Heat-reducing measures for urban microclimates

Det står klart att rådande klimatförändringar har lett och kommer i framtiden att leda till ökade temperaturer samt fler och längre perioder av värmeböljor. Ökade temperaturer i kombination med värmeöeffekter medför att urbana miljöer är särskilt utsatta och människor som väljer att bosätta sig på sådana platser riskerar allvarliga konsekvenser när det gäller hälsa och välbefinnande. De negativa effekter värme har på människors hälsa är entydiga och kan leda till allvarliga följder som utmattning eller dödsfall. Värmeböljan i Sverige år 2018 är ett exempel på en allvarlig händelse med rekordhöga temperaturer i hela landet, där onormalt många dödsfall påvisades jämfört med samma period år 2017. Yrkesverksamma inom gestaltning- och projekteringsprocessen behöver ta till sig kunskapen om vilka värmereducerande åtgärder det finns att tillgå för att lindra värmeöeffekter och därmed forma framtidens resilienta och hållbara städer. Arbetet berör åtgärder för värmereducering som yrkesverksamma inom gestaltning- och projekteringsprocessen kan tillämpa för att skapa goda urbana mikroklimat, året runt. Åtgärderna har studerats via en litteraturstudie och tillämpats i en så kallad tillämpningsstudie där vi har undersökt ett perspektiv för hur dessa kan tillämpas vid omprojektering och nyprojektering. De identifierade åtgärderna har delats in i kategorierna; material, vegetation, skugga, bebyggelsegeometri och vatten, vilka har visat sig vara aktuella under olika faser av planeringsstadiet samt i olika skalor. Åtgärder som berör bebyggelsegeometri är främst applicerbara i ett tidigt planeringsstadie och har stor inverkan i olika skalor; exempelvis påverkar placeringen av en enda byggnad skuggbilden över en dag och vid stora områden av tät bebyggelse sker generellt en hög värmelagring vilket leder till ökade urbana värmeöeffekter. Vegetationens inverkan på mikroklimat är tydlig tack vare dess evaporativa kylning och skuggivande förmåga. Vitaliteten för dessa är högst relevant då träd som är livskraftiga kan bidra till mer evaporativ kylning och skugga, således krävs en växtbädd anpassad efter trädets förväntade slutstorlek. Lövfällande träd är att föredra för att uppnå ett gott urbant klimat året runt, då de tillåter solljus att skina igenom höst, vinter och vår samt skuggar sommartid när solen är stark. Aspekter som är väsentliga att beakta vid växtval i urbana miljöer är därmed bladmassa, grenverk, bladutspring och bladfällning. Således är det inte bara viktigt huruvida vegetationen är närvarande i städerna, utan också vilka arter samt hur och var dessa är placerade. Material har visat sig ha en stor inverkan på mikroklimat där permeabilitet, värmekapacitet och färg (albedo) är av stor betydelse. Permeabla markbeläggningar och ytor är genomsläppliga för vatten vilket kan bidra med markfukt, som i sin tur leder till lägre temperaturer. Vid torka kan den avkylande effekten via avdunstning från material och vegetation avta på grund av vattenbrist. Således är det viktigt att kombinera flera olika värmereducerande åtgärder i städerna, såsom högt albedo på material och skuggivande element som exempelvis torktoleranta träd, vilka förblir välmående trots längre perioder av torka. Helårsperspektivet är i en svensk kontext, av yttersta vikt för att skapa resilienta, hållbara och trivsamma urbana miljöer där människor vill vistas både under heta sommardagar och kyliga vinterdagar. Förekomsten av både soliga och skuggiga platser behöver existera så människan själv kan välja vart den vill vistas beroende på årstid och personliga behov. Genom att förstå hur material, vegetation, bebyggelsegeometri, vatten och skugga kan påverka en plats eller en hel stad, kan vi tillsammans skapa framtidens resilienta, hållbara och trivsamma urbana miljöer för alla individer, stora som små.It is clear that current climate changes have led and will in the future lead to increased temperatures and more and longer periods of heat waves. Increased temperatures combined with heat island effects entails that urban environments are particularly vulnerable and the people who choose to settle in such places risk serious consequences in terms of health and well-being. The negative effects heat has on human health are clear and can lead to serious consequences such as exhaustion or death. The heat wave in Sweden in 2018 is an example of a serious event with record-high temperatures throughout the country, where an abnormally high number of deaths were detected compared to the same period in 2017. Professionals in the design and project-planning process need to acquire the knowledge of what heat-reducing measures that are available to alleviate heat island effects and thus shape the resilient and sustainable cities of the future. The thesis concerns measures for heat reduction that professionals in the design and project-planning process can apply to create good urban microclimates, all year round. The measures have been studied through a literature study and applied in an application study where we have examined a perspective for how these can be applied in redesigning and new planning. The identified measures have been divided into the categories; materials, vegetation, shade, building geometry and water, which have proven to be relevant during different phases of the planning stage and at different scales. Measures that affect building geometry are mainly applicable in an early planning stage and have a large impact at different scales; for example, the placement of a single building affects the shadow image over a day and in large areas of dense built-up there is generally a high heat storage, which leads to increased urban heat island effects. The impact of vegetation on microclimates is clear thanks to its evaporative cooling and shading ability. The vitality of these is highly relevant as trees that are thriving can contribute to more evaporative cooling and shade, thus a plant bed adapted to the expected final size of the tree is required. Deciduous trees are preferred to achieve a good urban climate all year round, as they allow sunlight to shine through during autumn, winter and spring and provide shade during summer when the sun is strong. Aspects that are essential to consider when choosing plants in urban environments are thus leaf mass, branch density, leaf emergence and leaf shedding. Thus, it is not only important whether the vegetation is present in the cities, but also which species and how and where these are located. Materials have been shown to have a major impact on microclimates where permeability, heat capacity and colour (albedo) are of great importance. Permeable ground coverings and surfaces are pervious to water, which can contribute to soil moisture, which in turn leads to lower temperatures. In droughts, the cooling effect through evaporation from materials and vegetation can decrease due to a lack of water. Thus, it is important to combine several different heat-reducing measures in cities, such as high albedo on materials and shading elements such as drought-tolerant trees that remain thriving despite longer periods of drought. The year-round perspective is, in a Swedish context, of utmost importance to create resilient, sustainable and pleasant urban environments where people want to stay both during hot summer days and cold winter days. The existence of both sunny and shady places needs to exist so that people can choose where they want to stay depending on the season and personal needs. By understanding how materials, vegetation, building geometry, water and shade can affect a place or an entire city, can we together create resilient, sustainable and pleasant urban environments of the future for all individuals, large and small