefni