Mats Sandberg: – Räcker luften i våra städer?

Mats Sandberg

Luftföroreningarna i våra städer har flyttat ner från höga skorstenar till marknivå och behöver vädras bort. Frågan är om luften räcker till för att späda ut föroreningarna till tillräckligt låga nivåer, säger Mats Sandberg, professor i inomhusmiljö vid Högskolan i Gävle.

Ett lock över staden

Byggnader fungerar som sköldar mot vinden och kan i sämsta fall åstadkomma ett lock över staden och göra så att föroreningar stannar i stället för att ventileras bort. Sådana effekter tas sällan i akt av stadsplanerare.

- Detta är mycket viktigt att ändra på, säger Mats Sandberg, professor med lång erfarenhet av ventilationsteknik.

Inflyttningen från landsbygden till städerna startade för flera hundra år sedan och ökade under industrialiseringen för drygt hundra år sedan. Idag bor fler människor i städerna än på landet. Det betyder att städerna hela tiden växer, på bredden och på höjden.

Förtätningen ger sämre luft

Förutom det avsevärda problemet att de största städerna generellt äter upp jordens bördigaste mark då städerna ofta ligger vid flodutlopp och det helt enkelt är billigast att bygga där, kan förtätningen vara en fara för vår hälsa genom att ge sämre luft.

– Alltför få stadsplanerare tar med detta i beräkningen, säger professor Mats Sandberg som gjort egna experiment och beräkningar på vad stadsförtätningen innebär för luftkvaliteten och dessutom kommit med förslag på hur problemet ska kunna lösas.

Bilen förorenar mest

Bilar i stadstrafik

Tidigare kom luftföroreningarna främst från koleldning och röken leddes ut med höga fabrikskorstenar. I dag har sådana utsläpp på olika sätt minskats i stora delar av världen. Men utsläppen har i dag ändrat karaktär och kräver därmed andra åtgärder.

– Den dominerande föroreningen som vi ser idag kommer från biltrafiken och det innebär att föroreningarna har flyttat ner från skotstenstopparna och nu finns på samma nivå som vi människor.

Även om det ju finns en gräns där blåsten påverkar livskvaliteten negativt är det just vinden som tar hand om och ventilerar bort föroreningarna. Men det sker inte alltid särskilt effektivt. Mats Sandberg har i mätningar vid HiG:s stora vindtunnel kunnat konstatera att städers planering påverkar ventilationseffekten högst väsentligt.

Byggnader blir motstånd för vinden

Drottningatan i Gävle

-Det handlar dels om hur byggnaderna i en stad är placerade i förhållande till varandra och dels hur tätt de står liksom även vilken höjd och bredd de har. Byggnaderna fungerar som motstånd för vinden och om motståndet blir för stort tar vinden en annan väg, till exempel över byggnaderna, på bekostnad av ventilation i marknivå och med försämrad luftkvalitet som följd.

Viktigt att nämna i sammanhanget är även att den luft som ventilerar våra bostäder också tas utifrån.

Städernas täthet räknas i mängden bebyggd markarea i förhållande till hela tomtarean. Vid noll procent bebyggelsetäthet är alltså marken obebyggd och vinden har fri passage.

Om man bygger för tätt

Bygger man riktigt tätt, över 50 procent, kan ett fenomen uppträda där luften börjar rotera i stället för flyttas bort. Då rör sig luften runt som ett hjul under ett ”lock” av luftflöde ovanför bebyggelsen och inget egentligt utbyte av luft sker. Tvärt om, istället för att den förorenade luften späds ut så kommer föroreningarna att hela tiden fyllas på.

- Det kallas för en recirkulationsbubbla och den luften håller riktigt dålig kvalitet, säger Mats Sandberg som påpekar att det inte är sjunkande syrehalt som sänker kvaliteten på luften utan mer giftiga föroreningar, partiklar från förbränningar och slitage från gummidäck och vägbanor. Därför är effekten av den dåliga luften sjukdomar och inte syrebrist.

I delar av Hongkong, en av de städer som stått modell för testerna i vindtunneln, är tätheten mer än 70 procent. Samma problem har uppmärksammats i Japan där man funderar på att införa gränser för hur tätt en stadsmiljö får bebyggas. Man pratar om en ”tio-regel”.

– Det betyder att luftflödet som omger byggnaderna bör vara tio gånger större än det luftflöde som ska ventilera byggnaderna inomhus. Det betyder samtidigt att koncentrationen av föroreningar i uteluften ska vara tio gånger lägre än den tillåtna föroreningen i luften inomhus.

Variation

Stadsbild Gävle

Till stor del är problemet med dålig luftgenomströmning i stora städer redan inbyggt. Men när man planerar nya bostadsområden, och även nya städer, har Mats Sandberg lösningar. En av de viktigaste heter variation.

– Varierande hushöjder och gatubredder är bra. Gatunätverket kan ses som ett flödesnätverk där luft strömmar längs gatorna och där gator av olika bredd möts i korsningar skapas vertikala, uppåtgående, luftströmmar som tar med sig föroreningar och i sin tur drar in ny luft från sidorna.

Ett nyckelord i sammanhanget är turbulens, ett ord som vanligen ses som något negativt, men i ventilationshänseende är det något ytterst positivt. Det innebär att oregelbundna rörelser cirkulerar luften och därmed föroreningarna mer än regelbundna rörelser. Variation av byggnadshöjder och oregelbundenheter i planering av hus och trafikleder, kan skapa eller öka denna turbulens. Man kan jämföra med när man rör upp damm från golvet där hemma. Större damm kräver annan luftmängd än mindre. Turbulenta luftrörelser har effekt på många olika sorters damm.

– Turbulensen lyfter upp föroreningar alstrade av trafiken från marken eller gaturummet och skickar dem uppåt till ovanför staden där den lättare ventileras bort av de vågräta och snabbare vindarna.

Att jobba med vindmiljön

Stadsplanerare och även arkitekter har en väsentlig roll att spela i fråga om städers luftkvalitet. Och det sker alltför sällan, menar Mats Sandberg.

– Just det här med vindmiljö är inget som man jobbar med i Sverige. Förr tänkte man att det fanns oändligt med luft att späda ut föroreningarna från skorstenarna med. Men nu när föroreningarna flyttat ner till marken kan man inte tänka så. Alla byggnader tillsammans utgör en sammanhållen kropp för luften som hindras från att tränga in i staden och späda ut föroreningarna.

Man kan inte längre använda gamla tumregler utan man måste mäta sig fram till var motståndet finns och även hur man ska mäta det för att få rätt siffror.

- Till exempel kan man inte mäta luftflöden helt intill husväggar, varken inne eller ute. Det är viktigt för placering av givare. Vidare så har ventilationsmätningar inomhus och utomhus likheter. Man kan utvärdera ventilation av städer med samma metoder som man mäter ventilation i byggnader. Det går vidare till exempel att ta fram siffror på hur ventilationsluft fördelas genom att mäta luftens ålderfördelning.

För Gävles del är inte läget dramatiskt, staden är inte särskilt tätt bebyggd.

– Däremot är det ungefär samma höjd på husen vilket kan vara orsak till dålig lufttransport i gatunivå på grund av sämre turbulens. Det är ändå en bra idé att bygga en Gävlemodell i vindtunneln för att se hur det förhåller sig.

Man kan invända att det väl beror på från vilket håll det blåser hur staden ska vara planerad för att minska luftmotståndet. Men faktum är att städer har en övervägande vinriktning över tid och det kan vara en god idé att planera nya bostadsområden med tanke på detta. Men det sker alltså alltför sällan, menar professor Mats Sandberg.

 

För mer information, v v kontakta:
Mats Sandberg professor i inomhusmiljö vid Högskolan i Gävle
Telefon: 026-64 81 39, 070-554 22 41
E-post: mats.sandberg@hig.se

 

Text och foto: Ove Wall