Op een warme, windstille dag kan een lommerrijke buurt 10 tot 15°C koeler aanvoelen dan een stedelijke omgeving die meer aan de zon is blootgesteld. Bomen spelen dus een belangrijke rol bij het voorkomen van hittestress en het ontwerpen van klimaatbestendige en gezondere steden. "Hoewel we al veel begrijpen over de prestaties van boomsoorten in de gebouwde omgeving, is er weinig empirische kennis over hun koelvermogen", zegt onderzoeker Lotte Dijkstra. Om te bepalen hoe fysische eigenschappen als de stam- en kroonvorm en de bladkenmerken de lokale luchttemperatuur beïnvloeden, ontwierp en bouwde het onderzoeksteam speciale 'klimaatarboreta' met sensoren die in elk van de 75 boomsoorten zijn geïnstalleerd.

Bomen leveren allerhande ecosysteemdiensten. Ze zetten CO2 om in koolhydraten en produceren zuurstof. Ze verschonen de lucht door fijnstof af te vangen. Bomen vormen de habitat van schimmels, mossen, insecten, zoogdieren en vogels en staan zodoende aan de basis van (stedelijke) ecosystemen. Ook zijn ze in staat pleinen, straten en gebouwen minder heet te maken. Door met hun bladeren zonnestraling op te nemen, water te laten verdampen en schaduw te creëren, verlagen ze de temperatuur in de directe omgeving. Tijdens een hittegolf biedt een dicht bladerdak broodnodige beschutting en fungeert een boomrijk parkje of plantsoen al snel als een oase in de gebouwde woestijn. De invloed van wind daargelaten voelt het in een lommerrijk stukje stad tijdens een hete dag zomaar 10 tot 15 °C koeler aan dan in een door zon beschenen stukje stad. Dat kan het verschil zijn tussen het wel of niet optreden van hittestress. Zo spelen bomen een sleutelrol in de vormgeving van een klimaatbestendige, betrekkelijk gezonde stad.

Verkoelend vermogen

Hoe presteren verschillende typen bomen met betrekking tot verkoeling? Met het gezamenlijke onderzoeksprogramma Urban Forestry (2018) ondersteunen de Faculteit Bouwkunde van de TU Delft en de Vereniging van Hoveniers en Groenvoorzieners (VHG) fundamenteel onderzoek naar de relatie tussen boomarchitectuur en het stedelijk microklimaat. Stedelijk-groenspecialist René van der Velde, verbonden aan de leerstoel Landschapsarchitectuur van de faculteit Bouwkunde, leidt het programma. Lotte Dijkstra haakte aan als onderzoeker: “Ik heb me tijdens mijn studie Landschapsarchitectuur verdiept in de rollen die bomen hebben in de stad, vroeger en nu. Mijn afstudeeronderzoek gaat over de functies van bomenlanen in wegontwerp. Hoveniers en andere ‘groene’ professionals weten weliswaar veel over de prestaties van boomsoorten in een gebouwde omgeving, maar er is nauwelijks door metingen en experimenten onderbouwde kennis van hun verkoelend vermogen. We beschikken over geschatte effecten, aannames dus.”

Veldlab

Om erachter te komen hoe fysieke eigenschappen zoals de stamvorm, takkenstructuur, kroonvorm en bladeigenschappen de lucht- en de gevoelstemperatuur ter plekke beïnvloeden heeft het onderzoeksteam waarvan Dijkstra deel uitmaakt in het voorjaar zogenaamde klimaatarboreta ontworpen en ingericht: tijdelijke opstellingen van in Nederlandse parken en plantsoenen gangbare boomsoorten. “We zijn begonnen met het indelen van soorten naar vorm.” Het team identificeerde drieënvijftig basismodellen of typen. “Onze rangschikking zie je terug op het plein van Bouwkunde: de opstelling gaat van lang en smalle kronen naar kort en brede kronen, een van de vier eigenschappen waarmee de boomtypen zijn gedefinieerd.”

Installatie van het klimaatarboretum bij de Faculteit Bouwkunde. Foto door Michiel Pouderoijen

Hoe wordt een arboretum een veldlab? Een weerstation meet verschillende meteorologische waarden op een stuk plein zonder bomen. Ze dienen als referentiewaarden voor de waarden die de sensoren vastleggen waarmee de bomen zijn uitgerust. Of nog worden uitgerust. “Gedurende de meteorologische zomer, van 21 maart tot 21 september, meten we op warme dagen in principe de lucht- en stralingstemperatuur, de luchtvochtigheid en de verdamping.” Het meten van stralingstemperatuur waarin de reflectie van zonnewarmte door de stenen omgeving is verdisconteerd, blijkt nog niet zo eenvoudig. “Dat doe je in de schaduwvlek. Maar schaduwen bewegen, gedurende de dag én de seizoenen. We zijn nog aan het uitvogelen hoe je dit voor zoveel bomen efficiënt kunt meten. Het is in allerlei opzichten een experiment, we proberen dingen uit en leren al doende.” Wat dit jaar niet lukt, komt volgend jaar aan bod. “De opstelling blijft drie jaar staan, er is enige speling.”

Door het gebruik van airpots kunnen de bomen na afloop van het project in de volle grond worden geplaatst. Foto door Michiel Pouderoijen
In de Nyssa sylvatica of tupeloboom wordt getest hoe nauwkeurig de temperatuur- en luchtvochtigheidsensoren zijn.

Spiegeltje, spiegeltje

Niet onbelangrijk, het arboretum in Delft is er één van vier. Spiegelopstellingen met exact dezelfde boomsoorten staan in Almere en Dordrecht. Op een bedrijventerrein in Barendrecht is een iets kleinere opstelling gerealiseerd. Alle bomen worden op dezelfde manier bemeten. Dijkstra: “De omstandigheden verschillen wel. In Delft zijn ze omringd door steen, in Almere staan ze in de volle grond in een groenere omgeving. Zo bouwen we vier aparte datasets op en kunnen we uitkomsten vergelijken. Hoe en hoeveel koelen verschillende boomtypen onder verschillende fysieke en klimatologische omstandigheden? Dat is echt nieuwe kennis.”

Installatie klimaatarboretum Almere, waar de bomen in de volle grond zijn geplant. Foto door René van der Velde

De participerende gemeenten financieren en geven ruimte aan de arboreta. “Gemeenten hebben behoefte aan praktische kennis die hen in staat stelt hun wijken klimaatbestendig, leefbaar en gezond te houden dan wel te maken. Ze nemen bovendien graag niet al te ingewikkelde, niet al te kostbare maatregelen. Groen kan in deze behoefte voorzien. Maar wat voor groen? Waar dan?” Zolang functies en baten niet goed gekwantificeerd zijn, zegt Dijkstra, blijft het lastig bomen en planten letterlijk en figuurlijk de ruimte te geven die ze nodig hebben. Groen delft nog vaak het onderspit in de slag met andere functies om schaarse stedelijke ruimte, zoals wonen of mobiliteit. “Iedereen voelt op zijn klompen aan dat groen in de stad op allerlei manieren heilzaam is en steeds belangrijker wordt, maar op een onderbuikgevoel kun je geen beleid baseren.”

Vruchten

Het onderzoek in de arboreta gaat duidelijk maken wat het verkoelend vermogen van verschillende boomvormen is. “Als de ene boomtype een halve graad Celsius minder koelt dan de andere maakt het niet zoveel uit welke je plant. Maar bedraagt het verschil 4 of zelfs 8 °C dan kun je in je stedelijke inrichting heel gericht gaan sturen op plekken in wijken die verkoeling bieden tijdens al te hete zomers. Misschien blijkt dat bepaalde typen bomen vanuit het oogpunt van klimaatadaptatie beter helemaal niet meer kunnen worden aangeplant.” Nog interessanter wordt het wanneer je binnen de goed koelende typen vervolgens een soort kunt kiezen die tegen droogte kan of vanwege een klein wortelstelsel weinig bodemruimte in beslag neemt. “Dan sla je twee vliegen in één klap.” Verschillende gemeenten hebben bovendien al belangstelling getoond voor het concept van een vrij eenvoudig te realiseren tijdelijk stadsbosje. “In een wijk in aanbouw kun je met ons bouwpakket prima een mobiele groenvoorziening creëren die koelte biedt én de leefbaarheid ten goede komt. Waarom niet? Is de wijk bijna klaar dan plant je de bomen alsnog.”

Meer informatie over het research fellowship Urban Forestry vind je hier.

/* */