Tilpasning til varmestress i Antwerpen (Belgia) basert på detaljert termisk kartlegging

Innanfor ramma av Copernicus European Health Service brukte VITO sin urbane klimamodell UrbClim for å kartleggje lufttemperaturar og urban varmeøy (UHI) omfanget av 100 europeiske byar (inkludert Antwerpen) med ei horisontal oppløysing på 100 m. Når det gjeld Antwerpen, avslører resultata tilstedeværinga av ei urban varmeøy, med eit årleg gjennomsnitt på 2 °C i sentrum av byen, som kan nå opptil 9 °C om sommaren kveldar og netter. På grunn av UHI opplevde Antwerpen i 2008-2017 dobbelt så mange varmebølgjedagar (definert som dagar med ein maksimal temperatur over 30 °C og ein minimumstemperatur over 18 °C) enn dei landlege omgivnadane, og utsett urbane innbyggjarar for mykje høgare nivåar av varmestress samanlikna med folk som bur i dei nærliggande landlege områda.

Analysen av framtidige klimaprognosar (gjort under FP7 RAMSES og H2020 Climate-fit.city-prosjekta), antyder at få varmebølgjedagar i Antwerpen forventast å auke med ein faktor på nesten ti mot slutten av århundret under RCP8.5-scenariet. Utan eventuelle arealbruksendringar forventast den urbane varmeøyintensiteten å halde fram med å vere meir eller mindre på same nivå, noko som aukar varmespenninga i byområda på toppen av klimaendringseffekten.

Motivert av forskingsresultata bestemte byen Antwerpen seg for å implementere tilpasningstiltak for å takle problemet med varmestress i byen. Måla for det identifiserte tiltakssettet er å: (i) redusere det lokale varmestresset så mykje som mogleg gjennom endringar i det bygde miljøet, (ii) informere innbyggjarane om problemet, (iii) engasjere dei gjennom borgarvitskapskampanjar, og (iv) minimere helsekonsekvensane med eit varmeprognose- og varslingssystem, retta mot sårbare grupper.

For å oppnå optimale resultater gjennomførast tilpasningstiltaka samtidig på tre skalaer: 1) heile byen, 2) lokale og 3) den enkelte person. Gjennomføringa av tilpasningstiltaka som er beskrive her, har nettopp starta eller er planlagt. Full implementering og resultater over heile byen vil ta lang tid og forventast berre å bli fullført innan 2030.

Skala over heile byen

Bygginga av bygningar i byen Antwerpen er regulert av ein bygningskode, som alle innbyggjarar og utviklarar må følgje når dei renoverer eller byggjer ein bygning. I denne koden vart spesifikke instruksjonar lagt til (9/10/2014) for å bidra til å redusere varmestress i byen over tid:

• For alle nye eller renoverte tak med ei helling på mindre enn 15 % og eit areal på meir enn 20 m2, er det obligatorisk å installere eit grønt tak på toppen. Dette senkar temperaturen på taket drastisk og avkjøler lufttemperaturen ved å halde på og fordampe regnvatn. I tillegg gjev grøne tak ekstra termisk isolasjon for bygningen, noko som reduserer behovet for oppvarming og kjøling.
• Alle nye installerte private hagar og opne parkeringsplassar må vere grøne og gjennomtrengelege. Berre 20 m2 kan asfalterast i hagar og lt;60 m2 og berre 1/3 i hagar > 60 m2. Alle utandørs private parkeringsplassar må ha ei gjennomtrengeleg graset overflate.
• Dei fleste av bygningane i sentrum har historiske gipsfasadar. Ved renovering må desse bygningsfrontane malast i originalt lys, helst kvit farge. Kvite bygningar reflekterer meir sollys og vil ikkje varme opp like lett som mørke bygningar, og dermed redusere varmestrålinga frå desse bygningane.

Lokal målestokk

Regelmessig vert store torg, parkar og nabolag i byen renovert. I planleggingsfasen inkluderte byadministrasjonen optimalisering av den termiske komfortsituasjonen som ein ny faktor å vurdere. For å aktivera målrettingshandlingar er det naudsynt med detaljert informasjon om det lokale mikroklimaet. Anbefalt av VITO, har byen Antwerpen beslutta å bruke Wet Bulb Globe Temperature (WBGT) indikatoren når ein vurderer og optimaliserer varmespenningseffekten av renoveringsplanar. WBGT, i motsetnad til enkle temperaturmålingar, tek omsyn til strålingsbelastinga (både kortbølgje og langbølgje), råme og vindsnøggleik, som alle påverkar menneskeleg termisk komfort. Flere detaljerte (1 m oppløysing) modelleringsstudium vart utført av VITO for å kvantifisere dei lokale WBGT-verdiane og vurdere den potensielle effekten av planlagde tilpasningstiltak. Dette førte til at grønt-blå infrastrukturtiltak (t.d. tre, gjennomtrengelege flater, vassdammar, fontener) vart inkludert i renoveringsplanane.

Modelleringa vart supplert med ein borgarvitskapleg målingskampanje i løpet av sommaren 2018 innanfor ramma av H2020 Ground Truth 2.0-prosjektet. Omtrent 20 innbyggjarar i Sint-Andries-nabolaget var engasjert i å måle WBGT på ulike typar stader. I tillegg til validering av modellresultata, auka denne kampanjen medvitet om varmestressproblemet og stimulerte ein diskusjon om moglege tilpasningstiltak.

Individuell skala

I Belgia utløysast «handlingsplanar for varmehelse» basert på temperaturprognosar i landlege omgivnadar. Dette fører til undervurdering av varmestress i byar som Antwerpen, der ein betydeleg urban varmeøyeffekt forårsaka dobbelt så mange varmebølgjedagar i urbane område enn i landlege omgivnadar. For å kunne gje ein meir nøyaktig prognose for varmepåkjenningar for Antwerpen, vart eit kortsiktig (5 dagars) varmeprognosesystem, basert på ein kombinasjon av den vanlege europeiske prognosemodellen frå ECMWF og UrbClim-modellen, sett opp av VITO. Systemet gjev ein prognose for kvart nabolag i Antwerpen, med tanke på den urbane varmeøyeffekten. Dette gjev effektiv distribusjon av hjelperessursar, retta mot dei mest sårbare eldre og barn, til dei stadene der dei trengst mest. Vidare vart ei webplattform utvikla av byen Antwerpen for å utstede varmebølgjeadvarsel til helsehjelpsarbeidarar og andre relevante interessentar, inkludert råd om kva dei skal gjere i tilfelle ei varmebølgje. Systemet er aktivt i dei varme månadene av året i Belgia (april-september) og forvaltes av byadministrasjonen.

Ei samarbeidande tilnærming vart starta mellom byadministrasjonen og involverte selskapar (VITO, UNESCO IHE, Antwerp Smart Zone) for å setje opp og teste varmevarslingsalarmen og webplattforma. Flere workshops for borgarar vart organisert der byadministrasjonen og forskarane introduserte varmestressproblemet og moglege tilpasningstiltak vart diskutert. Deltakande borgarar var involvert i å evaluarar og teste dei første prototypane av varmeprognosealarmen og webplattforma. Vidare kartla innbyggjarane varmestress og kjølige stader i eit av byens nabolag, medan dei utarbeidde strategiar for å forbetra den termiske komforten i nabolaget med fokus på den sårbare folkesetnaden.

Den viktigaste suksessen til forskinga på varmestress og klimaendringar i Antwerpen var å auke medvitet om dette emnet på politisk nivå, og generere den politiske viljen (og finansieringa) for å takle dette problemet. Vidare resulterte denne forskinga i tilpasninga av Antwerpens bygningskodeks og strøymer inn i Antwerpens klima 2030-plan — ein klimareduserande og tilpasningsplan innanfor ramma av Ordføraravtalen som for tida er under utvikling.

Kommunikasjon framstår som eit sentralt tema i samarbeid mellom forskarar og byutøvarar. Dette gjeld kommunikasjon mellom individuelle partnarar (til dømes for å bli samde om prosjektmål), kommunikasjon mellom dei enkelte byavdelingane som er involvert, og eigna former for kommunikasjon mellom byens tenestemenn eller forskarar og borgarar.

Forskarar opplevde òg nokre tekniske problemer sidan bruk av sanntidsdata enno ikkje var fullt innarbeidd i byens IT-infrastruktur.

Forskinga på varmestress og klimaendringar har hovudsakleg vorte finansiert av europeiske prosjekter (FP7 RAMSES og NACLIM, H2020 Climate-fit.city og Ground Truth 2.0), som òg dekte ein del av dei in-kind kostnadene for byen Antwerpen. Berre ein spesifikk varmespenningsmåling og modelleringsstudie har vorte finansiert av sjølve Antwerpen og kosta rundt 70.000 euro.

Gjennomføringa av tilpasningstiltak på bynivå og lokal skala (grøne tak, tre, asfalterte overflater, dammar, fontener, etc.) går føre seg, men for det meste framleis i ein planleggingsfase, så det er vanskeleg å kvantifisere direkte kostnadar og fordelar.

I tillegg til dei in-kind kostnadene for byen Antwerpen, hadde varmeprognosen og varslingssystemet ein utviklingskostnad på rundt 20,000 EUR og ein årleg vedlikehaldskostnad på rundt 10,000 EUR.

Med-fordelar inkluderer forbetra kommunikasjon og samarbeid mellom byavdelingar, aukande varmestress og medvit om klimaendringar for politikarar og borgarar, integrering av varmestresstilpasningstiltak i byplanlegging (som òg har gunstige effektar på helse, biologisk mangfald, flaum, tørke, etc.).

Forskinga på varmestress og klimatilpasning har ført til konkrete endringar i Antwerpens byggeforskrift, som regulerer bygging av bygningar i Antwerpen. Den føyer seg òg inn i Antwerpens klima 2030-plan, ein klimareduserande og tilpasningsplan innanfor ramma av Ordføraravtalen som for tida er under utvikling.

Forskinga på varmestress og klimaendringar for byen Antwerpen starta i 2013 og går føre seg framleis. Flere komponentar (t.d varme stress kart, målekampanjar) vart utført i dedikerte tidsvindauge, vanlegvis tek nokre månader til eitt år.

Implementeringa av tilpasningstiltak på lokal skala viser seg å vere ein langsam prosess, og konkrete realiseringar på bynivå har enno ikkje materialisert seg. Full implementering og resultater over heile byen forventast berre å bli fullført innan 2030.

Varmeprognosesystemet og webplattforma er utvikla og sett opp på mindre enn eitt år.

Tiltaka beskrive ovanfor (byggjekodeendringar, varmespenningstilpasningstiltak, varmespenningsprognose) er meint å vera langvarig innebygd i byoperasjonar og har inga spesifisert tidsintervall eller levetid.

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 prosjekter