För att klara ökad nederbörd och intensiva skyfall måste stadens gråa och gröna ytor börja samverka bättre. Dränerande hårdgjorda ytor, förbättrad trädetablering och en utökad användning av regnbäddar är några av lösningarna som ska minska risken för framtida översvämningar och att förorenat dagvatten når recipienterna.
Det är inom det Vinnova-finansierade projektet »Grågröna systemlösningar för hållbara städer« som forskare, industrirepresentanter, konsulter och kommuner har samarbetat för att utveckla kunskap och ta fram lösningar som ska bidra till att Sveriges städer står bättre rustade inför både ökad urbanisering och ett mer nederbördsrikt klimat. Björn Schouenborg är forskare på CBI Betonginstitutet och koordinator för projektet.
– Med nuvarande förtätningstakt riskerar vi att, med traditionell byggteknik, förvärra effekterna av förväntade klimatförändringar. Jag skulle faktiskt till och med vilja säga att det står utom allt tvivel att vi kommer att öka skadorna och kostnaderna om vi fortsätter att bygga som vi gör idag, säger han.
Genom att se möjligheter där andra har sett problem, använda sig av tvärvetenskapliga angreppssätt och applicera helhetstänk har man inom Vinnova-projektet tagit fram lösningar som integrerar många funktioner i ett. Björn Schouenborg ger ett exempel.
– Vi har inte arbetat med att ta fram ett nytt koncept för plantering av stadsträd. Vi har arbetat med att ta fram ett nytt koncept för att plantera stadsträd som samtidigt minskar belastningen på dagvattennätet och renar dagvattnet, säger han.
Ett av delprojekten syftar till att ta fram funktionella hårdgjorda ytor som har dränerande egenskaper. Idag är beläggningarna på gator och torg ofta så täta att regn inte kan tränga igenom och 95 procent av vattnet forslas därför bort genom avrinning, med onödig belastning av dagvattensystem och rörledningar som följd. Redan idag finns något som kallas dränerande asfalt. Men eftersom det enbart är själva slitlagret som är dränerande, och inte lagren därunder, så måste vattnet ändå ledas bort. I Vinnova-projektet har man istället arbetat med att ta fram en helt dränerande överbyggnad, det vill säga såväl slitlager som förstärkningslager och bärlager är vattendränerande.
Björn Schouenborg visar en film där konstruktionen testas. En hjullastare kör fram och tillbaka och öser skopa efter skopa med vatten på en yta täckt av markstenar. Mängden motsvarar med råge ett skyfall och det är svårt att tro sina ögon. Vattnet rinner nämligen rätt igenom stenarna i en rasande fart. Björn Schouenborg förklarar varför:
– Markstenarna har en betydligt större fog än normalt och fogen är vattengenomsläpplig. Dessutom saknar bär- och förstärkningslagren under markstenarna finfraktionerna upp till 4 mm. Det gör att vattnet kan transporteras nedåt väldigt snabbt.
Hållfastheten hos konstruktionen är däremot inte optimal menar Björn Schouenborg.
– Våra tester visar att sättningarna är för stora för att den här typen av konstruktion ska kunna användas överallt i städerna.
Där trafikbelastningen inte är alltför hög fungerar den dock.
Forskarna ska nu fortsätta testerna för att försöka få fram ytterligare konstruktioner med något annorlunda egenskaper. Genom att enbart ta bort finfraktioner upp till två mm hoppas de få fram mer bärkraftiga lösningar som kan användas där trafikbelastningen är hög. Men även så kallade skyfallslösningar, som helt saknar finfraktioner och som både tar hand om och fördröjer vattnet vid extrema väderförhållanden, står på schemat.
– Den här typen av dränerande hårdgjorda ytor minskar inte bara belastningen på städernas VA-system utan gör också att vattnet kommer till nytta där det verkligen behövs – i marken där trädens rotsystem kan ta upp det, säger Björn Schouenborg.
Ann-Mari Fransson är forskare vid Institutionen för landskapsarkitektur, planering och förvaltning på SLU och specialist på stadsträd.
– Många stadsträd lider av både vatten- och näringsbrist, säger hon.
Att de dränerande hårdgjorda ytorna resulterar i att vattnet kan ledas ned i marken, så att träden får tillgång till det, är därför en stor vinst för träden. Men inte bara för dem.
– Man får en retention av vattnet. Sedan renar också träden vattnet från näringsämnen, vilket är positivt för både reningsverk och recipienter, säger Ann-Mari Fransson.
Träden har däremot ingen betydelse för att kapa flödestoppar. Då är växtbäddarnas uppbyggnad betydligt viktigare.
Något som har blivit populärt under de senaste tio till 15 åren är att använda sig av så kallade skelettjordskonstruktioner. I motsats till vad man kanske kan tro är det inte jordar fyllda av skelettdelar. Istället syftar namnet på att jorden byggs upp av ett stenskelett – ett 40 till 100 cm djupt lager av stora stenar med en diameter på mellan 65 och 150 mm. Stenskelettet fylls sedan med vanlig jord. Huruvida skelettjordarna är positiva för trädens tillväxt och vitalitet på lång sikt är i dagsläget oklart. Att de däremot har en hög genomsläpplighet vad gäller vatten, i många fall kan lagra stora mängder vatten och i vissa fall även kan rena vatten finns belagt.
– Det blir allt vanligare att blanda ned biokol i växtbäddar med skelettjord. Biokol fungerar precis som aktivt kol och kan därför rena dagvattnet som leds ned i bäddarna, säger Ann-Mari Fransson.
Transporten av tungmetaller, olja och andra miljöfarliga ämnen till vattendrag och reningsverk kan på så sätt förhindras.
En annan lösning som forskarna har tittat närmare på är regnbäddar (eller Rain Gardens som de kallas på engelska).
– Idag finns inte särskilt många regnbäddar i Sverige. Men det är oerhört många som är i projekterings- och byggfasen just nu. Det har blivit lite hippt att ha en regnbädd, säger Kent Fridell, även han forskare vid Institutionen för landskapsarkitektur, planering och förvaltning på SLU.
Regnbäddar är vegetationsbeklädda markytor som ofta är nedsänkta och byggda så att de skapar en fördröjningszon för dagvatten. Vattnet filtreras sedan långsamt ned genom marken.
– Om man bara tittar på resultaten från de regnbäddar som är korrekt byggda så fungerar de bra med optimal fördröjning och rening, säger Kent Fridell.
Ett stort problem har dock varit att få entreprenörerna att bygga rätt. När Kent Fridell under sommaren 2015 åkte runt och kontrollerade tio olika regnbäddar visade det sig att ingen av dem hade byggts enligt handlingarna.
– Det slarvas oerhört mycket inom den gröna sektorn. Dessutom finns det en tradition av att göra som man alltid har gjort. Eller så tänker man att ritningen är fel, säger Kent Fridell.
Det som var förvånande var dock att samtliga tio regnbäddar hade gått igenom besiktningen.
– Det kanske inte spelar så stor roll i andra sammanhang, men i dessa fall kan det leda till katastrof eftersom det kan bli en översvämning där det inte alls var tänkt att det skulle bli en.
För att komma tillrätta med problemet har Kent Fridell och de andra forskarna satsat mycket tid och pengar på att informera om regnbäddarna – vilken funktion de har, hur de ska byggas och varför de ska byggas på just det sättet. Dessutom har de skapat helt nya kontrollplaner för arbetena, något som förhoppningsvis ska leda till att fler regnbäddar blir korrekt konstruerade i framtiden.
Argument som ofta lyfts fram mot regnbäddarna är att de är relativt skötselkrävande och inte fungerar väl i kallare klimat. Det sistnämnda tror Kent Fridell inte ett dugg på.
– I Kanada finns massor av regnbäddar. Där är vintrarna både kalla och snörika.
Naturligtvis måste styrnings- och avvattningssystem sättas på frostfritt djup. Och man måste använda material och växter som är anpassade till ett kallare klimat. Vilka som är lämpliga här i Sverige är något som det forskas kring just nu. Men det är bara små problem, inga stora utmaningar menar Kent Fridell.
– Det gäller bara att tänka till en gång extra.
En utmaning är det däremot att hålla de dränerande konstruktionerna öppna på lång sikt, särskilt här i Sverige där gatorna sandas för att undvika halka på vintern. Gruset mals sönder av däcken och följer, tillsammans med andra partiklar, med dagvattnet ned i marken. Där täpper de till håligheterna i markkonstruktionerna, vilket kan leda till att förmågan att släppa igenom vatten försämras väsentligt.
– Man får helt enkelt lov att satsa mer på underhåll och städning av gatorna så att finmaterialet sugs upp istället. En fråga som återstår att lösa är hur ofta man måste göra det, vad det kostar och om det eventuellt behövs nya maskiner som är effektivare på att hålla rent än vad de maskiner vi har idag är, säger Björn Schouenborg, men påpekar samtidigt att sådana kostnader måste ställas i relation till kostnaderna för en översvämning.
Björn Schouenborg menar att många städer skulle kunna undvika att behöva dimensionera upp VA-systemen i framtiden om de tillämpade de olika grå-gröna lösningar som har tagits fram inom projektet, men tillstår samtidigt att det krävs en hel del från städernas sida för att de ska kunna implementera lösningarna som föreslås.
– Det gäller att de inte stirrar sig blinda på anläggnings-, drift- och underhållskostnader utan tänker i ett livscykelperspektiv. Ska man bygga hållbart måste man tänka långsiktigt och inte låta kortsiktiga vinster styra investeringarna. De måste också ha modet att våga testa utan att ha hundraprocentiga garantier för att allt fungerar, säger Björn Schouenborg.
Samtidigt menar han att man från forskarhåll också måste ta ansvar och ta fram de beräkningar som städerna behöver för att kunna motivera användning och anläggning av nya lösningar.
– Vi borde till exempel ta fram kostnadsjämförelser som visar vad det kostar att någon tar bort det lilla extra skräp som blåser ned i en nedsänkt lekpark jämfört med uteblivna kostnader för översvämning eftersom lekparken även fungerade som vattenmagasin under ett skyfall.
Forskarna måste också arbeta för minimera riskerna för att byggnationerna utförs på ett felaktigt sätt – något som även Björn Schouenborg menar är oerhört vanligt idag. Enklare konstruktioner, kontrollprogram och entreprenörsutbildningar är några av de åtgärder som man arbetar med just nu för att försöka motverka konstruktionsfel.
Målsättningen med projektet – att skapa genomtänkta systemlösningar där det gråa och det gröna samverkar med det blåa, träden lever, översvämningsproblemen minskar och de hårdgjorda ytorna trots hög permeabilitet har bibehållen funktionsduglighet – anser Björn Schouenborg att de praktiskt taget har nått.
– Vi behöver komplettera med några försök till men annars är vi där.
Under den sista fasen av projektet, som pågår fram till och med 2017, ska fler demonstrationsanläggningar byggas. För att lyckas med det sistnämnda gäller det att ha många städer med sig – då kanske i alla fall någon hinner göra någonting.
– Vi har ju lite olika tidsperspektiv. För oss är fyra år mer eller mindre hela vår projekttid där vi vill hinna både ta fram lösningar och testa dem. I ett stadsplaneringsperspektiv är fyra år ingenting, säger Björn Schouenborg.
Dessutom ska det dimensioneringsverktyg som forskarna har tagit fram vidareutvecklas. Syftet med verktyget är att hjälpa användaren att dimensionera en anläggning, till exempel en torgyta, en gata eller en parkering, med avseende på både dagvatten och trafiklaster.
– Verktyget hjälper till att ta reda på vilka material som behövs, beräkna vilka lagertjocklekar som krävs och hur mycket vatten konstruktionerna kan hantera samt hur det blir om man kopplar på en regnbädd eller en skelettjordsanlagd trädplantering i anslutning till den hårdgjorda ytan, berättar Björn Schouenborg.
Redan idag finns en stomme för en traditionell trafikbelastad konstruktion, men verktyget behöver kompletteras med nya typer av dränerande överbyggnader i takt med att forskningsresultaten presenteras.
Det som har varit intressantast under projektet menar Björn Schouenborg utan tvekan är den helhetssyn som det tvärvetenskapliga tillvägagångssättet genererat.
– Det har varit många aha-upplevelser under resans gång, och vi har alla fått en mycket större förståelse för varandras olika perspektiv. Både trädkramare och betonghäckar, säger han med ett skratt.
–––
Projektet »Grågröna systemlösningar för hållbara städer« startade 2012 och pågår fram till och med 2017. Projektet koordineras av CBI Betonginstitutet, men har hela 24 projektpartners bestående av representanter från såväl industri och konsultföretag som universitet och kommuner. Målsättningen med projektet är att skapa städer som står bättre rustade inför den ökande urbaniseringen och ett mer nederbördsrikt klimat.
Projektet delfinansieras av Vinnova och följer en projektstruktur med tre olika faser, där man i den första fasen identifierar behov och skapar samarbetskonstellationer samt i fas två och tre arbetar mer konkret med innovativa lösningar på framtida samhällsproblem. Projektet är nu i den tredje och avslutande fasen, och har bytt namn till »Klimatsäkrade systemlösningar för urbana ytor«.
Källa: www.vinnova.se, Björn Schouenborg, CBI Betonginstitutet.
–––
Biofilter och regnbädd nämns ofta i samma mening. Men vad är egentligen skillnaden mellan de två? Enligt Kent Fridell, forskare vid Institutionen för landskapsarkitektur, planering och förvaltning på SLU är både biofilter och regnbäddar uppbyggda på exakt samma sätt och går inte att separera ur konstruktionssynpunkt. Funktionen kan däremot skilja sig åt. Ett biofilter har som huvudmål att rena vattnet. Regnbäddar renar också vattnet, men har även en fördröjande och en estetisk funktion. Eftersom man idag eftersträvar »allt-i-ett-lösningar«, där estetiska, såväl som biologiska, ekologiska och pedagogiska funktioner inkorporeras i en och samma enhet, har skillnaderna mellan biofilter och regnbäddar mer eller mindre suddats ut och har idag väldigt liten praktisk betydelse.
Källa: Kent Fridell, Institutionen för landskapsarkitektur, planering och förvaltning, SLU.
