CitySports- klimaatadaptieve kunstgrasvelden

Steden hebben te kampen met uitdagingen als verregaande stedelijke verdichting en klimaatverandering. Daarom moet elke plek meerdere functies kunnen vervullen zodat de stad gezond en leefbaar blijft. Met het project CitySports is een innovatieve oplossing gevonden waardoor sportvelden van kunstgras kunnen bijdragen aan waterberging en het tegengaan van hittestress.

Probleemschets en projectidee

Kunstgrasvelden in de stad rukken op. Vergeleken met natuurgrasvelden hebben ze een aantal voordelen: kunstgras is intensief bespeelbaar, hoeft niet of nauwelijks te worden beregend en maaien is overbodig. Nadelen zijn er ook. Regenwater stroomt snel weg naar oppervlaktewater of riolering, inclusief uitspoelende stoffen en microplastics. Hierdoor kan wateroverlast toenemen en de waterkwaliteit verslechteren. Verder zijn kunstgrasvelden in de volle zon vanwege hoogoplopende temperaturen (>50°C) niet prettig bespeelbaar en versterken zij het Urban Heat Island-effect. Koelen door beregenen (verdamping) werkt maar kort, vraagt (grote) hoeveelheden water en brengt vooral bij gebruik van oppervlaktewater gezondheidsrisico’s met zich mee door mogelijke besmette aerosolen. Ook geeft beregening met oppervlaktewater ongewenste algen- en bacteriegroei in de kunstgrasmatten. Een oplossing is nodig voor zowel de opwarming van het veld als de negatieve effecten van afspoeling en gebrek aan berging.

Uitdaging

Een technische oplossing is getest waarmee infiltrerend regenwater tijdelijk wordt opgeslagen in een holle fundering, direct onder het maaiveld. Via capillaire werking wordt dit water teruggevoerd naar het oppervlak voor verdamping voor koeling van het veld.

Belangrijkste uitdaging is het ontwikkelen en testen van een methode om water vanuit de holle funderingslaag terug te voeren naar de top van de kunstgrasmat. Dit mag bijvoorbeeld niet ten koste gaan van de bespeelbaarheid en ook niet leiden tot (extreme) groei van bacteriën en algen in de kunstgrasmat.

Uitvoering

Het systeem is op verschillende schalen getest. Allereerst is in een labexperiment bepaald wat de beste combinatie van type kunstgrasmat, shockpad en infill is om te kunnen verdampen. Vervolgens zijn op het Marineterrein in Amsterdam proefvlakken van 5mx5m aangelegd met verschillende grasmatten. Daarnaast is bij voetbalclub VVA/Spartaan (Laan van Spartaan) een capillair geïrrigeerd trainingsveld aangelegd.

Bij zowel de proefvlakken als het trainingsveld zijn meerdere sensoren geplaatst. Daarmee zijn onder andere verschillen in oppervlaktetemperatuur en meteorologische condities gemeten. Op het trainingsveld zijn ook de sporttechnische eigenschappen gekeurd, direct na aanleg en na een jaar bespeling. Ook is hier een watermanagementsysteem geïnstalleerd met als doel om een optimum te vinden tussen vasthouden, afvoeren en eventueel aanvullen van water voor een adequate verdamping.

Resultaten

Uit de experimenten blijkt het mogelijk om met het ontwikkelde systeem door kunstgras water te laten verdampen. In het laboratorium lag de verdamping op 3 mm/d, op de proefvelden werd een verdampingsflux gemeten van 4 mm/d. Op het Marineterrein lag de oppervlaktetemperatuur van het conventionele kunstgras op meerdere dagen boven de 50°C, terwijl de temperatuur van gekoelde kunstgrasvelden in die gevallen vergelijkbaar was met natuurgras. Ook de luchttemperatuur boven het conventionele kunstgras op het Marineterrein was hoger dan boven de gekoelde velden; een temperatuurverhoging die vooral ’s nachts lang blijft hangen.

Het temperatuurverschil was minder groot bij Laan van Spartaan. Daar zorgde de kurk-infill van het bestaande kunstgrasveld ervoor dat dit langzamer opwarmt dan op het Marineterrein, waar een zwart rubberen-infill is gebruikt. Op warme dagen met veel straling was het gekoelde veld bij VVA/Spartaan 5 tot 10°C koeler dan het conventionele veld.

Regenwater kon op de proefvlakken van het Marineterrein effectief in het systeem worden vastgehouden en beschikbaar gemaakt voor verdamping. In de zomer van 2020 bedroeg de waterberging in het gekoelde veld 83,8%, de verdamping was 69,9%. Dit ligt vele malen hoger dan de 13,8% van de totale neerslag die in het conventionele veld werd vastgehouden en verdampt. Hoe het systeem zich bij Laan van Spartaan qua verdamping gedraagt, kon door problemen met sensoren en vermoedelijke lekkage niet worden bepaald.

Met de 85mm hoge Permavoid funderingslaag onder het kunstgrasveld is het potentieel mogelijk om te voldoen aan de gemeentelijk eisen voor waterberging (60mm vóór 2022, 70mm vanaf 25 maart 2022). Tijdens de proefperiode kon dit helaas nog niet worden gerealiseerd, omdat hiervoor een actieve (weersafhankelijke) sturing van het systeem noodzakelijk is, met afwegingen tussen het belang van koeling en waterberging. Ook moet de onderaansluiting van de waterbuffer technisch worden aangepast zodat de buffer voldoende leeg kan lopen.

Het gekoelde veld bij Laan van Spartaan voldeed bij beide keuringsmomenten goed aan de sporttechnische eisen voor veilig gebruik. Na een jaar bespelen was alleen de verticale balstuit iets te laag en de stroefheid te hoog voor de gangbare eisen ten aanzien van kunstgras speelvelden. De gevonden waarden sluiten meer aan bij een iets vochtig natuurgrasveld.

Op het Marineterrein is in de gekoelde proefveldjes plantengroei ontstaan, ook is algen/bacteriegroei zichtbaar. Belangrijke kanttekening hierbij is dat deze veldjes niet betreden zijn gedurende de meetperiode en er was veel inwaai van stof uit de omliggende onverharde omgeving. Volgens de afdeling Sport en Bos (Gemeente Amsterdam) is plantgroei in kunstgrasvelden met een zand-infill (net als de geteste systemen) normaal als de velden niet bespeeld worden. Bij Laan van Spartaan is alleen in de randen bij de hekken beperkte plantengroei zichtbaar. Op de bespeelde delen is dit niet het geval. Qua micro-organismen is de groei hiervan in de infills van de capillair geïrrigeerde velden aanzienlijk lager dan in de SBR rubber-infill van het conventionele grasveld. In de waterbergingslaag van het systeem is het aannemelijk dat zich een biofilm kan ontwikkelen, zo blijkt uit de gemeten groeipotentie. Ondanks het risico op groei van opportunistische pathogenen is de kans dat sporters hieraan worden blootgesteld zeer klein. Bij ander gebruik van het water (sproeien/speelwater) is het daarom en door fecale belasting – bijvoorbeeld door vogels – aan te bevelen om een desinfectiestap toe te voegen.