Urban Photosynthesis; drie functies op één dak

Torben Tijms 02-08-2023
0 reacties

Urban Photosynthesis onderzoekt in de stedelijke omgeving een integrale oplossing voor het zoveel mogelijk sluiten van waterkringlopen op gebouwniveau.

Projectleider

Torben Tijms

Projectteam

Gijsbert Cirkel (KWR)

Externe partners

KWR, Aedes Real Estate, Drain Products Europe, ECOFYT, Gemeente Amsterdam, Techniplan Adviseurs, SDR electrotechniek

Organisatie(s)

Waterschap Amstel, Gooi en Vecht

Bedrijfsfunctie

Waterketenbeheer
Watersysteembeheer

Thema

Klimaatadaptatie

Projectfase

Onderzoek/verkenning

Status

Afgerond

Dit in combinatie met het opwekken van zonne-energie op groene daken met waterberging (blauwgroene daken). Op deze manier kan er gelijktijdig een bijdrage worden geleverd aan drie functies in verdichte stedelijke gebieden: vergroening, waterhergebruik en energieopwekking. 
 

Het steeds vaker voorkomen van extreme neerslagbuien, hittegolven en droogte vormt een grote uitdaging voor de inrichting van het stedelijk gebied. In verschillende programma’s  wordt gewerkt aan oplossingen voor deze problematiek. De aanleg van blauw-groene daken biedt een oplossing door de opslag van neerslagoverschotten. Daarnaast zorgen planten voor verdamping en daarmee koeling, waarmee een bijdrage wordt geleverd aan het beperken van hittestress. Voldoende beschikbaar water is hiervoor echter wel een belangrijke randvoorwaarde. Regenwater is ’s zomers wekenlang onvoldoende of niet beschikbaar onder Nederlandse klimaatcondities. In meer zuidelijk gelegen landen is de waterbeschikbaarheid nog vele malen nijpender. Er is dus een andere liefst continue bron nodig. Grijswater is een vrijwel continue beschikbare bron, maar vraagt zorgvuldige behandeling voorafgaand aan toepassing. Indien goed ingezet, kan de combinatie van grijswater en regenwater er wel voor zorgen dat er tijdens droge periodes voor irrigatie geen drinkwater meer uit het drinkwaternet wordt gehaald. Als voldoende water gezuiverd kan worden kan er mogelijk zelfs water worden gebruikt voor irrigatie van groen in de openbare ruimte. Door water te hergebruiken voor irrigatie en door overtollig regenwater vast te houden wordt tevens het gemeentelijk riool ontlast. 

Het doel van het onderzoek is het ontwikkelen van een in blauw-groene daken integreerbare grijswaterzuivering. Door het hiermee beschikbaar komende water wordt het mogelijk om in een verdichtende stad meerdere functies met vertrouwen te combineren op één gebouw. Er hoeft geen concurrentie te zijn tussen PV (zonnecellen), beplanting en water, maar er kan in vertrouwen gekozen kan worden voor de én-én oplossing. Er wordt onderzocht of door beschikbaar grijs afvalwater op natuurlijke wijze om te zetten naar irrigatiewater de verkoelende werking ook bij lange droge perioden maximaal operationeel blijft, zonder gebruik van drinkwater te maken. Deze verkoelende werking heeft ook een verwacht positief effect op de opbrengst van de PV-panelen. 

Schematische weergave van Urban Photosynthesis, met hergebruik van douchewater, zuivering op het dak en gebruik voor beplanting, en PV-panelen boven de begroeiing. 

Dit onderzoek draagt bij aan de volgende kennisvragen: 

  • Welke innovatieve technieken in en op publiek/privaat terrein dragen bij aan hemelwaterberging en hittebestrijding? 
  • Wat wordt de (drink)watervraag tijdens droogte en hitte? Op welke wijze kunnen we voorzien in de vraag?  

Resultaten & conclusies:

TKI Urban Photosynthesis In het onderzoek is aangetoond dat de PV-panelen op een blauwgroen dak door de verkoelende werking van het verdampende groen een op jaarbasis 4,4 % hogere opbrengst halen dan op een bitumen dak. Deze extra opbrengst is vergelijkbaar met het energieverbruik van één van de appartementen in het gebouw en weegt op tegen de ruimte die tussen de panelen moet worden vrijgehouden voor de vegetatie. Dit resultaat is gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Building and Environment. In het onderzoek is aangetoond dat douchewater uit de appartementen prima kan worden gezuiverd via een kleinschalig ondiep horizontaal helofytenfilter dat is geïntegreerd op het dak. Het zuiveringsrendement was vergelijkbaar of voor enkele parameters zelfs wat beter dan de conventionele membraanbioreactor (MBR) voor de grijswaterzuivering in het andere gebouw. Alleen voor ammonium en verwijdering van bacteriën presteerde de MBR beter. De ammonium bleek echter gedurende verdere cascadering voldoende omgezet en opgenomen te worden. Op die manier hoeft niet te worden aangevuld met drinkwater in droge periodes. De resultaten zijn vastgelegd in een aparte rapportage. De biodiversiteit van de beplanting en voorkomende insecten is in dit project niet specifiek onderzocht, maar de beplanting op het blauwgroene dak bestaat uit een zeer diverse bloeiende beplanting van inheemse plantensoorten. Onderzoek aan hetzelfde capillaire irrigatiesysteem in eerder TKI-onderzoek (Smartroof 2.0) heeft echter laten zien dat met het systeem een zeer biodivers ecosysteem verkregen kan worden. De partners in dit project is het gelukt om het idee van een watersensitief, natuurinclusief en energiebewust gebouw om te zetten naar een succesvolle werkelijkheid. Ons onderzoek heeft laten zien dat er een win-win-win situatie ontstaat door water, energie en biodiversiteit te combineren. Het project biedt daarmee een blik op de toekomst van klimaatadaptief bouwen, die hopelijk andere projecten inspireert en laat zien dat er geen keuze hoeft te worden gemaakt tussen (blauw)groen óf zonnepanelen, maar dat de combinatie juist meerwaarde biedt. In het voorliggende rapport (KWR 2024.056) zijn integraal opgenomen: een overzicht van alle uitingen op congressen, online en via geschreven media, de publiekssamenvatting, de wetenschappelijke publicatie, de resultaten van het grijswatersysteem, de resultaten van een bewonersonderzoek en een drietal presentaties.

Afbeeldingen

X (voorheen Twitter)

READAR | Gebouwinformatie en mutatiesignalering uit luchtfoto's

Contact

Het Waterschapshuis
Stationsplein 89
3818 LE Amersfoort

033-4603100

winnovatie@hetwaterschapshuis.nl 

 

 

Cookie-instellingen