Een rechterhand voor klimaatadaptieve stadsplanning
Hittestress en luchtvervuiling teisteren steden steeds vaker. In een nieuw Horizon Europe project zullen onderzoekers een digital twin ontwikkelen die beleidsmakers ondersteunt bij het ontwerpen van veerkrachtige stedelijke gebieden die bestand zijn tegen het veranderende klimaat. Onderzoekers van de TU Delft en 18 andere partners ontvangen de Horizon Europe subsidie voor hun project UrbanAIR.
De tool moet een krachtig middel worden voor gemeenten en urban planners om wijken te ontwerpen die veilig, prettig en gezond zijn voor inwoners. “We maken een tool die straks als prototype echt bruikbaar is, zodat we als maatschappij adequaat kunnen reageren op het veranderende klimaat”, vertelt Femke Vossepoel, professor in Earth System Simulation en wetenschappelijk coördinator van UrbanAIR.
Door verschillende scenario’s te simuleren geeft de digital twin straks inzicht in bijvoorbeeld de wind die langs een hoog appartementencomplex raast, of hoeveel hittestress er zal ontstaan op bepaalde plekken in de stad. “Soms kan een net iets ander ontwerp van een gebouw, van het groen en de juiste materiaalkeuze een aanzienlijk verschil maken voor het comfort van de inwoners”, vertelt Clara García-Sanchéz, universitair docent Architecture and Built Environment.
Het modelleren van wind op lokaal en zelfs gevelniveau is van groot belang. Als het EWI-gebouw op de campus onder een iets andere hoek had gestaan had het windcomfort veel beter kunnen zijn.
Een divers en complex model
Het team zet in op drie aandachtsgebieden binnen de digital twin. “Dat maakt het project niet alleen uitdagend maar ook uniek”, vertelt Vossepoel. “Ten eerste brengen we modellen van de mondiale atmosfeer naar lokaal niveau. Ten tweede modelleren we het gedrag van burgers, en als derde evalueren we zowel menselijke als natuurlijke criteria in de stedelijke besluitvorming.” De digital twin die hiermee ontstaat kan verschillende scenario’s uitwerken en verschillende belangen afwegen op het gebied van financiën, milieu of sociale gelijkheid. Zo kan deze tool een rechterhand voor beleidsmakers worden.
Afgestemd op de inwoners
Vernieuwend is ook agent based modelling, waarin het gedrag van mensen wordt opgenomen. Wat doen zij als het heet is? Gaan ze naar het park? Naar een koel kantoor? De TU Delft loopt voorop in het ontwikkelen van simulatiemodellen van samenlevingen die uit duizenden individuele actoren bestaan. "De ambitie in UrbanAir is om dit naar een volgend niveau te brengen", leggen Amineh Ghorbani en Tatiana Filatova van de afdeling Multi Actor Systems uit. "We zullen klimaatveranderingsscenario's koppelen aan vragenlijsten onder inwoners om te onderzoeken wanneer en hoe zij hun gedrag aanpassen om om te gaan met hitte."
Metereologische modellen op straatniveau
Om het klimaat te modelleren zullen de onderzoekers vanuit een bestaande mondiale digital twin van de atmosfeer op aarde (Destination Earth) toewerken naar een model op veel kleinere schaal. “We maken een cascade van meteorologische modellen tot op stedelijk en zelfs straatniveau”, zegt Vossepoel. “Met sensoren in verschillende steden meten we heel lokaal temperatuur, wind en luchtvervuiling. Hier ligt een flinke uitdaging, want meten in de stad is lastig. We hebben relatief weinig metingen voor zo’n variabel gebied. Daarom gaan we experimenteren hoe we met data-assimilatie het maximale uit de beschikbare gegevens kunnen halen.”