| dc.description.abstract | Grønne tak kan forbedre overvannshåndtering ved å forsinke og redusere flomtoppen ved en nedbørshendelse. Dette vil avlaste det offentlige avløps- eller overvannsnettet og kan redusere risikoen for flom. Flomtoppen blir forsinket ved at taket holder tilbake nedbør og blir redusert ved at regnvannet blir ført tilbake til atmosfæren gjennom evapotranspirasjon. Evapotranspirasjon påvirker i stor grad fordrøyningseffekten av det grønne taket og hvor stor evapotranspirasjonen er i et område påvirkes av klimaet. Viktige faktorer som påvirker størrelsen på evapotranspirasjonen er temperatur, luftfuktighet, vindhastighet og solstråling. Klimaet i Nordiske land er sesongbasert og evapotranspirasjonen, og dermed kapasiteten til grønne tak, varierer derfor fra årstid til årstid. I Nordisk klima, som i Norge, er evapotranspirasjonen nesten neglisjerbar i vintermånedene. Dette kan implisere at vindhastigheten muligens i større grad påvirker regenerereringen av kapasiteten i grønne tak. Det er så vidt forfatteren bekjent ingen tilgjengelig forskning som omhandler luftede grønne tak. Denne studien vil derfor undersøke den potensielle effekten lufting av grønne tak har på fordrøyningkapasiteten i taket. Prinsippet fra lufting av isolerte skrå tretak ble brukt som inspirasjon og overført til flate ekstensive grønne tak. Ved å bygge det grønne taket med en luftespalte vil en tillate luft utenfra til å sirkulere mellom det grønne taket og takmembranen. For å undersøke effekten lufting av grønne tak har på evapotranspirasjonen ble det planlagt å gjennomføre laboratorietester i klimarommet i SINTEF Byggforsk sin lab på Gløshaugen. Testene ble planlagt gjennomført på grønne tak moduler med og uten luftespalte. Modulen med luftespalte skulle ha en 73 mm luftespalte og begge modulene skulle påføres de sammen tre vindhastighetene. Klimarommet tillater at temperaturen blir kontrollert. Dersom det viste seg at lufting av grønne tak kunne øke evapotranspirasjonen, og dermed fordrøyningskapasiteten, skulle modulene også testes for ulike temperaturer for å undersøke effekten i kaldt klima. Laboratorietestene var planlagt og klargjort, men ettersom Covid-19 førte til at campus og laboratoriet stengte, ble det ikke mulig å gjennomføre de planlagte testene. Simuleringer i det numeriske simuleringsprogrammet WUFI ble i stede brukt.
WUFI er et hygrotermisk simuleringsprogram som i hovedsak blir brukt til å simulere varme og fuktighet i bygningskomponenter. Fuktighetsdata fra testfeltet på Høvringen i Trondheim ble brukt til å validere simuleringsmodellen. Modellene i WUFI ble derfor konstruert med samme oppbygging som testtaket på Høvringen og simulert for klimatiske forhold målt på Høvringen. Flere av materialparameterne påkrevd av WUFI er ikke vanlige å teste for materialer brukt til overvannsløsninger. Dermed måtte flere av materialparameterne for dreneringslaget (leca) og sedummatten brukt i modellen estimeres basert på begrenset tilgjengelig forskning på liknende materialer. Ukorrekt materialdata er derfor en stor usikkerhetskilde ved simuleringene. En modell uten lufting ble konstruert og brukt som referansetak. Modellen med luftespalte ble simulert for 50, 70 og 100 mm spaltehøyde og for minimum, median og maksimum vindhastighet for Høvringen målt over tre år. De ble også simulert for en 0,33 m/s vindhastighet.
Valideringen av modellen viste at det målte fuktighetsinnholdet og det simulerte fuktighetsinnholdet ikke ga perfekt korrelasjon. Det simulerte fuktighetsinnholdet fulgte derimot samme trend som det målte fuktighetsinnholdet. Modellen pålagt en luftespalte ble derfor brukt videre i simuleringene.
Resultatene fra simuleringene indikerer at fuktighetsinnholdet i dreneringslaget er lavere for lavere luftespalte. De viser også indikasjoner på at lavere vindhastighet gir lavere fuktighetsinnhold, ned til en viss hastighet. Det kan også se ut som at endring i vindhastighet påvirker fuktighetsinnholdet i dreneringslaget i større grad for taket med 100 mm luftespalte enn for taket med 50 mm luftespalte.
For å undersøke effekten av luftede grønne tak nærmere, ble fuktighetsinnholdet fra de ulike spaltehøydene påført medianvind sammenliknet og analysert. Regenereringsraten av fordrøyningskapasiteten og den prosentvise forskjellen i ET ble funnet for de ulike spaltehøydene. Funnene viser tendenser til at lavere luftespalte gir høyere regenereringsrate og høyere evapotranspirasjon. Dette kan gi en indikasjoner på at lavere luftespalte gir bedre uttørking av taket.
Det er fremmet et forslag om implementering av skatt på overvann fra eiendommer i Norge. Skattesatsen vil da delvis baseres på hvor mye avrenning det er forventet fra eiendommen. Det kan dermed bli mer attraktivt å håndtere overvann lokalt, også for privatpersoner, slik at skattesatsen blir lavere. Det kan følgelig være nyttig å beregne mengde avrenning som kan reduseres ved implementering av ventilerte grønne tak. Det er predikert at både gjennomsnittstemperatur og nedbør vil øke i fremtiden og dermed kan det også være fare for økt tørke av sedumtaket ved implementering av luftespalte. Dette ble videre undersøkt.
Norge er et land med store variasjoner i klima og det kan se ut som at luftet grønt tak ikke nødvendigvis er en god løsning i områder som allerede står ovenfor en økt risiko for tørke. Dette kan typisk være i området hvor det kun er forventet en liten økning i nedbør. I områder som allerede opplever store nedbørsmengder, hvor det også er forventet en økning i nedbør kan det derimot være hensiktsmessig å implementere luftede grønne tak. Ved å fange avrenning fra taket i våte perioder, kan det oppsamlede vannet bli brukt til irrigasjon i tørre perioder og dermed unngå at vegetasjonen visner.
Simuleringene gjennomført i denne oppgaven gir indikasjoner på at luftede grønne tak kan øke kapasiteten i taket. Det er i midlertidig mange potensielle feilkilder ved simuleringene og resultatene gir kun indikasjoner og ikke noen nøyaktige resultater. Det er dermed nødvendig å gjennomføre laboratorietester av konstruksjonen for å få mer pålitelige resultater. | |
| dc.description.abstract | Green roofs can improve stormwater management through retention of rainfall and detention of runoff. Evapotranspiration has a large impact of the retention performance of green roofs. Temperature, relative humidity, wind speed and solar radiation are important factors for evapotranspiration which are seasonable variable in Nordic climates. In Nordic climate, such as Norway, the evapotranspiration can be almost negligible during winter implying that the wind speed may play a larger role in regeneration of retention capacity. There is however limited research concerning the effect of wind on evapotranspiration. This study aims to investigate the potential retention performance benefit of an air ventilated green roof system. The new construction method allows for air circulation between the green roof and the roof membrane. The hygrothermal simulation programme WUFI was used for the simulations and a model of a traditional green roof build-up was used as reference roof. Comparisons of the results from measured and simulated moisture content showed that the simulated moisture content followed the same tendencies as the measured moisture values. There are however several limitations by using WUFI as a tool to simulate the moisture condition in ventilated green roofs. In order to investigate the effect of the ventilated air cavity on the evapotranspiration, the models were tested for different wind speeds. The simulations showed that by allowing wind to flow under the configuration a higher evapotranspiration was achieved, increasing the regeneration rate of the expanded clay aggregate layer and hence increase the hydrological performance. | |
