Groene Daken nader beschouwd Stowa, Rioned, NIOO

Groene dakennader beschouwd2015 12Over de effecten van begroeide daken in breed perspectiefmet de nadruk op de stedelijke waterhuishouding

Ten geleideGroene daken hebben toegevoegde waarde voor de stedelijke omgeving. Ze vangen fijnstof in, regulerende temperatuur van het gebouw, verkoelen de stad en zien er mooi uit. Ook houden groene daken eendeel van het regenwater vast en kunnen zij zorgen voor vertraging van de piekafvoer.De vraag is wanneer een groen dak een zogenaamd groen-blauw dak wordt, waarvan de hydrologischeprestaties een relevante bijdrage leveren aan het stedelijk waterbeheer. Bij welk ontwerp ofwelke functionele eisen die bijdrage relevant wordt, kan verschillen. Al snel zal enige reductie vanhemelwaterafvoer naar de riolering en de RWZI optreden. Om extreme buien te verwerken is een veelruimer gedimensioneerde waterberging en/of een slimmere sturing van de piekafvoeren nodig.Met deze brochure zetten STOWA en Stichting RIONED een stap naar het eenduidig omschrijven vande functionele eisen vanuit het waterbeheer aan groen-blauwe daken. Mede door de waterbelangenexpliciet te maken kunnen groen-blauwe daken een volwaardige positie in de stedelijke inrichtingkrijgen en onderdeel zijn van klimaat-adaptieve maatregelen die de stad weerbaar maken tegenextreme buien en lange periodes van droogte.De publicatie is in het bijzonder bedoeld voor medewerkers van gemeenten en waterschappen en hunadviseurs.April 2015Stichting RIONEDHugo GastkemperSTOWAJoost Buntsma5

Groene daken nader beschouwdOver de effecten van begroeide daken in breed perspectiefmet de nadruk op de stedelijke waterhuishoudingDe belangstelling van het stedelijk waterbeheervoor groene daken neemt toe. Dit komt vooraldoor de recente ervaringen met extreme buienen de groeiende aandacht voor klimaatadaptatie.Waterbeheerders willen particulieren actieverbetrekken bij de verwerking van regenwater ophun eigen perceel. De indruk bestaat dat groenedaken in dit kader voordelen hebben ten opzichtevan gewone platte (zwarte) daken of (rode)pannendaken. Maar in hoeverre is dat zo?Deze publicatie geeft inzicht in de effecten vangroene daken op het stedelijk waterbeheer.WaterhuishoudingDe interesse van de regionale en stedelijke waterbeheerders is vooralgericht op de rol van groene daken in het verwerken van extreme buien,in het kader van de wateropgave. Veel gemeenten en waterschappenoverwegen het geven van subsidie voor de aanleg van groene daken.De modelstudie van het hydrologisch functioneren laat zien dat groenedaken in ieder geval geschikt zijn voor het reduceren van de jaarlijkseafvoer van regenwater naar een rwzi. Voor het verwerken van extremebuien moeten daken specifiek gedimensioneerd worden op eensubstantiële waterberging en een effectieve regulering van de dakafvoer.Met weinig ‘groene’ berging is het mogelijk om veel water te verdampen.Een forse blauwe waterberging is nodig om extreme buien op te vangen.Deze publicatie helpt bij keuzes in het ontwerp, aanleg en beheer vangroene daken en eventuele alternatieven, om de beoogde effecten op dewaterhuishouding te kunnen realiseren. De publicatie richt zich daarbijop groene daken die professioneel zijn aangelegd en voldoen aan algemeenaanvaarde richtlijnen voor de technische opbouw en details vangroene daken.Onderzoek en ontwikkelingDe huidige kennis over groene daken is voornamelijkgebaseerd op onderzoeken en publicatiesuit het buitenland. Deze onderzoeken hebbensterk uiteenlopende onderwerpen, zoals constructieveveiligheid, hydrologie, isolerende werkingof biodiversiteit. De resultaten hiervan zijnniet onverkort geldig voor de eigen situatie, doorverschillen in doelen, dakopbouw, meetopzet,meetperioden of klimaat.De laatste jaren krijgt de hydrologische werkingvan groene daken meer aandacht. In publicatiesen productinformatie wordt hierover veel beweerd.Bijvoorbeeld dat 50 tot 90% van de totaleneerslag op een groen dak niet tot afstromingkomt. Maar dergelijke informatie is te beperktonderbouwd om de aanleg van groene daken omhydrologische redenen te stimuleren. Daarvoor ismeer relevante productinformatie nodig over dewerking ervan.De rol van het water in de huidige generatiegroene daken is vooral gericht op functie voor dedakvegetatie en niet op de effecten voor de waterhuishouding.Daarom zijn onderzoek en ontwikkelingvan nieuwe concepten en innovatieve daksystemennodig, zoals bij het experimentendak ophet gebouw van het NIOO-KNAW in Wageningen.Deze publicatie is samengesteld op basis vaneen grondig literatuuronderzoek, met een grotebijdrage van een groep deskundigen.6

LeeswijzerAchtereenvolgens gaat de publicatie in op:1. Opbouw en onderhoud van groene daken.Hier vindt u een beschrijving van de functionele onderdelen waaruiteen groen dak is opgebouwd, de verschillende uitvoeringen daarvanen het onderhoud dat nodig is voor de instandhouding.2. De belangrijkste processen voor de hydrologischewerking van het groene dak.Hier komen aan bod: de relatie tussen berging en verdamping, deverschillende vormen van dakafvoer en het belang daarvan voor dehydrologische effecten en hoe deze werking met een rekenmodel iste simuleren.3. Simulaties voor inzicht in werking en effecten op dewaterhuishouding.Aan de hand van drie situaties brengt dit hoofdstuk dehydrologische effecten van groene daken in hun omgeving, vanperceel tot wijkniveau, in beeld.4. Overzicht van andere effecten van groene daken opomgeving en gebouw.Een toelichting op de ‘niet-hydrologische effecten’ van groenedaken en voor zover relevant de rol van water daarbij.Afbeelding 1 – Groen dak op een woning (boven) en op eenbedrijventerrein (onder)5. Beschouwing van beleidsmatige, financiële, juridischeen innovatieve aspecten.Dit hoofdstuk gaat in op de gecombineerde effecten van groenedaken, de rol van particulieren, financieel-juridische aspecten,lopende en gewenste ontwikkelingen in onderzoek en hetsimuleren van de hydrologische werking van kleinschaligeregenwatervoorzieningen.De hydrologische werking van groene daken inrelatie tot het stedelijk waterbeheer is geïllustreerdmet de resultaten van een model studiemet RainTools, een nieuwe rekentool die inopdracht van Stichting RIONED voor de (stedelijk)waterbeheerder is ontwikkeld.6. Aanbevelingen voor de (stedelijk) waterbeheerder.Om de kansen van groene daken voor het waterbeheer beterte benutten, biedt dit laatste hoofdstuk inzicht in keuzes enoverwegingen voor de beoogde hydrologische werking en degewenste effectiviteit.7

1. Opbouw en onderhoudBenamingenDe formele benaming voor groene daken is ‘begroeide daken’.Internationaal zijn namen gangbaar als ‘grüne Dächer’, ‘green roofs’,‘toits verts’, ‘tetti verdi’ of ‘gröna tak’. Daarom spreken we in dezepublicatie over ‘groene daken’. Er zijn ook ‘blauwe’ daken, daken zondervegetatie die neerslag kunnen vasthouden. Daken waarop energie wordtopgewekt, heten ook wel ‘gele’ daken. En witte daken, ook wel ‘cool roofs’genoemd, die letterlijk wit of licht van kleur zijn, beperken de opwarmingvan de bebouwde omgeving.vegetatielaageventuele erosielaagsubstraatlaagfilterlaagdrainagelaagschuif- en beschermlaagwortel- en waterkerende laagthermische isolatiedampremmende laagdakconstructieAfbeelding 2 - Schematische opbouw van een groen (warm) dakSoorten groene dakenEr zijn twee soorten groene daken:1. Extensief begroeide daken is een verzamelnaamvoor sedum-, gras-, mos- en kruidendaken.De dikte van de groendakopbouwbedraagt maximaal 150 mm en de hoogtevan de begroeiing maximaal 500 mm. Dezebegroeiing ontwikkelt zich tot een min of meerecologisch stabiele plantengemeenschap, diezichzelf in stand kan houden met een minimumaan onderhoud.2. Intensief begroeide daken hebben eenopbouwhoogte van meer dan 150 mm dikte.De begroeiing bestaat uit struiken en bomen,eventueel in combinatie met gazon en/ofbodembedekkers. Voor instandhouding van debeplanting is (uitgebreid) onderhoud noodzakelijk,zoals water geven, snoeien, bemesten enonkruid wieden.Deze publicatie gaat vooral over platte en hellendeextensief begroeide daken (formele benaming),die we verder groene daken noemen.Opbouw van groene dakenGroene daken zijn opgebouwd uit meerdere lagendie gezamenlijk bijdragen aan de functies vanhet dak. Afbeelding 2 geeft een voorbeeld vande opbouw van een gangbaar groen dak. Hieropzijn vele variaties mogelijk. Zo kunnen meerderefuncties in hetzelfde fysieke element van de dakopbouwworden gecombineerd, bijvoorbeeld defilter- en drainagelaag.8

Afbeelding 3 - Voorbeeld afvoervertragend element (links) en element met holle ruimten omwater vast te houden (rechts) in de drainagelaag (foto’s Optigroen)vegetatie opnemen of kan direct verdampen.Dit helpt de ontwikkeling van vegetatie envergroot de kans op het overleven in drogeperioden.2. De waterretentie op het dak: de afvoer ismet een knijpconstructie in de dakuitlaat tevertragen of met sturing te regelen. Hierdoorkan het dak het water langer vasthouden engecontroleerd afvoeren (zie ook de voorbeeldenin afbeelding 7 op bladzijde 13).Om verstopping van dakuitlaten te voorkomen,beschermen korven en putten deuitlaten en liggen langs de dakranden vaakgrindstroken zonder vegetatie. Deze grindstrokendienen ook tegen brandoverslag envoor beheersing van de vegetatie.• Schuif- en beschermlaagOnder de drainagelaag, of als die ontbreektonder het substraat, zit een schuif- enbeschermlaag. Deze beschermt het dak tegenmechanische beschadigingen:• bij en na ijsvorming;• bij het belopen van het dak;• bij onderhoudsactiviteiten.Afbeelding 4 – Dakelement voor hellend dak, ter voorkoming van afschuiving substraat (fotoEcopan)(zie de voorbeelden in afbeelding 3).Het volume aan holle ruimten in deze laagbepaalt hoeveel water is af te voeren.De dakuitlaat is functioneel vaak onderdeel vande drainagelaag. De uitvoering van de dakuitlaatis van belang voor:1. De beschikbaarheid van vocht voor de vegetatie:door de dakuitlaat iets hoger te plaatsendan het dakoppervlak, kan een deel vande neerslag niet afvoeren. Dit water kan deMet een helling tot 45° zijn daken te vergroenen.Bij een dakhelling van meer dan circa 14°is bescherming tegen afschuiven nodig metelementen zoals in afbeelding 4.• Wortelwerende laagDe wortelwerende laag beschermt de onderliggendedakconstructie tegen binnen- of doordringenvan plantenwortels naar onderliggendeonderdelen. Veel kunststof dakbedekkingslagenzijn tegen doorworteling bestand. Wortelweringen waterkering (zie hieronder) zijn samen inéén materiaal uit te voeren.10

2. Hydrologische werkingtotaal volume van het substraattotaal poriënvolumeis gevuld met luchtdroog volumesubstraathelemaal droogDe belangrijkste processen die de hydrologischewerking van groene daken bepalen, zijn:• waterberging;• verdamping;• dakafvoer.poriënvolumegevuld met luchtwater in microporiënsubstraatmateriaal,niet beschikbaar voorplanten en verdampingdroog volumesubstraatverwelkingspuntporiënvolumegevuld met luchtkleine poriën in substraatmateriaalgevuld, waterbeschikbaar voor plantenen verdampingdroog volumesubstraatveldcapaciteitAfbeelding 5 – Vier toestanden van het vochtgehalte in het substraatFLL-Dachbegrünungsrichtliniealle poriën in hetsubstraat zijn gevuldmet waterdroog volumesubstraatverzadigingDe FLL-Dachbegrünungsrichtlinie (laatste uitgave 2008) geldt internationaalals standaardwerk. Volgens de FLL-Dachbegrünungsrichtlinie isde maximale watercapaciteit het verschil in gewicht van een substraat dateerst 24 uur is ondergedompeld en daarna 2 uur is uitgelekt en het gewichtvan hetzelfde substraat dat bij 105°C (in een oven) is gedroogd. Dit gewichtis inclusief het watervolume in het substraat onder het verwelkingspunt,dat onder normale omstandigheden niet vrijkomt. In veel productinformatieen folders is de waterberging in het product gelijkgesteld aan de maximalewatercapaciteit bepaald volgens de FLL-richtlijn. Deze berging is te grootom de hydrologische effecten te kunnen bepalen en dus niet geschikt voorde berekening daarvan.Dit hoofdstuk licht deze processen en het effectdaarvan op hydrologische werking toe.Waterberging in substraatVoor een goed begrip van de waterberging vangroene daken onderscheiden we vier toestandenvan vochtgehalten van het substraat:1. helemaal droog: het substraat bestaat uitalleen droge massa, alle poriën zijn gevuld metlucht;2. verwelkingspunt: het resterende aandeel waterin het substraat dat onder normale omstandighedenniet verdampt of door de dakbegroeiing(vegetatie) uit het substraat is te halen;3. veldcapaciteit: het aandeel water dat na uitlekkenvan een verzadigd substraat blijft hangen;4. verzadiging: alle poriën in het substraat zijnhelemaal gevuld met water.De (statische) waterberging van het substraat(de substraatberging) is gelijk aan het verschil inde hoeveelheid water bij veldcapaciteit en bij hetverwelkingspunt. Dit is afhankelijk van het soorten de dikte van het substraat. Hydrologisch isde waterberging tussen verwelkingspunt enveldcapaciteit van belang. Onderzoeken lateneen variatie van het vochtgehalte bij veldcapaciteitzien van 20 tot circa 45%, met uitschieterstot meer dan 60%, en een vochtgehalte bij hetverwelkingspunt van circa 15%. Naarmate desubstraatlaag dikker is, houdt de laag relatiefminder water vast.VerdampingDe verdamping via de dakvegetatie bepaalt voor12

een groot deel hoe lang het duurt voordat dewaterberging in het substraat na een bui weerbeschikbaar is. Kruiden en grassen hebben eengrotere verdampingsfactor dan sedum. Tochwordt op begroeide daken vaak sedum gebruikt,omdat dit onder moeilijke, droge omstandighedenlanger overleeft dan andere vegetatie.Behalve de substraatlaag kan ook de drainagelaagwater vasthouden. De vegetatie kan ditwater via plantenwortels benutten of het waterkan indirect vanuit de drainagelaag verdampen.Deze verdamping is minder groot dan vanuit hetsubstraat, dus deze berging komt minder snelbeschikbaar.Hoe kleiner de waterberging in de substraat- endrainagelaag is, des te kleiner is de overlevingskansvan kruiden en grassen op het dak. Als devegetatie eenmaal is gestorven, wordt de verdampingvan het dak gereduceerd tot de directeverdamping uit het substraat. Voor de hydrologischewerking van een groen dak is dus nietalleen de verdamping van het vegetatietype vanbelang, maar ook de overlevingskans van devegetatie tijdens droge perioden.neerslagafvoervertragingafvoerbegrenzingafvoersturingAfbeelding 6 - Karakteristieke verschillen in typen dakafvoerDakafvoerDe dakafvoer zorgt voor de lediging van dedrainagelaag. Om het water (tijdelijk) achter tehouden, zijn in grote lijnen drie typen dakafvoermogelijk: vertraagd, begrensd en gestuurd (zieafbeelding 6).Met gestuurde afvoer is op de meest optimalemanier water vast te houden en op het juistemoment af te voeren. Het dakwater is preciesop het moment dat er voldoende ontvangst-Afbeelding 7 – Elementen om afvoer bij de dakuitlaat te reguleren door afvoervertraging (links, foto BetonRestore) of door sturingmet overloop (rechts, foto Polderdak © Merlijn Michon)13

Neerslagsom 25 jaar (%)100908070605040302010capaciteit beschikbaar is in de riolering of eenwatersysteem te lozen. Riolering, met eengemiddelde ledigingstijd tot 24 uur, zal eerdervoldoende ontvangstcapaciteit hebben dan eenoppervlaktewatersysteem. In een polder kan hetbijvoorbeeld dagen duren voordat het streefpeilweer is bereikt.Daarnaast is de dakafvoer af te stemmen op deweersverwachtingen. Bijvoorbeeld door water (opeen waterdak) vast te houden in een hitteperiodeen aan de vooravond van extreme buien juist afte voeren. Afbeelding 7 (rechts) geeft een voorbeeldvan een gestuurde dakafvoer, waarmee hetmoment van afvoer en het waterniveau op het dakmet een klep zijn te regelen.Een begrensde afvoer topt het debiet af op eenmaximum om een zo gelijkmatig mogelijke afvoerte realiseren. Maar dit type begrenzer is niet zoeenvoudig te realiseren.00 30 60 90 120 150 180Berging substraat (mm)Afbeelding 8 – Effect verdamping bij variërende waterberging in substraat,verdampingsfactor 1 en 2Verdampingsfactor 1GeborgenAfgevoerdVerdamptVerdampingsfactor 2GeborgenAfgevoerdVerdamptEen vertraagde afvoer vermindert wel de piekafvoer,maar een groot deel van het watervolume isvaak al relatief snel afgevoerd. Dat betekent datontvangende systemen zoals riolering en oppervlaktewaternog belast kunnen worden op eenongunstig, ongewenst moment. Afbeelding 7(links) laat enkele elementen die de afvoer op verschillendemanieren kunnen vertragen. De wijzewaarop de dakuitlaten zijn uitgevoerd en eventueelworden geregeld, is dus van grote invloed opde dakafvoer en de hydrologische ef fecten vaneen groen dak. Daarnaast kan de afvoer van eendak natuurlijk ook onbelemmerd zijn.Hemelwater- en noodafvoerDe hemelwaterafvoer van dakuitlaat, dakgoot enstandleiding moeten bij onbelemmerde afvoergedimensioneerd worden op een neerslagintensiteitvan 300 l/s/ha (volgens NEN3215). Voorgroene daken gelden volgens de NEN reductiefactoren.Bij het regelen van de dakafvoer zijn de debietenveel kleiner en kan zich een flinke waterlaag ophet dak opbouwen. Naast de hemelwaterafvoermoet een dak daarom noodafvoeren (nooduitlaten)hebben die een neerslagintensiteit vanten minste 470 l/s/ha kunnen afvoeren (volgensNEN-EN 1991-1-3+C1). Deze eis is gesteld vanuitconstructieve veiligheid voor de (nood)situatie datde dakuitlaten verstopt zijn geraakt.Effect substraatberging en verdampingDe verdamping uit het substraat is een belangrijkproces in de werking van een groen dak. Heteffect hiervan is met twee neerslagreekssimulatiesberekend. Hierbij is de substraatberging (zonderdrainagelaag) als reservoir geschematiseerdwaarop het regent en van waaruit het regenwateralleen kan verdampen. Als het reservoir vol raakt,loopt het water over naar de dakuitlaat.Voor de verdamping is gerekend met de Penman-14

Afbeelding 9 – Bij geringe substraatdikte verdampt al veel neerslagmaandverdamping volgens de Leidraad riolering(module C2100, Hydraulisch functionerenrioolstelsels) en met een verdubbeling daarvan(verdampingsfactor 2). Het rekenen met een tweekeer grotere verdamping maakt de invloed op deverhoudingen verdampt en afgevoerd duidelijken het laat het te verwachten effect zien van eenvegetatietype met een grotere verdamping. Dewaterberging in het substraat varieert van 1 tot150 mm. In afbeelding 8 is het effect op de verhoudingenverdampte en afgevoerde neerslag tezien. De geborgen hoeveelheid neerslag is nihil.Afbeelding 8 laat zien dat een ‘bewering’ dat 50%van alle neerslag op een groen dak verdampt,heel goed mogelijk is. 90% is praktisch nietrealistisch, tenzij het gaat om intensieve dakenmet een flink dikke substraatlaag of extensievedaken met een aanzienlijke waterberging in dedrainage laag.Bij een waterberging van 1 mm verdampt in25 jaar 20 tot 30% van de neerslag, omdat veelneerslag in ‘buien’ kleiner dan 1 mm valt. Verderblijkt dat het fors vergroten van de substraatbergingniet betekent dat geen regenwater meer totafvoer komt.Bij korte, hevige buien is het effect van de verdampingrelatief klein. In de wintermaanden isde verdamping nihil. In een natte periode (metopeenvolgende buien) is de berging niet altijd volledigbeschikbaar. Daarom kan niet alle neerslagworden vastgehouden en verdampen.Modelsimulatie groene dakenMet modelsimulaties is het mogelijk gerichtereuitspraken te doen over de hydrologische effectenvan diverse uitvoeringen van groene daken overlange perioden en bij extreme buien. De belangrijksteelementen (substraat- en drainagelaag) enprocessen (waterberging, verdamping en dakafvoer)zijn uitgewerkt in een meervoudig reservoirmodel(zie afbeelding 10).15

neerslagverdampingAfbeelding 10 – Vereenvoudigde schematisering functioneren groen(blauw) dakGeheel van processenstatische bergingsubstraatlaagverdampingberging drainagelaagafvoer (geknepen)• NeerslagDit kunnen afzonderlijke buien of een neerslagreekszijn.• Verdamping vanuit substraatlaagUit het substraat: via de vegetatie en direct vanuithet substraat.• Statische berging in substraatlaagDit is de waterberging in het substraat tussenveldcapaciteit en verwelkingspunt. Dit wateris alleen af te voeren door verdamping uit hetsubstraat.• Overloop vanuit de substraatlaag naar dedrainage laagAls de statische berging van het substraat isgevuld en er meer neerslag valt, gaat het substraatafvoeren (overlopen) naar de berging inde drainagelaag.De hydrologische werking van een groen(blauw) dak is alleen te bepalen alshet geheel van de processen van verdamping, waterberging in substraatlaagen drainagelaag, en dakafvoer. Dus niet op basis van de werking van deafzonderlijke onderdelen van een groen dak. Diverse onderzoeken wijzen ditook uit.• Verdamping vanuit drainagelaagUit berging drainagelaag (veel kleiner dan vanuitbovenliggende substraat).• Berging in drainagelaagDe waterberging in de drainagelaag. Deze bergingis te ledigen door verdamping en door een(gereguleerde) dakafvoer.• Afvoer (geregeld)De afvoer vanuit de drainagelaag kan onbelemmerd,vertraagd, begrensd en/of gestuurdplaatsvinden. In de gebruikte schematiseringbetekent een begrensde afvoer dat deze tot eenvaste waarde is gemaximeerd (dus geen relatievebegrenzing van de afvoer).• Overloop vanuit substraatlaagVoor de constructieve veiligheid moet elk(groen) dak voorzien zijn van een nooduitlaat.De dynamische berging van het substraat (tussenveldcapaciteit en verzadiging), de doorlatendheidvan het substraat en de afstromingsvertragingvan het dak zijn bij de simulaties buiten beschouwinggelaten. De effecten daarvan spelen geen rolvan betekenis in de gemaakte vergelijkingen.De toepasbaarheid van dit meervoudig reservoirmodelis globaal getoetst aan de praktijkmetingenvan het experimentendak op het gebouw vanhet NIOO-KNAW. Uit deze metingen blijkt dathet functioneren van een substraat bruikbaaris te vereenvoudigen tot een bergingsreservoirdat wordt geledigd door verdamping en dat gaatafvoeren als de berging vol is. In het model isgeen vertraging van de neerslagafvoer door hetsubstraat berekend. Uit de praktijkmetingen blijktdat dit effect verwaarloosbaar klein is.16

3. Modelsimulaties functionerenBui 08 Leidraad Riolering180160140111Om meer inzicht in de hydrologische effectenvan groene daken te krijgen, hebben we hetfunctioneren in drie verschillende situatiesonderzocht:1. Een groen dak afgekoppeld naar een achtertuinmet waterberging op het grasveld.2. Een groen dak afgekoppeld naar een achtertuinmet overlopen aangesloten op deriolering.3. Combinatie van traditionele en groene dakenin een wijk aangesloten op de riolering.Het effect van een groen dak staat niet los vande omgeving. De onderzochte situaties 1 en 2laten daarom simulaties van groene daken opperceelniveau zien. Dit geeft een beeld van heteffect op het aandeel neerslag dat verdampt, inde bodem infiltreert en afvoert via het riool naarrioolwaterzuivering of oppervlaktewater.Situatie 3 brengt de effecten in beeld van detoepassing van groene daken op grotere schaalin een wijk. Welk aandeel van de neerslag voertaf naar riolering en rioolwaterzuivering, viaoverstorten? En wat is het effect hiervan op defrequentie en duur van water op straat?Bij de modelsimulaties hebben we de gevoeligheidvan relevante kenmerken van groene dakenonderzocht in samenhang met andere infiltratievoorzieningenop een perceel. De resultatenvan de simulaties zijn per situatie gepresenteerdin de vorm van de totale waterbalans van eensysteem.Bui 08 Leidraad RioleringDe modelsimulaties zijn uitgevoerd met hetprogramma RainTools, een meervoudig reservoirmodelom het functioneren van regenwatersystemensterk vereenvoudigd geschematiseerddoor te rekenen met neerslagreeksen en individuelebuien. Het groenblauwe dak is geschematiseerdtot twee reservoirs: een substraatlaag180160en een drainagelaag. De substraatlaag is een140reservoir dat kan bergen en verdampen. De120Intensiteit (mm/h)drainagelaag is een reservoir dat kan verdam-100pen, bergen en gereguleerd 80 afvoeren. De infiltratievoorzieningen het terras zijn ook gesche-6040matiseerd tot twee reservoirs. De infiltratievoorzieningbestaat uit een box en een omhullende20grondverbetering. Het terras bestaat uit eendoorlatende toplaag en een grondverbetering.Bui HerwijnenHet grasveld is geschematiseerd tot een enkelvoudigreservoir met een doorlatende bodem eneen overloop naar het openbare gebied.120minuten, gevallen op 2 juli 100 2011.Intensiteit Intensiteit (mm/h) (mm/h)00 60 120 180Tijd (min)180Bui 08 Leidraad Riolering16018014016012014010012080100608040602040002060 120 180Tijd (min)00 60 120 180Tijd (min)Voor de analyses zijn de volgende neerslagbelastingengebruikt:• De 15-minutenneerslagreeks De Bilt 1955-1979.• Bui08 en bui10 uit de Leidraad riolering,module C2100 Hydraulisch functioneren rioolstelsels.Bui Herwijnen• Extreme bui Herwijnen, 94 180 mm in 70 minuten,160gevallen op 28 juni 2011.140• Extreme bui Kopenhagen, 155 mm in 180Voor de verdamping is gerekend met de40(Penman-)maandverdamping 20 uit de LeidraadIntensiteit (mm/h)riolering (module C2100).806000 60 120 180Tijd (min)Intensiteit (mm/h)Intensiteit Intensiteit (mm/h) (mm/h)Intensiteit (mm/h)IntensiteitIntensiteit(mm/h)Intensiteit (mm/h) (mm/h)Intensiteit (mm/h)1201008060402000 60 120 180Tijd (min)Bui HerwijnenBui 10 Leidraad Riolering180180Bui 08 Leidraad Riolering1601801601401601401201401201001201008010080608060406040204020020 0 60 120 18000 60Tijd (min) 120 1800Tijd (min)0 60 120 180Tijd (min)Bui KopenhagenBui Herwijnen180180 Bui 10 Leidraad Riolering16016018014014016012012014010010012080801006060804040602020400002060Tijd (min)120 1800 60 120 18000 60Tijd (min) 120 180Tijd (min)Bui Kopenhagen1801601401201008060402000 60 120 180Tijd (min)Intensiteit (mm/h)Intensiteit Intensiteit (mm/h) (mm/h)Intensiteit (mm/h)1111111111111111117

Situatie 1Groen dak afgekoppeld naar achtertuin met bergingNeerslagvolume (-)1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10.0Reeks Bui08 Bui10 Herw.NeerslagbelastingVerdamptOvergelopenGeborgenGeïnfiltreerdK’hagenNeerslagvolume (-)1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10.0Reeks Bui08 Bui10 Herw. K’hagenNeerslagbelastingVerdamptOvergelopenGeborgenGeïnfiltreerdSituatie dak• dakoppervlak 100 m 2• substraatberging 20 mm• berging drainagelaag 50 mm• dakafvoerbegrenzing 1,8 mm/h,5 l/s/ha.Situatie achtertuin• terrasoppervlak 50 m 2• doorlatendheid terras 5,2 mm/h• tuinoppervlak 100 m 2• berging grasveld 100 mm• inhoud voorziening 0,4 m 3• doorlatendheid grond 1 m/dag.Het dak loopt over naar de voorziening.Terras en voorziening lopen overnaar het gras. De achtertuin loopt overnaar het openbare gebied.Sim 0: uitgangssituatie, maximaalafgekoppeldHet dak en de achtertuin van het perceelkunnen zware buien zoals bui08en bui10 prima verwerken. Bij dereekssimulatie De Bilt 1955-1979 looptdit systeem niet over naar het openbaregebied.Alleen bij de zeer extreme buienHerwijnen en Kopenhagen loopt hetperceel over.Opvallend is dat de verdamping inde reeks bijna 25% bedraagt en bijde zware en extreme buien vrijwelwegvalt.Sim 1: geen dakafvoerbegrenzingbij het groene dakOp de resultaten van de reeks, bui08en bui10 heeft het weglaten van dedakafvoerbegrenzing vrijwel geeneffect. De verdamping neemt niet af,omdat de afvoervertraging daar nauwelijkseffect heeft op de duur dat hetwater kan verdampen.Bij de zeer extreme buien Herwijnenen Kopenhagen is wel een effectzichtbaar. Het overloopvolume bij buiHerwijnen neemt toe van 15 naar 37%,bij bui Kopenhagen van 41 naar 55%.Via de voorziening en het terras looptmeer water over naar de tuin, waar ditniet allemaal direct kan infiltreren.De overloop naar het openbare gebiedneemt dus toe.18

Neerslagvolume (-)1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.1VerdamptOvergelopenGeborgenGeïnfiltreerdNeerslagvolume (-)1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.1VerdamptOvergelopenGeborgenGeïnfiltreerdNeerslagvolume (-)1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.1VerdamptOvergelopenGeborgenGeïnfiltreerd0.0 Reeks Bui08 Bui10 Herw.NeerslagbelastingK’hagen0.0Reeks Bui08 Bui10 Herw.NeerslagbelastingK’hagen0.0Reeks Bui08 Bui10 Herw.NeerslagbelastingK’hagenSim 2: geen dakafvoerbegrenzing,substraatberging dak verkleindvan 20 naar 5 mmSim 3: berging op grasveldverkleind van 100 naar 20 mmSim 4: berging op grasveldverkleind van 20 naar 5 mmBij de buien Herwijnen en Kopenhagenloopt nu meer water over naar hetopenbare gebied. Bij de reeks, bui08en bui10 loopt geen water over.In het reeksresultaat is ook te zien datvolgens verwachting 5% minder waterverdampt, omdat de substraatbergingkleiner is.In de volgende simulaties is voor hetgroene dak gerekend met een substraatbergingvan 5 mm en zonderdakafvoerbegrenzing.Deze verkleining van de berging ophet grasveld heeft grote invloed ophet functioneren van de achtertuin.Bij alle buien en de reeks loopt hetsysteem over naar het openbaregebied.Bij alle buien infiltreert minder regenwatervia het grasveld, omdat hetreservoir van waaruit het water kaninfiltreren kleiner is.Het overloopreducerende effect vanhet groene dak is aanzienlijk kleinerdan van het grasveld.Verdere verkleining van de berging ophet grasveld werkt sterk door in eengrotere overloop naar het openbaregebied.Logischerwijs infiltreert nu nóg minderregenwater, omdat de beschikbareberging op het grasveld nog veel kleineris.Het reeksresultaat laat ook een toenamevan het overloopvolume zienvan 0,5 naar 1,0%.19

Situatie 2Groen dak afgekoppeld naar achtertuin, overloop naar rioolNeerslagvolume (-)1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.1OvergelopenVerdamptGeborgenAfgevoerdGeïnfiltreerdNeerslagvolume (-)1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.1OvergelopenVerdamptGeborgenAfgevoerdGeïnfiltreerd0.0 Reeks Bui08 Bui10 Herw.NeerslagbelastingK’hagen0.0 Reeks Bui08 Bui10 Herw.NeerslagbelastingK’hagenDe gegevens van dak en achtertuin zijngelijk aan het vorige voorbeeldSim 0: uitgangssituatie, maximaalafgekoppeldSim 1: geen dakafvoerbegrenzingbij het groene dakSituatie perceel• gegevens achtertuin gelijk• oprit 25 m 2• doorlatendheid oprit 5,2 mm/h• grasveld voortuin 25 m 2• berging grasveld 100 mmSituatie openbaar gebied• gesloten straatoppervlak 100 m 2• berging in riool 9 mm• pompcapaciteit 0,7 mm/h.De voorzijde van het perceel loopt overnaar de straat en de achterzijde naarhet riool. Het riool voert af naar deRWZI en loopt over naar open water.In de uitgangssituatie is het perceelzo effectief afgekoppeld dat het rioolin de reeksberekening vrijwel nietoverloopt. Ten opzichte van het directaangesloten straatoppervlak heeft hetrioolstelsel (na afkoppelen), een bergingvan 22,5 mm en een ledigingscapaciteitvan 1,75 mm/h.Bui08 loopt niet over, maar bui10,Herwijnen en Kopenhagen wel.De waterbalans van de reeks laat ziendat 20% van de neerslag tot afvoerkomt, 20% verdampt en bijna 60% inde grond infiltreert.In de waterbalans van de reeks is heteffect van het weglaten van de dakafvoerbegrenzingnauwelijks zichtbaar.Dit komt omdat het overloopvolumevan het systeem al erg klein is.Bij de zeer extreme buien Herwijnenen Kopenhagen is het effect wel tezien. Het overloopvolume bij buiHerwijnen neemt toe van 38 naar 52%,bij bui Kopenhagen van 56 naar 65%.20

1.01.01.00.90.90.9Neerslagvolume (-)0.80.70.60.50.40.3OvergelopenVerdamptGeborgenAfgevoerdNeerslagvolume (-)0.80.70.60.50.40.3OvergelopenVerdamptGeborgenAfgevoerdNeerslagvolume (-)0.80.70.60.50.40.3OvergelopenVerdamptGeborgenAfgevoerd0.20.1Geïnfiltreerd0.20.1Geïnfiltreerd0.20.1Geïnfiltreerd0.0 Reeks Bui08 Bui10Herw.K’hagen0.0 Reeks Bui08 Bui10Herw.K’hagen0.0 Reeks Bui08 Bui10Herw.K’hagenNeerslagbelastingNeerslagbelastingNeerslagbelastingSim 2: geen dakafvoer begrenzing,substraatberging verkleind van 20naar 5 mmSim 3: berging op grasveldverkleind van 100 naar 20 mmSim 4: berging grasveld verkleindvan 20 naar 5 mmBij de buien Herwijnen en Kopenhagenloopt nu meer water over naarhet openbare gebied. Bij bui10 is heteffect nauwelijks merkbaar.In het reeksresultaat is vrijwel niet tezien dat minder water verdampt, hoewelde substraatberging veel kleiner is.Het verkleinen van de substraatbergingheeft op jaarbasis een relatief beperkteffect.In de volgende simulaties is voor hetgroene dak gerekend met een substraatbergingvan 5 mm en zonderdakafvoerbegrenzing.Deze verkleining van de berging op hetgrasveld heeft een groot effect op debelasting op en het overlopen van hetrioolstelsel. Bui08 loopt nu ook over.In de waterbalans van de reeks is ookeen grotere overloop van het rioolstelselte zien.Verdere verkleining van de berging ophet grasveld heeft bij de zeer extremebuien een beperkt effect op het overlopenvan het rioolstelsel. Bij bui08 enbui10 is de toename groter.In de waterbalans van de reeks zienwe ook een kleine maar relevantetoename van de overloop van het rioolstelsel.Een substantiële berging in de tuin kanhet overlopen en dus ook het overbelastraken van het rioolstelsel flinkbeperken.21

Situatie 3Groen dak in wijk aangesloten op de riolering1.00.90.10Neerslagsom 25 jaar (-)0.80.70.60.50.40.30.2VerdamptOvergelopenAfgevoerdGeborgenNeerslagsom 25 jaar (-)0.05Overgelopen0.10.0 Trad. 40/10% 25/25% 10/40% GroenVerh. traditioneel / groen dak (%/%)0.0100% trad. 80/20% 50/50%20/80% 100% groenVerh. traditioneel / groen dak (%/%)Traditioneel dak- enstraatoppervlak• berging 1 mm.Groen dak• substraatberging 20 mm• berging drainagelaag 50 mm• afvoerbegrenzing dak 1,8 mm/h.Riool• berging 9 mm• pompcapaciteit 0,7 mm/h• begrenzing overloopcap. 60 l/s/ha.Afvoerend oppervlak• dakoppervlak, 1000 m 2• wegoppervlak, 1000 m 2 .Sim 0: Verhouding traditioneel engroen dak variabel, simulatie metneerslagreeksUit voorgaande rekenvoorbeeldenblijkt dat de begrenzing van de dakafvoerin samenhang met de forse bergingin de drainagelaag een belangrijkontlastend effect heeft op de werkingvan een rioolstelsel. Hier is het effectdaarvan op wijkniveau gesimuleerd.De verhouding traditioneel en groendak is gevarieerd van 100% traditioneelin 3 tussenstappen naar 100%groen. Let wel: het gaat hier om voorde waterhuishouding zeer effectievegroene daken met een relatief groteberging en een effectieve aftoppingvan de dakafvoer.Overloopvolume metneerslagreeksEen hoger percentage groene dakenin de wijk zorgt voor meer verdamping(van 23 naar 38%) en minder afvoernaar de RWZI (van 72 naar 60%).Het overloopvolume laat een relatiefgrote afname zien van 5,5% naar 2,2%bij volledig groene daken.Alle percentages zijn gerelateerd aanhet totale neerslagvolume over 25 jaar.22

Neerslagsom bui08 (-)1.00.90.80.7Verdampt0.60.5Overgelopen0.4Afgevoerd0.30.2Geborgen0.10.0100% trad. 80/20% 50/50% 20/80% 100% groenVerh. traditioneel / groen dak (%/%)Neerslagsom bui10 (-)1.00.90.80.7Verdampt0.60.5Overgelopen0.4Afgevoerd0.30.2Geborgen0.10.0100% trad. 80/20% 50/50% 20/80% 100% groenVerh. traditioneel / groen dak (%/%)Neerslagsom Herwijnen (-)1.00.90.80.7Verdampt0.60.5Overgelopen0.4Afgevoerd0.30.2Geborgen0.10.0100% trad. 80/20% 50/50% 20/80% 100% groenVerh. traditioneel / groen dak (%/%)Sim 1: Verhouding traditioneel /groen dak variabel, simulatie metbui08Sim 2: Verhouding traditioneel/groen dak variabel, simulatie metbui10Sim 3: Verhouding traditioneel/groen dak variabel, simulatie metextreme bui HerwijnenBij 100% traditionele daken looptongeveer de helft van de bui over viade overstort van het rioolstelsel.Bui08 uit de Leidraad Riolering heefteen volume van 19,8 mm in een uur ende neerslag op het dak wordt hier dusvolledig geborgen in het substraat. Bijeen aandeel van 100% groene dakenbetekent het, dat 50% van het afvoerendoppervlak in die situatie niet totafstroming komt en het rioolstelseldus niet overloopt.Bij korte buien is het aandeel van deverdamping relatief klein in vergelijkingmet de reeks.Bij zwaardere buien wordt het aandeelvan de verdamping relatief veelkleiner.Bij de simulaties met de individuelebuien is aangenomen dat de bergingin het systeem leeg is, ook die in hetsubstraat. Het effect van voorvullingvan de substraatberging door opeenvolgingvan buien is hier niet in meegenomen.Naarmate de buien extremer wordenis het effect van de groene dakenminder.Toch neemt het overloopvolume vanhet rioolstelsel af van 88% voor eenwijk met 100% traditionele daken naar84% voor een wijk met 100% groenedaken.Nogmaals: het gaat hier om ruimgedimensioneerde groene daken. Bijdaken met minder berging en zonderafvoerbegrenzing is dat effect aanzienlijkkleiner.23

Wat leren we van het functioneren?• Een relatief beperkte substraatberging (bergingdie door verdamping ‘leegloopt’) houdtop jaarbasis al een relatief grote hoeveelheidregenwater vast. Hierdoor vermindert de totaleafvoer naar riolering en rioolwaterzuivering.• De omvang van de substraatberging heeftinvloed op de verdamping van regenwater. Tochzal ook bij een grote substraatberging en groteverdamping in de zomer bij hevige neerslageen deel tot afvoer komen. In de steeds natterewinters verdampt er heel weinig en is de substraatbergingvrijwel continu helemaal vol. Hetgroene dak loopt dan bij vrijwel elke bui over.• Waterberging in de drainagelaag met begrenzingvan de dakafvoer tot een constant maximumdebietheeft een gunstig effect op dereductie van de piekafvoer naar het rioolstelselwaarop het dak is aangesloten.• Als onderdeel van een afgekoppeld perceelmet infiltratievoorziening is de werking vaneen groen dak relatief beperkt, vooral bij zwareen extreme buien. Met een verdiept grasveldof ondergrondse infiltratievoorziening is hetverwerken van extreme neerslaghoeveelhedenvaak eenvoudiger en goedkoper te realiseren.Dit geldt vooral voor gebieden met goed doorlatendegrond.• Buien zoals Herwijnen en Kopenhagen zijnzelfs voor een ruim gedimensioneerd afgekoppeldperceel lastig te verwerken.• Een wijk volledig voorzien van ruim gedimensioneerdegroene daken met een relevantesubstraatberging en een drainageberging metafvoerbegrenzing laat een duidelijk effect zienop het overloopvolume van het rioolstelsel bijzware buien en dus ook op de bijbehorendekans op water op straat. Bij extreme buienwordt dat effect veel kleiner.Afbeelding 11 - Ruime berging in substraat en drainagelaag met afvoerbegrenzing heeft op grote schaal ook effect op riooloverloop en kans op water op straat24

4. Andere effectenGroene daken hebben naast hydrologische effectenook andere effecten op omgeving en gebouw.Bij de meeste daarvan speelt water een rol, directof via de dakvegetatie. Hieronder volgt een overzichtvan deze andere effecten en de werkingervan.Warmte-isolatie van gebouwenDe isolatiewaarde wordt uitgedrukt in de warmteweerstand(Rc-waarde). Dit is de weerstand diede constructie biedt tegen geleiding van warmte.Een twee keer hogere Rc-waarde betekent eenhalvering van het warmteverlies door het dak.De isolerende werking van groene daken wordtvoornamelijk bepaald door de volgende drie processen:• Vocht absorbeert een deel van de inkomendezonnestraling, de energie wordt via verdampingafgevoerd en zorgt voor afkoeling.• De bedekkingsgraad van de beplanting zorgtvoor schaduw op het dak.• De albedo (het weerkaatsingsvermogen) van debeplanting zorgt voor reflectie van inkomendezonnestraling.Ter indicatie de albedo van een aantal oppervlakken(lager getal betekent minder reflectie, meeropname van stralingswarmte): bitumen 5%, asfalt5 tot 20%, rode keramische dakpannen 10 tot30%, kort gras 15% en lang gras 30%. De albedovan water is afhankelijk van de stand van de zon,in Nederland is deze in de zomermaanden circa 5tot 10%.De Rc-waarde van groene daken is dus geenconstante, maar varieert met de vochtigheid enbegroeiing op het dak.Naarmate de dakconstructie beter is geïsoleerd,neemt de toegevoegde waarde van groene dakenaf. Het voordeel van groene daken voor warmteisolatiewordt beperkt nu volgens het Bouwbesluitde minimale Rc-waarde voor platte enschuine daken is verhoogd naar 6,0 m 2 K/W.Koude-isolatie van gebouwen,de koellastDoor bovengenoemde processen (absorptie enverdamping, beschaduwing en weerkaatsing)blijft de temperatuur boven een groen dak in dezomer beperkt tot circa 35°C. Dit is veel lager danboven een traditioneel plat (zwart) dak of (rood)pannendak, waar de temperatuur kan oplopen tot70°C en bij bitumen dakbedekking zelfs tot 90°C.Omdat het temperatuurverschil over de dakconstructiekleiner is, is bij gelijke warmteweerstandde warmtestroom door een groen dak kleinerdan bij een plat of pannendak. Hierdoor heeft eengebouw met een groen dak in warme periodenminder koeling nodig, de zgn. koellast is kleiner.Door variatie van het type planten, de beplantingsdichtheiden de waterberging op het dakis de temperatuur boven de dakconstructie tebeïnvloeden en daarmee de warmtestroom doorhet dak. Uit onderzoeken met een vergelijkbareklimatologische situatie als in Nederland volgtdat een groen dak de gemiddelde dagelijksewarmtestroom in de zomer (naar binnen) met 70tot 90% kan verminderen en in de winter (naarbuiten) met 10 tot 30%. Uiteraard is het percentageafhankelijk van de Rc-waarde (bouwjaar) vanhet betreffende gebouw.25

Opbrengst van zonnepanelenDe verkoelende werking van een groen dak heefteen positief effect op het vermogen en de levensduurvan zonnepanelen. Bij hogere temperaturenneemt de energieopbrengst van PV-panelen af, bijkristallijne silicium-panelen 0,4 tot 0,5% per °Ctemperatuurstijging van de PV-panelen. Dit lijktniet veel. Maar de luchttemperatuur boven eengravel- of bitumendak kan in de zomer oplopennaar 50 tot 70°C, terwijl de omgevingstemperatuurboven groene daken doorgaans beperkt blijfttot 35°C.Uit de weinige onderzoeken hiernaar volgt eenmogelijke toename van de opbrengst naar 6 tot10% op jaarbasis. Dit percentage is onder meerafhankelijk van het klimaat. Er is weinig onderzoekbeschikbaar dat in een verglijkbaar klimaatis uitgevoerd als in Nederland.OmgevingstemperatuurHet verkoelende effect op de omgeving ontstaatdoor de verdamping van water uit dakvegetatieen substraat. Voor de verdamping van water isveel warmte nodig, ruim 500 keer meer dan omhet 1°C te verwarmen. Deze warmte onttrekt hetgroene dak aan de omgeving, waardoor de omgevingstemperatuurdaalt. Daarnaast weerkaatsteen groen dak meer zonlicht dan bijvoorbeeld eenzwarte dakbedekking. Maar het effect van individuelegroene daken op de omgevingstemperatuurin stedelijk gebied is verwaarloosbaar.Alleen grootschalige vergroening van daken zaleffect hebben. Het effect van de hierdoor verhoogdeluchtvochtigheid op de temperatuurbelevingis nog niet onderzocht en dus onbekend.GeluidsisolatieGroene daken kunnen zowel het binnendringenvan omgevingsgeluiden in het gebouw (geluidsisolatie)als de weerkaatsing van geluid verminderen.De geluidsreductie is afhankelijk van debegroeiing en van soort, dikte en vochtgehalte vanhet substraat. Deze reductie is dus geen constante.Groene daken kunnen de geluidsweerkaatsingtot 3 dB verminderen. Voor het binnendringenvan geluid blijkt uit onderzoek dat deze reductieverwaarloosbaar is voor lage (tot 250 Hz) en hogefrequenties (boven 1.250 Hz). Daartussen kan degeluidsreductie oplopen tot 5 dB bij vrijwel verzadigdsubstraat en meer dan 8 dB bij droog substraat.Dit effect kan relevant zijn voor hellendedaken met omgevingslawaai van bijvoorbeeldautowegen, spoorlijn of vliegverkeer.Filtering van fijnstof en gassen uit deluchtEen traditioneel bitumendak heeft vrijwel geeninvloed op het afvangen van fijnstof. Over devraag of water op daken fijnstof afvangt, is weinigbekend. Aannemelijk is dat een waterdak fijnstofopneemt zodra het stof in contact komt metwater. Anders dan bij groene of zwarte daken, ishet aandeel dat verwaait nul.Groen filtert fijnstof en gasvormige verontreinigingenuit de lucht. Ook groen op daken heeft eenfilterende werking voor de lucht. Fijnstof (PM10)valt vanuit de lucht op de planten. Hoe hoger enruwer de dakvegetatie is en hoe groter, vochtiger,behaarder en kleveriger de bladeren zijn, hoemeer fijnstof het dak afvangt. Het fijnstof wordtniet door de vegetatie opgenomen, maar vastgelegdop het oppervlak van de vegetatie. Neerslagspoelt het in enige mate weg. Toch is het effectop de luchtkwaliteit in de omgeving beperkt. Eenoverschrijding van de luchtkwaliteitsnormen isniet met vergroening van daken op te lossen.26

Afbeelding 12 - Beleving groen dak met zicht vanuit schoolgebouw (links) of flat (rechts, foto Zinco Benelux)BelevingGroene daken kunnen de ruimtelijke kwaliteit versterkenen bijdragen aan het welzijn als ze zichtbaarzijn. Voor platte daken gaat dit meestal nietop, tenzij het dak toegankelijk is of mensen eropkunnen uitkijken. Uit onderzoek blijkt dat uitzichtop een groene omgeving een positief effect heeftop de gezondheid, het herstel van stress en pijnverminderingbij ziekenhuispatiënten.In een Engels onderzoek is de persoonlijke belevingvan verschillende typen vergroening vanwoningen beoordeeld op de aspecten schoonheid,aantrekkelijkheid, esthetische kwaliteit en welbevinden.Groene gevels scoorden hier het hoogstop alle aspecten, gevolgd door bloemrijk gras,bloeiend sedum, kort gras, wisselende beplanting/kleur/dikteen tot slot ‘geen vegetatie’. Maardeze beleving hoeft in Nederland niet hetzelfdete zijn.BiodiversiteitGroene daken kunnen de biodiversiteit in de stadvergroten en zelfs plaats bieden aan bedreigdedier- en plantensoorten. Door in het substraatlokaal bodemmateriaal te gebruiken, zijn oorspronkelijkesoorten op het dak te behouden.Maar veel aanplant van groene daken bestaat uitmono- of polyculturen, met soorten die kunnenoverleven in een beperkte substraatdikte en drogeperioden. Zogenaamde biodiverse daken kunneneen grotere bijdrage aan de biodiversiteit leveren.Het meeste onderzoek is en wordt gedaan aangroene daken met mono- of polyculturen. Overhet effect van biodiverse daken op bijvoorbeeld dehydrologische werking is nog weinig bekend.Op groene daken kunnen relatief veel soortenplanten leven. De mogelijkheden zijn nog verderuit te breiden door variatie in microklimaat(vooral zonnige en schaduwplekken) en aanplant,en minimale irrigatie en onderhoud (verstoring).In een groene omgeving vergroten zaailingen dekans op natuurlijke toename van de plantenvarië-27

teit op het dak. Daarnaast heeft het type substraatinvloed op de biodiversiteit en het voorkomen vanbijzondere soorten. De omvang, helling of leeftijdvan groene daken blijkt geen aanwijsbare invloedte hebben op de plantenvariëteit.Naast voedselbron voor vogels kunnen groenedaken een broedplaats bieden aan grondbroedendevogels.Kwaliteit van afstromend regenwaterGroene daken kunnen invloed hebben op de kwaliteitvan het afstromende regenwater.Zuiverende werkingGroene daken kunnen een zuiverende werkinghebben voor metalen en nutriënten in regenwater.Relatief gezien kan dit om flinke reducties gaan.Maar aangezien regenwater weinig verontreinigingenbevat, is de absolute betekenis hiervanvoor de omgeving marginaal.Uitspoeling en accumulatie van nutriëntenAls het substraat veel organisch materiaal bevat,kan de nutriëntenvracht door uitspoeling toenemen.Na verloop van tijd stabiliseert het gehalteorganisch materiaal door afbraak tussen de 2 en5%. Als het oorspronkelijke gehalte organischmateriaal in het substraat lager is, neemt dit doorde voedingsstoffen in de neerslag geleidelijk toenaar 2 tot 5%.Geschiktheid als huishoudwaterHet afstromende regenwater van groene daken isin principe te gebruiken als huishoudwater. Maaromdat het water geelbruin kan verkleuren, is hetniet geschikt voor gebruik in de (vaat)wasmachine.De kleuring neemt toe naarmate het fosforgehaltevan het substraat hoger is.Het benutten van het afstromende regenwaterligt overigens niet voor de hand. Een groen dakverdampt een groot deel van de neerslag in dezomer, waardoor dus geen afstromend waterbeschikbaar is.Afbeelding 13 – Biodiverse vegetatie op het gebouw van NIOO-KNAW in Wageningen (l) (foto Carleen Mesters) en (r) daktuin in Rotterdam (foto Zinco Benelux)28

Afbeelding 14 – Groen dak met positief effect op opwekking van zonne-energieLevensduurBij normaal onderhoud is de levensduur vangroene daken 30 tot 50 jaar. De levensduur vandakpannen is circa 50 jaar, voor bitumineuzedakbedekking 15 tot 30 jaar. Hoe lang waterdakenmeegaan, is afhankelijk van de dakbedekking,maar circa 25 jaar is haalbaar. Voor platte dakenzijn ook dakbedekkingen mogelijk die 40 tot 50jaar meegaan.De levensduur van groene daken is dus vergelijkbaarmet die van pannendaken en tot tweemaalgroter dan van daken met bitumineuze bedekking.29

5. Beleidsmatige, financiële, juridischeen innovatieve aspectenSamenhang van effecten dakenKijkend naar alle effecten kunnen we stellen datten opzichte van groene daken:• daken met een witte dakbedekking, zogenaamdewitte daken of ‘cool roofs’, beter werken enkosteneffectiever zijn om de koellast te verminderen;• isolatiemateriaal kosteneffectiever is voorwarmte-isolatie;• bomen meer effect hebben op verkoeling van deomgeving en het afvangen van fijnstof;• een retentievijver of een buffer in de tuin effectieveris voor de opvang van extreme neerslag.Een groenblauw dak blinkt op individuele puntenniet uit, maar kan juist door de combinatie vaneffecten toch een interessante keuze zijn.Ook waterdaken combineren enkele effecten opéén dak, zoals vermindering van de koellast inkorte hitteperioden en verkoeling van de omgeving.Voordelen van blauwe daken ten opzichtevan vegetatiedaken zijn:• de maximaal toelaatbare gewichtsbelasting isbeschikbaar voor waterberging, dus het dak kanmeer water bergen;• de waterberging is beter te regelen dan de bergingin een substraatlaag, het weer beschikbaarkomen van de waterberging in het substraat isAfbeelding 15 – Waterdak bij Walterboscomplex, belastingkantoor in Apeldoorn (links) en een eenvoudig waterdak (rechts)30

geheel afhankelijk van de verdamping;• er is meer water beschikbaar voor verkoeling(door verdamping) in warme perioden;• de kosten voor aanleg en onderhoud zijn lager.Waterdaken dragen daarentegen minder bij aande biodiversiteit en de belevingswaarde dangroene daken.Rol van perceeleigenarenEigenaren hebben een eigen verantwoordelijkheidvoor de verwerking van neerslag op hun perceel.Door zo veel mogelijk de neerslag op eigenterrein vast te houden, te infiltreren of vertraagdaf te voeren, wordt het openbare systeem ontlast.Groene daken zijn daarbij niet hét antwoord opklimaatverandering of wateroverlast. Vergroeningvan daken is slechts een van de mogelijke maatregelenuit een heel scala van kleinschaligemaatregelen die kunnen bijdragen aan een beterstedelijk klimaat.Andere mogelijkheden zijn het ‘ontstenen’ vantuinen en het vergroten van waterberging eninfiltratie op particuliere percelen. Net als groenedaken dragen de effecten daarvan ook bij aan dewaterhuishouding, biodiversiteit, beleving en verkoelingrond bebouwing.Perceeleigenaren hebben belang bij praktischeinformatie over aanleg, beheer en onderhoud,betrouwbare producten en goede leveranciersen uitvoerders. Hiervoor zijn methoden nodig omde kwaliteit en eigenschappen van producten tebeoordelen en een erkend kwaliteitslabel voorleveranciers en uitvoerders, zoals Groenkeur enLeven op Daken.Financiële en juridische mogelijkhedenDiverse waterschappen en gemeenten stimulerende aanleg van groene daken met subsidie voorhet vasthouden van regenwater. Maar waaromeen subsidie richten op één type maatregel, terwijler ook andere mogelijkheden zijn om regenwaterop eigen terrein te verwerken?Voor de financiële onderbouwing van subsidiebedragenzijn verschillende rekenmodellen voormaatschappelijke kosten en baten opgesteld engebruikt. Maar door de vele effecten die afhankelijkzijn van het soort daksysteem, de variatiein de werking, het onderhoud van het dak, hetgebouw, de omgeving en het lokale klimaat zijnde uitkomsten hiervan zeer onzeker.Een andere financiële stimulans zou een lagereriool- of zuiveringsheffing kunnen zijn. Maar heteffect van groene daken op de kosten voor benodigderegenwatervoorzieningen is marginaal. Bijafvoer van regenwater naar een rioolwaterzuiveringis het effect op het te zuiveren volume groter,waardoor een korting op de zuiveringsheffingbeter verdedigbaar is. Maar dit effect geldt nietvoor gescheiden gerioleerde of afgekoppeldegebieden. Daarnaast is de grondslag voor dezuiveringsheffing gebaseerd op het aantal vervuilingseenhedenen staat deze los van het (dak)oppervlak.Een vergaande manier om groene daken te stimuleren,is verplichte aanleg bij nieuwbouw ofrenovatie. Dit gebeurt bijvoorbeeld in Stuttgart enBazel. Maar vanuit het waterbeheer ligt een dergelijkeverplichting niet voor de hand. Bovendienbiedt ons Bouwbesluit daarvoor geen juridischeruimte. Indirect zou een gemeente via een hemelwaterverordeningparticulieren wel kunnen verplichtenhet hemelwater zo veel mogelijk op eigenperceel te verwerken.Mogelijkheden voor het borgen van de instandhoudingvan groene daken zijn:• een gemeente kan van particulieren eisen datzij het regenwater op eigen terrein verwer-31

ken (via verordening of maatwerkvoorschrift).Het is dan aan de eigenaar om te bepalen hoedat gebeurt. Als een groen dak daarin een rolspeelt, kan de gemeente handhaven als het dakniet meer (goed) functioneert.• het sluiten van privaatrechtelijke overeenkomstenmet de perceeleigenaren, net als bijvoorbeeldbij de verstrekking van subsidies voorafkoppelvoorzieningen (voor zover dat juridischmogelijk is).Bij bepaling van de hydrologische effecten vangroene daken in een buurt of wijk is het goedrekening te houden met de kans dat een deeldaarvan op termijn minder goed functioneertof is ‘ontgroend’.De water- of rioleringsbeheerder kan de kansendie de vergroening van daken biedt beter benuttendoor particulieren, opdrachtgevers en ontwerperspraktische informatie te geven over de eigen-Afbeelding 16 – Groen dak op stadhuis Nijmegen32

schappen van groene daken die nodig zijn vooreen betere waterhuishouding, zoals waterberging,begroeiing en regeling van de dakafvoer.In Nederland (en Europa) zijn nog geen officiëlenormen met eenduidige, uniforme specificatiesvoor groene daken. Wel moeten groene dakenin ons land aan bepaalde regels voldoen, waarvanhet Bouwbesluit en de daarin genoemdeNEN-normen de belangrijkste zijn. Het gaat danom (wind)belastingen en vervormingen, dakbedekking,brandveiligheid, isolerende werking(Rc-waarde) en waterafvoer.In de huidige praktijk werken leverende en uitvoerendepartijen volgens algemeen aanvaarderichtlijnen voor de technische opbouw en detailsvan groene daken, zoals de VBB-richtlijn of deSBR-Dakbegroeiingsrichtlijn (vertaling van deFLL-Dachbegrünungsrichtlinie, aangepast aanNederlandse regelgeving). Op basis van recenteonderzoeken zijn in Nederland vernieuwendeinzichten ontstaan op het gebied van (wind)belastingenen isolerende werking (warmte en koude)van begroeide daken.Sinds 2012 werkt de NEN-normcommissieBegroeide Daken aan de ontwikkeling van normendie specifiek gericht zijn op groene daken.Er is behoefte aan:1. een methode om de weerstand tegen windbelastingte berekenen bij gebruik van een groendaksysteemals ballastlaag op platte daken;2. een geschikte manier om de brandveiligheidvan dakbegroeiing te testen;3. specificaties van substraatmaterialen, de werkingen regeling van dakafvoeren en eenduidigemethoden om de karakteristieke parametersvoor de hydrologische werking te bepalen.Met deze parameters zijn de hydrologische effectenvan groene daken op verschillende schaalniveauste simuleren. Deze effecten zijn alleente bepalen voor het totale daksysteem, inclusiefwaterberging in substraat (vochtgehalten bij verzadiging,veldcapaciteit en verwelkingspunt) endrainagelaag, verdamping en afvoerreguleringvan de dakuitlaten.De uiteindelijke norm moet het voor opdrachtgeversen instanties eenvoudiger maken om teweten of de prestaties van een groen dak voldoenaan de gevraagde eigenschappen.Ontwikkelingen in onderzoekWaterschappen, gemeenten, Stichting RIONEDen STOWA zijn betrokken bij lopende praktijkonderzoeken,onder meer op daken in Wageningen(zie afbeelding 17), Rotterdam, Enschede enAmsterdam. De resultaten hiervan vergroten hetinzicht in de werking van groene daken en stimulerentoepassing en productontwikkeling gerichtop de hydrologische effecten. Praktijkonderzoeknaar die effecten vindt nu meestal plaats metbestaande producten voor groene daken. Maar eris ook onderzoek nodig dat is gericht op bestaandedaken en onderzoek dat de gewenste effectenals uitgangspunt neemt, waarbij producten wordenontwikkeld die daaraan voldoen. Zo zijn wellichtgroenblauwe daken te ontwikkelen die meerbijdragen aan een verbeterde waterhuishouding.Maar ook blauwe daken zonder substraat of vegetatiekunnen een kosteneffectieve bijdrage leverenaan het waterbeheer.Recente innovaties richten zich op luchtregulerendedaken en waterregulerende daken. Dit sluitaan op de wens voor verdere ontwikkeling vaneffectieve, betrouwbare manieren voor reguleringvan de dakafvoer door deze te begrenzen of tebesturen.33

Afbeelding 17 – Onderzoek op experimentendak NIOO-KNAW naar gecombineerde effecten van warmte- en koude-isolatie,biodiversiteit en hydrologische werking i.s.m. Wageningen Universiteit, Waterschap Vallei en Veluwe, Rotterdam, ZinCo Benelux,Daklab/BetonRestore, Stichting RIONED en STOWAAfbeelding 18 - Groen dak op kinderdagverblijfEffecten hydrologische werkingOm de werking van kleinschalige regenwatervoorzieningente simuleren, is in opdracht vanStichting RIONED RainTools ontwikkeld. Dit iseen rekentool om het functioneren van meervoudigereservoirsystemen zoals groenblauwedaken te berekenen met neerslagreeksen enindividuele (extreme) buien. Met deze tool zijn deeffecten gemiddeld over lange perioden en voorextreme gebeurtenissen te berekenen met eenbeperkte set gegevens.Ook is met deze tool het functioneren van regenwatervoorzieningenop een perceel in onderlingesamenhang te bekijken (zie hoofdstuk 3). Voorspecifieke situaties zijn de waterhoudkundigeeffecten van verschillende typen maatregelen ende dimensies van die maatregelen te vergelijkenom tot gefundeerde keuzes te komen.34

6. Aanbevelingen voor de (stedelijk)waterbeheerderVoor de aanleg van groene daken kunnen meerdereoverwegingen een rol spelen. Deze aanbevelingenzijn gericht op de hydrologische effecten.Op de huidige generatie groene daken is de rolvan water voornamelijk gericht op de vegetatie,het effect hiervan op de stedelijke waterhuishoudingis beperkt en vaak nog onbekend.Waterbeheerders en rioleringsbeheerders kunnende kansen van groene daken voor het waterbeheerbeter benutten door de beoogde hydrologischewerking en de gewenste effectiviteit daarvanduidelijk aan te geven. Hiervoor is een omslagvan groene naar groenblauwe of blauwe dakennodig. Deze hebben een grote waterberging enafvoerbegrenzing, met een relevant effect op dewaterhuishouding. De hydrologische werkinggeeft aan hoe het dak moet werken (vasthouden,verdampen, bergen en gestuurd of vertraagdafvoeren), de effectiviteit geeft aan in welke matehet dak dit realiseert.Nieuwbouw of bestaande bouwBij nieuwbouw is bij ontwerp en detaillering vaneen groenblauw dak rekening te houden methet benodigde (extra) draagvermogen voor eengrotere waterberging. Dit biedt aanzienlijk meermogelijkheden dan bij bestaande bouw.Bij bestaande bouw moet rekening wordengehouden met het draagvermogen van debestaande gebouwconstructie, vaak door beperkingvan de opbouwhoogte van het groene daken het gebruik van lichte (substraat)materialen.Afhankelijk van het type constructie (steen, staal,beton, hout) kan door (eenvoudige) aanpassingvan de draagconstructie het draagvermogen wordenvergroot. Bij bestaande bouw zal vaak eenkeuze in de beoogde werking nodig zijn en zal dete behalen effectiviteit kleiner zijn dan bij nieuwbouw.Hier kan juist de grootschalige toepassingvan kleinschalige oplossingen een relevantebijdrage leveren aan de verbetering van de stedelijkewaterhuishouding.Nieuwbouw of bestaande bouw heeft geen invloedop de beoogde hydrologische werking,maar beïnvloedt wel de mogelijkheden om degewenste effectiviteit van een groen dak te realiseren.Principiële keuze voor daken metbeperkt draagvermogenBij het vergroenen van daken met een beperktdraagvermogen is het aan te bevelen een principiëlekeuze te maken in het streven naar:1. minder totale afvoer van dakwater in riolering,rwzi en watersysteem door meer verdamping of2. verdergaande reductie van de piekafvoer vandakwater door meer berging, vertraging,begrenzing of sturing van de dakafvoer.1. Minder totale afvoer van dakwaterBij lozing op gemengde of verbeterd gescheidenrioolstelsels reduceert dit de totale afvoer vanregenwater naar de rioolwaterzuivering. Eenneveneffect hiervan is dat rioolgemalen minderwater hoeven te verpompen. Dit effect is vooralte realiseren met een dak voorzien van alleeneen substraatberging met een overloop (zie ookafbeelding 8). De piekbelastingen op dit type dak35

drainagelaag is vast te houden.Belangrijk is de wijze waarop de dakafvoer wordtgereguleerd bij de dakuitlaten. Dit kan het bestedoor begrenzing of besturing van de afvoer (zieook afbeelding 7).Afbeelding 19 - Mos op groen dakworden vaak niet of onvoldoende afgevangen,omdat de berging in het substraat te beperkt is envaak niet of ten dele beschikbaar is.Om verdroging tegen te gaan of dakwater tebenutten, is een minimale verdamping op eengroen dak gewenst. Of wellicht is het beter omdan geen groen dak te realiseren en al het dakwateraf te voeren naar de bodem of een bergingsvoorziening.Nieuwe groene dakenOp nieuwe groene daken die professioneel zijnaangelegd op een dak met een verzwaarde draagconstructie,is het eenvoudiger om de functiesvan verdampen en reductie van afvoerpieken tecombineren. In het uiterste geval kunnen diedaken ook zeer extreme buien vrijwel volledigzelfstandig verwerken met een minimale belastingvan de omgeving. Met name voor nieuwbouwis daarbij de toepassing van groenblauwe of blauwedaken in het kader van de watercompensatieinteressant. Door de waterberging dermate grootte maken (rond 70 mm of meer) en de afvoer testuren of te begrenzen (tot 2 of 3 mm/uur), kan deverplichte watercompensatie op (of onder) maaiveldkleiner of achterwege blijven.2. Reductie van de piekafvoer van dakwaterHet groene dak houdt zo veel mogelijk watertijdelijk vast en voert dit vervolgens vertraagdaf. Dit reduceert de piekbelastingen op rioolstelselsen oppervlaktewater, waardoor de kansop wateroverlast afneemt en gemengde rioolstelselsminder vaak overstorten. Een grotewaterberging is te realiseren door het substraatdun en licht (gewicht) te houden (eventueel wegte laten), zodat binnen het beschikbaredraagvermogen zo veel mogelijk water in de36

Colofon© 2015 Groene daken nader beschouwdis een uitgave van Stichting RIONED en STOWAAuteursKees Broks (namens STOWA, Broks-Messelaar Consultancy)Harry van Luijtelaar (Stichting RIONED)Deze publicatie is tot stand gekomen met medewerking vanChristoph Maria Ravesloot (Hogeschool InHolland, Hogeschool Rotterdam)Carleen Mesters (Stroom en Onderstroom)Petra van den Berg (Nederlands Instituut voor Ecologie / NIOO-KNAW)Klaas Metselaar (Wageningen Universiteit)Titus van Hille (Gemeente Rotterdam)Daniël Goedbloed (Amsterdam Rainproof)Dimitri van Dam (Waterschap Vallei en Veluwe)Stef Janssen (Technische Universiteit Delft, VIBA Expo)Peter Koop (ZinCo Benelux)Erik Colijn (BetonRestore)Bert Palsma (STOWA)Met dank aan de coalitie ‘Daklaboratorium & Water’ voor het gebruikvan de praktijkmetingen van het experimentendak op het gebouw van hetNIOO-KNAW te Wageningen.TekstadviesKarlijn Kunst (LijnTekst)VormgevingGAW ontwerp+communicatie, WageningenDrukwerkModern, BennekomRapportnummer 2015-12ISBN 978 90 5773 674 237

STOWA en Stichting RIONED in het kortStichting RIONED is de koepelorganisatie voor de riolering en het stedelijk waterbeheer inNederland. In RIONED participeren alle partijen die bij de rioleringszorg betrokken zijn: overheden(gemeenten, waterschappen, rijk en provincies), bedrijven (leveranciers, adviesbureaus,inspectiebedrijven en aannemers) en onderwijsinstellingen. De belangrijkste taak van StichtingRIONED is het beschikbaar stellen van kennis aan de vakwereld. Dit doet RIONED door onderzoek,het bundelen van bestaande kennis en het op vele manieren informeren en bij elkaar brengen vanprofessionals.STOWA is het kenniscentrum van de regionale waterbeheerders (veelal de waterschappen) inNederland. STOWA ontwikkelt, vergaart, verspreidt en implementeert toegepaste kennis die dewaterbeheerders nodig hebben om de opgaven waar zij in hun werk voor staan, goed uit te voeren.Deze kennis kan liggen op toegepast technisch, natuurwetenschappelijk, bestuurlijk-juridisch ofsociaalwetenschappelijk gebied.38

Groene dakennader beschouwdWaterbeheerders en rioleringsbeheerders kunnen de kansen vangroene daken voor het waterbeheer beter benutten door de beoogdehydrologische werking en de gewenste effectiviteit daarvan duidelijkaan te geven. Hiervoor is een omslag van groene naar groenblauwe ofblauwe daken nodig. Deze publicatie helpt bij keuzes in het ontwerp,aanleg en beheer van groene daken en eventuele alternatieven, omde beoogde effecten op de waterhuishouding te kunnen realiseren.De publicatie richt zich daarbij op groene daken die professioneel zijnaangelegd en voldoen aan algemeen aanvaarde richtlijnen voor detechnische opbouw en details van groene daken.Rapport 2015-12ISBN 978 90 5773 674 2B