Upload
others
View
6
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
TEULADES VERDES METODOLOGIA PER ÀNALISI COST
BENEFICI A NIVELL MUNICIPAL
Autora: Jara Forcadell Ortiz Màster Smart Cities 2013-2014
Tutor: Rodolfo de Castro Vila Universitat de Girona
• Introducció
– Definició, perqué enverdir teulades, avantatges...
• La metodologia
– Anàlisi dels avantatges
– Polítiques de promoció
– Model i resultats
• Conclusions
ÍNDEX
INTRODUCCIÓ
“Una TEULADA VERDA és una capa vegetal instal·lada al damunt d’una estructura artificial.”
- Teulada verda extensiva
- Teulada verda intensiva
INTRODUCCIÓ
PERQUÈ ENVERDIR LES TEULADES?
LES CIUTATS S’ENFRONTEN A NOMBROSOS PROBLEMES…
PERQUÈ ENVERDIR LES TEULADES?
INFRAESCTRUCTURA VERDA
LES CIUTATS S’ENFRONTEN A NOMBROSOS PROBLEMES…
Les teulades són el 40-50% de les superfícies impermeables en àrees urbanes. Això fa que tinguin un potencial enorme per ubicar-hi infraestructura verda.
PERQUÈ ENVERDIR LES TEULADES?
INFRAESCTRUCTURA VERDA
LES CIUTATS S’ENFRONTEN A NOMBROSOS PROBLEMES…
• Gestió de l’aigua de pluja
• Reducció effecte illa de calor urbana
• Absorció de CO2 i millora de la qualitat de l’aire METABOLISME URBÀ
• Millor rendiment tèrmic: major eficiència energètica
• Esmorteïment del soroll
• Major durada de l’aillament de la teulada EDIFICI
• Creació i conservació d’habitats naturals i biodivesitat.
• Explotació d’un espai en desús: com a jardí, hort urbà, espai públic verd…
• Contribució als espais verds urbans
ALTRES
AVANTATGES DE LES TEULADES VERDES
Tot i aportar un ampli ventall d’avantatges tant mediambientals, socials com econòmics, no hi ha encara a dia d’avui moltes teulades verdes.
2
Donat que poden aportar avantatges al ecosistema urbà en general, podria ser beneficiós per a un ajuntament promocionar aquesta tecnologia.
Una METODOLOGIA per avaluar
- Estalvis econòmics gràcies a les teulades verdes
- Costs de promoure’n la implementació
Per trobar períodes de retorn de la inversió adecuats.
METODOLOGIA
1. Identificar avantatges que la implementació de teulades verdes pot
tenir per la ciutat.
2. Quantificar els efectes identificats i els estalvis econòmics que poden
reportar al municipi.
3. Estudiar quines polítiques es poden aplicar per encoratjar la
implementació de teulades verdes i quin cost tindrien.
4. Sintetitzar tota aquesta informació en un model que permeti avaluar els
resultats per diferents escenaris de implementació.
Finalment, el municipi esta preparat per prendre decisions informades al
respecte de la implementació de teulades verdes.
METODOLOGIA
1. Identificar avantatges per la ciutat
AVANTATGE 1: GESTIÓ DE L’AIGUA DE PLUJA AVANTATGE 2: MITIGACIÓ EFECTE ILLA DE CALOR URBANA AVANTATGE 3: ABSORCIÓ CO2
2. Quantificar efectes i estalvis econòmics
AVANTATGE 1: GESTIÓ DE L’AIGUA DE PLUJA
EL PROBLEMA A GIRONA ÉS…
AVANTATGE 1: GESTIÓ DE L’AIGUA DE PLUJA
Durant algunes episodis de pluja, l’excés de volum a la xarxa de sanejament provoca vessaments al riu Onyar.
SOLUCIÓ CONVENCIONAL:
SOLUCIÓ ALTERNATIVA:
Tancs de tempesta
Infraestructura permeable - Basses - Canals oberts - Teulades verdes
QUE PASSA EN UNA TEULADA VERDA QUAN PLOU…
AVANTATGE 1: GESTIÓ DE L’AIGUA DE PLUJA
REDUCCIÓ DEL VOLUM ANUAL D’ESCORRENTIA
D’AIGÜES PLUVIALS
REDUCCIÓ DEL VOLUM D’AIGUA QUE CIRCULA PER LA XARXA DE SANEJAMENT I QUE ARRIBA A LES PLANTES
DE TRACTAMENT
REDUCCIÓ DEL VOLUM D’ESCORRENTIA EN ELS
EPISODIS PUNTUALS
ESMORTEÏEMENT DELS PICS
D’ESCORRENTIA
REDUCCIÓ DEL NOMBRE I MIDA DE TANCS DE
TEMPESTA NECESSARIS
L’EFECTE DE LES TEULADES VERDES
AVANTATGE 1: GESTIÓ DE L’AIGUA DE PLUJA
SUPÒSITS
RETENCIÓ DE LA PLUJA
Optimistic 70%
Pessimistic 50%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Mentens et al2006
Moran et al 2004 Van Woert et al2005
Stovin et al 2012
Re
ten
ció
d’a
igu
a d
e p
luja
Gruix substrat (mm) Capacitat màxima de
retenció (mm)
Stovin et al 2012 80 20
VanWoert et al 2005 25 8.5
Moran et al 2004 100 15
Palla et al 2008 200 40
CAPACITAT MÀXIMA
DE RETENCIÓ
Optimistic 20
Pessimistic 10
Volum per episodi
Volum anual
AVANTATGE 1: GESTIÓ DE L’AIGUA DE PLUJA
Annual cost
Treatment plant
operation 2.625.000 €
Sewage system
maintenance 600.000 €
S’ha estimat que els costos són proporcionals al volum d’aiga que entra o passa el sistema en cada cas.
Volum anual
𝑎𝑖𝑔𝑢𝑎 𝑟𝑒𝑡𝑖𝑛𝑔𝑢𝑑𝑎 𝑚3 = 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑡𝑒𝑢𝑙𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑣𝑒𝑟𝑑𝑒𝑠 𝑚2 • 𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑡𝑎𝑡 𝑚à𝑥. 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖ó 𝑑𝑚3
𝑚2 •
1𝑚3
1000𝑑𝑚3
𝑎𝑖𝑔𝑢𝑎 𝑟𝑒𝑡𝑖𝑛𝑔𝑢𝑑𝑎 𝑝𝑒𝑟 𝑙𝑒𝑠 𝑡𝑒𝑢𝑙𝑎𝑑𝑒𝑠(𝑚3)
𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑡𝑎𝑡 𝑑′𝑢𝑛 𝑡𝑎𝑛𝑐 (400𝑚3/𝑡𝑎𝑛𝑘)= 𝑛𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑡𝑎𝑛𝑐𝑠
S’ha considerat que l’avantatge econòmic que aporta l’enverdiment de teulades es que la ciutat no haurà de construir tants, o fins i tot cap, tancs de tempesta.
Note. Adapted from “Pressupost de despeses exercici 2014. Classificació per programes.” by Ajuntament de Girona, 2014.
CONSIDERACIONS ECONÒMIQUES
AVANTATGE 1: GESTIÓ DE L’AIGUA DE PLUJA
Volum per episodi
AVANTATGE 2: MITIGACIÓ DE L’ILLA DE CALOR URBANA
EL PROBLEMA A GIRONA ÉS…
De mitjana, el centre de Girona té una temperatura 6ºC superior a la rodalia.
AVANTATGE 2: MITIGACIÓ ILLA DE CALOR URBANA
La diferència de temperatures acostuma a ser major durant la nit, i també més aguda a l’hivern.
Font:El Punt Avui. (2014, May 6)
Font: (United States Environmental Protection Agency, 2008).
AVANTATGE 2: MITIGACIÓ ILLA DE CALOR URBANA
L’efecte illa de calor urbana és l’increment de la temperatura dins les zones urbanes respecte la temperatura a les zones rurals de la perifèria.
• Ombra
• Evapotranspiració Escassa vegetació
• Reflactància solar o albedo.
• Capacitat calorífica Propietats dels
materials urbans
• Corrents d’aire
• Absorpció d’energia
• Habilitat de retornar la radiació d’ona llarga cap a l’espai
Geometria urbana
CAUSES DE L’ILLA DE CALOR
AVANTATGE 2: MITIGACIÓ ILLA DE CALOR URBANA
• Ombra
• Evapotranspiració Escassa vegetació
• Reflectància solar o albedo.
• Capacitat calorífica Propietats dels
materials urbans
• Corrents d’aire
• Absorpció d’energia
• Habilitat de retornar la radiació d’ona llarga cap a l’espai
Geometria urbana
EFFECTE DE LES TEULADES VERDES
Restaurar permeabilitat de la la ciutat
Augmentar l’albedo de les
teulades
AVANTATGE 2: MITIGACIÓ ILLA DE CALOR URBANA
City Reduction of
UIH effect
Banting et al., 2005 Toronto On low-rise buildings with low slope and flat roofs
of areas greater than 350 m2. City wide strategy. 0.5 – 2 ºC
Chen et al., 2013 Melbourne 50% of rooftops of Melbourne’s Central Business
District 0.7 ºC
Reduction of UIH effect
per 50%
implementation
ºC /percentage of
implementation
Optimistic
scenario 0.8º C 0.016 ºC
Pessimistic
scenario 0.4 ºC 0.008 ºC
Reduction of UIH effect
per 50%
implementation
per 70%
implementation
per 30%
implementation
Optimistic
scenario 0.8º C 1.12ºC 0.48 ºC
Pessimistic
scenario 0.4 ºC 0.56 ºC 0.24ºC
AVANTATGE 2: MITIGACIÓ ILLA DE CALOR URBANA
SUPÒSITS
AVANTATGE 3: ABSORCIÓ DE CO2
AVANTATGE 3: ABSORCIÓ DE CO2
EL CONTEXT A GIRONA ÉS…
Des de l’any 2008, Girona forma part del Pacte d’Alcaldes i té, per tant, el compromís de reduir un 20% les seves emissions de CO2 per al 2020.
Com moltes ciutats arreu del món, Girona treballa per reduïr l’impacte sobre el clima i el mediambient.
EL CICLE DEL CARBONI A LES TEULADES VERDES
AVANTATGE 3: ABSORCIÓ DE CO2
Les teulades verdes poden segrestar carboni a les plantes i al substrat.
CONSIDERACIONS ECONÒMIQUES Dates Estim. costs Estim. CO2 savings Estim. cost
start - end € t/year €/tCO2
Municipal buildings, equipment, facilities
1. Increase energy efficiency of municipal buildings and facilities 2011‐2020 1,992,000 90 22133
2. Actions on education facilities 2009‐2020 795,849 208 3826
3. Installation of thermo solar panels for sanitary hot water 2011‐2015 451,521 148 3051
Residential buildings
1. Application of energy efficiency regulation for residential buildings 2011‐2020 104,000,000 20,872 4983
2. Awareness campaign regarding energy efficiency at home. 2011‐2020 200,000 12,446 16
Local electricity production: photovoltaic
1. Promotion of solar energy exploitation systems 2011‐2020 7,085,936 797 8891
AVERAGE VALUE OF CO2 SAVINGS 5188
Annual carbon savings
Value from literature 889.5gC/m2
Optimistic value 890 gC/m2
Pessimistic value 750 gC/m2
SUPÒSITS AVANTATGE 3: ABSORCIÓ DE CO2
Source: Compiled from (Ajuntament de Girona, 2011).
3. Polítiques de promoció
Mesures financeres indirectes
Mesures financeres directes
Measures regulatòries
Fer que en alguns casos la instal·lació de teulada verda
sigui obligatori.
Incentius econòmics per cobrir parcialment els costos de
instal·lació de les teulades verdes.
Promouen l’ús d’un grup general d’eines o tecnologies
beneficioses per al medi ambient.
MESURES PER PROMOURE LES TEULADES VERDES
CIUTAT MESURES FINANCERES
INDIRECTES
MESURES FINANCERES
DIRECTES
MESURES
REGULATÒRIES FASE
NEW YORK - Exempció de taxes - Inicial
TORONTO - Programa d’incentius Llei: obligatori per
edificis d’obra nova Intermèdia
MÜNSTER Taxa aigua de pluja Programa d’incentius a
nivell regional - Molt avançat
EXEMPLES DE CIUTATS QUE JA APLIQUEN POLÍTIQUES DE PROMOCIÓ
Per m2
PROGRAMA D’INCENTIUS 15 €
POLÍTIQUES DE PROMOCIÓ QUE ES PODRIEN APLICAR A LA CIUTAT DE GIRONA
MESURES INDIRECTES: Reducció de taxes municipals
MESURES DIRECTES: Programa d’ajuts econòmics a la instal·lació
- Taxa pel servei de clavegueram: 50% de descompte per als propietaris d’edifics que tinguin una teulada verda que compleixi amb els requisits de l’Ajuntament de Girona.
- - Impost sobre construccions, instal·lacions i obres: 95% de descompte per obres per instal·lar una teulada verda que compleixi amb els requisits de l’Ajuntament de Girona.
4. Sintetitzar-ho tot en un MODEL
PARAMETERS ASSUMPTIONS
ABOUT THE CITY
Area to be simulated m2 7057753 Maximum retention capacity optimistic sce. mm 20
Ratio roof / urban area m2/m2 0.40 pesimistic sce. mm 10
Potential roof space to be greened m2 2823101.20
Annual rainfall retention optimistic sce. % 70%
CLIMATE pesimistic sce. % 50%
Annual rainfall mm 748.9
Average temperatire increase (UHI) ºC 6 CO2 reduction optimistic sce. gC/m2 890
pesimistic sce. gC/m2 750
SEWAGE SYSTEM
Annual volume entering sewage system m3 13423826.87 UIH optimistic sce. ºC / % implem. 0.016
pesimistic scen. ºC / % implem. 0.008
SCENARIOS
High implementation % 70%
Low implementation % 30%
ECONOMIC CONSIDERATIONS
POLICY APPLIED
Incentive program €/m2 15
Value of CO2 savings €/tCO2 5188
Annual operation cost of the treatment plant € 2625000
Annual operation cost of the sewage system € 6000
Cost of a 400m3 stormwater tank € 250000
EL MODEL
Roof area
Scope of the case study
Sample areas
GREEN ROOFSMETHODOLOGY FOR COST BENEFITANALYSIS AT MUNICIPAL SCOPE
CASE STUDY GIRONA
AREA OF STUDY
1 01/09/14
1:6000 JARA FORCADELL
PARAMETERS ASSUMPTIONS
ABOUT THE CITY
Area to be simulated m2 7057753 Maximum retention capacity optimistic sce. mm 20
Ratio roof / urban area m2/m2 0.40 pesimistic sce. mm 10
Potential roof space to be greened m2 2823101.20
Annual rainfall retention optimistic sce. % 70%
CLIMATE pesimistic sce. % 50%
Annual rainfall mm 748.9
Average temperatire increase (UHI) ºC 6 CO2 reduction optimistic sce. gC/m2 890
pesimistic sce. gC/m2 750
SEWAGE SYSTEM
Annual volume entering sewage system m3 13423826.87 UIH optimistic sce. ºC / % implem. 0.016
pesimistic scen. ºC / % implem. 0.008
SCENARIOS
High implementation % 70%
Low implementation % 30%
ECONOMIC CONSIDERATIONS
POLICY APPLIED
Incentive program €/m2 15
Value of CO2 savings €/tCO2 5188
Annual operation cost of the treatment plant € 2625000
Annual operation cost of the sewage system € 6000
Cost of a 400m3 stormwater tank € 250000
EL MODEL
HIGH IMPLEMENTATION LOW IMPLEMENTATION
RESULTS OPTIMISTIC SCENARIO
PESIMISTIC SCENARIO
OPTIMISTIC SCENARIO
PESIMISTIC SCENARIO
GREENED ROOF AREA m2 1976170.84 846930.36
CITY COOLING Reduction of the UHI efffect ºC 0.01 0.01 0.00 0.00
CO2 EMISSIONS CO2 absorved tC 1758.79 1482.13 753.77 635.20
Economic savings thanks to CO2 absorption €/year 9124613.14 7689280.74 3910548.49 3295406.03
STORMWATER MANAGEMENT Annual runoff savings m3 1035968.04 739977.17 443986.30 317133.07
% reduction of water entering the sewage system m3/m3 8% 6% 3% 2%
Economic savings due to annual runoff reduction €/year 203044.33 145031.66 87019.00 62156.43
Effect of green roofs in equivalency to stormwater tanks nº tanks 98.81 49.40 42.35 21.17
Economic savings due to even-based issues € 24702135.50 12351067.75 10586629.50 5293314.75
COSTS For the municipality (through incentive programs) millions of € 29.64 12.70
SAVINGS Annual savings for the municipality millions of € 9.33 7.83 4.00 3.36
Punctual savings for the municipality 24.70 12.35 10.59 5.29
ROI years 0.53 2.21 0.53 2.21
Savings during green roofs lifes of 20 years millions of € 211.26 169.04 90.54 72.44
RESULTS HIGH
IMPLEMENTATION LOW
IMPLEMENTATION
GREENED ROOF AREA m2 1976170.84 846930.36
CITY COOLING Reduction of the UHI effect ºC 0.01 0.00
CO2 EMISSIONS CO2 absorbed tC 1620.46 694.48
Economic savings thanks to CO2 absorption €/year 8406946.94 3602977.26
STORMWATER MANAGEMENT Annual runoff savings m3 887972.61 380559.69
% reduction of water entering the sewage system m3/m3 7% 3%
Economic savings due to annual runoff reduction €/year 174038.00 74587.71
Effect of green roofs in equivalency to stormwater tanks nº tanks 10.00 10.00
Economic savings due to even-based issues € 2500000.00 2500000.00
COSTS For the municipality (through incentive programs) millions of € 14.82 6.35
SAVINGS Annual savings for the municipality millions of € 8.58 3.68
Punctual savings for the municipality millions of € 2.50 2.50
ROI years 3.19 2.80
Savings during green roofs lifes of 20 years millions of € 174.12 76.05
• La promoció de les teulades verdes a nivell municipal pot ser econòmicament sostenible per a l’Ajuntament de Girona.
• La instal·lació de teulades verdes podria mitigar alguns dels problemes mediambientals de la ciutat.
CONCLUSIONS
MOLTES GRÀCIES PER LA
VOSTRE ATENCIÓ
Autora: Jara Forcadell Ortiz Màster Smart Cities 2013-2014
Tutor: Rodolfo de Castro Vila Universitat de Girona