Økobygget Acros Fukuoka i Fukuoka, Japan, kan skilte med et av verdens mest berømte grønne tak. GRIT Lab ved University of Toronto jobber for å bringe grønne tak til byen og utover for å bekjempe klimaendringer. (Shutterstock)

Vår og sommer 2017 var blant de våteste på rekorden i det østlige Nord-Amerika. Og verden så på Houston, der orkanen Harvey forårsaket ødeleggende flom.

Nedbørsmengder om våren brøt poster på steder som Toronto, der 44.6 millimeter regn falt på 24 timer. Nedbørene tidligere den våren førte til at overvanninfrastrukturen i Canadas største by gikk over, noe som førte til oversvømmelse av travle sentrumsgater.

Urbanisering i mange nordamerikanske byer har ført til et raskt tap av permeable overflater der vann fritt kan renne ut. Kombinert med den voksende sentrumsbefolkningen i sentrum i byer som Toronto, betyr dette at overvann og kloakksystemer på plass må styre mer vann enn tidligere tiår.

Dessuten, globale temperaturøkninger har vært knyttet til økningen i ekstreme værhendelser over hele verden, en trend som kan forverres hvis den globale oppvarmingen ikke bringes under kontroll.

Mange byer er dårlig utstyrt å håndtere disse enestående mengder nedbør på grunn av deres utilstrekkelige og utdaterte overvann infrastruktur.

En bilfører sjåfør går gjennom flomvannet etter å ha koblet en bil på Don Valley Parkway i Toronto etter en stor regnvær i juli 2013. DEN KANADISKE PRESSEN / Frank Gunn

23 prosent av Torontos kloakk i sentrum er kombinert, noe som betyr at både byens overvann og avløpsvann strømmer sammen i en rør til et vannbehandlingsanlegg. I perioder med kraftig nedbør kan mengden overvann i kloakken nå kapasitet og strømme over Torontos gater og inn i innsjøen og elvene.

Det betyr for å forhindre flom i sentrumsområder, og kloakk slippes ut - ubehandlet - i vannmasser som tillater svømming og andre fritidsaktiviteter.

Med nedbøren øker globalt, er det et viktig tidspunkt å undersøke hvordan byer kan ettermontere eksisterende bygningsinfrastruktur for å lindre flomskader og håndtere overvann på en mer bærekraftig måte.

Grønne infrastrukturteknologier, for eksempel gjennomtrengelige fortau, bioswales, søsters og grønne tak, anbefales nå ofte for å konfrontere ekstreme værhendelser.

Grønne tak for overvannshåndtering

Grønne tak er en grønn infrastruktur (GI) alternativet som kan brukes på praktisk talt alle tak som er gitt vektbelastningskapasitet. Fordelene med grønne tak strekker seg langt utover den åpenbare estetiske appellen.

En studie gjort av University of Toronto sivilingeniør Jenny Hill og medforskere på skolens Green Roof Innovation Testing Lab (GRIT Lab) viste at grønne tak har kapasitet til å fange opp et gjennomsnitt på 70 prosent av nedbør over en gitt tid, avlaste underjordiske overvannssystemer og slippe regnvannet tilbake i atmosfæren.

Studien undersøkte fire designvariabler for grønt tak som representerer de vanligste bransjepraksisene: Plantingstype (sukkulenter eller gress og urteaktige blomstrende planter), jorderstatning (mineral, trekompost), plantedybde (10 centimeter eller 15 centimeter) og vanningsplan ( ingen, daglig eller sensoraktivert), og hvordan disse fire faktorene påvirket vannfangst.

Vanningsskjemaet viste seg å ha størst effekt, med at retensjonskapasiteten økte fra 50 prosent med daglig vanning til 70 prosent med sensoraktivert eller ingen irrigasjon. Med andre ord, tak som ikke er vannet, eller bare vannes når jorda deres når et forhåndsbestemt fuktighetsnivå, har større kapasitet til å absorbere overvann.

Videre beregnet studien en ny topp avrenningskoeffisient - en konstant verdi som ble brukt til å beregne kapasiteten til et grønt tak for å holde vann - for grønne tak å være rundt 0.1-0.15, en reduksjon fra 85 til 90 prosent sammenlignet med en ugjennomtrengelig overflate.

Designere og ingeniører bruker rutinemessig et tall på 0.5 (reduksjon på 50 prosent) for å vurdere ytelsen til grønt tak. Dette avviket mellom bransjepraksis og regionale evidensbaserte funn fremhever behovet for videre forskning.

Tak sukkulenter og blomstrende planter på GRIT labs grønne tak. University of Toronto GRIT Lab

Den nest viktigste variabelen for oppsamling av overvann var jorderstatning. Det mest brukte plantematerialet med grønt tak er basert på retningslinjer fra det tyske landskapsforsknings-, utviklings- og konstruksjonssamfunnet (FLL).

FLL anbefalte et mineralaggregat fordi det antas å være mer langvarig og hardere enn biologiske jorderstatninger. Men denne anbefalingen har blitt utfordret av forskning i dag.

Hill og teamet hennes sammenlignet mineralvoksematerialet med trekompost. Komposten overtrådte mineralet med 10 prosent (70 prosent mot 60 prosent beholdt nedbør) i senger uten vanning, og hadde minimal komprimering eller sammenbrudd over tid.

Et annet nøkkelfunn i Hills studie viste at når allerede fuktig, enten fra vann eller regn, hadde plantematerialet størst innflytelse på vannretensjon. Komposten overtrådte mineraljorderstatningen så mye som tre ganger når den var mettet (83 prosent nedbør beholdt mot 29 prosent).

Komposter en bedre jordbinding

Det betyr at komposten ikke bare presterte bedre i hver sesong, men den presterte mye bedre i regnfulle årstider og under rygg mot rygg.

Plantedybde (10 centimeter mot 15 centimeter) og plantefamilien (sukkulenter versus gress og urteaktige blomstrende planter) ble begge vist å ha liten innvirkning på opprettholdelse av overvann sammenlignet med plantemateriale og vanningsplan.

Uten at det går ut over styring av overvann, kan plantevalg møte estetiske mål og miljømessige mål som biologisk mangfold og artsmiljø.

En bie svever rundt en blomstrende plante ved U of T's takterrasse GRIT Lab. U av T GRIT Lab

En av begrensningene for konstruksjon av grønt tak er vektbelastning, spesielt i bygninger som ikke opprinnelig ble konstruert for å imøtekomme vekten til et mettet grønt tak. Dermed ville en plantedybde på 10 centimeter i motsetning til 15 bety at flere tak kan være kvalifisert for ettermontering.

Ikke desto mindre, selv om en biodiversitetsplante med gress og urteaktige planter ville være et mer estetisk og økologisk rikt grønt takalternativ, krever disse plantene vanning for å overleve i byer som Toronto. Siden vanning har en negativ effekt på oppsamling av overvann, kan designere av grønne tak vurdere tørkebestandige saftige planter som sedum.

Når urteaktige planter plantes i kompost i stedet for mineralplanteringsmaterialer, kan imidlertid reduksjonen i overvannskapasitet for overvann forhindres.

Irrigering på forespørsel aktivert av en jordfuktighetssensor kan balansere vannhåndtering med vanntilgjengelighet for plantevekst. Videre veier kompost betydelig mindre enn mineralplantemateriale, noe som åpner for større potensiale for ettermontering.

Og slik at Hill og hennes teams forskning på fire forskjellige grønne takvariabler gjør det mulig for oss å forstå fordelene og begrensningene ved hver enkelt, og hvordan de kan kombineres.

Grønne tak: Optimal grønn infrastruktur

Etter vår mening som forskere ved GRIT Lab, er grønne tak den optimale urbane grønne infrastrukturen på grunn av deres multifunksjonalitet: De kan ettermonteres på eksisterende bygninger, de gir biodiversitetsplass til urbane dyreliv og de kan være berikende offentlige rom for byboere å glede seg. I tillegg kan grønne tak gjøre tidligere ugjestmilde steder behagelige, og gi nye utearealer for kontorarbeidere.

En sommerfugl flagrer rundt blomster ved det GRIT Lab grønne taket. U av T GRIT Lab

Disse nylige funnene viser tydelig potensialet til grønne tak. Men grundige vitenskapelige studier på grønne tak, som de som er gjort på GRIT Lab, er nødvendige for å bestemme den beste sammensetningen av grønt tak for optimal ytelse.

Selv om plantetypen for eksempel hadde liten effekt på opprettholdelse av overvann, har det vist seg at den urteaktige blandingen av innfødte planter er mer attraktivt for innfødte bier og er uten tvil mer attraktiv. Denne informasjonen er kritisk; Selv om sukkulenter for tiden er bransjestandarden, kan bare planting av sukkulenter på tak potensielt ha en negativ innvirkning på byøkologien i forskjellige regioner.

En ekstra variabel du må ta i betraktning når du designer et grønt tak er beliggenheten. GRIT Lab-forsker Scott MacIvor og medforskere fant ut at byggehøyden betyr noe: Det er langt færre bikuber når grønne tak er for høye, og det kan derfor være nytteløst å utforme et tak som skulle hjelpe bier som er høyere enn åtte etasjer.

Etter hvert som stormhendelser blir hyppigere og mer alvorlige for kommunene, sliter byer med aldrende overvann infrastruktur for å finne måter å lindre virkningen på. Grønne tak kan være en del av denne løsningen, men alle grønne tak er ikke skapt like. Riktig forskning og kunnskap er viktig.

Om forfatterne

Catherine Howell, forskningsassistent, GRIT Lab, University of Toronto; Jennifer Drake, assisterende professor i sivilingeniør, University of Toronto, og Liat Margolis, førsteamanuensis i landskapsarkitektur, University of Toronto

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker

Climate Adaptation Finance and Investment i California

av Jesse M. Keenan
Denne boken fungerer som en guide for lokale myndigheter og private foretak når de navigerer i det ukjente vannet for å investere i klimatilpasning og fleksibilitet. Denne boken tjener ikke bare som en ressursguide for å identifisere potensielle finansieringskilder, men også som en veikart for kapitalforvaltning og offentlige finansprosesser. Det fremhever praktiske synergier mellom finansieringsmekanismer, samt konflikter som kan oppstå mellom ulike interesser og strategier. Mens hovedfokus for dette arbeidet er på delstaten California, gir denne boken bredere innsikt for hvordan stater, lokale myndigheter og private bedrifter kan ta de kritiske første skrittene i å investere i samfunnets kollektive tilpasning til klimaendringer. Tilgjengelig på Amazon

Naturbaserte løsninger for klimaendring i byområder: Sammenheng mellom vitenskap, politikk og praksis

av Nadja Kabisch, Horst Korn, Jutta Stadler, Aletta Bonn
Denne åpne tilgangsboken samler forskningsresultater og erfaringer fra vitenskap, politikk og praksis for å markere og diskutere viktigheten av naturbaserte løsninger for tilpasning til klimaendring i urbane områder. Det legges vekt på potensialet i naturbaserte tilnærminger for å skape flere fordeler for samfunnet.

Ekspertbidragene presenterer anbefalinger for å skape synergier mellom pågående politiske prosesser, vitenskapelige programmer og praktisk implementering av klimaendringer og naturverntiltak i globale byområder. Tilgjengelig på Amazon

En kritisk tilnærming til tilpasning av klimaendringer: diskurser, retningslinjer og praksis

av Silja Klepp, Libertad Chavez-Rodriguez
Dette redigerte volumet samler kritisk forskning om diskurser, tilpasningspraksis, politikk og praksis fra et tverrfaglig perspektiv. Med eksempler fra land som Colombia, Mexico, Canada, Tyskland, Russland, Tanzania, Indonesia og Stillehavsøyene, beskriver kapitlene hvordan tilpasningsforanstaltninger tolkes, forvandles og implementeres på grusrotsnivå og hvordan disse tiltakene endrer eller forstyrrer maktforhold, juridisk pluralismm og lokal (økologisk) kunnskap. Som helhet har boken utfordret etablerte perspektiver for tilpasning av klimaendringer ved å ta hensyn til spørsmål om kulturelt mangfold, miljømessige rettigheter og menneskerettigheter, samt feministiske eller kryssende tilnærminger. Denne innovative tilnærmingen tillater analyser av de nye konfigurasjonene av kunnskap og kraft som utvikler seg i navnet på klimaendringer. Tilgjengelig på Amazon

Fra Utgiver:
Innkjøp på Amazon går for å dekke kostnadene ved å bringe deg InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, og ClimateImpactNews.com uten kostnad og uten annonsører som sporer surfevaner. Selv om du klikker på en kobling, men ikke kjøper disse utvalgte produktene, betaler alt annet du kjøper i samme besøk på Amazon oss en liten provisjon. Det er ingen ekstra kostnader for deg, så vær så snill å bidra til innsatsen. Du kan også bruk denne lenken å bruke til Amazon når som helst slik at du kan bidra til å støtte vår innsats.