De Daktuin van Eden snelt ter hulp

Rampsituaties oogsten gelukkig niet alleen tandengeknars en geweeklaag, ze stimuleren ook onze vindingrijkheid. Die overstromingen, zo weten we, hebben onder andere te maken met de verwerkingscapaciteit van onze riolen. Als die er niet in slagen al dat hemelwater tegelijk weg te voeren, blijft het in de straten staan. Eén oplossing is om alternatieve afvoersystemen te bedenken, maar een andere mikt op het woordje ‘tegelijk’: kunnen we een deel van die wolkbreuk-zondvloed niet even ‘on hold’ zetten? Opsparen tot de riolen er klaar voor zijn?

Dat is wat de intelligente groendaken-oplossing voorstelt: we houden het water op het dak zolang dat kan of nodig is. Als we het lang vasthouden, hoeven we trouwens niet eens alles alsnog naar de riolen te sturen. Een deel wordt opgenomen door de planten op het dak en een ander deel zal verdampen. Dit levert een aantal extra voordelen op. Zo bieden we intussen bijkomende isolatie aan het gebouw en we verkoelen de stad door de verdamping. We tackelen dus zowel de wolkbreuk als de hittestress in één beweging. En als toetje kunnen we ook nog eens plantjes, kruiden, groenten en fruit in de stad kweken. Als we de rampspoed de zondvloed mogen noemen, dan is ‘daktuin van Eden’ voor de oplossing ook wel op zijn plaats.

Van theorie naar praktijk

De eerste daktuin van Eden ligt er intussen, als liefdeskind van Stadslab2050, KU Leuven, Brigaid, VegetalID, Sumaqua en Beweging.net. Het is nog een prille schepping en nog maar een kiem van wat het moet worden, maar sinds het werd aangelegd eind 2017 hebben de onderzoekers toch al de eerste metingen kunnen verrichten op het groendak.

“Groendaken’, corrigeert dr. Vincent Wolfs van de KU Leuven. Blijkbaar ligt er immers niet één maar wel drie soorten groendaken op de Nationalestraat 111! Om wetenschappelijke resultaten te verzamelen moet je kunnen vergelijken, legt de onderzoeker uit, en dus ligt er:

• een conventioneel groendak:
  • vetplanten groeien in een 6 cm substraatlaag;
  • daaronder ligt een drainagemat, een soort dik doek;
  • daaronder ligt een ultradunne, 3 cm dikke waterbergende laag van argex- of kleikorrels. Zodra die verzadigd is, stroomt het water naar de riolering.
•  een Hydroventiv-groendak (HVV): 
  • grassen, kruiden en bloemen groeien op een 8 cm substraatlaag;
  • daaronder ligt opnieuw een drainagemat als filterlaag om het water te transporteren;
  • daaronder ligt een 8 cm dikke waterbergende laag. Dat zijn verschillende plastic bakjes die met elkaar verbonden één grote berging vormen. Als die vol zit, loopt het water over naar het dak.
• een  OASIS-groendak,
  • grassen, kruiden en bloemen groeien in 20 cm substraat;
  • daaronder ligt een 8 cm dikke waterbergende laag;
  • hier is geen drainage voorzien. Het water stroomt pas door naar de riolering wanneer de waterberging vol zit.

Doen die laatste twee het beter dan de eerste, wanneer het om waterbeheersing gaat, is de vraag, en zo ja, hoeveel beter?

En de winnaar is...

“We hebben nog geen wolkbreuk gehad”, zegt de doctor een beetje beteuterd. “We hebben een relatief droge periode achter de rug zonder hevige neerslagbuien, dus kunnen we daar nog niet veel over zeggen.” Toch durft dr. Wolfs op basis van de cijfers van de voorbije twee maanden al enkele opmerkelijke resultaten prijs te geven. “Op elk van de daken“, zo vertelt hij, “verdampt meer dan de helft van het opgevangen hemelwater. Dat zorgt dus zeker voor verkoeling bij grote hitte. Meer nog, bij de OASIS- en Hydroventiv-groendaken verdampt tot wel 90%.”

“Let wel”, benadrukt hij, “deze cijfers zijn sterk afhankelijk van het seizoen en de intensiteit van de regenbuien. Bij intense regenbuien zal er relatief gezien minder water verdampen. Het dak zal immers niet al het water kunnen vasthouden en een deel ervan wel moeten afvoeren.”

Over de vertragende factor van de groendaken is de onderzoeker voorzichtiger. Slagen de daken erin om het water zo lang op te houden dat de riolen het water niet tegelijk maar gefaseerd kunnen verwerken? Niet genoeg data wegens onvoldoende sterke regenbuien, is hier het officiële antwoord. Al merken de wetenschappers op basis van kleinere regenbuien wel dat de conventionele groendaken het regenwater al na één tot twee uur naar de riolen doorsturen, terwijl de Hydroventiv en de OASIS het nog eens zo lang ophouden. “Matige buien”, aldus de onderzoeker, “kunnen zelfs volledig opgevangen worden.”

Vele soorten slim

Hierbij merkt dr. Wolfs overigens wel op dat de daken nog niet automatisch gestuurd worden, maar toch zijn ze al op verschillende vlakken slim. “De daken zitten vol sensoren en daarmee meten we alles”, zegt hij. “Door de opbouw hebben de planten bovendien meer water ter beschikking, waardoor ze langer overleven en we de biodiversiteit beschermen. Bovendien zijn groendaken in het algemeen al slimme oplossingen van klimaatadaptatie. En tenslotte zal er later ook een slimme sturing worden toegevoegd.”

Het is de bedoeling dat de daken later op basis van gegevens over de waterstand in de riolen, de toestand op het dak en de weersverwachtingen schotjes aansturen om het water op te houden of te lozen. “Dat is voor een volgend stadium van dit onderzoek”, accentueert de Leuvense onderzoeker. “Nu willen we vooral meten en weten hoe goed het dak het water kan bufferen en hoeveel er door verdamping verdwijnt. Zo kunnen we de mogelijke impact van dit soort daken in een stad als Antwerpen inschatten.”

Uit de voorlopige resultaten kunnen de onderzoekers afleiden dat innovatieve groendaken met waterbuffers zoals Hydroventiv en OASIS zonder intelligente sturing 50% en meer van de piekafvoeren kunnen ophouden. “Met piekafvoeren”, verheldert dr. Wolfs, “bedoelen we de periodes waarin daadwerkelijk overstromingen dreigen. In die periodes stroomt in vergelijking met een gewoon hellend of plat dak maar de helft van het water af naar de riolering. Daardoor daalt de overstromingskans in steden.”

“Krijgen de daken bovendien ook nog een intelligente sturing mee, dan kan zelfs 80% van de afvoer worden opgehouden tijdens kritieke situaties.”

Wat als álle daken van Antwerpen...

Daar gaat het natuurlijk om. Het gaat niet om één slim dak op Beweging.net. Het gaat om zoveel mogelijk daken binnen de Antwerpse stadsgrenzen. “In het gebied binnen de Leien, inclusief de Brederodewijk en Antwerpen-Dam vinden we ongeveer 770.000 m² platte daken”, vertelt Vincent Wolfs. “Dat is ongeveer 10% van de totale verharde oppervlakte. Als we die allemaal van slimme groendaken zouden voorzien, zou dat een enorme impact hebben.” Uiteraard kan niet elk plat dak elke soort groendak herbergen. De dikke ‘oasis’ groendaken bijvoorbeeld zijn veel zwaarder en vragen dan ook om speciale stabiliteitsvereisten. Maar op zijn minst zou een conventioneel groendak mogelijk moeten zijn.

De onderzoekers lieten hun cijfers al eens los op die wolkbreuken van 2013 en 2016. “Als de Antwerpse platte daken groendaken zouden zijn geweest”, legt dr. Wolfs uit, “dan zou het overstroomde gebied tot 30% minder groot zijn geweest.”

De onderzoekers proberen hun modellen uiteraard steeds te verfijnen aan de hand van hun dagelijkse metingen en hopen zo nog betere en juistere simulaties te kunnen uitwerken. Die zullen vervolgens niet alleen dienen om de intelligente systemen op de daken zelf aan te sturen, maar zullen ook ter beschikking worden gesteld van stadsplanners, ingenieurs en architecten om ze meteen mee te nemen bij het inplannen en neerzetten van nieuwe gebouwen. Maar eer het zover is, moet er eerst nog veel gemeten worden en… moet het nog veel regenen. We wensen dan ook de onderzoekers een stevige wolkbreuk toe.