De recente golf van hittegolven door Oost-Australië heeft ons eraan herinnerd dat we ons in een Australische zomer bevinden. Bovenop opnieuw een warm recordjaar wereldwijd, en naarmate hittegolven frequenter en intenser worden, onze steden maken ons nog heter.

Dit is het stedelijke hitte-eiland, waar de stadstemperaturen aanzienlijk warmer kunnen zijn dan in de omliggende landelijke gebieden.

De vraag, dan, is wat we kunnen doen om onze steden koeler te houden.

Waarom zijn steden heter?

Het temperatuurverschil wordt veroorzaakt door een reeks factoren, inclusief dichte bouwmaterialen die meer van de zonne-energie absorberen, minder bomen voor schaduw, en minder grond om af te koelen door verdamping.

Gebouwen kunnen zich ook gedragen als de haren van een husky, het verminderen van windsnelheden en het blokkeren van thermische straling tot aan de nachtelijke hemel. Daarbovenop, afvalwarmte van automotoren, airconditioners en ander energieverbruik dragen bij aan de algehele luchttemperatuur.

Waarom is dit van belang? Zelfs een kleine stijging van de luchttemperatuur verhoogt de totale vraag naar energie, en ongeveer 25% van onze energierekeningen zijn voor slechts 40 uur per jaar wanneer het net het meest wordt gebruikt.

Door de meest extreme hitte kunnen treinlijnen verbogen, veroorzaken doorlopende black-outs en kosten miljarden aan productiviteitsverlies. En het is niet alleen slecht voor onze portemonnee.

Hittestress kan organen beschadigen of bestaande ziekten verergeren. Sinds 1900, extreme hitte heeft meer Australiërs gedood dan bosbranden, cyclonen, aardbevingen, overstromingen en zware stormen samen.

Dus, wat kunnen we doen?

Er zijn een aantal dingen die mensen kunnen doen om de impact van warmte in hun huis te verminderen, zoals het aanbrengen van lichtgekleurd dakbedekkingsmateriaal, isolatie of airconditioning.

Maar het wordt ingewikkelder als we kijken naar de stad als geheel, en hoe deze kleine acties met elkaar en met het klimaat omgaan.

Airconditioners

Bij hittegolven, airconditioners redden levens, waardoor gestresste lichamen de tijd krijgen om af te koelen. Maar onze huizen kunnen alleen koeler worden gemaakt door warmte naar buiten te blazen, samen met de extra energie om het systeem te laten werken.

Naast stijgende buitenluchttemperaturen op korte termijn, de verbrande fossiele brandstoffen dragen bij aan de opwarming van de aarde. Een wereld gekoeld door airconditioning is waarschijnlijk niet het antwoord.

Bomen en parken

Bomen zorgen voor schaduw, maar ook de lucht koelen, omdat het verdampen van water uit bladeren energie kost, verlaging van de piektemperaturen met 1-5° C.

De meeste stadsplanners zijn het eens over de brede voordelen van stedelijke vegetatie, waarbij sommige grootstedelijke gemeenten stedelijke vergroeningsstrategieën ontwikkelen.

Echter, stadsbomen kunnen voor sommige gemeenten een lastige kwestie zijn; ze gebruiken water, kan duur zijn in onderhoud, kan nutsvoorzieningen en eigendommen beschadigen, en kan de luchtkwaliteit verslechteren in plaats van verbeteren. Grotere steden bestaan ​​vaak uit tientallen gemeenten; het is een grote uitdaging om ze het met elkaar eens te laten worden.

Witte daken

We weten dat zwarte oppervlakken heter worden in de zon, maar de vraag naar donkere dakpannen is nog altijd veel groter dan de vraag naar lichte kleuren. Meer reflecterende daken kunnen de energierekening van een huishouden verlagen, evenals de algehele temperatuur van een stad.

Witte daken zijn het meest effectief in warmere klimaten, want in koude klimaten, de kostenbesparingen in de zomer moeten worden gecompenseerd met extra stookkosten in de winter.

Groene daken en muren

Groene daken en muren zijn bouwwerken met geïntegreerde vegetatie. Ze bieden verkoelende voordelen door gebouwen in de schaduw te stellen en door verdamping van bladeren. Ze hebben over het algemeen minder koeling dan witte daken, meer kosten om te installeren en te onderhouden, en gebruik extra water en energie.

Maar ze zien er wel leuk uit, biodiversiteit verbeteren en mensen gelukkiger maken.

Bestrating water geven

Voorafgaand aan een extreme hittegolf, het kan mogelijk zijn om de temperatuur te verlagen door gebouwen en wegdek nat te maken. Het is een traditionele praktijk in Japan, en wordt nu overwogen in grote steden als Parijs.

Maar temperatuur en vochtigheid zijn belangrijke factoren bij hittestress, dus bestrating moet alleen worden bewaterd als de extra vochtigheid de hittestress niet verhoogt.

Grootschalige zonne-energie op het dak

Zonnepanelen zetten energie van de zon om in elektriciteit, dus er is in het algemeen minder energie nodig van het netwerk. Als er genoeg daken waren bedekt met zonnepanelen, kan dat lagere luchttemperaturen?

Waarschijnlijk een beetje. Andere voordelen zijn onder meer een vermindering van de energie die nodig is voor koeling (omdat de daken worden overschaduwd door panelen), en een stabiele lagere kost, gedecentraliseerd systeem voor hernieuwbare energie.

Gebouwdichtheid

Een gebouw met veel thermische massa (denk aan stevig, dubbele bakstenen woning) kan een effectieve manier zijn om de binnentemperatuur stabieler te houden. Warmte wordt overdag opgenomen en 's nachts weer afgegeven. Hetzelfde idee kan voor een hele stad werken.

In dichtbevolkte steden zoals Hong Kong kan zich een stedelijk koel eiland vormen, omdat hoge gebouwen voor extra warmtecapaciteit en schaduw zorgen.

Om soortgelijke redenen, het strakke stratenpatroon van traditionele Arabische en mediterrane steden houdt die straten koeler.

Schaduwstructuren

Het installeren van lichtschermen boven straten, trottoirs en daken kunnen de oppervlaktetemperatuur van materialen verlagen, en verminderen de warmte die wordt geabsorbeerd en terug naar de straten wordt uitgestraald. Schaduwconstructies moeten zo worden ontworpen dat ze de luchtstroom niet beperken, het vasthouden van warmte en luchtvervuiling in straten.

Welke is het beste?

Om erachter te komen wat het beste werkt, we moeten in staat zijn om de fysica van verschillende strategieën te modelleren, in verschillende soorten steden en in verschillende klimaten. We kunnen dan de economische en gezondheidseffecten beoordelen en beslissen over de juiste en plannen die ons de meeste waar voor ons geld opleveren.

Hier hebben we ons gericht op warmte in steden, maar er zijn andere belangrijke zorgen, zoals luchtkwaliteit of overstromingen.

In koudere steden, een stedelijk hitte-eiland zou eigenlijk een goede zaak kunnen zijn. Elke stad is anders; elk vereist een op maat gemaakt en geïntegreerd plan ontwikkeld over de hele metropoolregio, en vervolgens lokaal uitgevoerd door gemeenten, bedrijven en huishoudens.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.