Bruk av grønne tak for reduksjon av overvannsavrenning i kaldt klima.

The main objective of the work has been to study and quantify what role extensive green roofs can play as a part of stormwater management in cold and wet climates, to find the limitations and possibilities of this measure, and further to investigate tools for performance estimates and design. The study is based on field observations (3-8 years of data) from several different configurations of extensive green roofs located in four Norwegian cities providing an opportunity to study a variation of cold and wet climates with respect to temperatures, precipitation amounts and patterns. Extensive green roofs were found to be efficient for small and medium precipitation events both with respect to reduction of stormwater volumes (retention), and for attenuation and delay of peak flows (detention). Green roofs can contribute in replicating predevelopment hydrology by promoting evapotranspiration and by prolonging the runoff times compared to a conventional roof. Retention performance was mainly found to be governed by the process of evapotranspiration, rather than the maximum water storage capacities. The performance show large seasonal variations with best performance in the temperate season (May through October). Rough estimates based on all observed configurations and locations in the temperate season were found to be approximately 45-55 mm retention per month and 5 mm retention per event. A green roof designed with a maximum water storage capacity of 10-15 mm was found to be sufficient for stormwater retention and detention performance in the studied climates, while 20-30 mm are recommended to promote plant welfare and reduce the risk of drought. Green roof retention performance was also investigated for a high emission future climate scenario with increasing precipitation amount showing comparable good performance as for the present situation, due to increased evapotranspiration rates driven by temperature increases. Peak reduction and peak delay was found to decrease with increasing peak precipitation and increasing initial soil moisture, with limited efficiency for the highest intensity events. However, when applied in series, green roof can reduce the required downstream detention basin volumes for design rains substantially. Green roofs were found to be efficient for small and medium precipitation events both with respect to reduction of stormwater volumes (retention), and for attenuation and delay of peak flows (detention). Green roofs can contribute in replicating predevelopment hydrology by promoting evapotranspiration and by prolonging the runoff times compared to a conventional roof. The performance show large seasonal variations with best performance in the temperate season (May through October). Peak reduction and peak delay was found to decrease with increasing peak precipitation and increasing initial soil moisture, with limited efficiency for the highest intensity events. Retention performance was mainly found to be governed by the process of evapotranspiration, rather than the maximum water storage capacities. Rough estimates based on all observed configurations and locations in the temperate season were found to be approximately 45-55 mm retention per month and 5 mm retention per event. A green roof designed with a maximum water storage capacity of 10-15 mm was found to be sufficient for stormwater retention and detention performance in the studied climates, while 20-30 mm are recommended to promote plant welfare and reduce the risk of drought.

Prosjektet har skaffet mer kunnskap om virkningen grønne tak har på overvannsavrenning i vått og kaldt klima, slik som vi har i Norge. Resultatene kan benyttes til å kunne gjøre bedre vurderingen når man sammenligner ulike overvannstiltak og deres virkninger, slik at de best egnede tiltakene til enhver tid velges.

Trondheim kommune opplever i dag utfordringer knyttet til håndtering av overvann (regnvann mm). Fortettingsstrategien og de forventede klimaendringer fører til at vi kan forvente betydelig økning i toppbelastningene for overvannsmengder. Uten tiltak vil dette medføre kapasitetsproblemer i avløpssystemene, kloakk i kjellere, flom på terrengoverflaten,økt forurensning av vann-ressursene via overløpsutslipp, økte driftsutgifter og reduserte renseeffekter ved renseanleggene, samt økt erosjon i vassdragene. For å redusere problemer knyttet til overvann i framtiden må det settes inn en rekke tiltak, både på det kommunale ledningsnettet og knyttet til den enkelte utbygging. Bruk av grønne tak som virkemiddel i overvannshåndteringen er et svært aktuelt tiltak knyttet til ny og eksisterne bebyggelse. Det finnes en del forskning om effekten av grønne tak på overvannsavrenningen. Disse resultatene er i hovedsakelig knyttet til reduksjon av avrenning på årsbasis og ikke på studier av effekten på ekstremhendelser. Ekstremhendelsene er basis for dimensjonering av systemene og derfor svært interessante. Lite eller ingen forskning finnes på hvordan grønne tak fungerer i kaldt klima, slik som man har i Trondheim. Med bakgrunn i dette ønsker prosjektet å studere bruk av grønne tak som overvannsreduserende tiltak, med fokus på hvordan tiltaket fungerer i kaldt klima og hvordan tiltaket håndterer ekstremhendelser. Et nytt forskningsanlegg for grønne tak er etablert i Trondheim, og planlegges benyttet som datakilde til prosjektet. Data fra lignende anlegg i Bergen og Sandnes kan også inkluderes, og labforsøk vil utføres for å supplere feltdata. Problemstillingen er også svært relevant for øvrige byer i Norge og andre land med lignende klima. Prosjektet vil skaffe en bedre teoretisk forståelse for hvilken effekt grønne tak har på overvannsavrenningen. Denne kunnskapen vil videre kunne benyttes som utgangspunkt for praktiske retningslinjer som det per i dag er et stort behov for.