Forskare vid Köpenhamns universitet har utvecklat en vertikal dagvattenåtgärd kallad ”den gröna klimatskärmen”, vars syfte är att omhänderta avrinning från tak i urbana miljöer. Enligt Marina Bergen Jensen, professor vid Köpenhamns universitet, är skärmen ett effektivt alternativ till konventionella åtgärder, särskilt när det råder platsbrist.
Danmark har, likt många andra länder, ett behov av att öka urbana miljöers motståndskraft mot extrema väderhändelser och översvämningar. Som ett steg i detta arbete har forskare vid Köpenhamns universitet utvecklat en ny typ av system för att omhänderta dagvatten som kallas ”den gröna klimatskärmen”.
VA-guiden intervjuade Marina Bergen Jensen, professor vid Köpenhamns universitet och medutvecklare till klimatskärmen, som berättade mer om dess funktion och syfte.
Tar emot avrinning från tak
Den gröna klimatskärmen har två primära funktioner – omhänderta dagvatten och reducera buller. Utseendet kan liknas vid ett mycket högt staket där själva designen kommer från en redan befintlig bullerskärm utvecklad av företaget PileBygg.
I stuprännorna, som initialt leder bort avrinning från närliggande fastighets tak, finns ett ytterligare rör monterat på fyra meters höjd från marken. Röret samlar in vattnet och transporterar det till skärmens topp på tre meters höjd. Eftersom vattnet samlas in på en högre nivå än skärmens högsta höjd kan gravitationen och den potentiella energin i vattnet nyttjas för att vattnet ska nå skärmen. På så vis behövs inga pumpar i systemet.
Väl framme vid skärmens topp rinner vattnet genom en perforerad ränna och sprids vidare ut i skärmens centrala absorberande material bestående av en mineralullsplatta. Det absorberade vattnet uppehålls då i skärmen och avdunstar.
– Användningen av evaporation som den primära hydrauliska mekanismen är en spännande egenskap. Det är möjligt på grund av att evaporationsytan fördubblas när vattnet lyfts upp i luften. Det gör att skärmen fungerar ungefär som när man hänger tvätt på ett klädstreck. Åtgärden öppnar även upp möjligheter till kylning av urbana miljöer via den här mekanismen, säger Marina Bergen Jensen.
Om den maximala vattenhållande kapaciteten i mineralullen överskrids, droppar vattnet från botten av mineralullen till en planteringslåda i skärmens nedre del. Lådan är öppen i botten för att möjliggöra infiltration och underlätta för växternas rotutbredning. Skulle infiltrationskapaciteten i planteringslådan överskridas, kan vattnet brädda vidare till ett närliggande grönområde som fungerar som ett fördröjningsmagasin.
Finns på plats i Köpenhamn
I dagsläget finns en grön klimatskärm installerad i ett bostadsområde i Köpenhamn, intill en trafikerad gata. Skärmen består till största del av naturmaterialen pil, lärk och robinia, men stål- och betongkonstruktioner används som bärande material.
De modifieringar som gjorts för att den ska tjäna sitt dagvattenhanterande syfte är bland annat tillsats för att fördela dagvattnet och en planteringslåda i botten. För att ytterligare förbättra skärmens ljudreducering har ett 50 centimeter brett taklock installerats på skärmens topp.
– Taklocket ska kunna motsvara en lika god reducering av ljud som om skärmen skulle vara byggd med en extra meter i höjd, berättar Maria Bergen Jensen.
Med tre meters höjd och 80 meter i längd omsluter skärmen en fastighet med en takyta på 240 kvadratmeter. Vattnet leds från taket på fyra meters höjd, vidare till toppen av skärmen. Mineralullsplattan i denna skärm har en tjocklek på 16 centimeter och utgör de översta två metrarna av skärmen. Resterande meter av skärmen ner till marken täcks av en planteringslåda. Den kompletterande grönytan intill skärmen består i sin tur av ett grunt gräsdike som är tre decimeter djupt.
Skärmen och gräsdiket har tillsammans en uppskattad kapacitet på 160 millimeter, vilket motsvarar och till och med överskrider ett 100-årsregn på 88 mm. Den två meter höga mineralullsväggen har en beräknad kapacitet på 15 mm (motsvarande ungefär ett 1-årsregn) och planteringslådan kan ta emot ytterligare 50 mm (tillsammans motsvarande ungefär 10-årsregn). Resterande kapacitet tillhandahålls av gräsdiket.
– Skärmen installerades hösten 2019 och har fungerat bra i hittills och vi anser att den bevisar att konceptet fungerar. Såvitt vi vet har grönytan bredvid skärmen ännu inte behövt användas utan allt regn har hanterats genom avdunstning och infiltration, säger Marina Bergen Jensen.
Alternativ vid begränsad plats för dagvattenåtgärder i urbana miljöer
Enligt Maria Bergen Jensen finns det flera fördelar med klimatskärmen. Vid anläggning kräver den inget avancerat markarbete, den kan designas för olika återkomsttider och på grund av dess vertikala design kan skärmen installeras i urbana miljöer där det finns begränsat med plats.
– I ett vidare perspektiv erbjuder den gröna klimatskärmen en dagvattenlösning främst baserad på avdunstning som möjliggör en mer naturlig vattenbalans. I Danmark utgör regnhändelser upp till 15 millimeter 85 procent av den årliga nederbörden. Eftersom infiltration är det sekundära steget och att den mekanismen endast används vid kraftigare regnhändelser, kan skärmen därför implementeras på tung lerjord eller på platser där det finns risk för grundvattenkontaminering.
Vidareutveckling planeras
Det tog sammanlagt sex år att utveckla skärmen, där mycket av tiden under det sista året bestod av förhandling med kommunen gällande bland annat säkerhetsfrågor och ljus.
– Den långa utvecklingstiden överraskade oss alla lite, men det var svårt att hitta rätt balans av fysisk struktur, hydraulisk prestanda och estetiskt utseende. Vi gjorde bland annat många workshops, brainstormade i expertgrupper, labbexperiment och prototyper.
Marina Bergen Jensen berättar att hon och hennes kollegor planerar att vidareutveckla principen med gravitationsdrivna vertikala dagvattenåtgärder. Forskarlaget har nämligen fått bidrag från föreningen Realdania och EU-programmet ”Driving Urban Transitions” för att fortsätta utveckla sina idéer.
– Nästa steg kan bland annat bli att testa nya designer med lägre höjd och att jobba vidare med att kombinera dagvattenhantering och urban kylning genom användning av evapotranspiration. Detta är något som än så länge är outforskat och potentiellt kan bli en fördel med naturbaserad dagvattenhantering.
