De stad verbeteren: natuur gebaseerde oplossingen

Vergroening om stedelijke ruimten koeler te maken: op de natuur gebaseerde oplossingen

Focus - Actualisering: september 2021

Vegetatie beïnvloedt de temperatuur via twee mechanismen: evapotranspiratieRegenwater wordt in de bodem vastgehouden en verdampt vervolgens naar de atmosfeer. De aanwezigheid van planten versterkt dit fenomeen aanzienlijk. door planten en de bodem en de vorming van schaduw. Begroeide gebieden die goed van water worden voorzien en in staat zijn dit op te slaan, kunnen aanzienlijk bijdragen tot de verlaging van de luchttemperatuur. Hoe dichter het netwerk van groene ruimten en hoe groter de oppervlakten, hoe groter het effect van de afkoeling zal zijn en hoe grootschaliger het effect voelbaar zal zijn. De studie van vergroeningsscenario's toegepast op 4 kritieke zones in het Brussels Gewest heeft het mogelijk gemaakt in te schatten dat de uitvoering van grootschalige vergroeningsmaatregelen het mogelijk zou maken om tijdens zeer warme dagen de hittestresswaarden te verlagen tot onder de drempel waarboven gezondheidsproblemen beginnen op te treden. Ontdek hoe ...

Hittegolven in de stad komen steeds vaker voor

In steden zijn de lucht-, oppervlakte- en bodemtemperaturen bijna altijd hoger dan in de omliggende plattelandsgebieden. Dit fenomeen staat bekend als een stedelijk warmte-eiland.  Het kan het hele jaar door worden waargenomen, maar is vooral 's avonds en 's nachts tijdens de zomermaanden een probleem. 
In de zomer liggen de luchttemperaturen in het centrum van het Gewest gemiddeld 3°C hoger dan in de landelijke omgeving rondom. Onder bepaalde specifieke omstandigheden kan de luchttemperatuur tijdens de nacht tot 8-9°C hoger zijn in het verstedelijkte stadscentrum dan in de landelijke randgebieden. Bovendien zijn er gemiddeld 3 keer meer perioden van grote hitte in het centrum van Brussel dan in de landelijke omgeving (zie focus “De koelte-eilanden van Brussel in kaart gebracht ”). 
Door de klimaatveranderingWijst op trage variaties van de klimaatskenmerken mettertijd, op een welbepaalde plaats: opwarming of afkoeling. Sommige vormen van luchtvervuiling, veroorzaakt door menselijke activiteiten, zijn een bedreiging voor het klimaat in de zin dat er een globale opwarming zou kunnen ontstaan. Dit verschijnsel kan belangrijke schade veroorzaken: stijging van de zeeniveaus, verergering van de uiterste klimaatsverschijnselen (droogtes, overstromingen, wervelstormen, enz.), destabilisatie van de bossen, bedreiging voor de zoetwatervoorraden, moeilijkheden voor de landbouw, woestijnvorming, vermindering van de biodiversiteit, verspreiding van tropische ziekten, enz. zullen naar verwachting vaker zeer warme perioden optreden. Terwijl het huidige klimaat in België minder dan een halve dag hittegolf per jaar kent, gaan de modellen opgesteld in het kader van het project Cordex.be uit van een toename (op basis van het slechtste scenario) naar meer dan 20 dagen per jaar voor de periode 2070-2100, met nog grotere stijgingen in stedelijke gebieden zoals Antwerpen, Luik of Brussel (zie  factsheets « Toekomstige evolutie van het klimaat in België en het Brussels Hoofdstedelijk Gewest en de bijbehorende gevolgen en risico's » en focus « Toekomstige evolutie van het klimaat in het Brussels Hoofdstedelijk Gewest en mogelijke aanpassingen »).
Hittegolven zijn vandaag de dag al een zeer belangrijke oorzaak van gezondheidsproblemen bij de bevolking. Volgens het Nationaal Instituut voor Volksgezondheid (Sciensano) werden in de zomer van 2019 in België 3 hittegolven geregistreerd, die elk samenvielen met een oversterfte onder de Belgische bevolking en vooral in Brussel voor de twee eerste periodes (4% tussen 21 juni en 2 juli, en tot bijna 35% voor de periode van 19 tot 27 juli 2019). Hoewel er nog steeds enige onzekerheid bestaat over de precieze oorzaken van deze oversterfte, benadrukt Sciensano de noodzaak om zich te beschermen tegen de gevolgen van extreme hitte, om de risico's te beperken, met name met het oog op de mogelijke evolutie van het aantal hittegolven in de toekomst.  De aanpassing van steden aan hittegolven in de zomer is een belangrijke uitdaging voor het welzijn en de gezondheid van de stadsbewoners. 

Een studie om het effect van de vergroening van stedelijke ruimtes op het thermisch comfort van stadsbewoners beter te begrijpen 

Een van de aanpassingsmaatregelen die worden aanbevolen om het effect van hitte in stedelijke gebieden te verminderen, is de ontwikkeling van groene ruimten en vegetatie. Verschillende Brusselse plannen, waaronder het Gewestelijk Plan voor Duurzame OntwikkelingOntwikkelingswijze die voorziet in de behoeften van de huidige generatie zonder daarmee voor de toekomstige generaties de mogelijkheden in gevaar te brengen om ook in hun behoeften te voorzien. Het gaat dus om een demarche die ernaar streeft de continuïteit van de economische en sociale ontwikkeling in de tijd voort te zetten, met eerbied voor het leefmilieu en zonder de natuurlijke hulpbronnen die nodig zijn voor de menselijke activiteiten in gevaar te brengen. (GPDO), het Lucht-Klimaat-EnergieplanDit plan bundelt op een geïntegreerde manier de belangrijkste gewestelijke beleidslijnen inzake lucht, klimaat en energie. Het heeft zijn wettelijke basis in het Brussels Wetboek van Lucht, Klimaat en Energiebeheersing (BWLKE), is het resultaat van de betrokkenheid van zes besturen (Leefmilieu Brussel, Brussel Huisvesting, Brussel Economie en Werkgelegenheid, Urban, Perspective, Brussel Mobiliteit) en vormt de bijdrage van Brussel aan de Belgische klimaatactie in het Nationaal Energie- en Klimaatplan (NEKP)., het Waterbeheerplan en het Natuurplan, bevatten maatregelen om de aanwezigheid van vegetatie in de stad te vergroten en zo te profiteren van de verschillende 'ecosysteemdienstenAlle diensten die de bodem levert aan het milieu en de facto aan onze samenleving: levering van drinkwater, beperking van overstromingen, opslag van atmosferische koolstof, ontwikkeling van flora en fauna, enz.)' die de vegetatie levert. Deze voordelen omvatten de verbetering van de kwaliteit van de openbare ruimte, de ondersteuning van de biodiversiteitDe diversiteit aan levende soorten die zich kunnen in stand houden en die zich zonder externe hulp kunnen voortplanten (fauna en flora)., de regulering van de watercyclus en het klimaat, de matiging van extreme weersomstandigheden, de reiniging van de lucht, de opvang van koolstofdioxide, de verbetering van de bodemkwaliteit en de totstandbrenging van stilte- en comfortgebieden, met name in openbare ruimten. De mechanismen die aan deze impact ten grondslag liggen, zijn echter complex en de werkelijke effecten ervan in stedelijke gebieden zijn over het algemeen niet goed gekend. 

Daarom is in 2020 op vraag van Leefmilieu Brussel een studie uitgevoerd om de wetenschappelijke kennis over de impact van stedelijke vegetatie op de blootstelling van stadsbewoners aan luchtverontreinigende stoffen, lawaai en hitte samen te vatten.

Het doel van deze studie is een objectief beeld te krijgen van het potentieel van vegetatie om plaatselijke problemen in verband met luchtkwaliteit, lawaai of waargenomen hitte in de buitenomgeving te verminderen, en algemene aanbevelingen te doen voor de toepassing van deze oplossingen, die worden omschreven als op de natuur gebaseerde oplossingen (of nature-based solutions), op het niveau van Brussel.

In deze focus wordt ingegaan op het verband tussen vegetatie en thermisch comfort voor gebruikers van openbare ruimten bij warm weer. De inhoud ervan is grotendeels gebaseerd op de resultaten van de bovengenoemde studie (VITO en WITTEVEEN+BOS 2020). Het effect van de vergroeningOpzettelijke handeling die tot doel heeft vegetatie in groenarme zones in te voeren. van de openbare ruimte op de blootstelling aan lawaai en luchtverontreiniging is het onderwerp van twee andere focussen.

De 'Wet Bulb Globe Temperature' (WBGT) is een samengestelde index die rekening houdt met de effecten van deze verschillende parameters op de mens. Het is een internationale standaard voor het kwantificeren van thermisch comfort die bijvoorbeeld wordt gebruikt in de arbeidshygiëne of door het leger om het niveau van blootstelling aan hoge temperaturen te bepalen. Een kaart van de koelte-eilanden werd opgesteld op basis van een simulatie van de waarden van de WBGT-index, een weerspiegeling van de thermische stress, over het gehele Brusselse grondgebied (zie focus over dit onderwerp ).

Schaduw door bomen en evapotranspiratie door vegetatie, bodem en waterpunten dragen bij tot de verbetering van het thermisch comfort van stadsbewoners

Hoe bomen de stad verkoelen

Bron: LEEFMILIEU BRUSSELS (aangepast van VITO et WITTEVEEN+BOS 2020)

Stadsvegetatie beïnvloedt de gevoelstemperaturen via twee mechanismen:

• beperking van de invallende zonnestraling door schaduwvorming (absorptie en, in mindere mate, weerkaatsing van zonnestraling door vegetatie) 
• evapotranspiratieRegenwater wordt in de bodem vastgehouden en verdampt vervolgens naar de atmosfeer. De aanwezigheid van planten versterkt dit fenomeen aanzienlijk.

Evapotranspiratie omvat twee verschillende fenomenen:

• verdamping van water dat door bladeren en takken wordt opgevangen, maar ook van water dat in de bodem en in waterpunten is opgeslagen
• transpiratie van planten: bij planten is transpiratie een continu proces dat wordt veroorzaakt door de verdamping van water, dat door de wortels wordt opgenomen, via de bladeren (hoofdzakelijk door kleine gaatjes, huidmondjes genaamd). Dit stelt de bladeren in staat een aanvaardbare oppervlaktetemperatuur en de circulatie van sap te handhaven.

Voor de verdamping van water tot damp is energie (warmte) nodig, die wordt onttrokken aan de lucht of aan de plant, waardoor de lucht wordt afgekoeld.

Een begroeide zone die van nature goed voorzien is van water en in staat is dit op te slaan, kan doeltreffend reageren op hittestressproblemen door de luchttemperatuur te verlagen (via evapotranspiratie), maar vooral door schaduw te creëren. De hoeveelheid zonnestraling is een belangrijke factor bij het bepalen van het thermisch comfort. Op het heetst van de dag is de beschaduwing door bomen van cruciaal belang. 

Naast de begroeide ruimte zelf draagt ook de open ruimte waarmee deze eventueel is geassocieerd, bij tot het optimaliseren van de door de vegetatie geboden voordelen, met name via de verdamping van geïnfiltreerd regenwater.
De door de vegetatie geboden koeling hangt af van talrijke factoren, waaronder de kenmerken van de planten en de bodem (wateropslagcapaciteit en regenwaterbeheer), de omvang en de dichtheid van de groene ruimten, de plaats in de stedelijke ruimte (afstand tot de te koelen zones, ligging ten opzichte van luchtstromen en zonlicht) en de plaatselijke weersomstandigheden. 

Schaduw en evapotranspiratie worden vooral veroorzaakt door bomen; de werking van kruidachtige planten en struiken is beperkter. Bij droog, warm weer kan een grote boom honderden liters waterdamp per dag verdampen en uitscheiden.  

Gevoelig koelere lucht in de stadsparken in de zomer, maar voornamelijk een plaatselijk effect

Uit de metingen blijkt dat groene ruimten altijd koeler zijn dan andere stedelijke gebieden en dat de mate van afkoeling toeneemt met de omvang van de groene ruimteDe groene ruimtes omvatten particuliere tuinen en domeinen, openbare parken en bossen, groene zones langs spoor- en andere wegen, braakland, recreatiegebieden en begraafplaatsen.. Dit effect blijft echter plaatselijk en heeft weinig of geen invloed op de temperaturen in aangrenzende gebieden.
Uit een meetcampagne van VITO in Antwerpen in de zomer van 2013 bleek dat het Stadspark duidelijk de koelste plek in het stadscentrum was. Op een warme zomeravond was de luchttemperatuur er 3°C lager dan in het nabijgelegen stedelijk gebied. Ook was op een warme dag de oppervlaktetemperatuur in het park 15°C lager dan in de stedelijke omgeving. Gedurende de hele zomer was het stadspark 's avonds en 's nachts 1°C koeler en overdag 0,5°C koeler.  Deze resultaten liggen in dezelfde orde van grootte als die welke bij soortgelijk wetenschappelijk onderzoek in andere steden zijn verkregen.

De combinatie van straatbomen, groene gevels en groendaken kan de luchttemperatuur op straat plaatselijk tot 2°C verlagen 

Op een meer lokaal niveau onderzochten Gromke et al. (2015) met behulp van simulaties het effect van bomenrijen, groene gevels en groendaken op de luchttemperatuur in een canyonstraat. Hieruit blijkt dat straatbomen op een warme dag het meest effectief zijn om de straat af te koelen, plaatselijk tot maximaal 1,5°C. 
De vergroeningOpzettelijke handeling die tot doel heeft vegetatie in groenarme zones in te voeren. van gevels en groene daken leidt tot een beperkte afkoeling van de lucht van maximaal 0,5°C. In het geval van een combinatie van deze maatregelen lijkt de afkoeling qua ruimtelijke spreiding en intensiteit op een lineaire superpositie van de afkoeling die alleen door de toegepaste vergroeningsmaatregelen wordt veroorzaakt, met een gemiddelde temperatuurdaling van 0,5°C en een maximum van 2,0°C. Deze effecten treden alleen op in de nabijheid van het aangebrachte groen, d.w.z. binnen enkele meters. Waar het niet mogelijk of wenselijk is straatbomen aan weerszijden van de weg te planten, is het het beste (in een oost-weststraat) indien mogelijk aan de noordzijde van de straat te planten, aangezien de gebouwen aan de zuidzijde op het heetst van de dag reeds voor schaduw op straatniveau zorgen.

Alleen een dicht en uitgebreid netwerk van groene ruimten en begroeide gebieden kan bijdragen tot een aanzienlijke daling van de luchttemperatuur op de schaal van de stad 

Om het thermisch comfort van de gebruikers van stedelijke ruimten te verbeteren, moet het aantal kleine groene ruimten in de stad - zo mogelijk met schaduw - worden vergroot en moeten deze ruimten zoveel mogelijk met elkaar worden verbonden.  Hoe dichter het netwerk van groene ruimten en hoe groter de oppervlakte van de groene ruimten, hoe groter het effect van de afkoeling zal zijn en op hoe grotere schaal dit effect merkbaar zal zijn.
Ook de locatie van de groene ruimten speelt een belangrijke rol. Groene ruimten aan de loefzijde van de stad zorgen ervoor dat de wind de frisse lucht in de stad verspreidt. Sommige vergroende wegen kunnen fungeren als 'klimaatcorridors', die de stad verbinden met koelere perifere gebieden. 

De aanwezigheid van water helpt ook om de lucht te koelen, maar heeft weinig effect op het thermisch comfort als ze niet gepaard gaat met schaduw

De aanwezigheid van water kan ook worden gebruikt om het klimaat in steden aangenamer te maken. Hoe gemakkelijker het water verdampt, hoe groter het koelend effect. In dit opzicht zijn fonteinen en verstuivers doeltreffender dan stilstaand water (maar zij doen de kwestie van drinkwater- en energieverbruik rijzen). In het geval van een straalfontein in Tokio werd bijvoorbeeld een daling van de temperatuur in het gebied benedenwinds met 1-2°C waargenomen (Kimoto et al. 1998). .  Op het niveau van de openbare ruimte kunnen waterpartijen een verkoelend effect hebben, mits zij goed zijn ontworpen en gedimensioneerd, met name door ondiep en stilstaand water te vermijden. Anders zal de warmte die overdag door het water wordt geabsorbeerd, 's nachts langzaam aan de omgeving worden afgegeven, wat kan leiden tot een plaatselijk versterkt hitte-eilandeffect.

Waterpartijen van de juiste afmeting kunnen helpen om de lucht te koelen 

Bron: VITO et WITTEVEEN+BOS 2020

In de onmiddellijke nabijheid van wateroppervlakken is de luchttemperatuur 's middags aanzienlijk koeler, maar door de invallende zonnestraling en de hogere vochtigheid zijn de WBGT-waarden niet echt lager. Het is dus ideaal om de aanwezigheid van water te combineren met het schaduweffect van vegetatie.

De stad vergroenen, ja ... maar niet eender hoe

In een project voor de vergroeningOpzettelijke handeling die tot doel heeft vegetatie in groenarme zones in te voeren. van de openbare ruimte moet bij de keuze van de soorten rekening worden gehouden met vele factoren die verband houden met de behoeften en beperkingen van de verschillende soorten en met de milieu- en sociaal-economische voordelen (of ecosysteemdienstenAlle diensten die de bodem levert aan het milieu en de facto aan onze samenleving: levering van drinkwater, beperking van overstromingen, opslag van atmosferische koolstof, ontwikkeling van flora en fauna, enz.)) die zij bieden. 
Wat de ecosysteemdiensten betreft, is het van belang rekening te houden met elementen zoals de bijdrage aan de biodiversiteitDe diversiteit aan levende soorten die zich kunnen in stand houden en die zich zonder externe hulp kunnen voortplanten (fauna en flora). (met inbegrip van de kwestie van inheemse en uitheemse soorten), de kwaliteit van de schaduw, het koelingspotentieel, het vermogen om de plaatselijke luchtverontreiniging en/of geluidshinder te verminderen (zie focus “Vergroening om de plaatselijke blootstelling aan luchtverontreiniging te verminderen: op de natuur gebaseerde oplossingen” en “Vergroening om de plaatselijke blootstelling aan lawaai te verminderen: op de natuur gebaseerde oplossingen ”), het windbeschermingspotentieel, de landschappelijke of erfgoedwaarde, de productie van eetbare vruchten of de opslag van koolstofdioxide. 
Tot de beperkingen en behoeften die moeten worden geanalyseerd, behoren de risico's op allergieën in verband met bepaalde pollen, de mogelijkheid dat wortels binnendringen in ondergrondse netwerken of oppervlaktebekledingen vervormen, de afmetingen van de boom op volwassen leeftijd, de groeisnelheid en de levensduur van de boom, de aangepastheid aan het huidige plaatselijke klimaat, maar ook aan de verwachte klimaatveranderingen (met name weerstand tegen water- en hittestress), de behoeften op het vlak van water en bodem, de risico's van vallende takken of vruchten, de honingdauwafzetting, de vereisten op het vlak van beheer, de gevoeligheid voor ziekten en plagen, verontreinigende stoffen, strooizout enz. 

Al deze factoren moeten worden afgestemd op de stedelijke context en de verwachte gebruiksdoeleinden van de locatie.
Bij de keuze van de vegetatie kunnen tegenstrijdige belangen een rol spelen. Zo hebben de meest droogtebestendige planten vaak een kleiner bladoppervlak en een fysiologie die hun transpiratie beperkt, wat resulteert in een geringer koelend effect.  De keuze en de combinatie van de beplanting moeten dus specifiek voor elk project worden bekeken.   

In het algemeen wordt de voorkeur gegeven aan loofbomen boven naaldbomen omdat zij in de winter hun bladeren laten vallen en de luchtverversing en de verdunning van verontreinigende stoffen dan minder hinderen, terwijl de zon de straat en de aangrenzende gebouwen kan verwarmen.

Een zeer belangrijke uitdaging bestaat erin het behoud van de watervoorraden te verzoenen met de massale vergroening van de steden

Door de opwarming van de aarde zien wij steeds vaker de noodzaak om bepaalde aanplantingen in de zomer te besproeien, zelfs op onze breedtegraden, terwijl de watervoorraden soms onder druk staan.  Voorts is, zoals hierboven uiteengezet, het koelende effect van de vegetatie gebaseerd op evapotranspiratieRegenwater wordt in de bodem vastgehouden en verdampt vervolgens naar de atmosfeer. De aanwezigheid van planten versterkt dit fenomeen aanzienlijk., waarvoor de aanwezigheid van water in de bodem vereist is, alsmede op de vorming van schaduw, die verband houdt met de dichtheid van het gebladerte, die op haar beurt gedeeltelijk samenhangt met de afwezigheid van waterstress. 
Naast de keuze van de soorten en de eventuele toepassing van waterbesparende irrigatiemethoden maakt het antwoord op de kwestie van de watervoorziening voor de aanplantingen deel uit van de ruimere problematiek van het waterbeheer in de stad, met in het bijzonder projecten voor de ontharding van de bodem, de verbetering van de waterhuishouding in de stedelijke ruimten, de recuperatie en het beheer van regenwater waar het valt of, heel eenvoudig, het geïntegreerd beheer van regenwater.  
In het algemeen moet, om waterstressWaterstress is een kritieke situatie die ontstaat wanneer de beschikbare watervoorraden kleiner zijn dan de vraag naar water. voor bomen en andere aanplantingen te voorkomen of te beperken, ervoor worden gezorgd dat afvloeiend water de begroeide gebieden kan bereiken. Dit houdt in dat bepaalde weggedeelten - met name parkeerterreinen - waterdoorlatend moeten worden gemaakt, of dat moet worden gebruikgemaakt van halfdoorlatende bestrating. Bijzondere aandacht moet echter worden besteed aan de kwaliteit van het geïnfiltreerde afvloeiingswater en de risico's van grondwaterverontreiniging (koolwaterstoffenDit zijn van aardolie afgeleide samengestelde organische vloeistoffen op basis van koolstof en waterstof. Stookolie, benzine en andere soorten minerale oliën behoren daartoe. Deze oliën hebben de eigenheid dat ze een geringe dichtheid hebben. Wanneer ze in de bodem dringen, kunnen ze het grondwater bereiken en er een drijflaag op vormen., zware metalenVerzamelnaam voor een groep metalen met een relatief grote dichtheid, zoals lood, kwik, zink en cadmium. Deze metalen komen van nature in het milieu voor en zijn in veel gevallen zelfs nodig voor bepaalde natuurlijke processen. In hogere concentraties zijn ze echter meestal giftig. De voornaamste bronnen van zware metalen zijn de non-ferro-industrie, de verbranding van fossiele brandstoffen en van afval en het verkeer. enz.). Om mogelijke verontreiniging te voorkomen, kan het nodig zijn systemen voor zuiveringVerwijderen van de ongewenste bomen (overtallig, ziek, enz.) in een zeer jonge bebossing. door planten op te zetten of oplossingen toe te passen die alleen evapotranspiratie zonder infiltratie toelaten.
Ook kan het aanbevolen zijn het volume en de porositeit van de plantvakken aan te passen om de opslag van afvloeiingswater te verbeteren. Waar de ruimte op de grond beperkt is (aanwezigheid van constructies of nutsleidingen), is een minder ingrijpend alternatief de aanleg van regenwaterputten aan de voet van de bomen, waar het water door afvloeiing naartoe wordt geleid. Dit water wordt vervolgens gebruikt voor de bomen en zal worden afgevoerd door evapotranspiratie en infiltratie in de bodem. Er kunnen ook systemen worden toegepast om de bomen van water te voorzien door de omringende oppervlakken te draineren (voor meer informatie zie infofiche over regenbomen). 

Voor de bestudeerde gevallen in het Brussels Gewest zou de toepassing van grootschalige op de natuur gebaseerde oplossingen de luchttemperatuur plaatselijk met 0,5 tot 2,5°C kunnen doen dalen (WBGT-index)

Om, bij wijze van eerste benadering, het theoretische potentieel in te schatten van op de natuur gebaseerde oplossingen om de blootstelling van gebruikers van de openbare ruimte aan luchtverontreiniging, geluidshinder en buitensporige hitte plaatselijk te verminderen, werden 4 Brusselse zones bestudeerd die representatief zijn voor verschillende ruimtelijke configuraties. 
Voor elk van deze gevallen werd een minimalistisch scenario (vergroeningsmaatregelen die verenigbaar zijn met het behoud van de bestaande mobiliteitsinfrastructuur) en een maximalistisch scenario (vergroeningsmaatregelen die een aanzienlijke ruimtelijke voetafdruk met zich meebrengen) bestudeerd.

Voornaamste op de natuur gebaseerde oplossingen die worden overwogen om het plaatselijk thermisch comfort voor gebruikers van de openbare ruimte te verbeteren 

Bron: VITO et WITTEVEEN+BOS 2020

Uit de resultaten blijkt dat, voor de onderzochte gevallen, het gebruik van aanzienlijke vergroeningOpzettelijke handeling die tot doel heeft vegetatie in groenarme zones in te voeren. van de openbare ruimte een plaatselijke verlaging van de Wet Bulb Globe Temperature (WBGT-index) met 0,5 tot 2,5°C mogelijk zou maken. Deze daling is gewoonlijk voldoende om de hittestresswaarden, gemeten bij warm weer, te laten dalen tot onder de drempel waarbij gezondheidsproblemen merkbaar worden.
Zoals hierboven uiteengezet, moet elk vergroeningsproject specifiek worden bekeken om het afkoelingseffect te optimaliseren en tegelijk rekening te houden met andere verwachte ecosysteemvoordelen en met de beperkingen van de locatie.  

Vergroening om de plaatselijke blootstelling aan luchtverontreiniging te verminderen: op de natuur gebaseerde oplossingen

Focus - Actualisatie: oktober 2021

Volgens verschillende studies zou de aanwezigheid van vegetatie de bijdrage van plaatselijke emissies aan de concentraties van verontreinigende stoffen gemiddeld met 15-20% kunnen verminderen. Voor het Brussels Gewest bleek uit de studie van vergroeningsscenario's toegepast op 4 kritieke zones op het gebied van luchtverontreiniging een geschat effect op de lokale concentraties van stikstofdioxiden (NO₂) van 5 tot 10% wanneer grootschalige maatregelen worden uitgevoerd. Dit effect is hoofdzakelijk toe te schrijven aan de invloed van vegetatie op de luchtstromen (aerodynamisch effect) en, in mindere mate, aan het filtereffect. In een stedelijke context volstaan vergroeningsmaatregelen meestal niet om de luchtverontreiniging aanzienlijk te verminderen; het belangrijkste actiemiddel blijft de vermindering van de uitstoot van verontreinigende stoffen aan de bron.

Een studie om het effect van vergroening van stedelijke ruimten op de blootstelling van stadsbewoners aan luchtvervuiling beter te begrijpen

Er bestaat vandaag een groeiend besef van de noodzaak en urgentie om steden groener te maken. De natuur in de stad is niet alleen een belangrijk element van de levenskwaliteit van de bewoners, maar vervult ook vele andere functies, met name wat betreft de regulering van de ecosystemen. 
Verscheidene Brusselse plannen bevatten maatregelen om de aanwezigheid van vegetatie in de stedelijke ruimte te vergroten teneinde te profiteren van verschillende ecosysteemdienstenAlle diensten die de bodem levert aan het milieu en de facto aan onze samenleving: levering van drinkwater, beperking van overstromingen, opslag van atmosferische koolstof, ontwikkeling van flora en fauna, enz.) (of -voordelen) (zie focus 'Vergroening om stedelijke ruimten koeler te maken' ).  Een van de verwachte diensten is zuiveringVerwijderen van de ongewenste bomen (overtallig, ziek, enz.) in een zeer jonge bebossing. van de lucht. Dit wordt genoemd in het Natuurplan en het Lucht-Klimaat-EnergieplanDit plan bundelt op een geïntegreerde manier de belangrijkste gewestelijke beleidslijnen inzake lucht, klimaat en energie. Het heeft zijn wettelijke basis in het Brussels Wetboek van Lucht, Klimaat en Energiebeheersing (BWLKE), is het resultaat van de betrokkenheid van zes besturen (Leefmilieu Brussel, Brussel Huisvesting, Brussel Economie en Werkgelegenheid, Urban, Perspective, Brussel Mobiliteit) en vormt de bijdrage van Brussel aan de Belgische klimaatactie in het Nationaal Energie- en Klimaatplan (NEKP). (2016 en 2023) en in het Gewestelijk Plan voor Duurzame OntwikkelingOntwikkelingswijze die voorziet in de behoeften van de huidige generatie zonder daarmee voor de toekomstige generaties de mogelijkheden in gevaar te brengen om ook in hun behoeften te voorzien. Het gaat dus om een demarche die ernaar streeft de continuïteit van de economische en sociale ontwikkeling in de tijd voort te zetten, met eerbied voor het leefmilieu en zonder de natuurlijke hulpbronnen die nodig zijn voor de menselijke activiteiten in gevaar te brengen. (2018). 
De mechanismen die aan de invloed van vegetatie op de luchtkwaliteit ten grondslag liggen, zijn echter complex en de werkelijke effecten ervan in stedelijke gebieden zijn over het algemeen niet goed bekend.  

Daarom is in 2020 op vraag van Leefmilieu Brussel een studie uitgevoerd om de wetenschappelijke kennis over de impact van stedelijke vegetatie op de blootstelling van stadsbewoners aan luchtverontreinigende stoffen, lawaai en hitte samen te vatten.

Het doel van deze studie is een objectief beeld te krijgen van het potentieel van vegetatie om plaatselijke problemen in verband met luchtkwaliteit, lawaai of waargenomen hitte in de buitenomgeving te verminderen, en algemene aanbevelingen te doen voor de toepassing van deze oplossingen, die worden omschreven als op de natuur gebaseerde oplossingen (of nature-based solutions), op het niveau van Brussel.

In deze focus wordt uiteengezet hoe de aanwezigheid van vegetatie de plaatselijke luchtkwaliteit kan beïnvloeden. De inhoud ervan is grotendeels gebaseerd op de resultaten van de bovengenoemde studie (VITO en WITTEVEEN+BOS 2020). Het effect van de vergroeningOpzettelijke handeling die tot doel heeft vegetatie in groenarme zones in te voeren. van de openbare ruimte op de blootstelling aan lawaai en hitte is het onderwerp van twee andere focussen.

Een filterend en absorberend effect van vegetatie op luchtverontreiniging

Vegetatie draagt via drie verschillende mechanismen bij tot de zuiveringVerwijderen van de ongewenste bomen (overtallig, ziek, enz.) in een zeer jonge bebossing. van de lucht: 

Afzetting van verontreinigende deeltjes op bladeren en takken

Fijne zwevende deeltjesMicroscopische stoffen die in suspensie in de lucht of het water verkeren. De giftigheid van de zwevende deeltjes in de lucht is voornamelijk te wijten aan de deeltjes met een doorsnede kleiner dan 10 µm terwijl de grotere deeltjes ter hoogte van de neus en de hogere luchtwegen worden gestopt en verwijderd. De zwevende deeltjes in het water worden door verschillende procédés in de zuiveringsstations verwerkt. behoren tot de schadelijkste luchtverontreinigende stoffen. Deze komen in contact met bladeren en takken, zetten zich daarop af en worden vervolgens door regen of bladval naar de bodem gebracht of door de wind weer de lucht in geblazen. 
De hoeveelheid van deze afzetting neemt toe naarmate het oppervlak van de bladeren en takken van de planten toeneemt.

Adsorptie van lipofiele verontreinigende stoffen in de cuticula van bladeren

Verontreinigende stoffen zoals polychloorbifenylen (pcb's) en dioxines (persistente organische verontreinigende stoffen) hebben de eigenschap dat zij oplosbaar zijn in vet. De cuticula, de waslaag op het oppervlak van de bladeren, is dus in staat ze te fixeren (of adsorberen). In dit opzicht zijn bladeren met een dikke cuticula, zoals de naalden van coniferen, doeltreffender.
Ook de bodem kan, vanwege zijn fysisch-chemische eigenschappen, verontreinigende stoffen in oplossing insluiten. Bovendien kunnen in het bodemwater opgeloste verontreinigende stoffen door plantenwortels worden opgenomen. 

Penetratie van verontreinigende stoffen via de huidmondjes 

De huidmondjes, kleine openingen aan de oppervlakte van de bladeren, zorgen voor de gasuitwisseling tussen de plant en de omgevingslucht.  Deze uitwisselingen van met name koolstofdioxide (CO₂), zuurstof (O₂) en waterdamp (H₂O) zijn noodzakelijk voor de processen van fotosynthese, ademhaling en transpiratie van planten. Via deze huidmondjes kunnen de bladeren ook, door diffusie, microscopische verontreinigende stoffen zoals ozon (O₃), stikstofoxiden (NO en NO₂), zwaveloxiden (SO en SO₂), vluchtige organische stoffen (VOS) en koolstofmonoxide (CO) opnemen.  
De opname door de huidmondjes is een complex verschijnsel dat verband houdt met vele factoren, waaronder:  

• De fysiologische kenmerken van de plant: dichtheid van de huidmondjes, reguleringsmechanismen in geval van droogteDroogte is een natuurlijk fenomeen waarbij de beschikbaarheid van water afneemt als gevolg van een gebrek aan neerslag, wat op termijn tot een watertekort kan leiden. Dit moet niet worden verward met een ‘hittegolf’ of ‘hitteperiode’, ook al hebben deze wel degelijk invloed op de beschikbaarheid van water (toename van de watervraag). enz.; 
• Omgevingsstimuli: droogte, licht, koolstofdioxideconcentratie enz.  

De bijdrage van vegetatie aan het filteren en absorberen van verontreinigende stoffen verschilt naargelang van het type vegetatie, de soort en de verontreinigende stoffen

In het algemeen zijn bomen in dit opzicht de meest doeltreffende planten, in aflopende volgorde gevolgd door struiken en kruidachtige planten. 
Naaldbomen zijn over het algemeen efficiënter in het filteren van verontreinigende deeltjes (groter interactieoppervlak) en in het adsorberen van vluchtige organische verbindingen. Ze zijn ook het hele jaar door doeltreffend, aangezien ze hun naalden in de winter niet afwerpen, op enkele uitzonderingen na.
Tijdens het groeiseizoen zijn loofbomen beter dan naaldbomen in het absorberen van gasvormige verontreinigende stoffen (met name NO₂ en O₃).  Bij loofbomen houdt de afzetting verband met de grootte van het bladoppervlak, maar ook met de kenmerken van de bladeren: met name ruwe, behaarde en kleverige bladeren zijn zeer geschikt om fijne deeltjes op te vangen.

Verder weg van de vegetatie neemt de impact exponentieel af (Baldauf et al, 2008; Lefebvre & Vranckx, 2013). 

Maar vooral door vervuilde lucht om te leiden kan een plantenscherm de vervuiling plaatselijk verminderen. 

Door een obstakel te vormen, heeft vegetatie - en dat geldt vooral voor bomen - een belangrijke plaatselijke invloed op de luchtstroming (snelheid, richting, turbulentie). Wanneer de vegetatie zich tussen de bronnen van verontreinigende emissies en de ontvanger bevindt, leidt het vegetatiescherm de verontreinigde lucht af naar hogere luchtlagen, waar ze wordt verdund.
Op basis van verschillende casestudies schatten de auteurs van de studie dat de aanwezigheid van vegetatie de bijdrage van plaatselijke emissies aan de concentraties van verontreinigende stoffen gemiddeld met 15-20% kan verminderen. Dit effect is hoofdzakelijk toe te schrijven aan de invloed van de vegetatie op de luchtstromen (aerodynamisch effect) en, in mindere mate, aan het eerdergenoemde filtereffect. Dit is des te belangrijker omdat de vegetatie zich in de onmiddellijke nabijheid van de verontreinigingsbron bevindt en ruimtelijk beperkt is. 

Aanwezigheid van een haag tussen wegverkeer en voetgangers: effect op plaatselijke concentraties van verontreinigende stoffen

... maar een groene koepel kan de vervuiling ook verhogen door van het verkeer afkomstige verontreinigende stoffen vast te houden  

Aanwezigheid van bomen in een canyonstraat: effect op plaatselijke concentraties van verontreinigende stoffen

Vooral in canyonstraten  met druk verkeer kunnen dichte bomenrijen de luchtstroom belemmeren en een plaatselijke toename van de concentraties verontreinigende stoffen veroorzaken.

Volgens de bovengenoemde studie bedraagt deze toename van de verontreiniging in het algemeen gemiddeld 15%, met variaties naargelang van de configuratie van de canyonstraat en de windrichting.  Bij de keuze van de plaats van de bomen moet worden vermeden dat het bladerdak de verontreiniging op de grond blokkeert, bijvoorbeeld door een opening tussen de boomkruinen te laten of door slechts één rij bomen te plaatsen in plaats van twee, om te voorkomen dat zich een vegetatiekoepel vormt die de door het verkeer uitgestoten verontreinigende stoffen tegenhoudt. 

Aangezien de concentratie verontreinigende stoffen hoger is bij aan de lijzijde gelegen gevels (zie focus De cartografie van black carbon in het Brussels Gewest), moet er in het bijzonder op worden gelet dat de lucht aan deze kant van de weg kan circuleren.  Ook verdienen loofbomen de voorkeur om in de winter voor een betere ventilatie en meer zonlicht op de grond te zorgen. In canyonstraten kunnen groene muren ook helpen de luchtvervuiling te verminderen. 

Ozon: een bijzonder geval

Ozon is een krachtige oxidant die ernstige gezondheidsproblemen kan veroorzaken als hij in abnormaal hoge hoeveelheden in de buurt van de bodem aanwezig is (troposferische ozon). De stof heeft ook een toxisch effect op de vegetatie, zowel wat de bladcellen betreft (bladschade in de vorm van vlekken of necrose) als wat de groei zelf of de productiviteit van gewassen aangaat.
Het verband tussen vegetatie en verontreiniging door ozon (O₃) is bijzonder complex, aangezien planten de hoeveelheid ozon in hun omgeving zowel doen toenemen als afnemen. Verschillende mechanismen, waarvan de intensiteit varieert naargelang van talrijke factoren (zonneschijn, temperaturen enz.), spelen een rol: 

• Directe opname van ozon (O₃) via huidmondjes;
• Opname van stikstofdioxide (NO₂) via huidmondjes: de vermindering van de NO₂-concentraties in de omgevingslucht leidt tot een vermindering van de ozonvorming (zie documentatiefiche over ozon);
• Verlaging van de luchttemperatuur bij warm weer als gevolg van de aanwezigheid van vegetatie (zie focus Vergroening om stedelijke ruimten koeler te maken), hetgeen eveneens leidt tot een vermindering van de ozonvorming (idem);
• Emissie van vluchtige organische stoffen (VOS) door planten via huidmondjes: verhoogde VOS-concentraties in de omgevingslucht leiden tot verhoogde ozonvorming in aanwezigheid van hoge NOX-niveaus (idem).

Bij warm weer stoten planten VOS uit, zoals terpenen. Die gassen spelen een rol in de vorming van ozon en, onder bepaalde omstandigheden, van bepaalde fijne deeltjes. Daarom kan het raadzaam zijn bepaalde soorten die bijzonder veel VOS uitstoten, niet aan te planten om de ozonconcentratie in de zomer niet te verhogen.  Er zij op gewezen dat deze terpenen niet intrinsiek verontreinigend zijn: het is in aanwezigheid van hoge niveaus NOX, verontreinigende stoffen die worden uitgestoten door industriële processen en vervoer, dat deze zeer reactieve VOS chemische reacties aangaan die resulteren in de vorming van ozon. 

Talrijke factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij vergroening van de openbare ruimte om de plaatselijke luchtkwaliteit te verbeteren

Uit het bovenstaande blijkt duidelijk dat bij de aanplant van bomen in stedelijke gebieden met veel factoren rekening moet worden gehouden om de positieve effecten van bomen op de luchtkwaliteit te maximaliseren en de negatieve effecten te beperken.
Wat de keuze van de boomsoorten betreft, mag niet uit het oog worden verloren dat niet alle boomsoorten een even grote impact hebben op de filtratie en opname van diverse verontreinigende stoffen en dat sommige soorten meer vluchtige organische stoffen uitstoten of allergeen zijn.  In het algemeen moet de voorkeur worden gegeven aan een mix van verschillende soorten, zodat een breed spectrum van verontreinigende stoffen wordt opgevangen. 
Naast de keuze van de boomsoort zijn ook de manier waarop de bomen worden geplant en hun structuur van belang:

• Zoals hierboven is uitgelegd, mogen bomen in een canyonstraat de luchtcirculatie niet hinderen en moeten zij bij voorkeur aan de loefzijde worden geplant;
• Een dicht vegetatiescherm tussen de bronnen van verontreinigende emissies en de gebruikers van de openbare ruimte kan een aanzienlijk deel van de stroom verontreinigde lucht afleiden naar hogere luchtlagen en zo de blootstelling van stadsbewoners aan plaatselijke verontreinigende stoffen verminderen;
• De filterwerking vereist contact tussen de verontreinigende stoffen en de bladeren.  Op wegniveau mag de kroon van de bomen niet te dicht zijn om luchtcirculatie door het gebladerte mogelijk te maken;
• Hoewel rijen bomen langs straten de lucht filteren, kunnen zij ook een aerodynamisch effect veroorzaken dat de windsnelheid vermindert ('groene tunnel'-effect), waardoor de plaatselijke concentraties van verontreinigende stoffen uit uitlaatgassen kunnen toenemen. Dit effect kan gedeeltelijk worden vermeden door een beplanting te kiezen met een niet te dicht bladerdek;
• Om op verschillende hoogten een doeltreffend schermeffect te bereiken, moet een combinatie van bomen, struiken en kruidachtige planten worden geplant;
• Waar mogelijk is het doeltreffender bomen te planten in rijen die loodrecht staan op de richting waarin de verontreinigde lucht aankomt;
• Bij afwezigheid van bladeren (bv. in de winter) onderscheppen bomen met dichte takken meer deeltjes dan bomen met weinig takken;
• In de nabijheid van plaatsen met een grote groep gevoelige personen (scholen, ziekenhuizen, bejaardentehuizen enz.) is het bijzonder interessant om op grote schaal bomen en struiken te planten, waarbij de concentratie van bomen met een hoog allergeen potentieel of een hoge VOS-emissie beperkt moet blijven;
• Beplantingen hebben de gunstigste impact als ze in dichtbevolkte/drukbezochte gebieden worden gerealiseerd.

Ter illustratie worden hieronder enkele voorbeelden gegeven voor een straat met huizen aan beide  kanten:

Voorbeelden van stedelijke ruimtelijke ordening waarbij rekening wordt gehouden met het effect van vegetatie op de plaatselijke blootstelling van stadsbewoners aan luchtverontreiniging 

Bron: VITO en WITTEVEEN+BOS 2020 

Voor de bestudeerde gevallen zou de toepassing van grootschalige op de natuur gebaseerde oplossingen de plaatselijke NO₂-concentratie met 5 tot 10% kunnen doen dalen 

Om, bij wijze van eerste benadering, het theoretische potentieel in te schatten van op de natuur gebaseerde oplossingen om de blootstelling van gebruikers van de openbare ruimte aan luchtverontreiniging, geluidshinder en buitensporige hitte plaatselijk te verminderen, werden 4 Brusselse zones bestudeerd die representatief zijn voor verschillende ruimtelijke configuraties. 
Voor elk van deze gevallen werd een minimalistisch scenario (vergroeningsmaatregelen die verenigbaar zijn met het behoud van de bestaande mobiliteitsinfrastructuur) en een maximalistisch scenario (vergroeningsmaatregelen die een aanzienlijke ruimtelijke voetafdruk met zich meebrengen ) bestudeerd. Deze twee scenario's werden ook vergeleken met een scenario waarin het gemotoriseerde verkeer met 50% wordt teruggedrongen (met ongewijzigde infrastructuur en vegetatie).

Voornaamste op de natuur gebaseerde oplossingen om de plaatselijke blootstelling van gebruikers van de openbare ruimte aan luchtvervuiling te verminderen

Bron: VITO en WITTEVEEN+BOS 2020

Uit de resultaten blijkt dat, voor de bestudeerde gevallen, de maximalistische scenario's een vermindering van de plaatselijke NO₂-concentraties van 5 tot 10% mogelijk zouden maken. Noteer dat de vermindering met 10% verband houdt met een maatregel waarbij vegetatie en 'harde' infrastructuur worden gecombineerd (plaatsing van een 4 tot 6 meter hoog begroeid scherm dat de verontreinigde lucht bij de uitgang van een tunnel afbuigt). 
Hoewel deze verminderingen aanzienlijk zijn, toont deze studie mede aan dat op de natuur gebaseerde oplossingen over het algemeen ontoereikend zijn om de luchtverontreiniging aanzienlijk terug te dringen en altijd ondergeschikt zijn aan maatregelen om de uitstoot van verontreinigende stoffen aan de bron te verminderen, met name door een aanzienlijke vermindering van het gemotoriseerde verkeer.

Samengevat
Het effect van vegetatie op de vermindering van de plaatselijke verontreiniging is afhankelijk van vele factoren: de aard van de verontreinigende stoffen, de soort en het type vegetatie, de weersomstandigheden en de plaats van de vegetatie ten opzichte van de plaatselijke verontreinigingsbron.  Vegetatie kan ook een bron zijn van allergenen en precursoren van ozonvorming en verontreinigende aerosols. In smalle straten met druk verkeer kan het bladerdak van bomen bovendien de afvoer en verdunning van verontreinigende stoffen vertragen en zo de luchtkwaliteit plaatselijk verslechteren. Met deze en andere elementen moet derhalve rekening worden gehouden bij het ontwerpen van vergroeningsprojecten voor de openbare ruimte.

Vergroening om de plaatselijke blootstelling aan lawaai te verminderen: op de natuur gebaseerde oplossingen

Focus – Actualisatie: november 2021

De aanwezigheid van vegetatie kan onder bepaalde omstandigheden bijdragen tot een vermindering van het geluidsniveau doordat geluidsgolven worden afgebogen en geabsorbeerd. Bomen en hagen zijn de meest doeltreffende vegetatievoorzieningen voor interactie met geluidsgolven, vooral als zij een diepe en dichte strook vormen. Andere groene oplossingen kunnen echter ook een bijdrage leveren. In een casestudie die werd toegepast op 4 kritieke gebieden in het Brussels Gewest, werd de maximale geluidswinst die op microlokale schaal kan worden bereikt met op de natuur gebaseerde oplossingen, geraamd op ongeveer 5 decibel (dB(A)). Ontdek hoe.

Een studie om het effect van vergroening van stedelijke ruimten op de blootstelling van stadsbewoners aan lawaai beter te begrijpen

De aanwezigheid van groene en blauwe ruimten is belangrijk voor de levenskwaliteit in de stad. Naast de verbetering van de leefomgeving biedt natuur in de stad nog tal van andere voordelen of 'ecosysteemdienstenAlle diensten die de bodem levert aan het milieu en de facto aan onze samenleving: levering van drinkwater, beperking van overstromingen, opslag van atmosferische koolstof, ontwikkeling van flora en fauna, enz.)', waaronder de ondersteuning van de biodiversiteitDe diversiteit aan levende soorten die zich kunnen in stand houden en die zich zonder externe hulp kunnen voortplanten (fauna en flora)., de regulering van de watercyclus en het klimaat, de matiging van extreme weersomstandigheden en een lokale vermindering van de luchtverontreiniging (zie focus 'Vergroening om stedelijke ruimten koeler te maken' en 'Vergroening om de plaatselijke blootstelling aan luchtverontreiniging te verminderen' ).
Een van de ecosysteemdiensten die aan stadsvegetatie worden toegeschreven, is de vermindering van omgevingslawaai, een belangrijke milieukwestie in verband met de volksgezondheid van stadsbewoners. Het plan ter preventie en bestrijding van geluid en trillingen (Quiet.Brussels), dat in februari 2019 werd goedgekeurd, bevat maatregelen om ‘akoestische comfortzones’ te vrijwaren, te verbeteren en te creëren. Dit zijn zones waarvan het geluidsniveau op minstens de helft van de oppervlakte onder een bepaalde drempelwaardeWaarde vanaf welke initiatieven worden genomen. moet blijven (Lden55dB(A)) en die zich met name in parken en groene ruimten bevinden. Het gebruik van vegetatiemuren of -heuvels is een van de aanbevolen acties. Het creëren van stilte- en comfortzones in Brussel, met name in de openbare ruimten, is ook een doelstelling van het Gewestelijk plan voor Duurzame OntwikkelingOntwikkelingswijze die voorziet in de behoeften van de huidige generatie zonder daarmee voor de toekomstige generaties de mogelijkheden in gevaar te brengen om ook in hun behoeften te voorzien. Het gaat dus om een demarche die ernaar streeft de continuïteit van de economische en sociale ontwikkeling in de tijd voort te zetten, met eerbied voor het leefmilieu en zonder de natuurlijke hulpbronnen die nodig zijn voor de menselijke activiteiten in gevaar te brengen. (Strategie 6. Vrijwaring en verbetering van het gewestelijke natuurlijke erfgoed, hoofdstuk over de beperking van de milieuvervuiling).

Daarom is in 2020 op vraag van Leefmilieu Brussel een studie uitgevoerd om de wetenschappelijke kennis over de impact van stedelijke vegetatie op de blootstelling van stadsbewoners aan luchtverontreinigende stoffen, lawaai en hitte samen te vatten.

Het doel van deze studie is een objectief beeld te krijgen van het potentieel van vegetatie om plaatselijke problemen in verband met luchtkwaliteit, lawaai of waargenomen hitte in de buitenomgeving te verminderen, en algemene aanbevelingen te doen voor de toepassing van deze oplossingen, die worden omschreven als op de natuur gebaseerde oplossingen (of nature-based solutions), op het niveau van Brussel.

In deze focus wordt ingegaan op het verband tussen vegetatie en de blootstelling van gebruikers van openbare ruimten aan geluidshinder. De inhoud ervan is grotendeels gebaseerd op de resultaten van de bovengenoemde studie (VITO en WITTEVEEN+BOS 2020). Het effect van de vergroeningOpzettelijke handeling die tot doel heeft vegetatie in groenarme zones in te voeren. van de openbare ruimte op de blootstelling aan hitte en luchtverontreiniging is het onderwerp van twee andere focussen. 

Ook kan de aanwezigheid van vegetatie een positieve invloed hebben op de beoordeling van de geluidssituatie op een locatie. Naast het psychologische effect van groen kan het gepaard gaan met de geluiden van gebladerte, vogelgezang of water, die vaak als aangenaam worden ervaren. 

De invloed van de bodem, de bodemafdekking en wateroppervlakken 

Een met vegetatie bedekte bodem zal over het algemeen poreuzer zijn, waardoor hij akoestisch absorberender is. De aanwezigheid van vegetatie leidt ook tot een grotere interactie van de golven met de bodem, zodat meer van het geluid zal worden geabsorbeerd.
In bepaalde configuraties, zoals binnenplaatsen of stadspleinen, kunnen begroeide bodemoppervlakken een geluidsreductie van 2 tot 4 dB(A) opleveren in vergelijking met dezelfde oppervlakken maar bedekt met reflecterende materialen zoals straatstenen of asfalt (ADEME 2017).

In stedelijke gebieden zijn deze resultaten ook van toepassing op tram- en spoorwegen. 
Dit effect wordt echter verminderd, of zelfs negatief, als de bodem nat is (water verhindert het doordringen van het geluid), bijvoorbeeld als deze wordt besproeid. Evenzo bieden waterpartijen, doordat zij geluidsgolven volledig weerkaatsen, geen akoestische verbetering.
Op te merken valt dat de aanwezigheid van fonteinen, waterstralen of watervallen een geluid kan voortbrengen dat een als onaangenaam ervaren geluid (b.v. verkeer) maskeert en zo het waargenomen akoestische comfort van de gebruikers van de ruimte verbetert.

De invloed van bomen 

Boomstammen, takken, stammen en bladeren weerkaatsen, verstrooien en absorberen geluidsgolven. De geluiddemping van een groep bomen neemt toe met de stamomtrek en de dichtheid, alsook met de diepte van de beplanting (VITO en WITTEVEEN+BOS 2020). Het effect hangt ook af van de boomsoort (b.v. schorskenmerken), de hoogte van de aanplanting en de kenmerken van de bodem, die ook geluidsgolven absorbeert. Het hangt ook af van  de lokale weersomstandigheden (wind, temperatuur enz.), die zelf beïnvloed worden door de aanwezigheid van een beboste strook (Defrance et al. 2019).
Volgens ADEME (2017) zou een beplanting met een lengte van ongeveer 25 meter en een diepte van 75 meter langs een weg, met bomen met stammen van ongeveer 16 cm diameter en met een tussenafstand van één tot twee meter, waarschijnlijk een extra geluiddemping van ongeveer 7 dB(A) opleveren in vergelijking met een gewoon grasveld. Dit is een zeer merkbare verbetering. Uit metingen die elders zijn verricht (Defrance et al. 2019) blijkt dat een effect op het geluid alleen meetbaar zou zijn vanaf een strook bos van ongeveer 20 meter diep.  

Geluiddemping door afstand en de aanwezigheid van een beboste strook

Bron: Leefmilieu Brussel 2021

Om de akoestische doeltreffendheid van een bosstrook het hele jaar door te maximaliseren, kunnen het best groenblijvende bomen worden geplant. Dit type inrichting, dat een grote hoeveelheid ruimte vereist, is echter zelden toepasbaar in dichtbevolkte stedelijke gebieden.
In een met bomen omzoomde straat verschilt het effect sterk naargelang van de positie van de persoon die aan het geluid wordt blootgesteld (de 'ontvanger') ten opzichte van de geluidsbron en de ruimtelijke configuratie (aanwezigheid van eventuele obstakels, nagalmverschijnselen enz.).  Wanneer deze ontvanger zich onder het bladerdak van een boom bevindt, ondervindt hij iets meer geluidsoverlast door de weerkaatsing van het verkeerslawaai tegen de stammen en takken.  Anderzijds kan het effect op de bovenverdiepingen van een gebouw positief zijn wanneer de massa van de boomkroon een deel van het geluid tegenhoudt. Deze configuratie kan ook een licht positief effect hebben op ontvangers in naburige straten. 

De invloed van hagen en struiken 

In het algemeen hebben struiken, door hun lagere houtgehalte, een beperkt effect op de verspreiding van weglawaai in vergelijking met bomen. Een aaneengesloten, dikke en dichte haag kan echter resulteren in een lichte geluidsvermindering (tussen 1 en 3 dBA) voor de gebruiker achter de beplante zone (Defrance et al. 2019). Deze demping is echter gedeeltelijk te danken aan de aanwezigheid van kruidachtige vegetatie en grond aan de stam van de struiken. 

De invloed van groene daken en gevels

Het effect van een groendak varieert sterk naargelang van de substraten waarop de planten zijn geplant, die de geluidsgolven in meer of mindere mate absorberen naargelang van hun poreusheid. Het hangt ook af van de vorm van het dak. Een groendak is in dit verband alleen nuttig als het inwerkt op een aanzienlijk deel van de geluidsgolven.
Als gevolg daarvan zal een groendak over het algemeen nuttiger zijn in een configuratie van het type 'canyonstraat' dan in straten met vrijstaande huizen.

In het laatste geval schermt het gebouw zelf de geluidsgolven af en verspreidt het geluid zich hoofdzakelijk rond het gebouw. In een straat van het canyontype zullen, ten gevolge van de talrijke weerkaatsingen en de diffractie van geluidsgolven op de gevels en het bovenste gedeelte van de gebouwen, nog relatief hoge niveaus worden waargenomen aan de achterkant van de huizen. In een dergelijke stedelijke context en onder bepaalde voorwaarden, afhankelijk van de afstand tussen bron en ontvanger en de interacties tussen de golven en het dak, kan een groendak het geluid aan de voor- en achterkant van de huizen dempen.  Door de weerkaatsing van geluid tussen straatgevels te voorkomen, kunnen begroeide gevels het lawaai in canyonstraten en aan de achterzijde van gebouwen aanzienlijk verminderen. Dit is vooral het geval als de planten in de volle grond worden geplant of op een substraatLaag aarde voor planten. dat de hele gevel bedekt. De toepassing van dergelijke oplossingen op bestaande gebouwen kan echter gecompliceerd zijn en kan de watervoorziening een probleem vormen. 

Gedifferentieerde blootstelling van gevels aan verkeerslawaai naargelang de  windrichting 

Bron: VITO en WITTEVEEN+BOS 2020 op basis van Depauw et al. 2018

In een canyonstraat zijn, als gevolg van de fysische mechanismen van geluidsgolfafbuiging door de wind, de gevels aan de lijzijde meer blootgesteld aan verkeerslawaai.  In het algemeen verdient het dan ook de voorkeur om aan deze kant van de weg begroeide geluidsschermen te plaatsen. 

Begroeide aarden heuvels zijn doeltreffend in het absorberen van weglawaai

Heuvels (of aardhopen) zijn betrekkelijk absorberende oppervlakken, vooral als zij begroeid zijn of omzoomd worden door bomen en struiken (de hoogte van deze laatste moet echter kleiner zijn dan de bovenkant van de heuvel volgens Defrance et al. 2019). Volgens ADEME (2017) moeten deze heuvels over het algemeen iets hoger zijn om even doeltreffend te zijn als een akoestisch scherm.  Bovendien is voor de aanleg ervan een grote grondoppervlakte nodig. 

De toepassing van grootschalige op de natuur gebaseerde oplossingen kan het geluidsniveau in de bestudeerde gevallen plaatselijk met maximaal 5 decibel verlagen

Om, bij wijze van eerste benadering, het theoretische potentieel in te schatten van op de natuur gebaseerde oplossingen om de blootstelling van gebruikers van de openbare ruimte aan luchtverontreiniging, geluidshinder en buitensporige hitte plaatselijk te verminderen, werden 4 Brusselse zones bestudeerd die representatief zijn voor verschillende ruimtelijke configuraties. 
Voor elk van deze gevallen werd een minimalistisch scenario (vergroeningsmaatregelen die verenigbaar zijn met het behoud van de bestaande mobiliteitsinfrastructuur) en een maximalistisch scenario (vergroeningsmaatregelen die een aanzienlijke ruimtelijke voetafdruk en eventuele wijzigingen van de weginfrastructuur met zich meebrengen) bestudeerd.

Voornaamste op de natuur gebaseerde oplossingen om de plaatselijke blootstelling van gebruikers van de openbare ruimte aan geluidshinder te verminderen

Bron: VITO en WITTEVEEN+BOS 2020

Voor de vier bestudeerde gevallen werd de maximale akoestische winst die op microlokale schaal kan worden bereikt met op de natuur gebaseerde oplossingen, geraamd op ongeveer 5 decibel A  (gebaseerd op de Lden-indicator), hoewel er aanzienlijke verschillen waren naargelang van de plaats van de gebruiker in de openbare ruimte. In dit specifieke geval is de maximale plaatselijke verlaging van de geluidsniveaus hoofdzakelijk het resultaat van een begroeid scherm rond de tunnelopening plus een combinatie van hoge en lage vegetatie en een vergroting van de afstand tussen de gebruikers van de openbare ruimte en het verkeer. 

Ter indicatie: een vermindering van het geluidsniveau met 5 dB komt ruwweg overeen met een vermindering van het zware verkeer op een tweebaansweg met een factor 3.  Hoewel de verminderingen aanzienlijk kunnen zijn, zijn zij in het algemeen ontoereikend om de geluidshinder terug te dringen tot onder de drempelwaarden waarbij gezondheidsproblemen kunnen optreden. 
In de meeste gevallen kunnen vergroeningsmaatregelen het best worden gecombineerd met fysieke infrastructuur (b.v. begroeide geluidswallen of weinig geluidsgevoelige gebouwen die geluidsgolven afschermen) om een effect te bereiken dat vergelijkbaar is met dat van uitgebreide geluidswerende maatregelen aan de bron. 

Samengevat
De aanwezigheid van vegetatie kan onder bepaalde omstandigheden bijdragen tot een vermindering van het geluidsniveau doordat geluidsgolven worden afgebogen en geabsorbeerd. De effecten zijn echter vaak beperkt in omvang vergeleken met andere maatregelen om het lawaai te verminderen. Ze zijn ook zeer variabel in de ruimte en afhankelijk van vele factoren. Hoewel het effect van vegetatie op de gemeten geluidsniveaus vaak kleiner is, heeft de aanwezigheid van natuur ook een positief effect op de perceptie van de geluidsomgeving van het terrein. 
Bomen en hagen zijn de meest doeltreffende vegetatievoorzieningen voor interactie met geluidsgolven, vooral als zij een brede en dichte strook houtachtig materiaal (bos) vormen. In het algemeen zal een combinatie van kruidachtige planten, struiken en bomen het grootste effect sorteren. Geluidsgolven worden ook verstrooid en geabsorbeerd door de poreuze natuurlijke bodem waarop zij stuiten. Begroeide aarden heuvels of begroeiing van de trambaan kunnen doeltreffende op de natuur gebaseerde oplossingen zijn om geluidshinder te verminderen.