Green roofs on municipal buildings in Lund : modeling potential environmental benefits

Abstract (Swedish)

Populärvetenskaplig sammanfattning: Dagens täta städer skapar många utmaningar för miljön. Hårda ytor gör att risken för översvämningar ökar och antropogenisk värme bidrar till att staden blir varmare än sin omgivning. Med hjälp av takvegetation, s k gröna tak, kan man minska dessa problem. Gröna tak är vanligast i Tyskland men börjar bli mer och mer vanligt i Sverige och används för att minska mängden dagvatten och att kyla taket och den omgivande luften vid avdunstning. Dessutom medverkar vegetation till en fördröjning av dagvattnet, vilket potentiellt kan minska det maximala avrinningsflödet. Extensiva gröna tak, vilka är nästan underhållsfria, har modellerats på ett område i Lund med en hög andel offentliga byggnader. Området inkluderar universitetet och universitetssjukhuset och har en yta på ca 140 hektar. Ett dataskikt med byggnader delades in i takytor och lutningar och material uppskattades i fält. En modell skapades i Matlab där energi- och vattenbalansen simulerades för juli och augusti 2004 för att se vilka effekter gröna tak kan medföra. En eventuell fördröjning av dagvattnet har inte beräknats och en egen ekvation för evapotranspiration har använts.

Resultaten visar att 85 % av alla takytor på offentliga byggnader, eller nästa 14 % av områdets area, är lämpliga för gröna tak. Detta bestäms främst av maxlutningen på 25 grader. Gröna ytor skulle uppskattningsvis öka från 42 % till 55 %. Simuleringarna visade att avrinningen från taken minskade med 22 % för regnintensiva juli och 58 % för augusti, vilken var en månad med ganska normal nederbörd. Omvandlingen av hårda ytor till naturlig vegetation med avdunstning minskade medeltemperaturen på takytorna under dagtid med 9°C. Temperaturminskningen leder i sin tur till en minskning av det sensibla värmeflödet, vilket kan bidra till en temperaturminskning av den omgivande luften. En kostnadsberäkning visade att gröna tak skulle som minst kosta ca 400 kr/m2 (exkl. moms). Modellens känsligaste variabel var albedo (reflektans), vilket var uppskattat för respektive takmaterial. Förbättringar till modellen skulle kunna vara en mer komplicerad värmelagring i byggnader samt en sensibel värme som bygger på den vertikala vindkomponenten, vilken inte var tillgänglig för denna studie.

Andra metoder som t ex dammar och kanaler är också viktiga i dagvattenhantering men gröna tak använder fördelaktigt oanvända takytor och isolerar samtidigt byggnader. Andra miljöfördelar som en förbättring av luftkvalitet, biodiversitet och bullerminskning finns också, men dessa är svåra att uppskatta eller värdera. Nackdelar med gröna tak är framför allt den höga initiella kostnaden, men eftersom gröna tak skyddar tätskiktet på taket bedöms gröna tak i längden vara mer ekonomiska än icke-gröna tak. Kommunen är en viktig initiativtagare till miljöförbättringar i staden med en förmåga att se långsiktigt och har dessutom mest att tjäna på en minskning av dagvattnet i staden.

Abstract (Swedish)

Gröna tak kan minska problem med s.k. urban heat islands och kan användas för
dagvattenhantering. Andra miljöfördelar som en förbättring av luftkvalitet, biodiversitet och
bullerminskning finns också. Detta projekt fokuserar på lokala (kommunala) medel för att
skapa en bättre miljö med extensiva gröna tak, vilka är nästan underhållsfria.
Ett delområde i Lund som inkluderar Universitetet och Universitetssjukhuset och har en hög
andel offentliga byggnader har simulerats att ha gröna tak. Energi- och vattenbalansen har
modellerats för två sommarmånader. Värmelagring i byggnader har inte studerats.
85 % av alla takytor på offentliga byggnader, eller nästan 14 % av områdets area, är lämpliga
för gröna tak. Gröna ytor skulle öka från 42 % till 55 %. Avrinningen från taken minskade
med 22 % för juli och 58 % för augusti. Medeltemperaturen på takytorna under dagtid
minskade med 9°C. Ökningen av det latenta värmeflödet och minskningen av yttemperaturen
förde med sig en minskning av sensibel värme och därmed en potentiell reducering av urban
heat island.
Andra medel som t ex dammar och kanaler är också viktiga i dagvattenhantering men gröna
tak använder fördelaktigt oanvända takytor och kyler samtidigt byggnader. Att anlägga gröna
tak på existerande byggnader är inte vanligt men resultaten i denna studie visar att gröna tak
på stora takytor kan gynna det lokala klimatet.

Abstract

Green roofs have the potential to mitigate problems with an urban heat island and to act as an
element in stormwater management. Other environmental benefits exist as well, such as
improvement of air quality, biological diversity and noise reduction. This project focuses on
local community efforts to create a better environment through the use of extensive green
roofs, which require almost no maintenance.
A sub area in Lund, Sweden, encompassing the University and University Hospital and with a
high proportion of municipal buildings was simulated as having green roofs. The energy and
water balances were modeled for two summer months. Storage heat changes were not
analyzed.
85% of all municipal building areas, or almost 14% of the total area, were suitable as green
roofs. Green space would increase from 42% to 55%. Runoff reduction for July and August
were 22% and 58%, respectively. Daytime roof surface temperatures decreased 9° C on
average. The increase in latent heat, also called evaporative cooling, and reduced surface
temperatures brought a decrease in sensible heat and thus a potential mitigation of the urban
heat island effect.
Other methods such as ponds and channels also serve to improve stormwater management but
green roofs have the advantage of using free space and cool buildings at the same time.
Applying green roofs on existing buildings is not very common, but this study shows that
doing so on large roof areas can be beneficial to the local environment.

• author: Levallius, Jacob
• supervisor: Harry Lankreijer
• organization: Dept of Physical Geography and Ecosystem Science
• alternative title: Grön miljö på hög nivå
• year: 2005
• type: H1 - Master's Degree (One Year)
• subject: Earth and Environmental Sciences
• keywords: gröna tak, GIS, environment, Lund, BMPs, stormwater management, green roofs, urban heat island, dagvattenhantering, miljö
• publication/series: Lunds universitets Naturgeografiska institution - Seminarieuppsatser
• report number: 123
• funder: Environmental Scholarship Fund
• language: English
• id: 1963098
• date added to LUP: 2011-05-17 11:37:31
• date last changed: 2011-12-13 15:32:13