Bomen op een plein in Praag. © atelier GROENBLAUW, Amar Sjauw En Wa

Creëren van schaduw door bomen

Printen

Bomen zijn van grote betekenis voor de stad. In het kader van de opwarming zijn ze de meest effectieve maatregel om voor verkoeling te zorgen. Boomgroepen zorgen door hun schaduw voor koele aangename plekken in de stad. Daarnaast zijn bomen natuurlijk belangrijk voor de stedelijke biodiversiteit en leefkwaliteit.

Er zijn verschillende manieren waarop steden in schaduw kunnen voorzien. Gebouwen zorgen voor veel schaduw, maar bomen zijn veruit de beste oplossing, omdat ze niet alleen voor schaduw zorgen, maar ook door verdamping bijdragen aan verkoeling.

Schaduw

De bladerdaken van grote bomen of boomgroepen zorgen voor schaduw. Het principe van schaduw bestaat uit het afvangen van zonnestraling, zodat de energie die het oppervlak bereikt kleiner wordt. Schaduw kan de inkomende zonnestraling met een factor tien verlagen. In dat geval is er tien keer minder zonne-energie beschikbaar om de temperatuur van een oppervlak onder de boom, bijvoorbeeld de huid van iemand die in de schaduw van de boom zit, op te warmen. Het verschil in gevoelstemperatuur (°C PET) tussen een locatie die blootgesteld is aan de zon en een locatie in de schaduw van een boom is 3 tot 19°C (Klok et al., 2019). Schaduw is de beste manier om de gevoelstemperatuur te verlagen.

Het verkoelende effect van bomen is ook zichtbaar op de momenten dat er geen schaduw is. Deze verkoeling vlak bij de boom loopt toch nog op tot 2 °C PET overdag voornamelijk als gevolg van de lagere oppervlaktetemperatuur en het feit dat oppervlakken die eerder wel in de schaduw lagen minder warmte uitstralen.

Verdamping

Verdamping van bomen zorgt vooral op grotere schaal voor een verlaging in de luchttemperatuur en kan ervoor zorgen dat het temperatuurverschil tussen stad en omliggend platteland vermindert.

Verdamping van bomen zorgt voor verkoeling doordat bomen een deel van de inkomende zonnestraling gebruiken om water te verdampen. Door verdamping koelt het bladoppervlak af waardoor langsstromende lucht wordt afgekoeld. Daarnaast vermindert verdamping de totale hoeveelheid beschikbare energie van de zon die gebruikt wordt om lucht, bodem of stedelijke materialen op te warmen. Het verkoelend effect van verdamping is echter als gevolg van vermenging van lucht niet direct lokaal voelbaar. De luchttemperatuur onder een enkele straatboom zal door menging van lucht nagenoeg hetzelfde zijn als in de omgeving. Het verkoelend effect van verdamping is daardoor vooral van belang op grotere (stads)schaal.

Pas wanneer bomen meer dan 40% van het oppervlak van een stedelijk bouwblok bedekken, is er een effect op de luchttemperatuur waarneembaar.

Effect van doorlatendheid, grootte, plek en moment van de dag

Het effect van de doorlatendheid van de boomkroon

Het verkoelende effect van een boom die 10% zonlicht doorlaat is tussen 9,5°C en 12°C PET (dicht bij de gevel). Een boom die 3% van het zonlicht doorlaat geeft ongeveer 1°C PET meer aan verkoelend effect.

Het effect van de grootte van de bomen

Het verkoelende effect van een boom is proportioneel met de grootte van zijn kroon, omdat deze de grootte van het beschaduwde gebied bepaalt.

De resultaten laten voor kleine bomen lokaal een verkoelend effect van 11,5°C zien.

Het effect van de positionering van de bomen

De verkoeling van bomen is het efficiëntst als ze schaduw werpen op zowel het trottoir als de gevel. Gevels in de schaduw stralen minder warmte uit en voelen daardoor koeler aan.

Omdat de schaduwval gedurende de dag verandert, is het belangrijk om de positie van de bomen in een straat of buurt te optimaliseren, zodanig dat tijdens de heetste momenten van een dag banken, speeltuinen en andere vaak bezochte plaatsen zich in de schaduw bevinden.

Koele buitenruimtes kunnen worden gecreëerd door slim bomen te plaatsen, maar ook met bankjes aan de noordkant van de gebouwen of op andere locaties in de schaduw van de bebouwing.

De effecten van bomen ’s nachts

De uitstraling van stedelijke oppervlakken kan door bomen bij een gesloten bladerdak worden tegenhouden, waardoor de hitte op straatniveau ingevangen wordt. Hierdoor kan tot 3 °C afkoeling worden voorkomen.

Anderzijds verminderen bomen overdag door schaduw de warmteopslag in stedelijke materialen (verlaging van 1 °C door 110 bomen). Dit leidt ondanks de verminderde nachtelijke uitstraling tot lagere nachttemperaturen.

Keuze boomsoort

Het onderscheppen van zonnestraling is de meest effectieve manier om de warmtebelasting van mensen te verminderen. In die zin zijn grote bomen met dichte boomkruinen de beste optie om de gevoelstemperatuur in stedelijke gebieden te verbeteren, omdat ze de meeste schaduw creëren. Hittegolven kunnen echter gepaard gaan met langere droogteperioden. Daarom is de droogtetolerantie van de boomsoort een belangrijke factor om rekening mee te houden. Als algemene regel zullen de meer droogtetolerante soorten meer verkoeling bieden door verdamping dan de minder droogtetolerante soorten. Bomen die aangedaan zijn door droogte kunnen hun bladeren verliezen, waardoor hun vermogen om schaduw te bieden vermindert. Daarom zijn de meest geschikte bomen die hittestress tegen moeten gaan ook bestand tegen droogte.

Hieronder staan ​​de 10 geschikte boomsoorten gebaseerd op de lijst van Green Cities.

Top 10 bomen tegen hittestress en droogte:

  1. Honingboom (Sophora japonica ‘Regent’)
  2. Valse christusdoorn (Gleditsia triacanthos ‘Skyline’)
  3. Perzisch ijzerhout (Parrotia persica)
  4. Chinese vernisboom (Koelreuteria paniculata)
  5. Amberboom (Liquidambar styraciflua)

Meer inheems gelijkende

  1. Veldesdoorn of Spaanse aak (Acer campestre ‘Elsrijk’)
  2. Winterlinde (Tila cordata ‘Greenspire’ of ‘Rancho’)
  3. Europese netelboom (Celtis australis)
  4. Japanse Kaukasische els (Alnus spaethii)

Aandachtspunten

Bomen hebben ruimte nodig, ook ondergronds. Een ontoereikende selectie van soorten, met name met betrekking tot de volwassen grootte van de boom, kan conflicten met de omliggende infrastructuur veroorzaken.

Ook hebben bomen water nodig. De dagelijkse waterbehoefte van een boom is afhankelijk van de boomsoort, het bladoppervlak en hoeveel water de boom verliest door evapotranspiratie. Een onderzoek gebaseerd op 52 studies naar het waterverbruik van bomen toont aan dat de dagelijkse waterbehoefte van bomen varieert van 10 tot 1180 l/dag, waarbij bijna 90% van de onderzochte bomen een waterverbruik heeft tussen 10 en 200 l/dag.

Bomen in straten met een aaneengesloten dek van boomkruinen kunnen de luchtcirculatie en aanvoer van verse lucht op straatniveau verstoren. Als gevolg hiervan kunnen bomen de warmteuitstraling van stedelijke oppervlakken ‘s nachts blokkeren, zodat de warmte op straatniveau wordt opgevangen en het gebied minder snel afkoelt. Bovendien kan door verminderde ventilatie de luchtkwaliteit op straatniveau slechter worden. Door bomen komen ook meer pollen vrij, wat afhankelijk van de boomsoort allergieën kan veroorzaken.

Additionele voordelen van het creëren van schaduw door bomen

Bladeren houden water vast in de vorm van druppels die later grotendeels verdampen. De doorworteling van de bodem zorgt voor een hoger infiltratievermogen van de bodem.

Bomen onttrekken water aan de ondergrond. In gebieden die gevoelig zijn voor droogte moeten de standplaatsen en soorten bomen zorgvuldig gekozen worden.

Bomen zijn van grote waarde voor de stedelijke biodiversiteit. Bomenlanen, bomen in parken en bomen in particuliere tuinen vormen bovengronds en ondergronds de dragers van de infrastructuur voor de flora en fauna.

Bomen koelen de stad en dragen zo bij aan een lager energieverbruik voor koeling. Oude bomen kunnen gebruikt worden als biomassa voor energieproductie. Bomen slaan CO2 op.

Bomen en groen zijn van essentieel belang voor het welzijn van de stadsbewoner. Kinderen en volwassenen spelen en bewegen in het groen. Groen is belangrijk voor ontspanning en ontmoeting. Onderzoek toont aan dat mensen in groene wijken gezonder zijn.

Meer groen en bomen draagt helaas niet wezenlijk bij aan de verbetering van de luchtkwaliteit. Dit moet aan de bron aangepakt worden.

Onderzoek toont aan dat bebouwing in groene wijken een hogere vastgoedwaarde heeft.

Bron: Kluck et al, 2020

Voor meer informatie zie de introductie op het thema Hitte op groenblauwenetwerken.nl.

Literatuur